公交站臺上下客移門控制系統(tǒng)畢業(yè)設計

1、摘 要隨著數(shù)字技術的快速發(fā)展，數(shù)字技術被廣泛應用于智能控制的領域中。單片機以體積小、功能全、價格低廉、開發(fā)方便的優(yōu)勢得到了許多電子系統(tǒng)設計者的青睞。它適合于實時控制，可構成工業(yè)控制器、智能儀表、智能接口、智能武器裝置以及通用測控單元等。本文首先闡明了近年來移動門的發(fā)展及意義，隨后著重介紹了單片機控制的移動門系統(tǒng)所用到的集成芯片AT89C52、紅外線收發(fā)器等硬件的結構原理。文中采用分塊的模式，對整個系統(tǒng)的硬件電路進行分析，分別給出了系統(tǒng)總體框圖、電源電路、紅外線對射檢測電路、電機控制電路，并對相應電路設計進行了相關的闡述。隨后講述了軟件的編寫思路，每一個模塊都畫了軟件流程圖，看起來一目了然。關鍵

2、詞：無線收發(fā) 紅外對射檢測 AT89C52AbstractWith its rapid development, digital technology is widely used in the field of control system. Single chip microcontroller is favored by many electronic system designers for its smallness, full function, low price and easy application. Its pretty fit for real-time control

3、 as a core in industrial controller, intelligent apparatus, intelligent interface, intelligent weapon device, universal measure control unit, etc.This paper first illustrates the development and significance of the platform screen door industry in recent years.And then foucuses on the structural pri

4、nciple of the integrated chip AT89C52 used in the development of microprocessor controlled controlled infrared automatic platform screen doors,infrared transmitting and receiving and other hardware.Used in block mode,the entire system hardware circuit analysis, given the overall system block diagram

5、,the power circuit,IR remote control circuits,motor control circuits,and circuit design related expounded .Then tells the software to write ideas,each module are drawn from the relaxation of the diagram,look at a glance.Keywords:The wireless transceiver Infrared detection AT89C52目 錄第1章 概 述- 1 - 1.1

6、課題開發(fā)背景- 1 - 1.2 公交站臺上下客移門系統(tǒng)概述- 1 - 1.3 公交站臺上/下客移門控制系統(tǒng)的主要功能- 1 - 1.4 公交站臺上/下客移門控制系統(tǒng)的設計要求- 2 - 1.5 本章小結- 2 -第2章 系統(tǒng)方案論證- 3 - 2.1 單片機最小系統(tǒng)電路的選型- 3 - 2.2 直流電機驅動模塊的選型- 3 - 2.3 通信模塊的選型- 5 - 2.3.1 紅外對射檢測模塊的選型- 5 - 2.3.2 無線發(fā)射模塊的選型- 6 - 2.3.3 無線接收模塊的選型- 6 - 2.4 聲光報警模塊的選型- 9 - 2.5 手動控制模塊的選型- 9 - 2.6 電源模塊的選型- 10

7、 - 2.7 本章小結- 10 -第3章 系統(tǒng)硬件設計- 11 - 3.1 公交站臺上/下客移門控制系統(tǒng)設計電路的基本原理- 11 - 3.2 最小系統(tǒng)設計- 12 - 3.2.1 時鐘電路設計- 12 - 3.2.2 復位電路設計- 13 - 3.3 直流電機電源與驅動模塊設計- 13 - 3.3.1 直流電機驅動模塊設計- 13 - 3.3.2 電源模塊設計- 14 - 3.4 通信模塊設計- 15 - 3.4.1 紅外對射檢測模塊設計- 15 - 3.4.2 無線發(fā)射模塊設計- 16 - 3.5 聲光報警模塊設計- 19 - 3.6 手動控制模塊設計- 19 - 3.6.1 看門狗DS1

8、232- 20 - 3.6.2 開關門中斷脈沖- 20 - 3.7 本章小結- 21 -第4章 系統(tǒng)軟件設計- 22 - 4.1 主程序圖設計- 22 - 4.2 子程序流程圖- 23 - 4.2.1 紅外對射檢測子程序流程圖- 23 - 4.2.2 行程開關子程序流程圖- 24 - 4.2.3 直流電機驅動子程序流程圖- 24 - 4.3 本章小結- 26 -總 結- 27 - 致 謝- 28 -參考文獻- 29 -附錄1：公交站臺上下客移門控制系統(tǒng)原理圖- 31 -附錄2：公交站臺上下客移門控制系統(tǒng)程序清單- 32 -第1章 概 述1.1 課題開發(fā)背景在以人為本的現(xiàn)代社會中，城市軌道交通的

