【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 制系統(tǒng)電路的功能。本電路可以對(duì)將要進(jìn)站的車輛給出信號(hào)進(jìn)行開/關(guān)移門，可以通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊對(duì)將要下車的乘客進(jìn)行對(duì)點(diǎn)式開門，可以通過(guò)紅外對(duì)射檢測(cè)電路模塊防止客人被夾，通過(guò)行程開關(guān)電路模塊檢測(cè)站臺(tái)門開關(guān)門是否到位，還可以通過(guò)報(bào)警模塊達(dá)到安全的目的。 圖31 BRT公交站臺(tái)上/下客移門控制系統(tǒng)電路的組成框圖 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)以AT89S52單片機(jī)為控制中心，TXD口接的是無(wú)線發(fā)射模塊，來(lái)接收所發(fā)射的信號(hào)，從而達(dá)到公交車與站臺(tái)門之間的信號(hào)傳輸；，通過(guò)這電路檢查紅外點(diǎn)是否被擋以達(dá)到防夾客人的功能；，通過(guò)故障信號(hào)發(fā)出警告以達(dá)到故障的檢測(cè)功能；～，通過(guò)行程開關(guān)模塊可以檢測(cè)到門開關(guān)到位問(wèn)題。圖32 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)AT89S52單片機(jī)內(nèi)部有個(gè)振蕩器，可以用作CPU的時(shí)鐘源。本系統(tǒng)時(shí)鐘選用內(nèi)部方式。AT89S52內(nèi)郁含有一個(gè)高增益的反相放大器，通過(guò)XTALI(輸入端)、XTAL2(輸出端)外接作為反饋元件的片外石英晶體(或陶瓷諧振器)和電容C1 C2組成的并聯(lián)諧振電路后便構(gòu)成片內(nèi)自激振蕩器，從而利用它內(nèi)部的振蕩器產(chǎn)生時(shí)鐘。連接方法見圖所示，其中晶體呈感性，其決定著振蕩器的振蕩頻率:電容C1 C2對(duì)頻率有微調(diào)作用。，電容C1和C2均為30pF，電容與晶體的安裝位置應(yīng)盡量靠近單片機(jī)。 圖33 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)原理圖 復(fù)位電路設(shè)計(jì) 89系列單片機(jī)在啟動(dòng)時(shí)也需要復(fù)位使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初始態(tài)開始工作。按下SW，電源對(duì)C充電，使RST端快速到達(dá)高電平。松開按鍵，C向芯片內(nèi)阻放電，恢復(fù)為低電平，從而使單片機(jī)可靠復(fù)位，一般R1選10K,C3選10uF。AT89S52的按鍵復(fù)位電路見圖，電路簡(jiǎn)單可靠。 圖34 復(fù)位電路設(shè)計(jì)原理圖 直流電機(jī)電源與驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì) 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì) 輸入信號(hào)線由DATA引入，1腳是地線，其余是信號(hào)線。1腳對(duì)地連接了一個(gè)2K歐的電阻。當(dāng)驅(qū)動(dòng)板與單片機(jī)分別供電時(shí)，這個(gè)電阻可以提供信號(hào)電流回流的通路。當(dāng)驅(qū)動(dòng)板與單片機(jī)共用一組電源時(shí)，這個(gè)電阻可以防止大電流沿著連線流入單片機(jī)主板的地線造成干擾?；蛘哒f(shuō)，相當(dāng)于把驅(qū)動(dòng)板的地線與單片機(jī)的地線隔開，實(shí)現(xiàn)“一點(diǎn)接地”。 