【正文】 燈語 音 報 警欄 木 電 動 機 驅(qū) 動 圖 1 系統(tǒng)組成 框 圖 系統(tǒng)主要 組成部分 系統(tǒng)主要由傳感器系統(tǒng)、信號處理系統(tǒng)、單片機系統(tǒng)以及 系統(tǒng)功能實現(xiàn)模塊四部分組成 。 設(shè)計任務(wù)和要求 系統(tǒng)總體采用 AT89C51 單片機為 平交道口自動 報警系統(tǒng)的核心，用安裝在鋼軌內(nèi)側(cè)的車輪傳感器組成檢測點，感應(yīng)到的車輪信息通過標(biāo)準(zhǔn)信號電纜傳送到道口房的主機內(nèi)， 由 單片機 控制道口交通燈的轉(zhuǎn)換和語音報警功能的開關(guān)，并控制道口欄目升降從而達(dá)到 自動檢測、報警通知和提升道口整體安全狀況的目的。鐵道部對此尚無在全國推廣的定型產(chǎn)品，均為各鐵路局自己開發(fā)的設(shè)備，而且利用率也不是太高。本人離校后發(fā)表或使用該畢業(yè)論文（設(shè)計）或與該論文（設(shè)計）直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時， 單位署名為 。本課題針對我國鐵路平交道口的現(xiàn)狀，利用單片機技術(shù)開發(fā)了平交道口來車自動報警系統(tǒng)，采用了可靠性高、價位低、普及程度高、利于基層技術(shù)人員掌握學(xué)習(xí)的 89C51 作為控制芯片，利用了軌道傳感器采集回來的車輪信息，準(zhǔn)確地將來車信息通知道口值守人員及過往行人，大大減少了事故發(fā)生的隱患。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。 因此，我國正大力發(fā)展鐵路行業(yè)的建設(shè)事業(yè)。 鐵路道口 安全工作的好壞，直接關(guān)系到人民生命財產(chǎn)的安全， 它是推動和促進鐵路跨越式發(fā)展目標(biāo)能否順利實現(xiàn)的一個重要方面。 （ 3）道口欄木 升降 功能。 （ 4） 功能實現(xiàn)模塊 ： 功能實現(xiàn)模塊 包括3 個功能：道口交通燈轉(zhuǎn)換控制功能、語音報警功能和道口欄木升降功能。 圖 2 是該鐵路和公路平交道口的平面位置示意圖。這樣的信號必須經(jīng)過必要的處理，將不同的有用信息轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的開關(guān)量，才能供數(shù)字式控制系統(tǒng)使用。 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?shù)臏?zhǔn)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(shù)來增強抗干擾能力。片內(nèi)的 Flash存儲器允許在系統(tǒng)內(nèi)改編程序或用常規(guī)的非易失性存儲器編程器來編程。 系統(tǒng)主電路 本系統(tǒng)道口交通燈只有紅綠兩個。 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—— 音頻信號輸出端，可以驅(qū)動 8~16 歐揚聲器 VCCA———— 模擬電源 VCCD———— 數(shù)字電源 基于單片機的火車道口安全報警系統(tǒng)的研究與設(shè)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(yīng)懸空 AGC—— 自動增益控制端，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(yīng)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(jié)束閃爍 語音報警電路 該部分電路中包含了為語音系統(tǒng)供電的電源部分電路設(shè)計。 L298N 芯片可以驅(qū)動兩個二相電機，也可以驅(qū)動一個四相電機，輸出電壓最高可達(dá) 50V，可以直接通過電源來調(diào)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 。 圖 7是 L298N 芯片的引腳圖。因此在系統(tǒng)設(shè)計中，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)計是手段，外部環(huán)境是保證。這里密集了各種無線通信和廣播電視信號，內(nèi)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(shè)備產(chǎn)生的電磁干擾。去耦措施是對共模耦合采取分開回路的設(shè)計，對互阻耦合，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。 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計 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、鍵盤管理、列車接近檢測報警等 。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(tǒng)的研究與設(shè)計 16 參考 文獻 [1] 李顯軍 .道口報警系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) [J]北京 :鐵路技術(shù)創(chuàng)新。 系統(tǒng)采用數(shù)字濾波即延時重復(fù)讀取開關(guān)量輸入值的措施來提高系統(tǒng)的抗干擾性能。如果來車方向是從右到左，也如前所述， 開始聲光報警并下放欄桿 ， 然后 判斷火車是否離開，完成后，重新開始循環(huán)。隔離措施是用光電耦合器把內(nèi)部電路與外部接口隔離開，將各單元電路也盡可能隔離開。 電磁兼容性設(shè)計主要包括電路設(shè)計、接地和屏蔽設(shè)計。 系統(tǒng)干擾源分析以及硬件抗干擾措施 干擾形成必須具備三個主要因素，即：干擾源、耦合通道、對于干擾敏感的接受電路，如下圖所示： 基于單片機的火車道口安全報警系統(tǒng)的研究與設(shè)計 11 本系統(tǒng)受到的主要干擾來自電網(wǎng)供電，空間電磁波，信號傳輸通道和雷電。 表 1 為 L298N 芯片功能表。 4 腳 VS接電源電壓， VS電壓范圍 VIH為＋ 2． 5～ 46 V。它們的后級為濾波電容，交流電整流后，要求將交流成分濾的越干凈越好，所以濾波電容選用大容量的電解電容。 單片機電路設(shè)計如圖 5 所示 基于單片機的火車道口安全報警系統(tǒng)的研究與設(shè)計 6 11223344D DC CB BA AT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eA4D a t e : 20xx 5 29 S he e t of F i l e : D : \ P r ogr a m F i l e s \ ..\ S he e t c hD oc D r a w n B y :E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10M C S 89S 5112MX T A L33pFC133pFC212345678910KRP V C CV C C200R 191KR 2022uFC 10R S TP 00P 01P 02P 03P 04P 05P 06P 07P 36P 37R S TV C CD0D1D2D3D4D5D6