9、服務水平需要不斷地提高。對乘客安全、車站環(huán)境、節(jié)能等方面的要求也相應的不斷提高。公交站臺上下客移門系統(tǒng)正因為城市軌道交通的這些需求而產生的。公交站臺上下客移門系統(tǒng)是設置在城市軌道交通車站站臺邊緣的一種安全裝置。它將公交車與公交站臺候車區(qū)域隔離開，在公交車到達和出發(fā)時可自動開啟和關閉，為乘客營造了一個安全、舒適的候車環(huán)境。1.2 公交站臺上下客移門系統(tǒng)概述 從目前各國設置的站臺上下客移門系統(tǒng)來看，主要有兩種類型。第一類站臺上下客移門是一道自上而下的玻璃隔離墻和活動門，沿著車站站臺邊緣和兩端頭設置，把站臺乘客候車區(qū)與公交車進站停靠區(qū)域分隔開。這種站臺上下客移門系統(tǒng)的主要功能是增加安全性、節(jié)約能耗以

10、及加強環(huán)境保護第二類站臺上下客移門系統(tǒng)是一道上下不封頂?shù)牟ＡЦ魤突顒娱T或不銹鋼籬笆門，其安裝位置與第一種方式基本相同。造價比第一種要低。這種類型的屏蔽門系統(tǒng)比第一種類型站臺上下客移門相對簡單，高度比第一種站臺上下客移門低矮，空氣可以通過站臺上下客移門上部流通。因新技術應用此它相對第一種站臺上下客移門來說，主要起了一種隔離作用，提高了站臺候車乘客的安全，從此意義上說可以稱其為“安全門”。不過它同時也還能起到一定的降噪作用。1.3 公交站臺上/下客移門控制系統(tǒng)的主要功能 公交站臺上/下客移門控制系統(tǒng)電路主要包括無線收發(fā)電路，單片機電路，電機驅動電路，紅外對射檢測電路，行程開關電路，聲光報警電路以

11、及電源電路組成。通過各部分電路的公共工作，實現(xiàn)了BRT公交站臺上/下客移門控制系統(tǒng)電路的功能。在這個系統(tǒng)的設計中，我們采用的單片機是AT89S52，電機驅動電路采用的是直流電機驅動。本電路可以對將要進站的車輛給出信號進行開/關移門，可以通過電機驅動模塊對將要下車的乘客進行對點式開門，可以通過紅外對射檢測電路模塊防止客人被夾，通過行程開關電路模塊檢測站臺門開關門是否到位，還可以通過報警模塊達到安全的。1.4 公交站臺上/下客移門控制系統(tǒng)的設計要求（1）建立BRT公交站臺模；（2）擇適當?shù)碾姍C設計移門控制電路（步進電機、直流電機）；（3）設計電機驅動電路或選用適合的電機驅動器；（4）根據(jù)進站車輛給

12、出的信號開/關移門；（5）采用點對點式的開門方式；（6）具有防夾檢測及緊急控制；（7）具有一定的故障檢測與報警功能；（8）系統(tǒng)電源設計1.5 本章小結 本章主要從課題的研究背景和社會現(xiàn)狀兩方面說明我的研究課題。公交車作為城市交通工具，其主要功能是減輕地面交通的壓力，具有方便、快捷、準時的特點，因此具有一定的客流吸引力。站臺上下客移門在保護乘客安全、節(jié)省環(huán)控系統(tǒng)運營能耗、改善站臺候車環(huán)境等方面都具有明顯的效果。我國部分城市以在地鐵站臺安裝，作為一項新技術的引用，站臺上下客移門系統(tǒng)在城市軌道交通中發(fā)揮了非常重要的作用。第2章 系統(tǒng)方案論證2.1 單片機最小系統(tǒng)電路的選型本設計要求體積小，檢測點和控

13、制點不多，程序不長，因此選用ATMEL公司生產的51系列產品AT89C52單片機。該單片機為雙列直插式DIP40封裝，它是一種帶4KB閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機芯片，它采用靜態(tài)CMOS工藝制造，最高工作頻率為24MHz。它可以實現(xiàn)3個級別的程序存儲器保護功能，有32個可編程I/O引腳，2個16位計數(shù)/定時器，是目前市場上最常用的單片機芯片。一般地，電容C1和C2取30pF左右，晶體的振蕩頻率范圍是1.212MHz.如果晶體振蕩頻率過高，則系統(tǒng)的時鐘頻率也高，單片機的運行速度也就快，所以選擇常用的12M晶振頻率，在此頻率下，單片機一個機器周期為1uS，運行速度較快。 2.2 直流電機驅動

