單片機課程設(shè)計---公交車自動報站系統(tǒng)

1、 王亞洲公交報站湖北理工學院公交車自動報站系統(tǒng)課程設(shè)計報告指導老師: 胡老師學生: 王亞洲目錄公交車自動報站系統(tǒng)11 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)12該系統(tǒng)要實現(xiàn)的任務(wù)13該系統(tǒng)的I/O分配24該系統(tǒng)硬件設(shè)計的選擇與討論25總的原理圖&流程圖76程序清單97仿真結(jié)果11公交車自動報站系統(tǒng)1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)總體結(jié)構(gòu)是:Ø 車外由TWH630芯片構(gòu)成的兩個站內(nèi)調(diào)頻發(fā)射模塊。Ø 車內(nèi)由TWH631構(gòu)成的兩個解調(diào)接收模塊，以及速度傳感器，下車呼叫按鈕，手動報站干預按鈕。一起給51單片機提供開關(guān)量信號。然后單片輸出開關(guān)量的信號控制開關(guān)門電路、上下車呼叫指示燈、ISD4004發(fā)語音。2該系統(tǒng)要實

2、現(xiàn)的任務(wù)Ø 在剛公交車進入某站時報出該站的名稱，提醒乘客下車。Ø 在離開該站時能預報出下一站的名稱，以便乘客做準備。Ø 在行駛途中，若有乘客在下一站下車，他可以按下下車呼叫按鈕，則相應(yīng)的有燈點亮顯示在駕駛位前。到達該站且車停穩(wěn)后，車的后門能自動打開。Ø 若在站內(nèi)有乘客要上車，則可以在看到車快來的時候，按下站里面的呼叫按鈕，此時應(yīng)有相應(yīng)的燈在駕駛位前點亮。當車在該站停穩(wěn)后，車的前門能自動打開。Ø 如果車在站內(nèi)是停穩(wěn)的狀態(tài)，則司機能夠通過按鈕控制前后門的隨意開關(guān)。Ø 若在車啟動時，車的前門或后門有未關(guān)的情況，則門能自動關(guān)上。Ø

3、如果某站的調(diào)頻發(fā)射模塊壞了，車不能自動報站，則司機能夠通過手動干預按鈕使車報站。3該系統(tǒng)的I/O分配輸入 輸出 2013年5月30日 12² P1.0：手動干預報站按鈕² P1.1：下車呼叫按鈕² P1.2：上車呼叫按鈕² P1.3：車站定位的解調(diào)接收模塊² P1.4：速度傳感器² P2.3：前門未關(guān)信號² P2.4：后門未關(guān)信號² P1.5：語音報站輸出² P1.6：下車呼叫指示燈² P1.7：上車呼叫指示燈² P2.0：前門開關(guān)控制² P2.1：后門開關(guān)控制²

4、P2.2：語音站復位（說明：int0和int1即p2.2和p3.3的中斷信號由車站定位取反給定）4該系統(tǒng)硬件設(shè)計的選擇與討論Ø 主芯片的選擇為AT89C51，因為該系統(tǒng)并不復雜，只有7個開關(guān)量輸入和6個開關(guān)量輸出。所以不需要太復雜的芯片。Ø 輸入輸出的管腳的選擇主要是P2和P3，沒有選擇P0是因為它需要上拉電阻，這樣有利于電路的簡化。Ø 關(guān)于公交的定位選擇，我們有很多種方法。比如說，GPRS全球定位系統(tǒng)以及一些無線模塊和視頻圖像處理系統(tǒng)。首先討論GPRS，如果用GPRS的話，每一個車都必須加一個GPRS定位儀，而且還能夠和單片機通信，告訴單片機到某一站，這種儀器一

5、般都是好幾萬一臺，故成本太高不宜使用。再討論無線模塊吧，無線模塊可以由紅外線、超聲波、無線電來充當。紅外線由于它的衍射性不好，不能被遮擋，易受干擾，發(fā)射距離非常有限，故不選用。超聲波和紅外線一樣衍射性稍微好一點，但仍不能滿足我們的要求。無線電衍射性非常好，幾乎不受遮擋，發(fā)射增益高時，能夠覆蓋幾公里。電視臺的信號就是一個很好的例子，所以可以考慮使用。視頻圖像處理系統(tǒng)就是通過攝像頭拍下公交車車牌，識別出是那一路公交車，這樣做的成本比GPRS 只高不低。Ø 既定公交的定位為無線電模塊，通過大量選擇發(fā)現(xiàn)TWH630和TWH631組成的無線電調(diào)頻發(fā)射模塊的電路簡單且信號穩(wěn)定可靠。收發(fā)距離在30

