智能小车环保公交车系统

1、、方案论证.（一）方案的选择与比较 （二）系统组成框图 3、设计实现 4（一）硬件电路图 4（二）软件设计 5三、调试与应用 7（一）测试仪器清单 7（二）功能测试 7四、结束语 7参考文献 8附录：程序代码 8智能小车环保公交车系统摘 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、液晶显示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、大容量电容电池、ISD4004语音播报系统、LCD12864液晶显示等技术, 具有一定的先进性。关键词：智能公交车；STC89C52自动寻

2、迹；语音播报（一）方案的选择与比较1、控制模块方案一：采用凌阳61板，它是16位的控制器，体积小，驱动能力高、结果简单、中断 处理能力强，尤其适用于语音处理和识别部分，但价格比较贵。方案二：STC89C52是 一种低电压、高性能的COMS 8为单片机，片内 8K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。且价格比较低廉，市场供应充足。从价格方面考虑，我们选择方案二。2、电机选择方案一：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

3、的速度调节，可以采用改变电压的方法，也可采用PW碉速方法。PW碉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。方案二：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。所 以我们放弃了本方案。综上所述，我们选择方案一。3、电机驱动模块方案一：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

4、电机，而且还带有控制 使能端。且可用 PWM进行调速，用该芯片作为电机驱动，操作方便，稳定性好，性能优良。方案二：采用H型全桥式驱动电路，由分立元件构成电机驱动电路，很方便的实现直流电机的四象限运行，分另恻应正转、正转制动、反转、反转制动。其结构简单，价格低廉， 但是性能不稳定，所以我们放弃用分立元件H桥作为驱动电路。综上所述，我们选择方案一。4、寻迹模块方案一：采用反射式红外发射一接收对管，检测路面的黑色引导线。当发出的红外线照到白线上时，光线被反射，接收管接收到光线的照射，输出为低电平；当发出的红外线照到 黑线上时，光线被吸收，接收管接收不到光线，输出高电平。且红外对管对黑线的识别率较 高

5、，且不易受外界光线的影响，能可靠的实现线路检测。方案二：采用光敏电阻实现对黑线引导线的识别。此方案电路结构简单，成本较低，但光敏电阻极易受外界光线的影响，容易造成误判，使小车失去控制。所以我们放弃本方案。综上所述，我们选择方案一。5、站台检测模块方案一：采用超声波传感器， 反应速度灵敏，距离远，受外界干扰小，但外界电路复杂。 所以我们放弃了选择超声波传感器。方案二：采用成品红外发射接收探头，其使用方便，实现简单。综上所述，我们选择方案二。6、语音模块方案一：选择专门的语音存储芯片ISD1420,通过单片机进行录放音的控制。用这种方法比较简单方便，但地址模式占用的10端口比较多，存储空间较小，智

6、能存储总计20S的语音，无法进行语音识别。为了更好的识别语音功能，所以我们放弃了本方案。方案二：选用ISD4004芯片实现语音播报， 特点是记录声音没有段长度限制， 并且声音 记录不要A/D转换和压缩的，其采用FLASH作为存储介质，不要电源可保持数据长， 可重复 使用多次。综上所述，我们选择方案7、显示模块方案一：使用传统的数码管作为显示部分，数码管具有低能耗，低损耗等特点，但本设 计要求显示汉字和符号，所以我们放弃了选择数码管作为显示部分。方案二：采用12864液晶显示屏。液晶屏具有轻薄短小，耗电量低，无辐射危险可视 面积大，能够显示汉字和符号，画面效果好，分辨率高，并且能够满足本设计的要

7、求。所以 我们选择了液晶显示屏。综上所述，我们选择方案二。8、电源模块由于本设计要求非电池供电，所以我们选择运用电容作为电源。通过电容的充放电来 给小车提供电压。9、电子公交站由于本设计要求我们设计两个电子公交站，我们选择用发光二极管制作公交站，制作方便，电路简单。（二）系统组成框图根据本设计的要求，我们最终确定用STC89C52单片机作为控制核心，采用直流电机，并且L298作为电机的驱动电路，利用C语言编程来实现电机的调速；寻迹模块采用红外对管，运用ISD4004来进行语音报站，用液晶显示屏显示站名。总体组成框图如图1所示。图1系统组成框图二、设计实现（一）硬件电路图1、电机驱动电路把L29

8、8的5、7、10、12引脚接到单片机上，2、3、13、14分别接左右两电机，电路中的二极管起保护电路的作用，通过对单片机的编程来实现对电机的正反转的控制，还可以实现两个直流电机的 PWM勺调速。电路图如图 2所示。152、语音播报电路ISD4004系列工作电压便携式电子产品中。芯片米用3V,单片录放时间8至16分钟,音质好，适用于移动电话及其他CMOS技术，内含振荡器、防混淆滤波器、平滑滤波器、音频放大器、自动静噪及高密度多电平闪烁存贮陈列。芯片采用多电平直接模拟量存储技术，每个采样值直接存贮在片内闪烁存贮器中，因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声,避免了一般固体录音电路因量化

9、和压缩造成的量化噪声和”金属声”。采样频率可为4.0,5.3,6.4,8.0kHz,频率越低,录放时间越长,而音质则有所下降，片内信息存于闪烁存贮器中，可在断电情况下保存100年（典型值）,反复录音10万次。图3语音播报电路图3.寻迹电路图4寻迹电路图（二）软件设计 1.程序流程图图5程序流程图2.寻迹算法用单片机T1中断检测寻迹状态，当中间探头在线时直走，当中间和左边或者左边探头在线时左转，当中间和右边或者右边探头在线时右转。3. 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。TO中断执行PWM减速，同时执行 放音程序并显示。三、调试与应用（一）测试仪器清单仪器名称用途台式PC下载