14、模塊的選型 這里所用的芯片是高速運放KF347，高速運放KF347（也可以用TL084）的作用是比較器，把輸入邏輯信號同來自指示燈和一個二極管的2.7V基準電壓比較，轉換成接近功率電源電壓幅度的方波信號。KF347的輸入電壓范圍不能接近負電源電壓，否則會出錯。因此在運放輸入端增加了防止電壓范圍溢出的二極管。輸入端的兩個電阻一個用來限流，一個用來在輸入懸空時把輸入端拉到低電平。高速運放KF347有8個管腳。表2-1 直流電機驅動模塊的選型元器件選型表 封裝表電路模塊直流電機模塊序號名稱代號參數(shù)數(shù)量型號 規(guī)格封裝型號1無極性電容C11u1陶瓷電容RAD0.12電解電容C27pF1電解電容RB.2/

15、.43無極性電容C30.1u1陶瓷電容RAD0.14三極管Q1 Q790122三極管TO-220 5三極管Q2 Q890132三極管TO-2206三極管Q3 Q5IRF95402三極管TO-220 7三極管Q4 Q6IRF5402三極管TO-2208保險絲F110A1 保險絲06039二極管D1 D3D8IN41483二極管diode0.410二極管D4 D5 D6 D712V4 二極管diode0.411發(fā)光二極管D2YELLOW1發(fā)光二極管RB.2/.412發(fā)光二極管D9red1發(fā)光二極管RB.2/.413發(fā)光二極管D10green1發(fā)光二極管RB.2/.414芯片U1KF3471 芯片D

16、IP815接口J1CON31 接口SIP316接口J2 J4CON22 接口SIP217接口J3CON41 接口SIP42.3 通信模塊的選型2.3.1 紅外對射檢測模塊的選型 本電路的設計主要以芯片LM567、NE5532、CD40406為主，以電阻、二極管、三極管燈泡等為輔構成的彩燈電路。其中NE5532是運算放大器，CD40106為施密特觸發(fā)器。LM567為通用音調譯碼器，當輸入信號于通帶內時提供飽和晶體管對地開關，電路由I與Q檢波器構成，由電壓控制振蕩器驅動振蕩器確定譯碼器中心頻率。用外接元件獨立設定中心頻率帶寬和輸出延遲。調節(jié)電位器R8可以改變LM567的振蕩頻率。表2-2 紅外對射

17、檢測模塊的選型 元器件選型表 封裝表電路模塊紅外對射模塊序號名稱代號參數(shù)數(shù)量型號 規(guī)格封裝型號1無極性電容C1 0.01uF1陶瓷電容RAD0.22有極性電容C4100uF1電解電容RB.2/.43發(fā)光二極管FS1 FS2 JS 3發(fā)光二極管RAD0.24電位計R61K1電位計VR15電位計R810K1電位計VR16芯片U1LM5671LM567DIP87芯片U2NE55321NE5532DIP88芯片U3CD404061CD40406DIP149接口J1CON31HWDS/DYSIP310三極管Q1C90131三極管TO-182.3.2 無線發(fā)射模塊的選型 無線發(fā)射模塊的電路非常的簡單，它只

18、有簡單的元器件2個三極管，2個電阻，1個電容，一個天線，2個接口，1濾波器和2個電感組成。電路中的Q1是一只數(shù)據(jù)調制三極管，它的型號為2SC3357。用接口2連接單片機,接口1接電源，為電路送入5V的電壓。表2-3 無線發(fā)射模塊的選型元器件選型表 封裝表電路模塊無線發(fā)射模塊序號名稱代號參數(shù)數(shù)量型號 規(guī)格封裝型號1無極性電容C1 C27pF2陶瓷電容RAD0.14接口J1CON41CON4SIP45接口J2CON21CON2SIP26濾波器SAWR3151濾波器SAW7天線ANTANT1天線ANT8電感L14.5T1電感AXIAL0.3 9電感L22.5T1電感AXIAL0.3 10三極管Q12

19、SC33571三極管to-1811三極管Q280501三極管to-182.3.3 無線接收模塊的選型 無線接收模塊電路的元器件有很多，但只要就是接口，三極管，電感，電阻，電容以及芯片LM358組成。芯片LM358 內部包括有兩個獨立的、高增益、內部頻率補償?shù)碾p運算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式。LM358該型號，市場上比較常見，在各大網(wǎng)站上，搜索比較頻繁，價格一直相對平穩(wěn)。國產品牌價格就非常低。表2-4 無線接收模塊的選型元器件選型表 封裝表電路模塊無線接收模塊序號名稱代號參數(shù)數(shù)量型號 規(guī)格封裝型號1無極性電容C12pF1陶瓷電容RAD0.12無極性電容C2

20、7pF1陶瓷電容RAD0.13無極性電容C75pF1陶瓷電容RAD0.14無極性電容C615pF1陶瓷電容RAD0.15無極性電容C12470pF1陶瓷電容RAD0.16無極性電容C131041陶瓷電容RAD0.17無極性電容C3 C4 C5 C8 C9 C10 C111uF7陶瓷電容RAD0.118電感L11電感AXIAL0.3 19電感L31uH1電感AXIAL0.3 20電感L21電感AXIAL0.3 21芯片LM358LM3581LM358DIP822三極管Q1 Q2 Q3NPN3三極管to-1823接口J1CON11CON1SIP124接口J2CON41CON4SIP42.3.4 通

