《智能环保公交车系统的设计与实现》.doc

目 录 一、系统设计 1 （一）设计任务 1 （二）系统的组成框图 1 （三）方案论证 2 1.控制模块 2 2．电机选择 2 3．电机驱动模块 2 4．寻迹模块 3 5．站台检测模块 3 6．语音模块 3 7．显示模块 3 8．电源模块 3 9．电子公交站 4 二、硬件设计 4 （一）电机驱动电路 4 （二）语音播报电路 4 （三）寻迹电路 5 （四）单片机最小系统 6 （五）电源电路 7 （六）显示电路 7 三、软件设计 7 （一）程序流程图 7 （二）寻迹算法 8 （三）站台检测算法 9 四、调试与应用 9 （一）测试仪器清单 9 （二）硬件联调 9 （三）功能测试 9 （四）结果分析 9 五、总结 10 参考文献 10 致谢 10 附录： 11 （一）元件清单 11 （二）程序代码 12 智能环保公交车系统 摘 要：本系统采用STC89C52单片机为控制核心，设计了具有自动寻迹、到站检测、自动靠站、语音播报等功能的智能公交车系统，为充分体现当前的环保需求，本系统采用了非电池电源进行供电。在系统设计中运用了红外检测、电容电池等技术，具有一定的先进性。 关键词：智能公交车；STC89C52;自动寻迹；语音播报 一、系统设计 随着我国城市建设的发展，公交车作为市民出行的主要交通工具，已经被越来越多的市民所熟悉。应着社会的需求，对公交车环保、节能、智能的要求也越来越高。手动电子报站一般由司机或者乘务员控制，经常出现错报，误报的情况，智能公交系统的提出，将大大改善公交管理水平，提高公交系统经济效益，减少政府财政补贴缓解城市交通压力，减少环境污染带来巨大的社会效益。片内K程序存储器是FLASH工艺的，这种工艺的存储器用户可以用电的方式瞬间擦除、改写，对开发设备的要求很低，开发时间也大大缩短。直流电机直流电机的控制方法比较简单，只需给电机的两根控制线加上适当的电压即可使电机转动起来，电压越高则电机转速越高。对于直流电机的速度调节，可以采用改变电压的方法，也可采用PWM调速方法。PWM调速就是使加在直流电机两端的电压为方波形式，通过改变方波的占空比实现对电机转速的调节步进电机由于其转过的角度可以精确的定位，可以实现小车前进路程和位置的精确定位。虽然采用步进电机有诸多优点，步进电机的输出力矩较低，随转速的升高而下降，且在较高转速时会急剧下降，其转速较低，不适用于小车等有一定速度要求的系统采用专用芯片L298N作为电机驱动芯片。L298N是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，它相应频率比较高，一片L298N可以分别控制两个直流电机，而且还带有控制使能端。用该芯片作为电机驱动，操作方便，稳定性好，性能优良。 （五）电源电路 本系统是通过电容的放电来实现对系统提供电力。在本系统当中采用太阳能板为蓄电池补充电能，为电容电池充电，提供小车动力。电路组成如图2.6所示。 （六）显示电路 三、软件设计 （一）程序流程图 （二）寻迹算法 采用三路寻迹，将三路寻迹传感器分别用数字1、2、3来表示。初始状态下黑线与第二个传感器对齐；用白色表示未检测到黑线，黑色表示检测到。当黑线从中间逐渐左移或右移时，对应的传感器状态及小车的行驶方式如图3.2所示。 （三）站台检测算法 当红外探头检测到站台时，返回给单片机0信号。T0中断执行PWM减速，同时执行放音程序并显示。 四、调试与应用 （一）测试仪器清单 在小车制作过程中，确保每个部分的功能都能实现，能够完成设计任务，需要以下工具进行检测和调试，如下表2。 （二）硬件联调 在制作过程中，小车的驱动模块，我们开始用H桥驱动电路，在开始的调试中，小车是可以运动的，但是随着功能的不断完善，H桥的不稳定性就越明显，小车在开始启动时电压很大，正常行驶时电压过大，使得小车的车速过快，容易偏离轨道，不能按照规定的轨道行驶，所以最后我们用L298驱动芯片代替了H桥。小车组装完成后，按照设计任务的要求，不断的完善程序，实现了本设计的要求。 （三）功能测试 小车的软硬件联调成功后，检测并记录了结果如表3所示。 （四）结果分析 小车通电后，按下电源开关，小车按照规定的轨道行驶，液晶屏显示小车行驶状态，在检测到站台后，小车减速行驶，语音播报站台名，并适时显示站台名，在检测到站台标志线后，小车立即停止30S，然后再加速行驶，直到全速，液晶屏显示小车的当前状态。直到第二次检测到站台时，小车再停止，语音播报，站台显示。小车能够按照规定的路线寻迹，并且能够实现在到站前检测到站台，同时语音播报，在播报后停止30S后再走。 五、总结 通过对毕业设计的制作，我体会到了实际制作的意义，它不仅需要理论知识作为基础，而且还要很强的动手能力。在制作毕业设计的过程中，接触到了许多的新知识，把多门学科综合到一起的应用，不再是以前单一的模块，并且