多功能公交站牌的设计与制作

1、图1 系统组成的功能框图图2 系统组成的原理图多功能公交站牌的设计与制作王名杰（烟台职业学院，山东 烟台 264670）摘要：应用单片机stc89c52作为控制系统的核心芯片，通过编解码电路pt2262/pt2272和无线电发射、接收电路实现信息无线交换，通过旋转显示屏信息，实现绿色能源供电，低功耗，多功能人性化的设计，提高公交站 牌的智能化，为实现城市公交网络化做了有益尝试。 关键词：公交站牌；pt2262/pt2272；无线电发射、接收；旋转显示屏中图分类号：tn919.3文献标识码：b文章编号：1673-5382(2011)01-0058-04目前公交站牌的功能单一，只能通过文字说明公交

2、车次和停车站点等相关信息，使公共资源利用率 低，为了更好的利用公共资源，特设计了一款多功能 公交站牌，它不仅具有现在公交站牌的功能，而且还 可以提供北京时间显示功能、广告发布功能、即将到 站公交车次的预报功能、采用太阳能供电不受站点无 工频电源的限制、可以随时根据需要在线修改内容和 夜间显示信息的功能。1.1 系统组成的功能框图如图1所示，多功能公交站牌主要有太阳能电池 板、蓄电池充电控制器、蓄电池组、直流电源板、主控 制器、旋转显示屏、在线程序下载电路、无线电发射 器、无线电接收器和键盘等组成。本系统采用太阳能 电池板供电1，在有光线的情况下太阳能电池板将会 将太阳能转换为电能输出，太阳能电

3、池板输出电能一1 多功能公交站牌的硬件结构图收稿日期：2011-01-22作者简介：王名杰(1963-),男,山东蓬莱人,烟台职业学院电气工程系副教授.58第17卷 第1期烟台职业学院学报vol.17 no.12011年3月journal of yantai vocational collegemar. 2011图3 编码无线电发射电路图4 无线接收解码电路第1期王名杰:多功能公交站牌的设计与制作部分经过蓄电池充电控制器为蓄电池充电，蓄电池与直流电源板相连，当外部光线太弱或者是在晚上为直 流电源板供电；太阳能电池板输出电能另一部分直接 输送到直流电源板，为系统提供直流电源。该系统的 核心是主控

4、制器，主控制器按照预先编制好的程序， 首先控制旋转显示屏轮换显示北京时间和广告，通 过无线电发射器发射信号，寻找在有效范围内是否有 公交车，若有，通过旋转显示屏显示即将到达公交车 次，让乘客提前做好乘车准备，若没有一边通过无线 电发射器继续发射寻找信号，一边通过旋转显示屏轮 换显示北京时间和广告。键盘是为乘客查询公交车的 相关信息。在线程序下载电路通过计算机可以实现在 线对主控制器的内容根据需要随时更改。1.2 系统组成的原理图现在以 同 一 个 站 点 有 1、2 、3 和 4 路 公交 车 ， 原理图如图2所示，多功能公交 站牌主要芯片采用 st c89c52单片机，其中按键有s1、s2、

5、s3和s4，他们 的功能如下：s1是本站点的名称查询和到达本站点公交车的车次； s2到达本站点公交车的车次信息查询，车次信息包括车次、本站名称、下一站的名称、起始站点、终止站点、首班车的时间、末班车的时间、车辆的运 行方向等相关信息；s3向下移动键；s4确定键。st c 8 9 c5 2 单片 机 p 0 和 p 2 与外 接 限 流电 阻 r1-r18和发管二极管l e d1-l e d18，实现对16个发 光二级管控制，使其按一定要求闪烁作为纵向扫描， 用电机的旋转作为横向扫描，实现显示汉字、符号、 简单图形、及英文字母等功能。其基本原理和l e d显 示屏相似，根据人的视觉暂留时间大约为