21、信模塊的選型 此模塊是結合前三節(jié)紅外對射檢測模塊、無線發(fā)射模塊與無線接收模塊的設計。此模塊實現(xiàn)與站臺信息的傳遞，在公交車到站及出站時向DCU發(fā)送開關門的控制信號。同時，移動門發(fā)生各種故障時通過此模塊向站臺發(fā)出各種報警信號。 元器件選型表 封裝表電路模塊無線接收模塊序號名稱代號參數(shù)數(shù)量型號 規(guī)格封裝型號1電阻R11201電阻AXIAL0.3 2電阻R310K1電阻AXIAL0.3 3電阻R210K1電阻AXIAL0.3 4芯片MAX485MAX4851MAX485DIP85數(shù)字IC 六反相器U2A174F04DIP146接口J1CON11CON1SIP17接口J2CON41CON4SIP4 表2

22、-5 通信模塊的選型 通信電路的設計元器件非常少，主要由碳膜電阻、數(shù)字IC 六反相器、MAX485芯片和接口組成。該通信模塊設置了3個接口：收發(fā)信使能端（R/D），收信（RO）和發(fā)信（DI）。其中RO和DI分別與單片機的TXD和RXD連接，R/D利用一個I/O口線進行邏輯控制。2.4 聲光報警模塊的選型 聲光報警電路即門狀態(tài)反饋電路，其設計元器件非常少，主要由碳膜電阻、發(fā)光二極管，蜂鳴器和三極管組成。電阻R1和三極管Q1構成放大電路，將單片機反饋傳遞來的信號放大后再傳遞給蜂鳴器以及發(fā)光二極管。接口一接單片機，接收單片機的反饋信號；接口二接電源模塊，為本電路送入電路需要的額定電壓，控制其正常工作

23、。 表2-6 聲光報警模塊的選型 元器件選型表 封裝表電路模塊聲光報警模塊序號名稱代號參數(shù)數(shù)量型號 規(guī)格封裝型號1電阻R1 R21M2碳膜電阻AXIAL0.32發(fā)光二極管D1LED1LEDRAD0.23蜂鳴器LS1SPEAKER1SPEAKERRB.2/.44接口J2SGBJ1CON2SIP25接口J1DY1CON4SIP46三極管Q1C90141三極管TO-182.5 手動控制模塊的選型如果發(fā)生重大安全事故或者系統(tǒng)出現(xiàn)故障，比如因其他原因造成的系統(tǒng)電源缺失、部分屏蔽門故障、火災等，這時經過授權的站臺工作人員可以使用專用的鑰匙，乘客則通過手動解鎖裝置進行手動操作，打開公交站臺移動門。當其他優(yōu)先

24、級別的控制方式都不能完成移動門的開關時，才啟動手動操作這一最優(yōu)先級別的控制方式。手動控制電路的設計元器件非常少，主要由碳膜電阻、按鍵開關、單刀雙擲開關、電解電容和DS1232、74LS14芯片組成。2.6 電源模塊的選型線性穩(wěn)壓電源由變壓、整流、濾波和穩(wěn)壓組成的。接口2連接插頭部分的接口2，通過變壓器將220V的交流電變成每個電源模塊所需要的大小的交流電；整流指把大小，方向都變化的交流電變?yōu)閱畏较蛎}動的直流電。濾波是將單方向脈動的直流電的交流部分濾掉，得到平滑的直流電。穩(wěn)壓是將輸入的電壓波動或負載變化引起的輸出電壓變化時，能自動調整使輸出電壓維持在原值。本電路通過變壓器，整流橋，三端穩(wěn)壓電源芯

25、片使得該電源電路輸出平滑穩(wěn)定的5V ,24V的直流電，使得其他每個模塊的電路都正常工作，熔斷器F1對電路起到了保護的作用。2.7 本章小結 本章敘述了各個模塊的組成和所用元器件的選型。參考實際情況，從種類繁多的元件里挑選適合本課題的型號。也就是把整體的設計具體化，具體到每個系統(tǒng)模塊的組成及設計，再具體到每個模塊里小元器件的選型。第3章 系統(tǒng)硬件設計3.1 公交站臺上/下客移門控制系統(tǒng)設計電路的基本原理 公交站臺上/下客移門控制系統(tǒng)電路主要包括收發(fā)電路，單片機電路，無線收發(fā)電路，電機驅動電路，紅外對射檢測電路，行程開關電路，聲光報警電路以及電源電路組成。通過各部分電路的公共工作，實現(xiàn)了BRT公交

