引言

公共交通是城市發(fā)展的必然產(chǎn)物，也是城市賴以生存的重要基礎(chǔ)設(shè)施。公交系統(tǒng)具有運(yùn)載量大、運(yùn)送效率高、能源消耗低、相對污染少、運(yùn)輸成本低等項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。近年來隨著環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，公共交通已越來越成為市民綠色出行的首選。目前城市公交主要分為大型無人售票公交和中小巴士。大型公交大多采用語音報站，而中小巴士采用人工報站。語音報站受限空間而人工報站大多以地方方言為主，為乘客判斷到站點(diǎn)產(chǎn)生干擾，也影響了城市形象叫針對這些狀況，本文設(shè)計了一種單片機(jī)為控制核心，以字符顯示站名的報站系統(tǒng)。

1系統(tǒng)硬件電路設(shè)計

本系統(tǒng)采用人工按鍵的操作方式，實(shí)現(xiàn)公交車對站名顯示功能。當(dāng)公交車到達(dá)某一站時，司機(jī)或乘務(wù)人員只需按動按鍵，就可以使單片機(jī)控制顯示模塊在液晶屏上顯示站名。并將所到的車站的站號通過串口通訊的方式傳送給扶手端的單片機(jī)，扶手端的單片機(jī)接收站號與存儲器中存儲的站名進(jìn)行匹配，最終顯示在扶手端的液晶顯示屏上。系統(tǒng)框圖如圖1所示。

1.1單片機(jī)最小系統(tǒng)電路

單片機(jī)的最小系統(tǒng)包括復(fù)位電路及晶振電路，在此報站系統(tǒng)設(shè)計中，在司機(jī)臺和扶手端的控制核心都采用AT89C51單片機(jī)，其最小系統(tǒng)電路相同，采用12MHz晶振和手動按鈕復(fù)位的方式，原理圖如圖2所示。

1.2顯示電路

為了保證顯示效果與體積的兼容性，本次設(shè)計中采用字符的方式來顯示站名，顯示器選用的是1602字符型液晶顯示器，它能夠顯示2行×40個字符，滿足對站名的顯示要求，其與單片機(jī)接口電路如圖3所示。

1.3司機(jī)控制臺按鍵電路

鍵盤電路用于調(diào)整公交車的站牌編號和上下行路線選擇。其中S1（UP）鍵用于站牌編號加1，S2（DOWN）鍵用于站牌編號減1。SW1用于上下行線路選擇。鍵盤接口采用查詢方式的獨(dú)立式鍵盤接口，即按鍵直接與單片機(jī)的I/O口相接，通過I/O 口，判斷各 I/O 口的電平狀態(tài)，即可識別出按下的鍵。按鍵電路如圖 4 所示。

1.4 電源電路

公交車上所使用的電源電壓為 24 V，而 AT89C51 芯片的工作電壓為 5 V，所以需要將 24 V 的電壓轉(zhuǎn)換成 5 V 電壓。設(shè)計中采用了三端固定正電壓集成穩(wěn)壓器 7805，來得到 +5 V穩(wěn)定電壓。7805的最大輸出電流為1.5 A。電源電路如圖5所示。

1.5 通訊電路

由于司機(jī)臺與乘 客 扶 手端 需 要 有 數(shù) 據(jù) 的傳 送， 而AT89C51 單片機(jī)內(nèi)部有一個可編程全雙工串行通信接口，它可以同時進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送 ；因此在設(shè)計中，采用了單片機(jī)之間的串口通訊方式傳送站臺的編號。利用司機(jī)臺單片機(jī)的 P3.1（TXD）發(fā)送站臺編號，扶手端單片機(jī) P3.0（RXD）接收數(shù)據(jù)，并將接收的站臺編號與存儲在單片機(jī)內(nèi)部的站名進(jìn)行匹配。

2 軟件設(shè)計

系統(tǒng)的軟件主要分為司機(jī)控制臺程序和從端扶手端程序。司機(jī)控制臺程序主要包括 ：按鍵處理程序、顯示程序和站名傳輸程序 ；從端扶手端程序主要包括 ：站名接收程序及站名顯示程序。司機(jī)端控制臺按鍵端口定義及功能對應(yīng)如表1所示。司機(jī)端系統(tǒng)上電后，首先對各端口和寄存器進(jìn)行初始化，接下去判斷有無按鍵按下，如果有收到數(shù)據(jù)，處理后，顯示報站。具體的程序流程圖如圖 6 所示。首先要將站名信息按照編號分別存儲在司機(jī)控制端和扶手端，在程序中以 j 的值來代表站點(diǎn)序號。

對于從機(jī)端系統(tǒng)上電后，對各端口和寄存器進(jìn)行初始化。接下去判斷有無收到數(shù)據(jù)，處理后，顯示報站。具體的程序流程圖如圖 7 所示。

3 仿 真

下面是在 Protues 中分別對各個按鍵功能仿真及站名報站的仿真。設(shè)計設(shè)置了六個站上行為 xi hua men;bei da jie ;beimen;tu shu guan;shan ke da;xi hang。 下行為 xi hang;shan keda;tu shu guan;bei men;bei da jie;xi hua men。

在 P1.5==1，公交車執(zhí)行上行程序時。根據(jù)按下按鍵DOWN 的次數(shù)，則顯示上行的第一個站和第二個站。結(jié)果如圖 8 所示。

當(dāng) P1.5==0 時，從機(jī)端的指示燈 N 亮，代表公交車下行，公交車執(zhí)行下行程序。根據(jù)按下按鍵 DOWN 的次數(shù)，則顯示下行的第一個站、第二個站、第三個站、第四個站。仿真圖如圖 9 所示。

4 結(jié) 語

該報站系統(tǒng)采用 51系列單片機(jī)為控制核心，整個系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)實(shí)用，結(jié)合了司機(jī)手動操作控制到站點(diǎn)信息，操作靈活，可控性好。

本次設(shè)計的產(chǎn)品既可單獨(dú)使用，也可以作為語音報站的輔助報站，能夠有效地傳達(dá)到站站點(diǎn)信息，同時也避免方言報站的弊端，提升了城市形象，具備一定推廣價值。

20211222_61c32ce318675__基于單片機(jī)的公交車報站系統(tǒng)設(shè)計與仿真