【正文】 路原理圖如下圖所示： 尋跡模塊的電路原理圖 公交車(chē)車(chē)次顯示模塊設(shè)計(jì) 硬件設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)的公交車(chē)子系統(tǒng)由兩輛公交車(chē)組成，分別由 ATmega128 和 ATmega16 作為主控制芯片，車(chē)次分別為 91920，通過(guò)數(shù)碼管顯示車(chē)次。當(dāng)公交車(chē)偏離白線時(shí)，中間的傳感器就會(huì)檢測(cè)到黑板，把檢測(cè)信號(hào)送給小車(chē)的處理和控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)對(duì)小車(chē)軌跡予以糾正。公交車(chē)系統(tǒng)基于ATmega12ATmega16 芯片的基礎(chǔ)上，增加了紅外尋跡模塊、數(shù)碼管顯示模塊、WT588D 語(yǔ)音自動(dòng)報(bào)站模塊、紅外通信模塊、左右輪電機(jī)模塊。整個(gè)過(guò)程中站牌上的液晶顯示器動(dòng)態(tài)切換顯示天氣預(yù)報(bào)、公交車(chē)的動(dòng)態(tài)位置、廣告內(nèi)容等。 傳感器的選擇和安裝 市場(chǎng)上用于紅外探測(cè)法的器件較多，可以利用反射式傳感器件外接簡(jiǎn)單電路自制探頭，也可以使用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作性能可靠的集成紅 外探頭。直流電機(jī)的可逆運(yùn)行原理：一臺(tái)直流電機(jī)原則上既可以作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行,也可以作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行,這種原理在電機(jī)理論中稱為可逆原理。簡(jiǎn)介如下表：封裝引腳 引腳標(biāo)號(hào) 功能描述1 /RESET 復(fù)位鍵，低電平保持≥5ms 有效3 PWM+ PWM+音頻輸出腳，需要從軟件設(shè)置 PWM 輸出才生效（接揚(yáng)聲器正極）4 PWM PWM音頻輸出腳，需要從軟件設(shè)置 PWM 輸出才生效（接揚(yáng)聲器負(fù)極）8 GND 地線腳(接地)10 DATA 按鍵/三線時(shí)鐘/一線數(shù)據(jù)輸入腳(接單片機(jī) I/O 口)14 VCC 存儲(chǔ)器電源輸入腳（）15 BUSY 語(yǔ)音播放忙信號(hào)輸出腳河北理工大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）16 VDD 數(shù)字電源輸入腳（）一線串口只通過(guò)一條數(shù)據(jù)通信線控制時(shí)序，依照電平占空比不同來(lái)代表不同的數(shù)據(jù)位，先拉低 RESET 復(fù)位信號(hào) 5ms，然后置于高電平等待大于 17ms 的時(shí)間，再將數(shù)據(jù)信號(hào)拉低 5ms，最后發(fā)送數(shù)據(jù)。Harvard 結(jié)構(gòu)圖AVR 的內(nèi)核結(jié)構(gòu)示意圖河北理工大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）B、 PSWALU、 、 P PISP、P P 、/ AC SPTMP1TMP2 、 、 、PC 、PC、 RAM、RAM P0、 PFlash P0、P VCGNDPSENROGALE/P/AVRSTP0.~~~ ~ XTAL2 AT89S5 指令圖 2 的系統(tǒng) WT588D 語(yǔ)音芯片的簡(jiǎn)介 主要性能WT588D 語(yǔ)音芯片是一款功能強(qiáng)大的可重復(fù)擦除燒寫(xiě)的語(yǔ)音單片機(jī)芯片，高度集成的單片機(jī)技術(shù)足以取代復(fù)雜的外圍控制電路，配套 WT588D Voice Chip 上位機(jī)操作軟件可隨意把信息在線下載，大大減少了語(yǔ)音編輯的時(shí)間。5．武器裝備在現(xiàn)代化的武器裝備中，如飛機(jī)、軍艦、坦克、導(dǎo)彈、魚(yú)雷制導(dǎo)、智能武器裝備、航天飛機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)，都有單片機(jī)嵌入其中。在現(xiàn)代的數(shù)字化世界中，單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)大量地滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒(méi)有單片機(jī)的蹤跡。51 系列單片機(jī)最早有 Intel 公司推出，主要有 8031 系列，8051 系列。 故本系統(tǒng)在單片機(jī)的控制之下，采用了紅外通信技術(shù)完成車(chē)與站牌之間的通信功能，采用紅外避障傳感器實(shí)現(xiàn)公交車(chē)的智能避障功能，以此輔助完成整個(gè)智能公交系統(tǒng)的功能。