26、站臺上/下客移門控制系統(tǒng)電路的功能。本電路可以對將要進站的車輛給出信號進行開/關移門，可以通過電機驅動模塊對將要下車的乘客進行對點式開門，可以通過紅外對射檢測電路模塊防止客人被夾，通過行程開關電路模塊檢測站臺門開關門是否到位，還可以通過報警模塊達到安全的目的。 圖3-1 BRT公交站臺上/下客移門控制系統(tǒng)電路的組成框圖 3.2 最小系統(tǒng)設計 本系統(tǒng)以AT89S52單片機為控制中心，TXD口接的是無線發(fā)射模塊，P1.0口接的是無線接收電路模塊，來接收所發(fā)射的信號，從而達到公交車與站臺門之間的信號傳輸；P1.4口接的是紅外對射檢測電路模塊，通過這電路檢查紅外點是否被擋以達到防夾客人的功能；P2.1

27、口接的是聲光報警模塊，通過故障信號發(fā)出警告以達到故障的檢測功能；P2.2P2.5四個口所接的是行程開關模塊，通過行程開關模塊可以檢測到門開關到位問題。圖3-2 單片機最小系統(tǒng)原理圖3.2.1 時鐘電路設計AT89S52單片機內部有個振蕩器，可以用作CPU的時鐘源。本系統(tǒng)時鐘選用內部方式。AT89S52內郁含有一個高增益的反相放大器，通過XTALI(輸入端)、XTAL2(輸出端)外接作為反饋元件的片外石英晶體(或陶瓷諧振器)和電容C1 C2組成的并聯(lián)諧振電路后便構成片內自激振蕩器，從而利用它內部的振蕩器產生時鐘。連接方法見圖所示，其中晶體呈感性，其決定著振蕩器的振蕩頻率:電容C1 C2對頻率有微

28、調作用。電路中反饋元件選用石英.話體，電容C1和C2均為30pF，電容與晶體的安裝位置應盡量靠近單片機。 圖3-3 時鐘電路設計原理圖 3.2.2 復位電路設計 89系列單片機在啟動時也需要復位使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初始態(tài)開始工作。按下SW，電源對C充電，使RST端快速到達高電平;松開按鍵，C向芯片內阻放電，恢復為低電平，從而使單片機可靠復位，一般R1選10K,C3選10uF。AT89S52的按鍵復位電路見圖，電路簡單可靠。 圖3-4 復位電路設計原理圖3.3 直流電機電源與驅動模塊設計3.3.1 直流電機驅動模塊設計 輸入信號線由DATA引入，1腳是地線，其余是信號線。

29、1腳對地連接了一個2K歐的電阻。當驅動板與單片機分別供電時，這個電阻可以提供信號電流回流的通路。當驅動板與單片機共用一組電源時，這個電阻可以防止大電流沿著連線流入單片機主板的地線造成干擾?；蛘哒f，相當于把驅動板的地線與單片機的地線隔開，實現(xiàn)“一點接地”。 高速運放KF347（也可以用TL084）的作用是比較器，把輸入邏輯信號同來自指示燈和一個二極管的2.7V基準電壓比較，轉換成接近功率電源電壓幅度的方波信號。KF347的輸入電壓范圍不能接近負電源電壓，否則會出錯。因此在運放輸入端增加了防止電壓范圍溢出的二極管。輸入端的兩個電阻一個用來限流，一個用來在輸入懸空時把輸入端拉到低電平。圖3-5 直流

30、電機驅動電路原理圖3.3.2 電源模塊設計 電源部分通過接口2連接插頭部分的接口2，將電源導入整流橋進行電源的整流，首先將220V的電源通過芯片LM78124CT，將電源變壓為24V,在此基礎上，將24V的電壓輸出，同時將24V的電壓送入芯片LM7805CT，將電源變壓為5V，輸出5V電壓。通過接口3將所有的電源組成一個整體，通過接口將整個電路所需要的電壓送給各個模塊，能夠讓每個模塊正常工作。圖3-6 電源模塊的原理圖設計圖3-7 插頭部分的原理圖設計3.4 通信模塊設計3.4.1 紅外對射檢測模塊設計 紅外對射檢測電路采用NE5532運算放大器構成比較器，也可以用比較器LM339代替。接收管

31、的輸入信號經過Cl電容后從正腳輸入比較器。比較電平在負腳輸入比較器通常將比較電平設為2.5伏，可以調節(jié)電位器R7適當提高比較電平。CD40106為施密特觸發(fā)器。用于是光敏昌體管;正向電陰在10K左右反向電阻接近的是光敏二極管。紅外發(fā)光二極管長腳為正端.短腳為負端;光敏晶體管管腳較長的是發(fā)射極，另一腳是集電極;光敏二極管可用萬用表來側出正極和負極。整個電路采用5伏供電，OUT輸出腳可以送到單片機的的中斷引腳已引發(fā)紅外檢測中斷。由于僅用到一對紅外管，只用到NE5532的一個放大器，CD40106也只用到六個施密特觸發(fā)器中的一個,如果一塊電路板上集成多對紅外管時，其它部分也可以用得上。LM156、N

