基于單片機(jī)的火車道口安全報(bào)警的研究與設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(參考版)
2025-07-05 17:42本頁(yè)面
【正文】 基于單片機(jī)的火車道口安全報(bào)警系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) 16 參考 文獻(xiàn) [1] 李顯軍 .道口報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [J]北京 :鐵路技術(shù)創(chuàng)新。 設(shè)計(jì)了單片機(jī)系統(tǒng)，使系統(tǒng)可以準(zhǔn)確處理傳感器采集的信息并產(chǎn)生聲光、語(yǔ)音報(bào)警信息，達(dá)成了最終的報(bào)警功能。 基于單片機(jī)的火車道口安全報(bào)警系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) 15 計(jì) 數(shù) 器 清 零讀 入 本 次 值與 前 次 值 相 同 嗎 ？計(jì) 數(shù) 器 加 1 等 于 8 嗎 ？前 次 寄 存 器 置 初 值讀 入 數(shù) 有 效NNYY 圖 53 軟件抗干擾流程 總之 ,系統(tǒng)在采取了以上措施后 ,經(jīng)過(guò)實(shí)際的試驗(yàn)和應(yīng)用 ,取得了較好的效果，達(dá)到了設(shè)計(jì) 要求。 系統(tǒng)采用數(shù)字濾波即延時(shí)重復(fù)讀取開(kāi)關(guān)量輸入值的措施來(lái)提高系統(tǒng)的抗干擾性能。若果不執(zhí)行電機(jī)控制，則直接終止中斷，返回到主程序。 語(yǔ)音廣播軟件設(shè)計(jì) 語(yǔ)音廣播部分軟件系統(tǒng)采用針對(duì)的 PIC 單片機(jī)的匯編語(yǔ)言編寫，在本系統(tǒng)中由于單片機(jī)是將“司機(jī)、行人請(qǐng)注意，火車就要開(kāi)過(guò)來(lái)了，請(qǐng)不要搶行和翻越欄桿”或 “還有火車開(kāi)過(guò)來(lái)，請(qǐng)不要搶行和翻越欄桿”兩句話，所以軟件流程比較簡(jiǎn)單。 交通控制 軟件系統(tǒng)采用針對(duì)的 PIC 單片機(jī)的匯編語(yǔ)言編寫 。如果來(lái)車方向是從右到左，也如前所述， 開(kāi)始聲光報(bào)警并下放欄桿 ， 然后 判斷火車是否離開(kāi)，完成后，重新開(kāi)始循環(huán)。 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì) 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(cè)、鍵盤管理、列車接近檢測(cè)報(bào)警等 。系統(tǒng)能否正常可靠地工作，除了硬件的合理設(shè)計(jì)外 ，與功能完善的軟件設(shè)計(jì)是分不開(kāi)的。 至此，整個(gè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)部分介紹完畢，實(shí)驗(yàn)表明本設(shè)計(jì)的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)較為合理 ，工作穩(wěn)定，能完成預(yù)定的各種功能要求，具有較高的可靠性。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(kāi)，將各單元電路也盡可能隔離開(kāi)。去耦措施是對(duì)共模耦合采取分開(kāi)回路的設(shè)計(jì)，對(duì)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。盡量選用比較低的時(shí)鐘頻率，本單 片機(jī)系統(tǒng)選用 6MHZ。帶寬控制主要是選用高抗干擾能力的邏輯芯片。 電磁兼容性設(shè)計(jì)主要包括電路設(shè)計(jì)、接地和屏蔽設(shè)計(jì)。這里密集了各種無(wú)線通信和廣播電視信號(hào)，內(nèi)然機(jī)車和電力機(jī)車上的各種大功率電機(jī)電器和車站的各種設(shè)備產(chǎn)生的電磁干擾。 在電源引入線的線間和每線對(duì)地間加裝 430V 壓敏電阻，可有效抑制較高幅度的振蕩電壓和尖峰脈沖。 系統(tǒng)針對(duì)供電條件的干擾所采取的抗干擾措施主要有： 在電源引入線上加帶有屏蔽罩的電源濾波器（低通濾波器），它一方面抑制分布在火線上的干擾，另一方面也可解決寬頻帶瞬變狀態(tài)下的干擾。 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(gè)主要因素，即：干擾源、耦合通道、對(duì)于干擾敏感的接受電路，如下圖所示： 基于單片機(jī)的火車道口安全報(bào)警系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) 11 本系統(tǒng)受到的主要干擾來(lái)自電網(wǎng)供電，空間電磁波，信號(hào)傳輸通道和雷電。