單片機(jī)課程設(shè)計(jì)---公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)

1、<p><b>　　公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)</b></p><p><b>　　1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)</b></p><p><b>　　總體結(jié)構(gòu)是:</b></p><p>　　車外由TWH630芯片構(gòu)成的兩個(gè)站內(nèi)調(diào)頻發(fā)射模塊。</p><p>　　車內(nèi)由TWH631構(gòu)成的

2、兩個(gè)解調(diào)接收模塊，以及速度傳感器，下車呼叫按鈕，手動(dòng)報(bào)站干預(yù)按鈕。一起給51單片機(jī)提供開(kāi)關(guān)量信號(hào)。然后單片輸出開(kāi)關(guān)量的信號(hào)控制開(kāi)關(guān)門電路、上下車呼叫指示燈、ISD4004發(fā)語(yǔ)音。</p><p>　　2該系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的任務(wù)</p><p>　　在剛公交車進(jìn)入某站時(shí)報(bào)出該站的名稱，提醒乘客下車。</p><p>　　在離開(kāi)該站時(shí)能預(yù)報(bào)出下一站的名稱，以便乘客做準(zhǔn)備。&l

3、t;/p><p>　　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(diǎn)亮顯示在駕駛位前。到達(dá)該站且車停穩(wěn)后，車的后門能自動(dòng)打開(kāi)。</p><p>　　若在站內(nèi)有乘客要上車，則可以在看到車快來(lái)的時(shí)候，按下站里面的呼叫按鈕，此時(shí)應(yīng)有相應(yīng)的燈在駕駛位前點(diǎn)亮。當(dāng)車在該站停穩(wěn)后，車的前門能自動(dòng)打開(kāi)。</p><p>　　如果車在站內(nèi)是停穩(wěn)的狀態(tài)，則司機(jī)能夠

4、通過(guò)按鈕控制前后門的隨意開(kāi)關(guān)。</p><p>　　若在車啟動(dòng)時(shí)，車的前門或后門有未關(guān)的情況，則門能自動(dòng)關(guān)上。</p><p>　　如果某站的調(diào)頻發(fā)射模塊壞了，車不能自動(dòng)報(bào)站，則司機(jī)能夠通過(guò)手動(dòng)干預(yù)按鈕使車報(bào)站。</p><p>　　3該系統(tǒng)的I/O分配</p><p>　　輸入

5、輸出 </p><p>　　P1.0：手動(dòng)干預(yù)報(bào)站按鈕</p><p>　　P1.1：下車呼叫按鈕</p><p>　　P1.2：上車呼叫按鈕</p><p>　　P1.3：車站定位的解調(diào)接收模塊</p><p>　　P1.4：速度傳感器</p><p>　　P2.3

6、：前門未關(guān)信號(hào)</p><p>　　P2.4：后門未關(guān)信號(hào)</p><p>　　P1.5：語(yǔ)音報(bào)站輸出</p><p>　　P1.6：下車呼叫指示燈</p><p>　　P1.7：上車呼叫指示燈</p><p>　　P2.0：前門開(kāi)關(guān)控制</p><p>　　P2.1：后門開(kāi)關(guān)控制</p&

7、gt;<p>　　P2.2：語(yǔ)音站復(fù)位</p><p>　?。ㄕf(shuō)明：int0和int1即p2.2和p3.3的中斷信號(hào)由車站定位取反給定）</p><p>　　4該系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的選擇與討論</p><p>　　主芯片的選擇為AT89C51，因?yàn)樵撓到y(tǒng)并不復(fù)雜，只有7個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入和6個(gè)開(kāi)關(guān)量輸出。所以不需要太復(fù)雜的芯片。</p><p&

8、gt;　　輸入輸出的管腳的選擇主要是P2和P3，沒(méi)有選擇P0是因?yàn)樗枰侠娮?，這樣有利于電路的簡(jiǎn)化。</p><p>　　關(guān)于公交的定位選擇，我們有很多種方法。比如說(shuō)，GPRS全球定位系統(tǒng)以及一些無(wú)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(gè)車都必須加一個(gè)GPRS定位儀，而且還能夠和單片機(jī)通信，告訴單片機(jī)到某一站，這種儀器一般都是好幾萬(wàn)一臺(tái)，故成本太高不宜使用。再討論無(wú)線模塊吧，無(wú)線

9、模塊可以由紅外線、超聲波、無(wú)線電來(lái)充當(dāng)。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(diǎn)，但仍不能滿足我們的要求。無(wú)線電衍射性非常好，幾乎不受遮擋，發(fā)射增益高時(shí)，能夠覆蓋幾公里。電視臺(tái)的信號(hào)就是一個(gè)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(guò)攝像頭拍下公交車車牌，識(shí)別出是那一路公交車，這樣做的成本比GPRS 只高不低。</p><p>　　既