32、E5532、CD40106都是在電子市場上容易買到的器件，紅外發(fā)光管和接收管也比較常見。 圖3-8 紅外對射檢測電路原理圖3.4.2 無線發(fā)射模塊設計 DF數(shù)據(jù)發(fā)射模塊的工作頻率為315M，采用聲表諧振器SAW穩(wěn)頻，頻率穩(wěn)度僅次于晶體。DF發(fā)射模塊未設編碼集成電路，而增加了一只數(shù)據(jù)調制三極管Q1,這種結構使得它可以方便地和其它固定編碼電路、滾動碼電路及單片機接口，而不必考慮編碼電路的工作電壓和輸出幅度信號值的大小。這套模塊的特點是發(fā)射功率比較大，傳輸距離比較遠。 DF數(shù)據(jù)模塊采用ASK方式調制，以降低功耗，當數(shù)據(jù)信號停止時發(fā)射電流降為零，數(shù)據(jù)信號與DF發(fā)射模塊輸入端可以用電阻或者直接連接而不能

33、用電容耦合，否則DF發(fā)射模塊將不能正常工作。 在此原理圖中，其中接口2連接單片機TXD口,接口1接電源，為電路送入5V的電壓。 圖3-9 無線發(fā)射模塊原理圖3.4.3 無線接收模塊設計 無線接收模塊電路主要有芯片LM358，電阻，電容，三極管，電感等元器件組成，通過無線接收模塊來接收無線發(fā)射模塊所發(fā)出來的信號，傳到單片機，單片機收到信號后，電機開始工作，以達到站臺門打開的目的，單片機的P10接口與接口1相連。接口2 接電源模塊，為電路輸送5v的電壓。圖3-10 無線接收模塊原理圖3.4.4 通信模塊組合電路設計圖3-11 通信電路組合模塊設計3.5 聲光報警模塊設計 聲光報警電路的設計非常簡單

34、，它主要是在檢測移動門是否有人被夾，將信號傳遞給單片機，由單片機反饋給P14口，通過三極管將信號放大控制聲光報警電路，當門內沒人時，聲光報警電路就不工作，否則就將信號傳遞給揚聲器以及發(fā)光二極管，使得揚聲器發(fā)出警報，發(fā)光二極管被點亮。另外一個功能就是當單片機核心系統(tǒng)檢測到移動門有故障時，將信號也通過P14口輸送給聲光報警電路，將信號通過三極管放大，再將信號傳遞給揚聲器以及發(fā)光二極管，使得揚聲器發(fā)出警報，發(fā)光二極管被點亮。使得故障得到修理。原理圖中的接口一是接單片機P14口，控制改電路的，接口2是接電源模塊，為本電路輸入額定電壓控制該電路工作。 圖3-12 聲光報警模塊原理圖 3.6 手動控制模塊

35、設計 此模塊有以下兩個主要功能：1.利用看門狗DS1232實時檢測單片機的工作和復位功能，2.提供單片機INT0和INT1中斷信號進行開門和關門操作。3.6.1 看門狗DS1232 集成電路DS1232 具有性能可靠、使用簡單、價格低廉的特點,應用在單片機產品中能夠很好的提高硬件的抗干擾能力。其主要特點：1）具有8 腳DIP 封裝和16 腳SOIC 貼片封裝兩種形式,可以滿足不同設計要求；2）在微處理器失控狀態(tài)下可以停止和重新啟動微處理器；3）微處理器掉電或電源電壓瞬變時可自動復位微處理器；4）精確的5 %或10 %電源供電監(jiān)視；5）不需要分立元件;6）適應溫度范圍寬, -40+ 85 。DS

36、1232 能夠實時監(jiān)測向微處理器供電的電源電壓,當電源電壓VCC低于預置值時,DS1232 的第5腳和第6 腳輸出互補復位信號RST 和RST 。預置值通過第3 腳( TOL) 來設定;當TOL 接地時,RST和RST 信號在電源電壓跌落至4. 75V 以下時產生; 當TOL 與VCC相連時,只有當VCC跌落至4. 5V以下時才產生RST 和RST 信號。當電源恢復正常后, RST 和RST 信號至少保持250ms ,以保證微處理器的正常復位。同時。DS1232 提供了可直接連接復位按鍵的輸入端PBRST (第1腳) , 在該引腳上輸入低電平信號, 將在RST 和RST 端輸出至少250ms

