【正文】 RS232 簡介 串行通信使用 RS232C 標(biāo)準(zhǔn)，為美國電子工業(yè)協(xié)會(huì) (Electronic Industry Asso — ciation)的推薦標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)已在全世界范圍內(nèi)被廣泛采用。 RST 輸入實(shí)現(xiàn)控制允許地址和命令的移送到對(duì)應(yīng)寄存器中的功能和終止傳輸單字節(jié)或者多種的過程。 王斌： 公交車車門控制電路的研制 26 X12X23VCC21GND4RST5I/O6SCLK7VCC18U4DS130212Y210pFC710pFC8GNDSCLKDS_RSTSIOVCCVcc3 圖 49 時(shí)鐘電路模塊 圖示出 DS1302 的接線圖，根據(jù)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)要求，為 DS1302 提供后備電源，使用 3V 紐扣電池連接芯片 8 腳。 華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 時(shí)鐘電路實(shí)現(xiàn) 圖 48 DS1302 內(nèi)部結(jié)構(gòu) DALLAS 公司推出 新型 的時(shí)鐘芯片 DS1302 一種能 涓流充電時(shí)鐘芯片，時(shí)鐘芯片 DS1302 可以采用同步串行的通信方式，操作簡單。如果用戶按下 K，那么線路接通，電容 C 產(chǎn)生一個(gè)充電的過程，兩端電壓變?yōu)?1。 王斌： 公交車車門控制電路的研制 24 機(jī)械彈性開關(guān) 的 鍵盤 的 機(jī)械觸點(diǎn)的斷開、閉合 產(chǎn)生 一個(gè)電信號(hào)，一個(gè)過程 即會(huì)產(chǎn)生高 電平 和 低電平 兩個(gè)狀態(tài) 的切換。這種情況的處理辦法有：判斷按鍵時(shí)間最長為有效，或按鍵的先后區(qū)分有效性，或釋放時(shí)間的前后來判斷等。前者則 單片機(jī)自己識(shí)別按鍵反應(yīng)出的高點(diǎn)電平，單片機(jī)進(jìn)行處理后識(shí)別按鍵。如果選擇 DL 叫為高電平的，那么就可以采用 8 為的數(shù)據(jù)接口，若 DL 為低電平，數(shù)據(jù)口為 4 位。通常使用的基本命令有 11 條，擴(kuò)展命令有 7 條。 16 NC –該引腳空腳 17 RST I 在低電平的情況下顯示屏復(fù)位 18 VOUT VDD＝ + 時(shí)有效，引腳產(chǎn)生倍壓輸出。 ● RS=1：無論 MPU 操作讀或者寫操作，都會(huì)將操作指針指向數(shù)據(jù)寄存器。 6 腳 AT_SCL 接單片機(jī)，單片機(jī)為其提供時(shí)鐘， 5 腳 AT_SDA 接單片機(jī)，與單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸（按位進(jìn)行）。那么脈沖信號(hào)的輸出頻率和公交車車輪的轉(zhuǎn)速成正比。 霍爾元件和磁鋼 管腳圖 圖 314 霍爾傳感器的 磁場 作用圖和 外形圖 該霍爾傳感器 工作 的接線 原理 圖如圖 314 所示。自動(dòng)記錄超速、低速行駛的時(shí)間和里程數(shù)。具體引腳圖如圖 310 。 在實(shí)現(xiàn)正常通信的加強(qiáng)信號(hào)的抗干擾性，發(fā)送信號(hào)需要加載到某一高頻信號(hào)上， 在 PT2272 解碼前，需要將接收的信號(hào)通過 ―選頻、放大、檢波、濾波、整形 ‖等處理，得到較為純 凈的信號(hào)，然后通過 PT2272 芯片解碼。在一座城市里條線路上公交站臺(tái)通常不超過 100 個(gè)，那么 PT2262 的編碼地址足夠滿足不同的公交站臺(tái)的設(shè)計(jì)需求。 ? D0D5：數(shù)據(jù)輸入端。芯片 地址端口 任意組合產(chǎn)生有 531441 種地址碼。 VPP：片外 ROM 允許訪問端 /編程電源端。 王斌： 公交車車門控制電路的研制 8 表 31 P3 口各位的第二功能 引腳 第二功能 功能說明 RXD 串行數(shù)據(jù)輸入端 TXD 串行數(shù)據(jù)輸出端 INT0 外部中斷 O 中斷請(qǐng)求信號(hào)輸入端 INT1 外部中斷 1 中斷請(qǐng)求信號(hào)輸入端 T0 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0 外部計(jì)數(shù)脈沖輸入端 T1 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1 外部計(jì)數(shù)脈沖輸入端 WR 片外 RAM 寫選通信號(hào)輸出端 RD 片外 RAM 讀選通信號(hào)輸出端 AT89S52 的 4 個(gè)口在電路結(jié)構(gòu)上基本相同， P0—P3 口都可作為普通 I/O 口來使用。 