【文章內(nèi)容簡介】 。本系統(tǒng)中的公交車系統(tǒng)就是采用 AVR 單片機(jī)中的 ATmega128，ATmega16 作為核心控制芯片。 單片機(jī)的典型應(yīng)用領(lǐng)域及特點以單片機(jī)為核心構(gòu)成的單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)已成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中最重要的組成部分。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領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。其主要應(yīng)用領(lǐng)域有以下幾方面：1．工業(yè)檢測與控制主要應(yīng)用工業(yè)過程控制、智能控制、設(shè)備控制、數(shù)據(jù)采集和傳輸、測試、測量、監(jiān)控等。在工業(yè)自動化的領(lǐng)域中，機(jī)電一體化技術(shù)將發(fā)揮愈來愈重要的作用，在這種集機(jī)械、微電子和計算機(jī)技術(shù)為一體的綜合技術(shù)（如機(jī)器人技術(shù)）中，單片機(jī)發(fā)揮著非常重要河北理工大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）的作用。2．儀器儀表目前對儀器儀表的自動化和智能化要求越來越高。單片機(jī)的使用有助于提高儀器儀表的精度和準(zhǔn)確度，簡化結(jié)構(gòu)，減小體積而易于攜帶和使用，加速儀器儀表向數(shù)字化、智能化、多功能化方向發(fā)展。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。嵌入了單片機(jī)后，功能和性能大大提高，并實現(xiàn)智能化、最優(yōu)化控制。4．通訊在調(diào)制解調(diào)器、各類手機(jī)、傳真機(jī)、程控電話交換機(jī)、信息網(wǎng)絡(luò)及各種通訊設(shè)備中，單片機(jī)也已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。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。6．各種終端及計算機(jī)外部設(shè)備計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)終端（如銀行終端）以及計算機(jī)外部設(shè)備（如打印機(jī)、硬盤驅(qū)動器、繪圖機(jī)、傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)等）中都使用了單片機(jī)作為控制器。7．汽車電子設(shè)備已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各種汽車電子設(shè)備中，如汽車安全系統(tǒng)、汽車信息系統(tǒng)、智能自動駕駛系統(tǒng)、衛(wèi)星汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、汽車緊急請求服務(wù)系統(tǒng)、汽車防撞監(jiān)控系統(tǒng)、汽車自動診斷系統(tǒng)以及汽車黑匣子等。8．分布式多機(jī)系統(tǒng)在較復(fù)雜多節(jié)點的測控系統(tǒng)中，常采用分布式多機(jī)系統(tǒng)。一般由若干臺功能各異的單片機(jī)組成，各自完成特定的任務(wù)，它們通過串行通信相互聯(lián)系、協(xié)調(diào)工作。在這種系統(tǒng)中，單片機(jī)往往作為一個終端機(jī)，安裝在系統(tǒng)的某些節(jié)點上，對現(xiàn)場信息進(jìn)行實時的測量和控制。 從工業(yè)自動化、自動控制、智能儀器儀表、消費(fèi)類電子產(chǎn)品等方面，直到國防尖端技術(shù)領(lǐng)域，單片機(jī)都發(fā)揮著十分重要的作用。河北理工大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 單片機(jī)的系列Zilog 的 Z80 系列（這個是比 51 還要老的單片機(jī)）Intel 的 51 系列單片機(jī)Atmel 的 AT89 系列單片機(jī)Atmel 的 AVR 系列單片機(jī)Microchip 的 PIC 系列單片機(jī)Freescale 的 MC 系列Motorola 的 6800 系列義隆公司的 EM 系列麥肯公司的 MDT 系列和泰的 ABOV 系列意法半導(dǎo)體的 ST 系列單片機(jī)ARM 系列 32 位的單片機(jī)等 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)河北理工大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）典 典型單片機(jī)的基本組成結(jié)構(gòu)為了提高 MCU 并行處理的運(yùn)算效率，AVR 單片機(jī)采用了程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器使用不同存儲空間和存儲總線的 Harvard 結(jié)構(gòu)，如下所示。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)計說明書（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 語音芯片的簡介 主要性能WT588D 語音芯片是一款功能強(qiáng)大的可重復(fù)擦除燒寫的語音單片機(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，大大減少了語音編輯的時間。支持插入靜音模式，不占用 SPIFlash 內(nèi)存的容量。輸出模式有 MP3 控制模式、按鍵控制模式、按鍵組合控制模式、并口控制模式、一線串口控制模式、三線串口控制模式以及三線串口控制控制端口擴(kuò)展輸出模式，完全支持 6K~22KHz 采樣率的音頻加載。220 個可控制的語音地址位，單個地址位里能加載 128 段可組合語音。PWM 和 DAC 輸出方式，PWM 輸出可直接推動 8Ω/ 的揚(yáng)聲器，DAC 輸出外接功放，音質(zhì)好。河北理工大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 工作原理WT588D 系列語音單片機(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。