37、的復位信號。在DS1232 內部集成有看門狗定時器, 當DS1232 的ST 端在設置的周期時間內沒有有效信號到來時,DS1232 的RST 和RST 端將產生復位信號以強迫微處理器復位。這一功能對于防止由于干擾等原因造成的微處理器死機是非常有效的?？撮T狗定時器的定時時間由DS1232 的TD 引腳確定?？撮T狗定時器的周期輸入信號ST 可以從微處理器的地址信號、數(shù)據(jù)信號或控制信號中獲得, 不論哪種信號都必須能夠周期性的訪問DS1232 , 對于51 系列單片機, 推薦使用ALE 信號。3.6.2 開關門中斷脈沖圖3-13是硬件結構圖，中斷脈沖信號由一個撥動開關S2和兩個按鈕S3，S4開關構成聯(lián)

38、動產生。S2閉合到Vcc時，按鈕開關才有效，不需要時將S2撥到GND，防止出現(xiàn)誤操作，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。C1和C2為硬件去抖動，R1，R2為泄放電阻，同時具有上拉作用。經過電容去抖動后再利用反相施密特觸發(fā)器74LS14修正波形，同時使邊沿信號變成下邊沿。圖3-13 手動控制模塊原理圖3.7 本章小結本章主要從分析課題各模塊的設計從而確定最終的設計方案。各個模塊的設計及主要器件的初步選擇，各個模塊的詳細原理圖，以及各個模塊在整體設計方案中的作用。每個模塊都是參考現(xiàn)有的技術及數(shù)據(jù)進行的設計，符合現(xiàn)在的社會現(xiàn)狀，各個模塊的契合就是本課題的成品。第4章 系統(tǒng)軟件設計 4.1 主程序圖設計 公車進站后，

39、發(fā)出無線信號，當站臺門接收到公車發(fā)出的無線信號后，就會傳遞給單片機，隨后直流電機接收到信號轉動起來，帶動站臺門的開關；當直流電機模塊接收到故障信號后，它就會馬上終止電機。站臺門在開關門過程中，如果紅外對射模塊所發(fā)出的紅外線被乘客擋住后，它會將信號傳遞給單片機，單片機再傳給直流電機，直流電機將會馬上終止，這樣站臺門就不會夾到乘客了。如果紅外線沒有被擋住，站臺門就會關閉，這時行程開關就會發(fā)揮作用了，它會檢測站臺門是否開關到位，如果站臺門沒有開關到位，也就是發(fā)生故障，這樣聲光報警模塊就發(fā)出警報，這幾個模塊缺一不可，這樣就能確保公交站臺上下客移門控制系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全。圖4-1 主程序圖設計流程圖初始化

40、程序： CLEARMEMIO: CLR A ；A清0 DEC A ；A為#0FFH MOV P0，A ；P0-P3口置1 MOV P1，A MOV P2，A MOV P3，ACLEARMEM: MOV SP,#70H ；設堆?；窞?0H MOV IE,#00H ；關所有中斷 MOV IP,#01H ；設優(yōu)先級 RET ；返回4.2 子程序流程圖4.2.1 紅外對射檢測子程序流程圖在這個設計項目中，紅外對射檢測電路模塊的作用很簡單，它可以防止乘客被站臺門夾住。當紅外線被乘客擋住后，信號就會傳給單片機，單片機接收到信號后傳遞給直流電機驅動模塊，這樣門就會先停止在開門，這樣乘客就可以安全出站臺。圖

41、4-2 紅外對射檢測子程序流程圖4.2.2 行程開關子程序流程圖在這個設計項目中，行程開關模塊很重要的，它的功能是檢測站臺門開關門是否到位，可以檢測站臺門是否有故障。它的原理是這樣的，在直流電機驅動模塊進行開關門的過程中，通過門有沒有與行程開關接觸，可以判斷站臺門有沒有開關到位，如果開關門沒有到位，就是站臺門有故障，信號會馬上傳遞給單片機，進行故障檢修。 圖4-3 行程開關子程序流程圖4.2.3 直流電機驅動子程序流程圖在這個設計項目中最簡單的莫過于直流電機驅動了，雖然它的原理圖比其他模塊的有點煩，但是它的流程是最簡單的，直流電機模塊的功能就是轉動電機開關站臺門。無線接收模塊接收到信號后傳遞給

42、單片機，電機驅動模塊接收單片機的信號后進行開關門，當電機驅動電路接收到故障信號后，就會停止工作。圖4-4 直流電機驅動子程序流程圖正轉工作程序： K1： JB P0.4，OUT LCALL DELAY10MS ；延時10Ms JB P0.4，OUT ；P0.4跳轉指令 CLR P0.2 ；P0.2清零 SETB P0.0 ；P0.0置1 CLR P0.1 ；P0.1清零 MOV R5，#0 D1：MOV R4，#0 DJNZ R5，D1 JB P0.5，$ LCALL DELAY10MS SETB P0.0 ；P0.0置1 SETB P0.1 ；P0.1置1 LJMP OUT ；返回，循環(huán)反轉

