單片機課程設計---公交車自動報站系統(tǒng)

1、<p><b>　　公交車自動報站系統(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。</p><p>　　2該系統(tǒng)要實現(xiàn)的任務</p><p>　　在剛公交車進入某站時報出該站的名稱，提醒乘客下車。</p><p>　　在離開該站時能預報出下一站的名稱，以便乘客做準備。&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。</p><p>　　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，此時應有相應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。</p><p>　　如果車在站內(nèi)是停穩(wěn)的狀態(tài)，則司機能夠

4、通過按鈕控制前后門的隨意開關(guān)。</p><p>　　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。</p><p>　　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。</p><p>　　3該系統(tǒng)的I/O分配</p><p>　　輸入

5、輸出 </p><p>　　P1.0：手動干預報站按鈕</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</p><p>　　P2.4：后門未關(guān)信號</p><p>　　P1.5：語音報站輸出</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：前門開關(guān)控制</p><p>　　P2.1：后門開關(guān)控制</p&

7、gt;<p>　　P2.2：語音站復位</p><p>　?。ㄕf明：int0和int1即p2.2和p3.3的中斷信號由車站定位取反給定）</p><p>　　4該系統(tǒng)硬件設計的選擇與討論</p><p>　　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。</p><p&

8、gt;　　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。</p><p>　　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

9、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。</p><p>　　既

10、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

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，需要加一個延時，這樣設計是因為手松的話，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，所以加此設計，延遲時間大約為20~30秒

12、。其實還有另外一個設計也可以，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。</p><p>　　（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

13、電路，延時時間有變阻器調(diào)節(jié)）</p><p>　　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，這樣就需要我們司機用手動干預報站按鈕來干預報站。</p><p>　　上車呼叫指示燈和下車呼叫指示燈都應設在司機的駕駛座前。這樣如果兩個燈都沒有亮，司機可以酌情

14、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。</p><p>　　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

15、開關(guān)門，同時它還能產(chǎn)生門的狀態(tài)信號。默認最開始是關(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：</p><p>　　下圖是子電路的后門部分的電路圖，它是JK觸發(fā)器的兩個輸出與555延時單路與后的結(jié)果去控制開關(guān)門。</p><p>　　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

16、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：</p><p>　　下圖為語音子電路的內(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(); //復位聲音芯片</p><p>　　void speaker(); //報站</p>&l

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

22、p>　　EA=1; //開總中斷</p><p>　　EX0=1; //開外部中斷0</p><p>　　EX1=1; //開外部中斷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 //進入該站范圍</p><p><b>　　{</b></p><p>　　speaker();</p><p>　　if(P1_0==1) //如果不是手動報站

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;</