6、0.1秒当发 光二极管在同一个点连续闪烁的频率达到或高于人 的视觉暂留频率，就会看到这个点稳定的发光。现以 显示汉字为例加以说明，本旋转显 示屏中一个字的 扫描时间大约为1.9ms3.5m s, 由于旋转直径限制 本作品一周可显示8个汉字，所以扫描一周的时间大 越为15.2m s28.0m s那么电机的转速为35转65转 每秒，当电机带动发光二极管旋转，使纵向发光二极 管扫描速度与用电机的旋转作为横向扫描速度相匹 配时，人就可以清晰的看到显示棒所显示的内容（如 汉字、数字或简单的图形），而且汉字可以按一定速 度，沿同一方向移动，达到比较理想的视觉效果。本 设计采用扫描显示，同时可显示16个半角

7、字符。如采用l e d点阵显示，需要8*16的点阵屏16块。经测试，如果显示屏的电源电压为5v，旋转显示屏的最大电流为40ma，而采用点阵显示的电流为300ma。由此可见， 旋转显示屏能耗低。单片机通过p1口与编码无线电发射电路发送查 找即将到站的公交车的车次信息，与无线接收解码电 路确定即将到站的公交车的车次，通过显示屏显示。1.3 无线电发射电路图3为系统的无 线发射电 路 2 ，图4为系统的无 线接收电路，其核心芯片是采用是台湾普城公司生产 的一种c m o s工艺制造的低功耗低价位通用编解码59图5 系统的程序流程框图烟台职业学院学报第17卷电路p t2262/p t22723。p t

8、2262地址端管脚有12位(a0-a11)，他们具有三种状态悬空(“f”采用一 个窄脉冲和一个宽脉冲)、高电平（“1”两个宽脉冲） 或者低电平（“0”两个 窄脉冲）,它们的任意组合为3的12次方（即312=531441）可提供531441个不同地 址码；数据端管脚有6位(d0-d5),他们具有三种状 态悬空(“f”采用一个窄脉冲和一个宽脉冲)、高 电平（“1”两个宽脉冲）或者低电平（“0”两个窄脉 冲）；允许发射管脚（ ），低电平有效，串行输出管路发出的编码（地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字）信号，才会被无线接收解码电路接收到编 码信号，通过解码芯片p t2272的解码有效确认输出 端

9、（v t）瞬态输出高电平同时解码芯片p t2272在相 应的地址或数据管脚输出数据实现无线遥控。该系 统的工作原理是：单片机由p1.0发出一个高电平，光 电耦合器t1的输入端得到一个高电平，t1的输出端 光敏三极管导通，使得三极管v2饱和导通，编码芯片 p t2262的电源通过d1获得电源，同时数据端d0为高 电平，从17 脚（d o u t）串行输出编码信号，经过无 线遥控发射电路发射出去，在一路公交车也有一套相 应的装置，若一路公交车距离公交站牌100m内，一路 公交车上无线接收解码电路就可以接收到信号，并且 通过编码无线电发射电路向外发射无线信号，该信号 就会被公交站牌的无线接收解码电路

10、接收到信号4， 解码芯片p t2272通过解码有效确认输出端（v t）输 出高电平，使图4中的三极管v1饱和导通，其集电极由 高电平变为低电平向单片机的i n t1发出中断响应，同 时解码芯片p t2272通过数据端d0为高电平，使图4中 的三极管v2饱和导通，其集电极由高电平变为低电平脚d o u t。当允许发射管脚接地电平时，设定的地址码和数据码从17 脚（d ou t）串行输出，可用于无线 遥控发射电路或者是红外遥控发射电路。编码芯片 pt2262由17 脚（dout）串行输出的编码信号由：地 址码、数据码、同步码组成一个完整的码字。通常发 射电路的数据端管脚(d0-d5)由按键开关实现