6、米以內(nèi)都能可靠出發(fā)。我們把它的距離校定為10米出發(fā)，發(fā)射模塊的調(diào)制頻率為1000Hz。調(diào)節(jié)接收模塊的可調(diào)電阻Rp使其中心頻率也為1000Hz。其發(fā)射電路如下圖所示，只需要一個NE555芯片，三個電阻，一個電容，外加其本身的發(fā)射芯片即可。而其接收電路也是非常簡單的。也是只要兩塊芯片就夠了，所以其成本合起來大約只要三十元就夠了。（上位發(fā)射電路）（上位解調(diào)接收電路）Ø 上車呼叫按鈕按下之后松開，需要加一個延時，這樣設(shè)計是因為手松的話，上車呼叫的調(diào)頻發(fā)射也會停止。這樣有可能車還沒有進入也就沒有收到信號。這時只能由乘客一直按著，顯然不方便，所以加此設(shè)計，延遲時間大約為2030秒。其實還有另外一

7、個設(shè)計也可以，那就是車還沒來的時候，乘客就可以按下按鈕。這個動作將會被保持下來，讓調(diào)頻發(fā)射模塊一直發(fā)送，直到車來停穩(wěn)，打開前門才消掉。但這樣存在一個問題，車站要知道這個撤消信號就必須在車上另加一個調(diào)頻發(fā)射，在車站也要加一個解調(diào)接收，故雖然這個設(shè)計能夠使乘客不必管車是否來了，就可以隨意地按呼叫。但是無故增加成本也不可取。（上圖為加延時后的調(diào)頻發(fā)射電路，繼電器的左部分為555延時電路，延時時間有變阻器調(diào)節(jié)）Ø 為什么要添加手動報站，這是因為公交車的無線電定位模塊若有損壞而未能及時更換，或者是發(fā)生特殊情況，公交路線發(fā)生臨時改道，這樣以上兩種情況都會讓公交在該報的時候不報，或有多余的幾站要報

8、，這樣就需要我們司機用手動干預報站按鈕來干預報站。Ø 上車呼叫指示燈和下車呼叫指示燈都應(yīng)設(shè)在司機的駕駛座前。這樣如果兩個燈都沒有亮，司機可以酌情考慮不予停車，直接開過去，這樣有利于公交系統(tǒng)的運作效率。如果把每站的亮燈情況和停車情況記錄下來，可以有效監(jiān)控司機無故甩人和不停車現(xiàn)象。Ø 對于車門的控制有專門的單片機控制和司機的手動控制，單片機的控制是給專門的前后門控制子電路一個低脈沖即可。司機的手動控制也是給低脈沖，前后門子電路完成如下功能的一個電路，它能在接到一個低脈沖后發(fā)出一個時長達三秒的高電平給開門或關(guān)門的氣動電磁閥，使氣動活塞推拉連桿開關(guān)門，同時它還能產(chǎn)生門的狀態(tài)信號。默

9、認最開始是關(guān)狀態(tài)，給一個低脈沖就會發(fā)生翻轉(zhuǎn)，故開門和關(guān)門的手動按鈕是一個按鈕。該子電路和其周圍器件的連接如下圖：下圖是子電路的后門部分的電路圖，它是JK觸發(fā)器的兩個輸出與555延時單路與后的結(jié)果去控制開關(guān)門。Ø 語言播報芯片是ISD404，在實際電路中能夠分條存儲分條播報的語音。通過特定的觸發(fā)使其一條一條地播報出來，但PROTEUS沒有該芯片，不好仿真。所以我自己畫了一個能夠完成類似功能的語音播報子電路，它只需要給一個低脈沖，即可播報語音。其語音子電路如下圖：下圖為語音子電路的內(nèi)部電路5總的原理圖&流程圖Ø 下圖為總的流程圖:Ø 下圖為每一站的原理圖:&#

10、216; 下圖為車上的原理圖6程序清單#include<reg51.h>sbit P1_0=P10;sbit P1_1=P11;sbit P1_2=P12;sbit P1_3=P13;sbit P1_4=P14;sbit P1_5=P15;sbit P1_6=P16;sbit P1_7=P17;sbit P2_0=P20;sbit P2_1=P21;sbit P2_2=P22;sbit P2_3=P23;sbit P2_4=P24;void open&close_q();void open&close_h();void rester(); /復位聲音芯片void s

11、peaker(); /報站void delay(); /延時50msint x0; /30句話之后復位void main() x0=0;EA=1; /開總中斷EX0=1; /開外部中斷0EX1=1; /開外部中斷1IT0=1; /下降沿觸發(fā)IT1=1; /下降沿觸發(fā)speaker();while(1)if(P1_4!=0) /車開了if(P2_3=0) /前門未關(guān)open&close_q();if(P2_4=0) /后門未關(guān)open&close_h(); if(P1_1=0) /下車呼叫 P1_6=0; /下車呼叫指示燈亮 if(P1_2=0) /上車呼叫 P1_7=0; /上

12、車呼叫指示燈亮 void jingru0() interrupt 0 /進入該站范圍speaker();if(P1_0=1) /如果不是手動報站while(P1_4) /未停穩(wěn) if(P1_1=0) /下車呼叫P1_6=0; /下車呼叫指示燈亮 if(P1_2=0) /上車呼叫P1_7=0; /上車呼叫指示燈亮 if(P1_6=0)open&close_h(); /開后門P1_6=1;if(P1_7=0)open&close_q(); /開前門P1_7=1;void likai() interrupt 2 speaker();void speaker()P1_5=0;delay();P1_5=1;x0+;if(x0