Pl 口： Pl 口有八條端口線，命名為 —。它由一個(gè) 8 位中央處理器 (CPU)、一個(gè) 256B 片內(nèi) RAM 及 4KBFlashROM、 21 個(gè)特殊功能寄存器、 4 個(gè) 8 位并行 I/O 口、兩個(gè)16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器、一個(gè)串行 I/O 口以及中斷系統(tǒng)等部分組成，各功能部件通過片內(nèi)單一總線聯(lián)成一個(gè)整體，集成在一塊芯片上。該方案 硬件焊接 方便 而且程序簡單 、 成本低廉。 顯示模塊論證與選擇 方案一：采用 LED 數(shù)碼管電路進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描的方法 ,LED 數(shù)碼管其間本身價(jià)格適中 ,亮度高，顯示數(shù)字合適 ,但是連接復(fù)雜，耗電流大，驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜?？梢杂矛F(xiàn)有的遙控裝置，我們只要了解其編解碼原理，就可以采用現(xiàn)成的簡易裝置來模擬應(yīng)用。 無線通信方案論證與選擇 方案一：無線 AP。本方案的主要優(yōu)點(diǎn) : （ 1） TMS32OF24O 芯片 的 執(zhí)行速度達(dá)到 20MIPS， 芯片 的 速度快， 能夠滿足 高速的 數(shù)據(jù)采集 需要 。 ? 單片機(jī)從時(shí)鐘芯片 DS1302 中獲得世界信息。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行語音錄制 后 ， 語音存儲(chǔ)芯片中 將 數(shù)字語音信息 建立語音庫 。軟件部分用 C 編程。 本課題在 國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r 目前，國內(nèi)外公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，主要方式有以下幾種： （ 1）是在公交車上安裝 GPS 或北斗全球定位系統(tǒng)的用戶終端，定位系統(tǒng)通過計(jì)算導(dǎo)航衛(wèi)星的定位信息，解算出公交車的地理坐標(biāo)信息，結(jié)合所在地的地圖數(shù)據(jù)庫，計(jì)算出當(dāng)前的坐標(biāo)，與各公交站臺(tái)的位置關(guān)系，司機(jī)駕駛公交車將要公交站臺(tái)或者達(dá)到一定距離時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)當(dāng)前是位置信息進(jìn)行報(bào)站，不要司機(jī)手工操作報(bào)站系統(tǒng)。由于本設(shè)計(jì)為自動(dòng)報(bào)站，在應(yīng)用中可以大大降低司機(jī)的工作強(qiáng)度，提高車輛在行駛過程中的安全指數(shù)。本人授權(quán)華東交通大學(xué)理工學(xué)院可以將本設(shè)計(jì)（論文）的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式表明。在考核部分， 單片機(jī)通過 采集 公交車的車輪 上 的 霍爾傳感器將 汽車 車輪旋轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào) ， 統(tǒng)計(jì) 轉(zhuǎn)圈數(shù) 實(shí)現(xiàn) 里程計(jì)數(shù)，單位時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)量判斷 車速 ，從而判斷 公交車 車超速情況 ， 并能通過 LCD顯示屏 準(zhǔn)確地顯示?，F(xiàn)在公交車上普遍使用的人工按鍵報(bào)站會(huì)出現(xiàn)報(bào)站不可靠（因?yàn)樗緳C(jī)經(jīng)?？赡軙?huì)因?yàn)閳?bào)站時(shí)操作系統(tǒng)會(huì)錯(cuò)誤或忘記按鍵，并 且可能會(huì)因?yàn)樵谡{(diào)整造成系統(tǒng)同時(shí)報(bào)出幾個(gè)不相關(guān)的站名，讓對(duì)路線和站點(diǎn)陌生的乘客因?yàn)闊o法掌握正確的站點(diǎn)而坐錯(cuò)車）。 