11、接高 电平（1）或者低电平（0），不能够使用单片机控制，为 此设计了电子开关来实现，如图3中的三极管v2-v5 设计为开关状态，当三极管v2-v5的基极无信号时 处于截止状态，数据端管脚（d0-d3）分别通过电阻 r1、r3、r5、r6接地为低电平，芯片的电源v d d 无 电源不能够向外发射信号。当三极管v2-v5的基 极 有信号时处于饱和导通状态，+12v直流电源接到芯 片的电源v d d上，与饱和导通状态的三极管发射极 相连的数据端管脚（d0-d3）分别由原来的低电平变 为高电平，编码芯片pt2262由17 脚（dout）串行输 出的编码信号，编码信号经过无线电发射电路向外 发射信号。编

12、码芯片p t2262采用+12v直流电源，单 片机系统采用+5 v 直流电源，为使两系通电源实现 隔离，在三极管v2-v5的基极前增加一个光电耦合 器t1-t4，光电耦合器t1-t4输入端分别与单片机的 管脚p1.0 、p1.1、p1.2和p1.3相连接,振荡电阻采用1.2m ,m1、l2、v1和c1-c4等外围元件组成无线发射电路。解码芯片p t2272地址管脚（a0-a11）,用于 进行地址编码,可置“0”“, 1”“, f ”(悬空)三种状态, 地址或数据管脚（d0-d5/a6-a11）,可置“0”“, 1”, “f”(悬空) 三种状态，电源正端（vc c），电源负端（v s s）,数据

13、信号输入端（d i n）,振荡电阻输入端（o sc1）和振荡电阻振荡器输出端（o sc2），解码有 效确认输出端（v t通常为低电平）解码有效变成高 电平（瞬态）。编码芯片p t2262和解码芯片p t2272 必须配对使用，即编码和无线电发射电路中编码芯片 p t2262地址编码和系统的无线接收解码电路中解码 芯片p t2272的地址编码完全相同。编码芯片p t2262 和解码芯片p t2272配对时，由编码和无线电发射电60第17卷 第1期烟台职业学院学报vol.17 no.12011年3月journal of yantai vocational collegemar. 2011第1期王名

14、杰:多功能公交站牌的设计与制作向，单片机立即查询p1.4是低电平，单片机通过显示屏显示一路公交车即将到站的消息，提醒乘客注意上 车。号，若无线接收解码电路没有接收到反馈信息，单片机则通过显示屏轮换显示时间和广告一次返回；若无 线接收解码电路接收到反馈信息，单片机则通过显示 屏显示即将到站的公交车次，延时10秒后返回。2 系统的软件的设计3 结论系统软件的设计可以采用汇编语言编程或者是c语言编程。系统的程序框图如图5所示，系统首先进行 初始化处理，单片机开中断允许无线接收解码电路申 请中断，若有申请中断则通过中断响应子程序处理中 断事件；在没有中断的情况下，则判断是否有按键被 按下，若有按键被按

15、下，通过按键处理子程序处理键 盘功能，在没有按键被按的情况，单片机系统通过编 码无线电发射电路发射寻找即将到站的公交车次信多功能公交站牌目前处于实验室研制阶段，该系统的基本功能已经完成，对于一个站点拥有4个车次 系统已经完成，现在正在对系统进行扩充性的研究， 总之，多功能公交站牌成本低，节能环保，功能比较 强大，能够实现在线修改单片机的内容，具有很好的 应用价值。参考文献：1joseph j.carr.射频电路设计m.北京:电子工业出版社,2001.10. 2黄智伟.单片无线发射与接收电路设计m.西安:西安电子科技大学出版社.2009,4. 3深圳市凯尔文电子有限公司.编码解码芯片pt2262

16、/pt2272芯片原理简介,2005. 4黄小亮,李世中,徐聪聪.简易无线电遥控系统的分析与研究j.电脑知识与技术,2010(10).design and production of multi-functional bus schedulewang ming-jie(yantai vocational college, yantai 264670, china)abstract: by using the microcontroller stc89c52 as the core chip of the controlling system,by coding anddecoding circuit pt2262/pt2272 and radio transmitter and receiver circuit wireless exchange of information，by rotating the display screen information，with green energy supply，low power consum