10、程序数子万用表测量相关端点的电压、电流秒表计时（二）功能测试测试项 目次数到B站时间（s）语音播报时间（s）靠站停止时间（s）到C站时间（s）小车中心与站台标识偏移距离（cm）1245301100.3cm2235301150.2cm3225301120.1cm四、结束语通过各种方案的讨论与测试，经过多次的软硬件的调试，不断地对系统的优化，我们最 终能够实现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。在方案实施过程中我主要负责软件编写，同时与本组其他配合进行软硬件联调，了解掌握的相关芯片的使用，受益匪浅！参考文献1 郭天祥：新概念51单片机

11、C语言教程-入门、提高、开发、拓展全攻略M，电子工业出 版社，2009.1 ；2 胡永庆，田日才：闪速存储器硬件接口和程序设计中的关键技术J,电子技术应用2001(11)；3 何立民：MCS-51系列单片机应用系统设计M,北京，北京航空航天大学出版社；4 孙育才：MCS- 51系列单片微型计算机及其应用M,东南大学出版社1999出版。附录：程序代码#in clude#in clude#i ncludevi ntri ns.h#in clude#defi ne uint un sig ned int#defi ne uchar un sig ned char#defi ne data P0小车最

12、左循迹传感器 小车中间循迹传感器 小车最右循迹传感器 小车底部左边传感器电机右正 电机右负 电机左正 电机左负sbit P10=PM0; sbit P1仁 P1A1;/ sbit P12=P1A2; sbit P13=P1A3; sbit E_A=P1A5;sbit E_B=P1A6;sbit P17=P1A7;sbit P20=P2A0； sbit P21=P2A1； sbit P22=P2A2; sbit P23=P2A3;sbit cs_4004=P3A0;sbit mosi_4004=P3A1;sbit sclk=P3A2;sbit P27=P3A3;sbit e=P2A4;sbit

13、rs=P2A5;sbit psb=P2A6;uchar dis1=前方到达 B!; uchar dis2=前方到达 C!; uchar dis3=车辆行驶中!; uchar dis4=停靠站台!;uchar dis5=;uchar t=0,tmp1,m2=0,tmp2,m 仁0,a=0,b; void delay_1s()uint i,j;for(i=0;i255;i+) for(j=0;j0;j-);void write_com(uchar com)rs=0;e=0;P0=com;delay(5);e=1;delay(5);e=0;void write_data(uchar dat) _rs

14、=1;e=0;P0=dat;delay(5);e=1;delay(5);e=0;void pos(uchar X,uchar Y)uchar pos;if(X=0)X=0X80;else if(X=1)X=0X90;else if(X=2)X=0X88;else if(X=3)X=0x98;pos=X+Y; write_com(pos);void write_com_4004(uchar com)uchar m,i,j;sclk=O; m=com;for(i=0;i8;i+)m=_cror_(m,1); j=m1; mosi_4004=CY;sclk=1;sclk=0;void write_a

15、dd_4004(ui nt add) 一 一 uchar i; uint m,j; sclk=0; m=add;for(i=0;i16;i+)m=ror_(m,1); j=m=-100 & speed=100)if(in dex=1)m仁abs(speed);if(speed0)P20=0;P21=1;elseP20=1;P21=0;if(i ndex=2) m2=abs(speed); if(speed0)P22=0;P23=1;elseP22=1;P23=0;void ini t()psb=1;write_com(0x30);delay(5);write_com(0x0c);delay(5

16、);write_com(0x01);delay(5);TMOD=0x12;TH0=0x9B;TL0=0x9B;TH1=(65536-1000)/256;TL1=(65536-1000)%256;EA=1;ET0=1;ET1=1;TR1=1;void timer0() in terrupt 1if(t=0)tmp1=m1;tmp2=m2;if(ttmp1) E_A=1; else E_A=0;if(t=100) t=0;void timer1() in terrupt 3TH1=(65536-1000)/256;TL1=(65536-1000)%256;if(P10=1 &P1 仁=0&P12=

17、1) zhi();if(P10=1 &P1 仁=1 &P12=0) zuo();if(P10=0&P1 仁=1&P12=1) you();if(P10=1 &P1 仁=1 &P12=0) zuo(); if(P10=1 &P1 仁=1&P12=1) zhi(); if(P10=0&pi 仁=0&P12=1) you(); if(P10=1 &P1 仁=0&P12=0) zuo();if(P10=0&pi 仁=0&P12=0) zhi();void mai n()uchar i,k;in it();E_A=0;delay_1s();delay_1s();E_A=1;while(1)pos(0,0

18、);k=0;while(dis5k!=0)write_data(dis5k);k+;pos(1,1);k=0;while(dis3k!=0)write_data(dis3k);k+;if(P17=0) a+;if(a=1)TR0=1;pos(1,1);k=0;while(dis1k!=0)write_data(dis1k);k+;P27=0;play_4004(0x00);for(i=100;i50;i-)motor(1,i);motor(2,i); delay(1800);stopmode();if(a=2)TR0=1;pos(1,1);k=0;while(dis2k!=0) write_da