通過(guò)語(yǔ)音芯片實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)站，減輕了駕駛員的勞動(dòng)量并減少因駕駛員的報(bào)站或按鍵失誤給乘客帶來(lái)的不便。但是，近幾年，由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和政府對(duì)公交投入力度的加大，我國(guó)智能公共交通系統(tǒng)已出現(xiàn)端倪。目前，美國(guó)一些開(kāi)發(fā)公交車(chē)隊(duì)管理系統(tǒng)的公司，采用自動(dòng)確定車(chē)輛位置的全球定位系統(tǒng)（GPS）和計(jì)算機(jī)輔助發(fā)車(chē)系統(tǒng)等，進(jìn)行實(shí)時(shí)管理公共汽車(chē)的運(yùn)營(yíng)，并開(kāi)發(fā)了一些先進(jìn)的系統(tǒng)。為了緩解這種不便，本系統(tǒng)在站牌系統(tǒng)中設(shè)置指示燈，以指示公交車(chē)的位置，并通過(guò)串口總線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)每個(gè)站牌上相同站點(diǎn)的指示燈同時(shí)點(diǎn)亮?，F(xiàn)在全球正在提倡環(huán)保節(jié)能、低碳生活，以電能作為動(dòng)力的智能公交車(chē)今后將成為主流。這樣的通信方式給乘客帶來(lái)了較大的方便，也是本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的另一大的亮點(diǎn)。其中公交車(chē)系統(tǒng)采用高性能的ATmega128 和 ATmega16 單片機(jī)作為控制核心，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)站功能、紅外避障功能、終點(diǎn)站無(wú)線充電功能，并結(jié)合紅外傳感技術(shù)實(shí)現(xiàn)與站牌系統(tǒng)的通信。公交車(chē)系統(tǒng)的紅外通信模塊可實(shí)現(xiàn)與站牌系統(tǒng)的通信。為了避免多輛公交車(chē)在相繼進(jìn)站時(shí)發(fā)生碰撞，我們?cè)诠卉?chē)上添加了紅外避障功能。河北理工大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）第一章 緒論 課題研究的背景和意義隨著城市公交系統(tǒng)的快速發(fā)展，公交車(chē)為外出的人們提供了方便快捷的服務(wù),而公交車(chē)的報(bào)站系統(tǒng)直接影響服務(wù)質(zhì)量。同時(shí)卻又引發(fā)了一系列不良影響，例如環(huán)境的污染問(wèn)題。歐洲許多國(guó)家通過(guò)實(shí)施公交優(yōu)先通行信號(hào)，布設(shè)智能公交監(jiān)控與調(diào)度系統(tǒng)等措施，提高公交車(chē)輛運(yùn)行速度和公交服務(wù)質(zhì)量以吸引公共車(chē)坐公交車(chē)出行，從而有效地緩解了城市交通壓力，解決了城市交通問(wèn)題，并取得了明顯的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。智能公交系統(tǒng)（Intelligent Transportation Systems）簡(jiǎn)稱 ITS。方案二：采用超聲波檢測(cè)障礙物。因此，一片芯片就構(gòu)成了一個(gè)基本的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。AVR單片機(jī)也是 Atmel 公司的產(chǎn)品，是 8 位單片機(jī)中第一個(gè)真正采用 RISC 結(jié)構(gòu)的單片機(jī)，它采用了大型快速存取寄存器組、快速單周期指令系統(tǒng)以及單級(jí)流水線等先進(jìn)技術(shù)，使得 AVR 單片機(jī)具有高達(dá) 1MIPS/MHz 的高速運(yùn)行處理能力。3．消費(fèi)類電子產(chǎn)品例如，洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、電風(fēng)扇、電視機(jī)、微波爐、加濕機(jī)、消毒柜等。在這種系統(tǒng)中，單片機(jī)往往作為一個(gè)終端機(jī)，安裝在系統(tǒng)的某些節(jié)點(diǎn)上，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的測(cè)量和控制。河北理工大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 工作原理WT588D 系列語(yǔ)音單片機(jī)的封裝有：16PIN 模塊、28PIN 模塊、DIP1SSOP20 和LQFP32 芯片，我們采用的是 16PIN 模塊。 最大 的 輸 出 電 流 是 2A。紅外探測(cè)法，即利用紅外線在不同顏色的物理表面具有不同的反射性質(zhì)的特點(diǎn)。