高速運(yùn)放KF347（也可以用TL084）的作用是比較器，轉(zhuǎn)換成接近功率電源電壓幅度的方波信號(hào)。KF347的輸入電壓范圍不能接近負(fù)電源電壓，否則會(huì)出錯(cuò)。因此在運(yùn)放輸入端增加了防止電壓范圍溢出的二極管。輸入端的兩個(gè)電阻一個(gè)用來(lái)限流，一個(gè)用來(lái)在輸入懸空時(shí)把輸入端拉到低電平。圖35 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路原理圖 電源模塊設(shè)計(jì) 電源部分通過(guò)接口2連接插頭部分的接口2，將電源導(dǎo)入整流橋進(jìn)行電源的整流，首先將220V的電源通過(guò)芯片LM78124CT，將電源變壓為24V,在此基礎(chǔ)上，將24V的電壓輸出，同時(shí)將24V的電壓送入芯片LM7805CT，將電源變壓為5V，輸出5V電壓。通過(guò)接口3將所有的電源組成一個(gè)整體，通過(guò)接口將整個(gè)電路所需要的電壓送給各個(gè)模塊，能夠讓每個(gè)模塊正常工作。圖36 電源模塊的原理圖設(shè)計(jì)圖37 插頭部分的原理圖設(shè)計(jì) 通信模塊設(shè)計(jì) 紅外對(duì)射檢測(cè)模塊設(shè)計(jì) 紅外對(duì)射檢測(cè)電路采用NE5532運(yùn)算放大器構(gòu)成比較器，也可以用比較器LM339代替。接收管的輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)Cl電容后從正腳輸入比較器。，可以調(diào)節(jié)電位器R7適當(dāng)提高比較電平。CD40106為施密特觸發(fā)器。用于是光敏昌體管。正向電陰在10K左右反向電阻接近∞的是光敏二極管。光敏晶體管管腳較長(zhǎng)的是發(fā)射極，另一腳是集電極。光敏二極管可用萬(wàn)用表來(lái)側(cè)出正極和負(fù)極。整個(gè)電路采用5伏供電，OUT輸出腳可以送到單片機(jī)的的中斷引腳已引發(fā)紅外檢測(cè)中斷。由于僅用到一對(duì)紅外管，只用到NE5532的一個(gè)放大器，CD40106也只用到六個(gè)施密特觸發(fā)器中的一個(gè),如果一塊電路板上集成多對(duì)紅外管時(shí)，其它部分也可以用得上。LM15NE553CD40106都是在電子市場(chǎng)上容易買到的器件，紅外發(fā)光管和接收管也比較常見。 圖38 紅外對(duì)射檢測(cè)電路原理圖 無(wú)線發(fā)射模塊設(shè)計(jì) DF數(shù)據(jù)發(fā)射模塊的工作頻率為315M，采用聲表諧振器SAW穩(wěn)頻，頻率穩(wěn)度僅次于晶體。DF發(fā)射模塊未設(shè)編碼集成電路，而增加了一只數(shù)據(jù)調(diào)制三極管Q1,這種結(jié)構(gòu)使得它可以方便地和其它固定編碼電路、滾動(dòng)碼電路及單片機(jī)接口，而不必考慮編碼電路的工作電壓和輸出幅度信號(hào)值的大小。這套模塊的特點(diǎn)是發(fā)射功率比較大，傳輸距離比較遠(yuǎn)。 DF數(shù)據(jù)模塊采用ASK方式調(diào)制，以降低功耗，當(dāng)數(shù)據(jù)信號(hào)停止時(shí)發(fā)射電流降為零，數(shù)據(jù)信號(hào)與DF發(fā)射模塊輸入端可以用電阻或者直接連接而不能用電容耦合，否則DF發(fā)射模塊將不能正常工作。 在此原理圖中，其中接口2連接單片機(jī)TXD口,接口1接電源，為電路送入5V的電壓。 圖39 無(wú)線發(fā)射模塊原理圖 無(wú)線接收模塊設(shè)計(jì) 無(wú)線接收模塊電路主要有芯片LM358，電阻，電容，三極管，電感等元器件組成，通過(guò)無(wú)線接收模塊來(lái)接收無(wú)線發(fā)射模塊所發(fā)出來(lái)的信號(hào)，傳到單片機(jī)，單片機(jī)收到信號(hào)后，電機(jī)開始工作，以達(dá)到站臺(tái)門打開的目的，單片機(jī)的P10接口與接口1相連。