王斌： 公交車車門控制電路的研制 2 第 2 章 整體設(shè)計(jì)方案分析 整體設(shè)計(jì)需求分析 如 單片機(jī)等 高新 技術(shù) 飛速 發(fā)展，使用單片機(jī) 來實(shí)現(xiàn)公交車的自動(dòng)考核與 報(bào)站成為一種 可行、便捷 、 廉價(jià)的實(shí)現(xiàn)手段 。 通過錄制 語音存入存儲(chǔ)器內(nèi) ，單片機(jī)控制語音芯片來讀 語音 芯片內(nèi)部的 存儲(chǔ)器內(nèi)部的語音信息，通過語音輸出 進(jìn)行 報(bào)站 或者 相關(guān) 提示。 華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 公交車車門控制電路整體構(gòu)成如圖 21 所示。 主控制器論證與選擇 方案一：采用以 AV R 系列為核心的微控制器完成對(duì)語音、液晶模塊的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的采集。 （ 3） 指令系統(tǒng)豐富 ， 運(yùn)行 效率高。 方案三： PT2262/PT2272L4 集成芯片。 20xx 年中青世紀(jì)科技公司推出包裝成標(biāo)準(zhǔn)的 COB28 管腳 的 PM66 是一款智能語音產(chǎn)品。不僅顯示功能強(qiáng)大，并且連接很方便 。 單片機(jī)AT 89 S 52無線接收無線發(fā)送公交車站臺(tái)公交車C O M 口導(dǎo)出數(shù)據(jù)語音播報(bào)PM 66 圖 31 公交車報(bào)站示意圖 在各個(gè)站點(diǎn)安裝 PT2262 集成芯片的編碼集成電路，用來發(fā)射站臺(tái)信號(hào)；在公交車上安裝無線接收模塊 PT2272 解碼集成電路、語音電路、單片機(jī)最小系統(tǒng)等，用來接收站臺(tái)發(fā)射的信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行解碼，從而判斷該站點(diǎn)并進(jìn)行自動(dòng)報(bào)站。 在本次設(shè)計(jì)中，選用單片機(jī)芯片 AT89S52， 如圖 32 所示， AT89S52 是一種高效微控制器。 P3 口： P3 口有八條端口線，命名為 —。 XTAL:2：片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端，接外部石英晶體和微調(diào)電容的另一端。由于本系統(tǒng)不至于過于龐大，同時(shí)對(duì)實(shí)時(shí)性要求也不是很高，故本系統(tǒng)直接開發(fā)裸機(jī)程序，不做成嵌入操作系統(tǒng)。若芯片 PT2262 是 出于 連續(xù) 發(fā)送數(shù)據(jù) 的狀態(tài)下， 解碼 芯片 PT2272 的 17 腳連續(xù)輸出高電平， 其他數(shù)據(jù)腳也會(huì)連續(xù)輸出 。 ? DIN：數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端 ， 數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端，無線 射頻模塊收到后，傳 入該腳 ? VT： 解碼有效確認(rèn)，該腳 默認(rèn)為低電平 ，解碼有效變成瞬態(tài)高電平 。 具體 PT2622 的相關(guān)實(shí)現(xiàn)電路圖如下： 圖 36 無線射頻發(fā)射電路 無線接收電路 無線射頻接收原理框圖如下： 圖 37 無線射頻接收原理框圖 該部分設(shè)計(jì)模塊安裝于公交車上，與其他的系統(tǒng)組成部分可以封裝于一安裝盒內(nèi)。其具體電路圖如下： 圖 38 無線射頻接收電路 語語音電路實(shí)現(xiàn) PM66 語音芯片功能及特性 PM66 系列語音芯片是一款智能語音產(chǎn)品，該系列芯片在設(shè)計(jì)電路的使用方法方便及配合的基本電路上基本兼容 PM50 系 列，與此同時(shí)與 PM50相比，具有可存儲(chǔ)聲音秒數(shù)更長，提高的存儲(chǔ)的音效。 DAC 方式： PM66 芯片的 13 腳（ SP1/DAC）作為音頻輸出， 14 腳（ SP2）懸空。 A3144 的由 Allegro MicroSystems 公司生產(chǎn)的霍爾傳感器。通過單位時(shí)間內(nèi)獲得的脈沖數(shù)計(jì)算得到轉(zhuǎn)速，公交車車輪的旋轉(zhuǎn)為規(guī)律性的圓周運(yùn)動(dòng)。