內(nèi)部電路如下圖, WTW16P 采用 WT588D20SS 作為核心控制電路，WTW16P 內(nèi)部包含了 WT588D20SS 外圍所需的 SPIFLASH、振蕩電路、復(fù)位電路，外部只需要接上電源、控制端以及揚(yáng)聲器（或者功放）就能正常工作。為了節(jié)省單片機(jī) I/O 口，我們采用一線串口控制模式，因此只使用了其中的七個引腳。簡介如下表：封裝引腳 引腳標(biāo)號 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/三線時鐘/一線數(shù)據(jù)輸入腳(接單片機(jī) I/O 口)14 VCC 存儲器電源輸入腳（）15 BUSY 語音播放忙信號輸出腳河北理工大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）16 VDD 數(shù)字電源輸入腳（）一線串口只通過一條數(shù)據(jù)通信線控制時序，依照電平占空比不同來代表不同的數(shù)據(jù)位，先拉低 RESET 復(fù)位信號 5ms，然后置于高電平等待大于 17ms 的時間，再將數(shù)據(jù)信號拉低 5ms，最后發(fā)送數(shù)據(jù)。高電平與低電平數(shù)據(jù)占空比為 1：3 即代表數(shù)據(jù)位0，高電平與低電平數(shù)據(jù)位占空比為 3：1 代表數(shù)據(jù)位 1。高電平在前，低電平在后。數(shù)據(jù)信號先發(fā)低位再發(fā)高位。 L298 的簡介L298 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖：L298 是 一 個 很 好 的 驅(qū) 動 電 機(jī) 芯 片 ， 無 論 是 直 流 電 機(jī) 還 是 步 進(jìn) 電 機(jī) 都 可 以 。 最大 的 輸 出 電 流 是 2A。 1 個 芯 片 里 包 含 了 2 個 H 橋 ， 可 以 驅(qū) 動 兩 個 電 機(jī) ， 兩 個 使 能端 分 別 為 EnA 和 EnB， 都 是 高 電 平 才 有 效 ， In1(In3)和 In2(In4)的 電 平 必 須 輸入 是 相 反 的 電 平 再 可 以 使 能 電 機(jī) 轉(zhuǎn) 動 .L298 引 腳 說 明 ：河北理工大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 直流電機(jī)簡介定義輸出或輸入為直流電能的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，稱為直流電機(jī)，它是能實現(xiàn)直流電能和機(jī)械能互相轉(zhuǎn)換的電機(jī)。當(dāng)它作電動機(jī)運(yùn)行時是直流電機(jī)，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；作發(fā)電機(jī)運(yùn)行時是直流電機(jī)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。直流電機(jī)的可逆運(yùn)行原理：一臺直流電機(jī)原則上既可以作為電動機(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。當(dāng)原動機(jī)驅(qū)動電樞繞組在主磁極 N、S 之間旋轉(zhuǎn)時，電樞繞組上感生出電動勢，經(jīng)電刷、換向器裝置整流為直流后，引向外部負(fù)載（或電網(wǎng)） ，對外供電，此時電機(jī)作直流發(fā)電機(jī)運(yùn)行。如用外部直流電源，經(jīng)電刷換向器裝置將直流電流引向電樞繞組，則此電流與主磁極 的磁場互相作用，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子與連接于其上的機(jī)械負(fù)載工作，此時電機(jī)作直流電動機(jī)運(yùn)行。直流電機(jī)的分類：按結(jié)果主要分為直流電動機(jī)和直流發(fā)電機(jī)。按類型主要分為直流有刷電機(jī)和直流無刷電機(jī) 紅外傳感器尋跡簡介 尋跡原理公交車在粘有白線的黑板“路面”上行駛，由于白線和黑板對光線的反射系數(shù)不河北理工大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）同，可根據(jù)接收到的反射光的強(qiáng)弱來判斷“道路” ，我們采用了簡單、應(yīng)用比較普遍的紅外探測法。紅外探測法，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。在尋跡公交車行駛過程中紅外發(fā)射二極管會不斷地對地面發(fā)射紅外線，當(dāng)紅外線遇到黑色地面后被吸收，沒有被反射回來，此時模塊的輸出為低電平；遇到白線時發(fā)生漫反射被接收管接收，此時模塊的輸出為高電平。單片機(jī)就是否收到反射回來的紅外光為依據(jù)來確定白線的位置和公交車的行走路線，紅外探測器探測距離有限，一般最大不應(yīng)超過 3cm。 傳感器的選擇和安裝 市場上用于紅外探測法的器件較多，可以利用反射式傳感器件外接簡單電路自制探頭，也可以使用結(jié)構(gòu)簡單、工作性能可靠的集成紅 外探頭。TCR 系列集成紅外探頭價格便宜、體積小、使用方便、性能可靠、用途廣泛，所以該系統(tǒng)中最終選擇了 TCRT5000 反射傳感器作為紅外光的發(fā)射和接收器件，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外接電路均較為簡單，如圖傳感器原理圖河北理工大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） LCD 顯示器簡介站牌系 統(tǒng)用到的液晶顯示 器是諾基亞的 5110 顯示器， 84x48 的點陣 LCD，可以顯示 4 行 漢字，采用串行接 口與主處理器進(jìn)行 通信，接口信號線 數(shù)量大幅度減少，包括電源和地在內(nèi)的信號線僅有 9 條。支持多種串行通信協(xié)議（如 AVR 單片機(jī)的ＳＰI、MCS51 的串口模式０等） ，傳輸速率高達(dá) 4Mbps，可全速寫入顯示數(shù)據(jù)，無等待時間。 可通過導(dǎo)電膠連接模塊與印制版，而不用連接電纜，用模塊上的金屬鉤可將模塊固定到印制板上，因而非常便于安裝和更換。LCD 控制器／驅(qū)動器芯片已綁定到 LCD 晶片上，模塊的體積很小。采用低電壓供電，正常顯示時的工作電流在 200μA 以下，且具有掉電模式。LPH7366 的這些特點非常適合于電池供電的便攜式通信設(shè)備和測試設(shè)備中，如本系統(tǒng)中站牌設(shè)備。 諾基亞 5110 液晶顯示器的引腳圖如下所示：河北理工大學(xué)成人教育畢