采用低電壓供電，正常顯示時(shí)的工作電流在 200μA 以下，且具有掉電模式。由于兩路公交會(huì)有公共路段、公共站，公交車(chē)系統(tǒng)添加了紅外避障功能，紅外避障傳感器檢測(cè)到障礙物后自動(dòng)停車(chē)，待障礙物離開(kāi)，繼續(xù)前進(jìn)。從簡(jiǎn)單、方便、可靠等角度出發(fā)，本系統(tǒng)在地盤(pán)裝設(shè)有三個(gè)紅外探測(cè)頭，進(jìn)行三方向糾正控制，將大大提高其尋跡的可靠性，具體位置分布如圖：紅外探頭的分布圖圖中尋跡傳感器全部在一條直線上。其程序控制流程圖如下圖：河北理工大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 否否否否否是是是PA 口的高三位為 110是是是開(kāi)始定義變量 i 和tempPA 口的高三位為 010將 PINA57 賦給 temp（紅外對(duì)管掃描情況決定 PA 的高三位的電平高低）公交車(chē)直線行駛PA 口的高三位為 100公交車(chē)左拐行駛PA 口的高三位為 001公交車(chē)右拐行駛PA 口的高三位為 011公交車(chē)左拐行駛公交車(chē)右拐行駛PA 口的高三位為 111公交車(chē)左拐尋跡開(kāi)定時(shí)器中斷產(chǎn)生1K/2K 方波,公交車(chē)停止，語(yǔ)音芯片工作報(bào)站。河北理工大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 硬件設(shè)計(jì)電路原理圖如下所示：數(shù)碼管顯示模塊原理圖 軟件設(shè)計(jì)軟件流程圖如下所示：數(shù)碼管顯示模塊流程圖數(shù)碼管 1 顯示 9開(kāi)始延時(shí)數(shù)碼管 2 顯示 1 或 2 延時(shí)數(shù)碼管 3 顯示 9 或 0延時(shí)河北理工大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 語(yǔ)音芯片模塊設(shè)計(jì) 硬件設(shè)計(jì)WT588D 系列語(yǔ)音單片機(jī)的封裝有：16PIN 模塊、28PIN 模塊、DIP1SSOP20和 LQFP32 芯片，我們采用的是 16PIN 模塊。控制時(shí)序圖和軟件流程圖如下：河北理工大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）結(jié) 束d++_否否是開(kāi) 始將數(shù)據(jù)口 PD0/PE0 置低延時(shí) 5ms將數(shù)據(jù)口 PD0/PE0 置高判斷地址位數(shù)d 是否小于 8定義變量 d 并賦初值 0判斷地址的第d 位是否為 1延時(shí) 600us將數(shù)據(jù)位 PD0/PE0 置低延時(shí) 200us將地址位向右移 1位將數(shù)據(jù)口 PD0/PE0 置高是延時(shí) 200us將數(shù)據(jù)位 PD0/PE0 置低延時(shí) 600us語(yǔ)音模塊的軟件流程圖河北理工大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 紅外通信模塊設(shè)計(jì)本系統(tǒng)中的公交車(chē)系統(tǒng)要和站牌系統(tǒng)進(jìn)行通信，這部分功能通過(guò)紅外通信模塊完成。河北理工大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 實(shí)物圖 調(diào)節(jié)距離方式圖 硬件設(shè)計(jì)避障電路原理圖 軟件設(shè)計(jì)開(kāi)始小車(chē)前進(jìn)判斷是否有障礙小車(chē)停止延時(shí) 避障模塊軟件流程圖 河北理工大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） XKT408 無(wú)線充電模塊 為了提高公交車(chē)系統(tǒng)的供電便利性，我們?cè)黾恿藷o(wú)線充電模塊對(duì)公交車(chē)進(jìn)行無(wú)線充電。發(fā)射模塊工作電流：隨接收負(fù)載電流的大小自動(dòng)增減。根據(jù)信息的傳送方式，串行通信可以進(jìn)一步分為單工、半雙工和開(kāi)始判斷站牌是否接收到信號(hào)是否是 1K 信號(hào)顯示廣告 天氣預(yù)報(bào) 車(chē)位置是否顯示 920 車(chē)進(jìn)站顯示 919 車(chē)進(jìn)站是否河北理工大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）全雙工三種。站牌系統(tǒng)是由 AT89S52 作為主控芯片在該控制器的基礎(chǔ)上增加了紅外通信模塊、LCD 現(xiàn)實(shí)模塊、LED 閃爍提醒模塊、串口總線通信模塊。第一，該系統(tǒng)中設(shè)計(jì)的交通環(huán)境太過(guò)理想化，真實(shí)的環(huán)境并不是這樣的，所以小車(chē)應(yīng)具備識(shí)別紅綠燈并根據(jù)紅綠燈改變行駛狀態(tài)的