【正文】 以及推廣價(jià)值。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。 論文（設(shè)計(jì)）作者簽名： 日期： 年 月 日 指 導(dǎo) 教 師 簽 名： 日期： 年 月 日 基于單片機(jī)的火車(chē)道口安全報(bào)警系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) III 目 錄 1 緒論 .................................................................... 1 問(wèn)題的提出 .......................................................... 1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及研究的目的好意義 .................................... 1 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 ...................................................... 1 2 微機(jī)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)概述 .................................................... 2 系統(tǒng)組成部分 ........................................................ 2 系統(tǒng)主要組成部分 .................................................... 2 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ............................................................ 2 傳感器的選用 ........................................................ 2 傳感器的選擇 ..................................................... 2 傳感器檢測(cè)道口狀況的方法。 因此，我國(guó)正大力發(fā)展鐵路行業(yè)的建設(shè)事業(yè)。 在鐵路網(wǎng)比較發(fā)達(dá)的歐洲，道口密度大，事故風(fēng)險(xiǎn)也相對(duì)比較高。 鐵路道口 安全工作的好壞，直接關(guān)系到人民生命財(cái)產(chǎn)的安全， 它是推動(dòng)和促進(jìn)鐵路跨越式發(fā)展目標(biāo)能否順利實(shí)現(xiàn)的一個(gè)重要方面。 本系統(tǒng) 列車(chē)接近報(bào)警 系統(tǒng)的 主要功能設(shè)計(jì)如下： （ 1）列車(chē)接近道口語(yǔ)音報(bào)警功能。 （ 3）道口欄木 升降 功能。（ 1） 傳感器系統(tǒng) ： 根據(jù)系統(tǒng)需求，數(shù)據(jù)采集元件選用的是凸出極磁電式軌道傳 感器。 （ 4） 功能實(shí)現(xiàn)模塊 ： 功能實(shí)現(xiàn)模塊 包括3 個(gè)功能：道口交通燈轉(zhuǎn)換控制功能、語(yǔ)音報(bào)警功能和道口欄木升降功能。經(jīng)過(guò)綜合比較，本課題最終決定選擇凸出極磁電式軌基于單片機(jī)的火車(chē)道口安全報(bào)警系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) 3 道傳感器 。 圖 2 是該鐵路和公路平交道口的平面位置示意圖。傳感器的功能是當(dāng)火車(chē) 經(jīng)過(guò) 時(shí)，產(chǎn)生邏輯電平 1，否則產(chǎn)生邏輯電平 0。這樣的信號(hào)必須經(jīng)過(guò)必要的處理，將不同的有用信息轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)關(guān)量，才能供數(shù)字式控制系統(tǒng)使用。其中 C1 為濾波電容， YM1 為壓敏元件，可以防止雷電以及車(chē)電高電壓竄入。 光電隔離 在實(shí)際的信號(hào)處理電路中，不可避免的存在各種的干擾信號(hào) ，為了保證信號(hào)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，決定在信號(hào)處理電路中增加光電隔離級(jí)，即采用隔離技術(shù)來(lái)增強(qiáng)抗干擾能力。這樣該光電耦合器在電路中就將選中的模擬信號(hào)的輸入級(jí)、輸出級(jí)完全隔離開(kāi)來(lái)，阻止了相互之間 的電聯(lián)系，從而消除了輸入級(jí)、輸出級(jí)之間的干擾。片內(nèi)的 Flash存儲(chǔ)器允許在系統(tǒng)內(nèi)改編程序或用常規(guī)的非易失性存儲(chǔ)器編程器來(lái)編程。 系統(tǒng)主電路 本系統(tǒng)道口交通燈只有紅綠兩個(gè)。 語(yǔ)音電路是針對(duì)室外語(yǔ)音廣播而設(shè)計(jì)的。 