接口2 接電源模塊，為電路輸送5v的電壓。圖310 無(wú)線接收模塊原理圖 通信模塊組合電路設(shè)計(jì)圖311 通信電路組合模塊設(shè)計(jì) 聲光報(bào)警模塊設(shè)計(jì) 聲光報(bào)警電路的設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單，它主要是在檢測(cè)移動(dòng)門是否有人被夾，將信號(hào)傳遞給單片機(jī)，由單片機(jī)反饋給P14口，通過(guò)三極管將信號(hào)放大控制聲光報(bào)警電路，當(dāng)門內(nèi)沒(méi)人時(shí)，聲光報(bào)警電路就不工作，否則就將信號(hào)傳遞給揚(yáng)聲器以及發(fā)光二極管，使得揚(yáng)聲器發(fā)出警報(bào)，發(fā)光二極管被點(diǎn)亮。另外一個(gè)功能就是當(dāng)單片機(jī)核心系統(tǒng)檢測(cè)到移動(dòng)門有故障時(shí)，將信號(hào)也通過(guò)P14口輸送給聲光報(bào)警電路，將信號(hào)通過(guò)三極管放大，再將信號(hào)傳遞給揚(yáng)聲器以及發(fā)光二極管，使得揚(yáng)聲器發(fā)出警報(bào)，發(fā)光二極管被點(diǎn)亮。使得故障得到修理。原理圖中的接口一是接單片機(jī)P14口，控制改電路的，接口2是接電源模塊，為本電路輸入額定電壓控制該電路工作。 圖312 聲光報(bào)警模塊原理圖 手動(dòng)控制模塊設(shè)計(jì) 此模塊有以下兩個(gè)主要功能：。 看門狗DS1232 集成電路DS1232 具有性能可靠、使用簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉的特點(diǎn),應(yīng)用在單片機(jī)產(chǎn)品中能夠很好的提高硬件的抗干擾能力。其主要特點(diǎn)：1）具有8 腳DIP 封裝和16 腳SOIC 貼片封裝兩種形式,可以滿足不同設(shè)計(jì)要求；2）在微處理器失控狀態(tài)下可以停止和重新啟動(dòng)微處理器；3）微處理器掉電或電源電壓瞬變時(shí)可自動(dòng)復(fù)位微處理器；4）精確的5 %或10 %電源供電監(jiān)視；5）不需要分立元件。6）適應(yīng)溫度范圍寬, 40～+ 85 ℃。DS1232 能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)向微處理器供電的電源電壓,當(dāng)電源電壓VCC低于預(yù)置值時(shí),DS1232 的第5腳和第6 腳輸出互補(bǔ)復(fù)位信號(hào)RST 和RST 。預(yù)置值通過(guò)第3 腳( TOL) 來(lái)設(shè)定。當(dāng)TOL 接地時(shí),RST和RST 信號(hào)在電源電壓跌落至4. 75V 以下時(shí)產(chǎn)生。 當(dāng)TOL 與VCC相連時(shí),只有當(dāng)VCC跌落至4. 5V以下時(shí)才產(chǎn)生RST 和RST 信號(hào)。當(dāng)電源恢復(fù)正常后, RST 和RST 信號(hào)至少保持250ms ,以保證微處理器的正常復(fù)位。同時(shí)。DS1232 提供了可直接連接復(fù)位按鍵的輸入端PBRST (第1腳) , 在該引腳上輸入低電平信號(hào), 將在RST 和RST 端輸出至少250ms 的復(fù)位信號(hào)。在DS1232 內(nèi)部集成有看門狗定時(shí)器, 當(dāng)DS1232 的ST 端在設(shè)置的周期時(shí)間內(nèi)沒(méi)有有效信號(hào)到來(lái)時(shí),DS1232 的RST 和RST 端將產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)以強(qiáng)迫微處理器復(fù)位。