10、定公交的定位為無(wú)線電模塊，通過(guò)大量選擇發(fā)現(xiàn)TWH630和TWH631組成的無(wú)線電調(diào)頻發(fā)射模塊的電路簡(jiǎn)單且信號(hào)穩(wěn)定可靠。收發(fā)距離在30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(gè)NE555芯片，三個(gè)電阻，一個(gè)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(jiǎn)單的。也是只要兩塊芯片就夠了，所以其成本合起來(lái)大約

11、只要三十元就夠了。</p><p><b>　?。ㄉ衔话l(fā)射電路）</b></p><p>　　（上位解調(diào)接收電路）</p><p>　　上車呼叫按鈕按下之后松開(kāi)，需要加一個(gè)延時(shí)，這樣設(shè)計(jì)是因?yàn)槭炙傻脑?，上車呼叫的調(diào)頻發(fā)射也會(huì)停止。這樣有可能車還沒(méi)有進(jìn)入也就沒(méi)有收到信號(hào)。這時(shí)只能由乘客一直按著，顯然不方便，所以加此設(shè)計(jì)，延遲時(shí)間大約為20~30秒

12、。其實(shí)還有另外一個(gè)設(shè)計(jì)也可以，那就是車還沒(méi)來(lái)的時(shí)候，乘客就可以按下按鈕。這個(gè)動(dòng)作將會(huì)被保持下來(lái)，讓調(diào)頻發(fā)射模塊一直發(fā)送，直到車來(lái)停穩(wěn)，打開(kāi)前門才消掉。但這樣存在一個(gè)問(wèn)題，車站要知道這個(gè)撤消信號(hào)就必須在車上另加一個(gè)調(diào)頻發(fā)射，在車站也要加一個(gè)解調(diào)接收，故雖然這個(gè)設(shè)計(jì)能夠使乘客不必管車是否來(lái)了，就可以隨意地按呼叫。但是無(wú)故增加成本也不可取。</p><p>　?。ㄉ蠄D為加延時(shí)后的調(diào)頻發(fā)射電路，繼電器的左部分為555延時(shí)

13、電路，延時(shí)時(shí)間有變阻器調(diào)節(jié)）</p><p>　　為什么要添加手動(dòng)報(bào)站，這是因?yàn)楣卉嚨臒o(wú)線電定位模塊若有損壞而未能及時(shí)更換，或者是發(fā)生特殊情況，公交路線發(fā)生臨時(shí)改道，這樣以上兩種情況都會(huì)讓公交在該報(bào)的時(shí)候不報(bào)，或有多余的幾站要報(bào)，這樣就需要我們司機(jī)用手動(dòng)干預(yù)報(bào)站按鈕來(lái)干預(yù)報(bào)站。</p><p>　　上車呼叫指示燈和下車呼叫指示燈都應(yīng)設(shè)在司機(jī)的駕駛座前。這樣如果兩個(gè)燈都沒(méi)有亮，司機(jī)可以酌情

14、考慮不予停車，直接開(kāi)過(guò)去，這樣有利于公交系統(tǒng)的運(yùn)作效率。如果把每站的亮燈情況和停車情況記錄下來(lái)，可以有效監(jiān)控司機(jī)無(wú)故甩人和不停車現(xiàn)象。</p><p>　　對(duì)于車門的控制有專門的單片機(jī)控制和司機(jī)的手動(dòng)控制，單片機(jī)的控制是給專門的前后門控制子電路一個(gè)低脈沖即可。司機(jī)的手動(dòng)控制也是給低脈沖，前后門子電路完成如下功能的一個(gè)電路，它能在接到一個(gè)低脈沖后發(fā)出一個(gè)時(shí)長(zhǎng)達(dá)三秒的高電平給開(kāi)門或關(guān)門的氣動(dòng)電磁閥，使氣動(dòng)活塞推拉連桿

15、開(kāi)關(guān)門，同時(shí)它還能產(chǎn)生門的狀態(tài)信號(hào)。默認(rèn)最開(kāi)始是關(guān)狀態(tài)，給一個(gè)低脈沖就會(huì)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，故開(kāi)門和關(guān)門的手動(dòng)按鈕是一個(gè)按鈕。該子電路和其周圍器件的連接如下圖：</p><p>　　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(gè)輸出與555延時(shí)單路與后的結(jié)果去控制開(kāi)關(guān)門。</p><p>　　語(yǔ)言播報(bào)芯片是ISD404，在實(shí)際電路中能夠分條存儲(chǔ)分條播報(bào)的語(yǔ)音。通過(guò)特定的觸發(fā)使其一條一條地播報(bào)出

