【正文】 以及推廣價值。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。 論文（設計）作者簽名： 日期： 年 月 日 指 導 教 師 簽 名： 日期： 年 月 日 基于單片機的火車道口安全報警系統的研究與設計 III 目 錄 1 緒論 .................................................................... 1 問題的提出 .......................................................... 1 國內外研究現狀及研究的目的好意義 .................................... 1 設計任務和要求 ...................................................... 1 2 微機自動報警系統概述 .................................................... 2 系統組成部分 ........................................................ 2 系統主要組成部分 .................................................... 2 3 系統硬件設計 ............................................................ 2 傳感器的選用 ........................................................ 2 傳感器的選擇 ..................................................... 2 傳感器檢測道口狀況的方法。 因此，我國正大力發(fā)展鐵路行業(yè)的建設事業(yè)。 在鐵路網比較發(fā)達的歐洲，道口密度大，事故風險也相對比較高。 鐵路道口 安全工作的好壞，直接關系到人民生命財產的安全， 它是推動和促進鐵路跨越式發(fā)展目標能否順利實現的一個重要方面。 本系統 列車接近報警 系統的 主要功能設計如下： （ 1）列車接近道口語音報警功能。 （ 3）道口欄木 升降 功能。（ 1） 傳感器系統 ： 根據系統需求，數據采集元件選用的是凸出極磁電式軌道傳 感器。 （ 4） 功能實現模塊 ： 功能實現模塊 包括3 個功能：道口交通燈轉換控制功能、語音報警功能和道口欄木升降功能。經過綜合比較，本課題最終決定選擇凸出極磁電式軌基于單片機的火車道口安全報警系統的研究與設計 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。傳感器的功能是當火車 經過 時，產生邏輯電平 1，否則產生邏輯電平 0。這樣的信號必須經過必要的處理，將不同的有用信息轉換為標準的開關量，才能供數字式控制系統使用。其中 C1 為濾波電容， YM1 為壓敏元件，可以防止雷電以及車電高電壓竄入。 光電隔離 在實際的信號處理電路中，不可避免的存在各種的干擾信號 ，為了保證信號傳輸的準確性，決定在信號處理電路中增加光電隔離級，即采用隔離技術來增強抗干擾能力。這樣該光電耦合器在電路中就將選中的模擬信號的輸入級、輸出級完全隔離開來，阻止了相互之間 的電聯系，從而消除了輸入級、輸出級之間的干擾。片內的 Flash存儲器允許在系統內改編程序或用常規(guī)的非易失性存儲器編程器來編程。 系統主電路 本系統道口交通燈只有紅綠兩個。 語音電路是針對室外語音廣播而設計的。 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———— 數字地 VSSA———— 模擬地 SP+、 SP—— 音頻信號輸出端，可以驅動 8~16 歐揚聲器 VCCA———— 模擬電源 VCCD———— 數字電源 基于單片機的火車道口安全報警系統的研究與設計 7 MIC—— 話筒輸入端，可用駐級體話筒，通過電容耦合 MICREF—— 話筒輸入考端，若不用應懸空 AGC—— 自動增益控制端，調整芯片內部前置放大器增益，使錄入信號不失真 ANAIN、 ANAOUT—— 兩端間接電容，該端用于模擬信號的直接輸入、輸出 XCLK—— 外部時鐘或接地（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），放音時應該保持低電平 PLAYE—— 邊沿放音控制，下降沿開始放音（此時 REC=0） RECLED—— 錄音指示，接發(fā)光二極管，錄音時亮，放音結束閃爍 語音報警電路 該部分電路中包含了為語音系統供電的電源部分電路設計。 圖 6 語音報警電路 道口欄木驅動控制電路設計 道口欄木是保證行人安全的重要措施，本系統道口欄木驅動選用了 SBS 公司生產的基于單片機的火車道口安全報警系統的研究與設計 8 L298N 芯片 。 L298N 芯片可以驅動兩個二相電機，也可以驅動一個四相電機，輸出電壓最高可達 50V，可以直接通過電源來調節(jié)輸出電壓；可以直接用單片機的 IO 口提供信號；而且電路簡單，使用比較方便 。 1 腳和 15 腳下管的發(fā)射極分別單獨引出以便接入電流采樣電阻，形成電流傳感信號。 圖 7是 L298N 芯片的引腳圖。 電源電路設計如圖 315 所示： 圖中 后部分電路為蓄電池電路，如停電，則用蓄電池為主機供電，當電池電壓低于一定值后，自動斷電。因此在系統設計中，元器件的選擇是根本，合理的安裝調試是基礎，系統的設計是手段，外部環(huán)境是保證。 系統針對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。這里密集了各種無線通信和廣播電視信號，內然機車和電力機車上的各種大功率電機電器和車站的各種設備產生的電磁干擾。帶寬控制主要是選用高抗干擾能力的邏輯芯片。去耦措施是對共模耦合采取分開回路的設計，對互阻耦合，采取使空間導體彼此遠離，尺寸盡量減小，就近接地和加粗地線。 至此，整個系統的硬件設計部分介紹完畢，實驗表明本設計的硬件系統設計較為合理 ，工作穩(wěn)定，能完成預定的各種功能要求，具有較高的可靠性。 系統軟件總體設計 系統軟件總體上分三大部分：初始化及設備 自檢和斷線檢測、鍵盤管理、列車接近檢測報警等 。 交通控制 軟件系統采用針對的 PIC 單片機的匯編語言編寫 。若果不執(zhí)行電機控制，則直接終止中斷，返回到主程序。 基于單片機的火車道口安全報警系統的研究與設計 15 計 數 器 清 零讀 入 本 次 值與 前 次 值 相 同 嗎 ？計 數 器 加 1 等 于 8 嗎 ？前 次 寄 存 器 置 初 值讀 入 數 有 效NNYY 圖 53 軟件抗干擾流程 總之 ,系統在采取了以上措施后 ,經過實際的試驗和應用 ,取得了較好的效果，達到了設計 要求。 基于單