這一功能對(duì)于防止由于干擾等原因造成的微處理器死機(jī)是非常有效的。看門狗定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間由DS1232 的TD 引腳確定?？撮T狗定時(shí)器的周期輸入信號(hào)ST 可以從微處理器的地址信號(hào)、數(shù)據(jù)信號(hào)或控制信號(hào)中獲得, 不論哪種信號(hào)都必須能夠周期性的訪問(wèn)DS1232 , 對(duì)于51 系列單片機(jī), 推薦使用ALE 信號(hào)。 開關(guān)門中斷脈沖圖313是硬件結(jié)構(gòu)圖，中斷脈沖信號(hào)由一個(gè)撥動(dòng)開關(guān)S2和兩個(gè)按鈕S3，S4開關(guān)構(gòu)成聯(lián)動(dòng)產(chǎn)生。S2閉合到Vcc時(shí)，按鈕開關(guān)才有效，不需要時(shí)將S2撥到GND，防止出現(xiàn)誤操作，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。C1和C2為硬件去抖動(dòng)，R1，R2為泄放電阻，同時(shí)具有上拉作用。經(jīng)過(guò)電容去抖動(dòng)后再利用反相施密特觸發(fā)器74LS14修正波形，同時(shí)使邊沿信號(hào)變成下邊沿。圖313 手動(dòng)控制模塊原理圖 本章小結(jié)本章主要從分析課題各模塊的設(shè)計(jì)從而確定最終的設(shè)計(jì)方案。各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)及主要器件的初步選擇，各個(gè)模塊的詳細(xì)原理圖，以及各個(gè)模塊在整體設(shè)計(jì)方案中的作用。每個(gè)模塊都是參考現(xiàn)有的技術(shù)及數(shù)據(jù)進(jìn)行的設(shè)計(jì)，符合現(xiàn)在的社會(huì)現(xiàn)狀，各個(gè)模塊的契合就是本課題的成品。第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 主程序圖設(shè)計(jì) 公車進(jìn)站后，發(fā)出無(wú)線信號(hào)，當(dāng)站臺(tái)門接收到公車發(fā)出的無(wú)線信號(hào)后，就會(huì)傳遞給單片機(jī)，隨后直流電機(jī)接收到信號(hào)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，帶動(dòng)站臺(tái)門的開關(guān)；當(dāng)直流電機(jī)模塊接收到故障信號(hào)后，它就會(huì)馬上終止電機(jī)。站臺(tái)門在開關(guān)門過(guò)程中，如果紅外對(duì)射模塊所發(fā)出的紅外線被乘客擋住后，它會(huì)將信號(hào)傳遞給單片機(jī)，單片機(jī)再傳給直流電機(jī)，直流電機(jī)將會(huì)馬上終止，這樣站臺(tái)門就不會(huì)夾到乘客了。如果紅外線沒(méi)有被擋住，站臺(tái)門就會(huì)關(guān)閉，這時(shí)行程開關(guān)就會(huì)發(fā)揮作用了，它會(huì)檢測(cè)站臺(tái)門是否開關(guān)到位，如果站臺(tái)門沒(méi)有開關(guān)到位，也就是發(fā)生故障，這樣聲光報(bào)警模塊就發(fā)出警報(bào)，這幾個(gè)模塊缺一不可，這樣就能確保公交站臺(tái)上下客移門控制系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全。圖41 主程序圖設(shè)計(jì)流程圖初始化程序： CLEARMEMIO: CLR A ；A清0 DEC A ；A為0FFH MOV P0，A ；P0P3口置1 MOV P1，A MOV P2，A MOV P3，ACLEARMEM: MOV SP,70H ；設(shè)堆?；窞?0H MOV IE,00H ；關(guān)所有中斷 MOV IP,01H