16、來(lái)，但PROTEUS沒(méi)有該芯片，不好仿真。所以我自己畫了一個(gè)能夠完成類似功能的語(yǔ)音播報(bào)子電路，它只需要給一個(gè)低脈沖，即可播報(bào)語(yǔ)音。其語(yǔ)音子電路如下圖：</p><p>　　下圖為語(yǔ)音子電路的內(nèi)部電路</p><p>　　5總的原理圖&流程圖</p><p><b>　　下圖為總的流程圖:</b></p><p>

17、　　下圖為每一站的原理圖:</p><p><b>　　下圖為車上的原理圖</b></p><p><b>　　6程序清單</b></p><p>　　#include<reg51.h></p><p>　　sbit P1_0=P1^0;</p><p>　　

18、sbit P1_1=P1^1;</p><p>　　sbit P1_2=P1^2;</p><p>　　sbit P1_3=P1^3;</p><p>　　sbit P1_4=P1^4;</p><p>　　sbit P1_5=P1^5;</p><p>　　sbit P1_6=P1^6;<

19、;/p><p>　　sbit P1_7=P1^7;</p><p>　　sbit P2_0=P2^0;</p><p>　　sbit P2_1=P2^1;</p><p>　　sbit P2_2=P2^2;</p><p>　　sbit P2_3=P2^3;</p><p>　　

20、sbit P2_4=P2^4;</p><p>　　void open&close_q();</p><p>　　void open&close_h();</p><p>　　void rester(); //復(fù)位聲音芯片</p><p>　　void speaker(); //報(bào)站</p>&l

21、t;p>　　void delay(); //延時(shí)50ms</p><p>　　int x0; //30句話之后復(fù)位</p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　x0=0;</b></p><

22、p>　　EA=1; //開(kāi)總中斷</p><p>　　EX0=1; //開(kāi)外部中斷0</p><p>　　EX1=1; //開(kāi)外部中斷1</p><p>　　IT0=1; //下降沿觸發(fā)</p><p>　　IT1=1; //下降沿觸發(fā)</p><p>　　speaker(

23、);</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(P1_4!=0) //車開(kāi)了</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(P2_3=

24、=0) //前門未關(guān)</p><p>　　open&close_q();</p><p>　　if(P2_4==0) //后門未關(guān)</p><p>　　open&close_h();</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(P

25、1_1==0) //下車呼叫</p><p>　　P1_6=0; //下車呼叫指示燈亮</p><p>　　if(P1_2==0) //上車呼叫</p><p>　　P1_7=0; //上車呼叫指示燈亮</p><p><b>　　}</b></p><p>

26、;<b>　　}</b></p><p>　　void jingru0() interrupt 0 //進(jìn)入該站范圍</p><p><b>　　{</b></p><p>　　speaker();</p><p>　　if(P1_0==1) //如果不是手動(dòng)報(bào)站

27、</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(P1_4) //未停穩(wěn)</p><p>　　{if(P1_1==0) //下車呼叫</p><p>　　P1_6=0; //下車呼叫指示燈亮</p><p>　　if(P1_2==0

28、) //上車呼叫</p><p>　　P1_7=0; //上車呼叫指示燈亮 </p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(P1_6==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　open&close_h

29、(); //開(kāi)后門</p><p>　　P1_6=1;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(P1_7==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　open&close_q(); //開(kāi)前門&

30、lt;/p><p>　　P1_7=1;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void likai() interrupt 2</

31、p><p><b>　　{</b></p><p>　　speaker();</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void speaker()</p><p><b>　　{</b></p><p><b

32、>　　P1_5=0;</b></p><p><b>　　delay();</b></p><p><b>　　P1_5=1;</b></p><p><b>　　x0++;</b></p><p>　　if(x0==30)</p><p&

33、gt;<b>　　rester();</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void open&close_q() //開(kāi)關(guān)前門</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　P2_0=0;</

34、b></p><p><b>　　delay();</b></p><p><b>　　P2_0=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void open&close_h()//開(kāi)關(guān)后門</p><p&

35、gt;<b>　　{</b></p><p><b>　　P2_1=0;</b></p><p><b>　　delay();</b></p><p><b>　　P2_1=1;</b></p><p><b>　　}</b><

36、/p><p>　　void rester() </p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　P2_2=0;</b></p><p><b>　　delay();</b></p><p><b>　　P2_2=1;<

37、;/b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void delay()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　int i;</b></p><p><b>　　i=6000;</