43、工作程序： K2： JB P0.6，OUT LCALL DELAY10MS ；延時10Ms JB P0.6，OUT ；P0.6跳轉指令 CLR P0.3 ；P0.3清零 SETB P0.0 ；P0,0置1 CLR P0.1 ；P0.1清零 MOV R5，#0 D2：MOV R4，#0 DJNZ R4，$ DJNZ R5,D2 JB P0.5，$ LCALL DELAY10MS SETB P0.3 ；P0.3置1 SETB P0.0 ；P0.0置1 SETB P0.1 ；P0.1置1 LJMP OUT ；返回，循環(huán)4.3 本章小結本章主要介紹了公交站臺上下客移門系統(tǒng)采用正常進行模式（系統(tǒng)級控制）

44、、非正常運行模式（狀態(tài)級控制）和緊急運行模式（手動操作控制）三種運行模式。三種運行模式以手動操作控制優(yōu)先級最高，站臺級控制次之，系統(tǒng)級操作控制最低。總 結本設計系統(tǒng)采用了美國ATMEL公司生產的單片機AT89S52芯片，以及其他常用的芯片 如：LM567、NE5532、KF347、CD40406。其中NE5532是運算放大器，CD40106為施密特觸發(fā)器。LM567為通用音調譯碼器，高速運放KF347，高速運放KF347（也可以用TL084）的作用是比較器。在本設計中，也利用的常見的元器件電阻、三極管、二極管、電感以及電容。本電路的設計易于安裝在檢測、軟件功能完善、工作可靠、準確度高等特點。本

45、設計系統(tǒng)的優(yōu)點有很多：（1）可避免乘客探頭張望和隨車奔跑的現(xiàn)象；另外，移動門上還安裝了探測各種障礙物的傳感器，一旦有障礙物存在，傳感器發(fā)出的信息將使移動門再開閉機構動作，這樣也避免了車門挾人、挾物的事故；（2）降低了人工成本；（3）列車行駛時會有噪音產生。安裝移動門系統(tǒng)之后，站臺移動門再站臺和軌道之間形成一個物理屏障，可以大大降低候車站的噪音；（4）也可以提高城市形象。采用移動門系統(tǒng)后，乘客們能夠舒適、安全地候車，直接感受到政府對市民的關心，增加市民對政府工作的信任。此外，該系統(tǒng)是一種新型裝置，自動化程度高，對于塑造國際化大都市的形象也很有幫助。致 謝 經過了幾周的不斷努力，我終于將畢業(yè)設計給

46、完成了。在論文的寫作過程中，我查閱了大量有關資料，與同學交流經驗和自學，并向老師請教等方式，學到了不少知識，收獲巨大。 畢業(yè)設計是對我們知識運用能力的一次全面的考核，也是對我們進行科學研究基本功的訓練，培養(yǎng)我們綜合運用所學知識獨立地分析問題和解決問題的能力，為以后撰寫專業(yè)學術論文和工作打下良好的基礎。 本次設計能夠順利完成，首先要對我的指導老師董娜娜老師和幫助過我的所有老師和同學表示最真摯的謝意。尤其要強烈感謝我的論文指導老師董娜娜老師，她對我進行了無私的指導和幫助，不厭其煩的幫助進行論文的修改和改進。 在整個論文的選題、理論研究、需求分析和系統(tǒng)設計的工程中，他們給了我不少的啟發(fā)，并對論文的設

47、計方案，硬件選擇和軟件編寫等方面提出了許多至關重要的建議，在整個過程中幫我解決了不少難題和困惑。在此向幫助和指導過我的各位老師表示最衷心的感謝！ 最后，我還要感謝這一領域的學者們，是他們給我的經驗和研究方向，文中引用了一些他們的研究成果，在此以表示衷心的感謝。參 考 文 獻1 韓春光，嚴金龍，李華編著模擬電子技術與實踐M北京：電子工業(yè) 出版社.2009.2 童詩白，華成英主編模擬電子技術基礎M清華大學電子學教研組編 北京：高等教育出版社.2006.3 朱祥賢主編,楊永，張家欣，華大龍，蔡楠，羅時書，張洪明參編數(shù)字 電子技術項目教程M北京：機械工業(yè)出版社.2010. 4 胡繼勝,杜佳敏.電子CAD技能與實訓Protel 99 SEM.電子工業(yè)出版 社.2007. 5 杰哈.紅外技術應用M.化學工業(yè)出版社.2004.10.6 陳永甫.紅外探測與控制電路M.人民郵電出版社.2004.6.7 門宏編著快速學會認電子元器件M北京：人民郵電出版社.2009.8 趙景波，