ISD1420 芯片 引腳介紹 ISD1420 芯片封裝有 DIP 硬封裝和 COB 軟封裝兩種形式，均為 28 引腳 A0~A7—— 地址或操作模式控制端 VSSD———— 數(shù)字地 VSSA———— 模擬地 SP+、 SP—— 音頻信號(hào)輸出端，可以驅(qū)動(dòng) 8~16 歐揚(yáng)聲器 VCCA———— 模擬電源 VCCD———— 數(shù)字電源 基于單片機(jī)的火車(chē)道口安全報(bào)警系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) 7 MIC—— 話筒輸入端，可用駐級(jí)體話筒，通過(guò)電容耦合 MICREF—— 話筒輸入考端，若不用應(yīng)懸空 AGC—— 自動(dòng)增益控制端，調(diào)整芯片內(nèi)部前置放大器增益，使錄入信號(hào)不失真 ANAIN、 ANAOUT—— 兩端間接電容，該端用于模擬信號(hào)的直接輸入、輸出 XCLK—— 外部時(shí)鐘或接地（一般用戶接地即可） REC—— 錄、放音控制，低電平為錄音 PLAYL—— 電平放音控制（低電平有效），放音時(shí)應(yīng)該保持低電平 PLAYE—— 邊沿放音控制，下降沿開(kāi)始放音（此時(shí) REC=0） RECLED—— 錄音指示，接發(fā)光二極管，錄音時(shí)亮，放音結(jié)束閃爍 語(yǔ)音報(bào)警電路 該部分電路中包含了為語(yǔ)音系統(tǒng)供電的電源部分電路設(shè)計(jì)。 圖 6 語(yǔ)音報(bào)警電路 道口欄木驅(qū)動(dòng)控制電路設(shè)計(jì) 道口欄木是保證行人安全的重要措施，本系統(tǒng)道口欄木驅(qū)動(dòng)選用了 SBS 公司生產(chǎn)的基于單片機(jī)的火車(chē)道口安全報(bào)警系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) 8 L298N 芯片 。 L298N 芯片可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)二相電機(jī)，也可以驅(qū)動(dòng)一個(gè)四相電機(jī)，輸出電壓最高可達(dá) 50V，可以直接通過(guò)電源來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓；可以直接用單片機(jī)的 IO 口提供信號(hào)；而且電路簡(jiǎn)單，使用比較方便 。 1 腳和 15 腳下管的發(fā)射極分別單獨(dú)引出以便接入電流采樣電阻，形成電流傳感信號(hào)。 圖 7是 L298N 芯片的引腳圖。 電源電路設(shè)計(jì)如圖 315 所示： 圖中 后部分電路為蓄電池電路，如停電，則用蓄電池為主機(jī)供電，當(dāng)電池電壓低于一定值后，自動(dòng)斷電。因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，元器件的選擇是根本，合理的安裝調(diào)試是基礎(chǔ)，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是手段，外部環(huán)境是保證。 系統(tǒng)針對(duì)供電條件的干擾所采取的抗干擾措施主要有： 在電源引入線上加帶有屏蔽罩的電源濾波器（低通濾波器），它一方面抑制分布在火線上的干擾，另一方面也可解決寬頻帶瞬變狀態(tài)下的干擾。這里密集了各種無(wú)線通信和廣播電視信號(hào)，內(nèi)然機(jī)車(chē)和電力機(jī)車(chē)上的各種大功率電機(jī)電器和車(chē)站的各種設(shè)備產(chǎn)生的電磁干擾。帶寬控制主要是選用高抗干擾能力的邏輯芯片。去耦措施是對(duì)共模耦合采取分開(kāi)回路的設(shè)計(jì)，對(duì)互阻耦合，采取使空間導(dǎo)體彼此遠(yuǎn)離，尺寸盡量減小，就近接地和加粗地線。 至此，整個(gè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)部分介紹完畢，實(shí)驗(yàn)表明本設(shè)計(jì)的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)較為合理 ，工作穩(wěn)定，能完成預(yù)定的各種功能要求，具有較高的可靠性。 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件總體上分三大部分：初始化及設(shè)備 自檢和斷線檢測(cè)、鍵盤(pán)管理、列車(chē)接近檢測(cè)報(bào)警等 。 交通控制 軟件系統(tǒng)采用針對(duì)的 PIC 單片機(jī)的匯編語(yǔ)言編寫(xiě) 。若果不執(zhí)行電機(jī)控制，則直接終止中斷，返回到主程序。 基于單片機(jī)的火車(chē)道口安全報(bào)警系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) 15 計(jì) 數(shù) 器 清 零讀 入 本 次 值與 前 次 值 相 同 嗎 ？計(jì) 數(shù) 器 加 1 等 于 8 嗎 ？前 次 寄 存 器 置 初 值讀 入 數(shù) 有 效NNYY 圖 53 軟件抗干擾流程 總之 ,系統(tǒng)在采取了以上措施后 ,經(jīng)過(guò)實(shí)際的試驗(yàn)和應(yīng)用 ,取得了較好的效果，達(dá)到了設(shè)計(jì) 要求。 基于單