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基于单片机的公交车自动报站器

作者: 来源: 发布时间:2018/2/11 16:12:47  点击数:439
0 引言
目前公交报站有三种方式,一种是利用gps全球卫星定位系统的公交车报站系统,目前美国部分城市投入使用,国内也有此类产品的研制开发,其功能强大,系统稳定,但其投资昂贵,尤其是一些中小城市无法承受。目前我国部分城市采用手动电子报站和人工报站的方式,而它们都离不开司务人员,加大司乘人员的工作强度。手动电子报站一般由司机或者乘务员控制,经常出现错报,误报的情况,基于上述情况的不足,结合公交车辆的使用特点及实际营运环境,研制开发了市内公交智能报站系统。技术关键是对车轮转轴的转角的脉冲进行计数,将计数值与预置值对比,即可确定报站时刻,达到准确自动的目的。以at89c51为cpu在中断处理程序中对外来脉冲计数,利用isd4004输出语音。
一 组成原理
系统由脉冲检测、脉冲计数、比较判断、控制信号、语音芯片、输出显示等组成。

1.1 脉冲检测 该系统关键是对转轴所转过的圈数进行计数,考虑到车辆将在复杂的 环境中运行,故采用可靠的霍尔元件dn6848作为信号的采集装置,再经光电耦合器4n25输入给单片机。
1.2 脉冲计数 光电耦合器的信号进入c51后,采用中断方式对脉冲计数。外部晶振12mhz。
1.3 在比较判断程序中将计数值于预置值进行比较,当数值到时就输出信号控制语言芯片进行报站。
1.4 控制按键 用于手动控制、手动调整、预置值的输入等
1.5 语言芯片 由专用语音芯片isd4004组成,可擦写,便于在不同公交线上使用。
1.6 复位控制 安装在车门上的微动开关在到站后给c51一个信号,使其自动开始下一段的计数。
1.7 输出显示 由两位七段数码管组成,由c51采用动态扫描方式显示。
1.8预置存储 采用两种方式存储,一种是在烧写器上将数据写入,另一种是在车上,单片机处于输入状态,车辆行驶一遍,将站与站之间的脉冲数写入片内。
二 硬件设计
系统电路图如下:

2.1 c51通过p0.0到p0.3与外部的语言芯片isd4004进行连接。其中isd4004为pdip封装,引脚功能为:片选(ss): 此端为低,即向该isd4000芯片发送指令,两条指令之间为高电平;串行输入(mosi): 此端为串行输入端,主控制器应在串行时钟上升沿之前半个周期将数据放到本端,供isd输入;串行时钟(sclk): isd的时钟输入端,由主控制器产生,用于同步mosi和miso的数据转输。数据在sclk上升沿锁存到isd,在下降沿移出isd;中断(int): 漏极开路输出,isd在任何操作(包括快进)中检测到eom或ovf时,本端变低并保持。中断状态在下一个spi周期开始时清除。语音由audout输出给功放,放大后输出。
2.2 p1.0到1.4组成按键组,完成前后选择、状态选择、手动控制。并预留p1.4到p1.7做为功能扩展口。
2.3 霍尔采集的信号经光耦4n25进入p3.2。此脚为外部中断o的输入脚,一旦有脉冲进入就会触发单片机中断,调用处理程序。
2.4 安装在车门上的微动开关在到站后给c51一个信号,使其自动开始下一段的计数。
2.5 p2.0到p2.6直接驱动数码管,p3.6 p3.7为片选端,采用动态扫描方式输出到站情况。
2.6 isd4004的供电电压为3v,还需要一个电压变换电路,在此不给出。报站器还有其他功能如乘员话筒,报警提示等由于本文只简述计数功能的核心,便不再累述。
三 软件设计
采用c语言开发,包括初始化、中断处理、自动运行、手动运行、读写eeprom、以及主程序模块。在xac环境下进行开发,并仿真,最好即可上车调试使用。
四 调试与应用
系统完成后就可以上机调试,使用时可用配套的烧写器将站与站之间的距离写入单片机内,如果不知道距离可以在机上采用手动方式输入,使装置处于输入状态,出站时按下录入键,到站时按下确定键,就可以将站与站之间对应的数据写入单片机。使用中如果出现粗报,采用手动调整即可。
五 结束语
该方式应用89c51单片机的高速计数器端口进行脉冲计数,以距离来控制报站时刻,首次实现了模糊控制,改变现有设备的不足。做到简单实用自动化程度高。传感器在公交车上的应用极大的提高了设备功能。
参考资料
[1] 李朝青 单片机原理及接口技术 北京:北京航空航天大学出版社1999
[2] 梁合庆等 从c到嵌入式c编程语言 北京:北京航空航天大学出版社2000
作者单位:安徽滁州农机技工学校
地址:安徽滁州农机技工学校 239000
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