常見封裝有： 表 33 串聯(lián)接口讀寫封裝表 王斌： 公交車車門控制電路的研制 18 封裝 引腳數(shù) PDIP 8 腳 JEDEC SOIC 8 腳 Ultra Lead Frame Land Grid Array (ULA) 8 腳 SOT23 5 腳 TSSOP 8 腳 dBGA2 8 觸點(diǎn) 本系統(tǒng)中 AT24C08 芯片主要用來存儲(chǔ)設(shè)置的鬧鐘時(shí)間，利用 I2C 總線進(jìn)行讀寫 VCC 提供 5V 電源。 LCD12864 性能特點(diǎn) （ 1）提供 8位或 4位的并行通信接口及串行通信接口三種不同通信方式 （ 2）并行通信接口采用標(biāo)準(zhǔn)的 M6800時(shí)序，上電啟動(dòng)能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)位功能 （ 4）顯示屏內(nèi)部自帶了提供工作的振蕩源 王斌： 公交車車門控制電路的研制 20 （ 5）還有 DDRAM、 CGROM、 HCGROM、 CGRAM片內(nèi)資源。 當(dāng)工作在串口方式的情況下改引腳為串行時(shí)鐘信號(hào)。 ，表示并口控制方式 華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 LCD12864 與單片機(jī)的連接 LCD12864 的控制方式有串口模式（兩根控制線， CLK、 DAT）、 4 位并口、 8位并口，為了能夠及時(shí)顯示相關(guān)數(shù)據(jù)，本文采用了 8 位并口的控制方式，其與單片機(jī)的連接電路圖如下圖 42 所示 ，因 51 單片機(jī) P0 口設(shè)計(jì)成開漏極的結(jié)構(gòu)，所以必須加上拉電阻，保證 P0 口能輸出高電平。 本設(shè)計(jì)中使用到的基本指令主要有：清除顯示、點(diǎn)設(shè)定、顯示狀態(tài)、功能設(shè)定， DDRAM 位址設(shè)定等。鍵盤可分為非編碼和編碼鍵盤兩種實(shí)現(xiàn)方式。處理器可以識(shí)別通過按鍵狀態(tài)不同反應(yīng)出的電壓不同，比如可以使用高電平表示按鍵按下，低電平這表示沒有按下。通常處理情況，為程序識(shí)別按鍵的釋放信號(hào)，等待按鍵的釋放后，才轉(zhuǎn)去處理其他任務(wù)的方法來解決此類問題。 濾波防抖動(dòng)電路 利用 RC 積分電路的充電放電過程中，對(duì)按鍵的按下或釋放產(chǎn)生的高頻雜波進(jìn)行濾除。通常，在鍵的個(gè)數(shù)較多的情況下，設(shè)計(jì)者不會(huì)選擇使用硬件去抖的方法。 DS1302 是由 DS1202 改進(jìn)而來，比 DS1202 具有以下優(yōu)勢。其他情況下，主電源正常供電。 數(shù)據(jù)引腳（ I/O）為雙向數(shù)據(jù)通道，而 SCLK 只能為輸入狀態(tài)。 RS—232C 的其它規(guī)定。在上電前 RST 需要保持低電平狀態(tài)。 DS1302 的 1 腳和 8 腳上哪個(gè)電壓大就為芯片提供電源。 對(duì)時(shí)鐘芯片的操作可以同時(shí)對(duì) 1 到 31 個(gè)字節(jié)選擇操作，其中可以讀取時(shí)鐘、寫入數(shù)據(jù)等動(dòng)作。 同理，釋放按鍵 K，電容 C 放電，一樣可以達(dá)到去抖的效果。常見的方法有從硬件及軟件兩個(gè)方面著手解決。 用戶在操作時(shí)，不小心，或者重復(fù)操作，在同一時(shí)刻或者不同時(shí)刻重復(fù)多次按下同一個(gè)鍵 ，即使重鍵。 按鍵的確認(rèn) 實(shí)際上，鍵盤是多個(gè)按鍵開關(guān)的邏輯組合排列成，通過每個(gè)按鍵就開業(yè)獲得一個(gè)開關(guān)量高電平或者低電平。寫數(shù)據(jù)和寫指令的時(shí)序圖如圖 43，照此時(shí)序圖編寫可實(shí)現(xiàn)兩子函數(shù)的 功能。 RE 位能夠自動(dòng)保持上一個(gè)狀態(tài)，即設(shè)置后，下一次操作，不需進(jìn)行相同的操作。 ：除接口第 15 腳（ PSB）外，也可使用 P S 焊盤點(diǎn) (IC 面 )選擇并口 /串口。 ● R/W=1 讀操作。 顯示功能實(shí)現(xiàn) LCD12864 液晶顯示模塊 LCD12864 液晶顯示模塊可以簡單的實(shí)現(xiàn) 漢字圖形點(diǎn)陣，用來顯示漢字和圖形。其擁有的優(yōu)點(diǎn)滿足工業(yè)或商業(yè)上功耗呵呵電壓較低的情形。 圖 316 霍爾 傳感 器測速 的 基