因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jì)是手段，外部環(huán)境是保證。導(dǎo)致系統(tǒng)不能穩(wěn)定運(yùn)行的內(nèi)部因素主要有三個(gè)： 元器件本身的性能與可靠性； 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理； 安裝與調(diào)試。 電源電路設(shè)計(jì)如圖 315 所示： 圖中 后部分電路為蓄電池電路，如停電，則用蓄電池為主機(jī)供電，當(dāng)電池電壓低于一定值后，自動(dòng)斷電。 表 1 為 L298N 芯片功能表。 圖 7是 L298N 芯片的引腳圖。 5， 7， 10， 12腳接輸入控制電平，控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。 1 腳和 15 腳下管的發(fā)射極分別單獨(dú)引出以便接入電流采樣電阻，形成電流傳感信號(hào)。 4 腳 VS接電源電壓， VS電壓范圍 VIH為＋ 2． 5～ 46 V。 L298N 芯片可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)二相電機(jī)，也可以驅(qū)動(dòng)一個(gè)四相電機(jī)，輸出電壓最高可達(dá) 50V，可以直接通過(guò)電源來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓；可以直接用單片機(jī)的 IO 口提供信號(hào)；而且電路簡(jiǎn)單，使用比較方便 。 L298 是 SGS 公司的產(chǎn)品，比較常見(jiàn)的是 15 腳 Multiwatt 封裝的 L298N，內(nèi)部包含 4通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路 。 圖 6 語(yǔ)音報(bào)警電路 道口欄木驅(qū)動(dòng)控制電路設(shè)計(jì) 道口欄木是保證行人安全的重要措施，本系統(tǒng)道口欄木驅(qū)動(dòng)選用了 SBS 公司生產(chǎn)的基于單片機(jī)的火車道口安全報(bào)警系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) 8 L298N 芯片 。它們的后級(jí)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。 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(hào)輸出端，可以驅(qū)動(dòng) 8~16 歐揚(yáng)聲器 VCCA———— 模擬電源 VCCD———— 數(shù)字電源 基于單片機(jī)的火車道口安全報(bào)警系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) 7 MIC—— 話筒輸入端，可用駐級(jí)體話筒，通過(guò)電容耦合 MICREF—— 話筒輸入考端，若不用應(yīng)懸空 AGC—— 自動(dòng)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(hào)不失真 ANAIN、 ANAOUT—— 兩端間接電容，該端用于模擬信號(hào)的直接輸入、輸出 XCLK—— 外部時(shí)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(shí)應(yīng)該保持低電平 PLAYE—— 邊沿放音控制，下降沿開(kāi)始放音（此時(shí) REC=0） RECLED—— 錄音指示，接發(fā)光二極管，錄音時(shí)亮，放音結(jié)束閃爍 語(yǔ)音報(bào)警電路 該部分電路中包含了為語(yǔ)音系統(tǒng)供電的電源部分電路設(shè)計(jì)。 ISD1420 芯片介紹 ISD1420 芯片特點(diǎn) ： SD1420 芯片采用直接模擬存儲(chǔ)技術(shù)，且錄放音質(zhì)極好，并有一定的混響效果；它的外圍元件簡(jiǎn)單，僅需簡(jiǎn)單的阻、容元件即可組成簡(jiǎn)單的錄、放電路；但電源供電，典型電壓 +5V。 語(yǔ)音電路是針對(duì)室外語(yǔ)音廣播而設(shè)計(jì)的。 單片機(jī)電路設(shè)計(jì)如圖 5 所示 基于單片機(jī)的火車道口安全報(bào)警系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) 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 252
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