智能公车卫生-RFID多功能自动报站系统

1、智能公车卫士-RFID多功能自动报站系统摘 要公交车作为目前国内客运量最大的公共交通工具，其平安性和舒适性关系到大多数人的切身利益。但公交车的管理及效劳上一直存在一些漏洞。司机除了开车外，还需负责手动报站和开门，注意力被分散，行车易出意外。司机驾驶时要观测公路情况，对车内乘客人数不能实时监控。于此同时，公交公司规定公交车司机不能拒载，上下班顶峰期乘客乘车愿望高，公交车超载的情况时常发生，再加上标准上下车的意识低，易出意外，十分危险。在公交车行驶的过程中，公交公司很难对公交车进行实时管理，这就难免会有公车超速行驶的发生，严重威胁到乘客的平安。车上乘客识站困难，在乘车的途中容易因乘客太多而看不到站

2、名或对下车点陌生而错过车站，不清楚时间及车内温度情况，也可能会因为为了看时间而掏出 导致露财被盗，乘车舒适度低。鉴于此，一种基于RFID技术的多功能自动报站系统设计方法被提出。RFIDRadio Frequency Identification，即射频识别技术多功能自动报站系统的功能有：公车自动识别车站、语音自动报站、LED点阵大屏幕实时信息显示、上下行方向显示、时间显示、温度显示、公车到站自动开门、速度显示、超速警告、车载人数显示、乘客标准上下车管理、超载警告等人性化功能，真正减轻驾驶员的负担，增加了行车的平安性。该系统本钱低，且能有效提高公交运营公司的效劳质量，具有一定的市场应用前景。关键

3、字：自动化 人性化 即时化 RFID ISD HALL LED点阵 红外光电传感AbstractAt present, as a bus passengers largest public transport, safety and comfort has a bearing on the vital interests of the majority of the people. However, the management and bus services have been a number of loopholes. In addition to the driver to driv

4、e, be responsible for manually stop and open the door, attention has been distributed, easy to traffic accidents. The driver while driving should be road observation, the number of passengers of the bus can not be real-time monitoring. At the same time, the company provides public transportation bus

5、 driver can not refuse, to work the peak of the high aspirations of the passenger bus, bus overload situation occurs from time to time, together with the norms and get off on the low awareness, the accident prone, very dangerous. In a moving bus, the bus companies it is difficult for the bus in real

6、-time management, which is hard to avoid the occurrence of speeding bus, a serious threat to the safety of the passengers. Station passengers know the difficulties in travel due to the easy way and do not see too many passengers stand or get off on the strange point and missed the station, time is n

7、ot clear and in-bus temperature, may also couse stolen when the passenger take out the cell phone to see what time is it.Everything above led to a low comfort of the bus. In view of this, based on RFID technology, multi-functional automatic stop system design methods have been put forward. RFID (Rad

8、io Frequency Identification, that is, radio frequency identification technology) automatically stop Multi-functional system features include: automatic identification bus stations, auto-stop voice, LED dot matrix screen showed real-time information, direction show up and down, show time, temperature

9、 Showed that the bus station automatically open the door, show the speed, speed warning, the bus show that the number of passengers to get off on the norms of management, such as overloading warning function of human nature, the real driver to reduce the burden of increased traffic safety. The syste

10、m is cost-effective and can improve the public transport operators service quality, with a certain degree of market applications.Keywords: RFID ISD HALL LED-DOT-MATRIX NFRARED-PHOTOELECTRIC-SENSOR目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc217248562 摘 要 PAGEREF _Toc217248562 h 1 HYPERLINK l _Toc217248563 Ab

11、stract PAGEREF _Toc217248563 h 1 HYPERLINK l _Toc217248564 目 录 PAGEREF _Toc217248564 h 3 HYPERLINK l _Toc217248565 引 言 PAGEREF _Toc217248565 h 4 HYPERLINK l _Toc217248566 第一章 总体方案设计 PAGEREF _Toc217248566 h 5 HYPERLINK l _Toc217248567 根本原理 PAGEREF _Toc217248567 h 5 HYPERLINK l _Toc217248568 自动识别与自动报站

12、 PAGEREF _Toc217248568 h 5 HYPERLINK l _Toc217248569 公车到站自动开关门 PAGEREF _Toc217248569 h 5 HYPERLINK l _Toc217248570 时间显示 PAGEREF _Toc217248570 h 5 HYPERLINK l _Toc217248571 乘客标准上下车管理及超载提示 PAGEREF _Toc217248571 h 5 HYPERLINK l _Toc217248572 速度显示 PAGEREF _Toc217248572 h 5 HYPERLINK l _Toc217248573 温度显示

13、 PAGEREF _Toc217248573 h 5 HYPERLINK l _Toc217248574 第二章 硬件设计 PAGEREF _Toc217248574 h 6 HYPERLINK l _Toc217248575 硬件系统框图 PAGEREF _Toc217248575 h 6 HYPERLINK l _Toc217248576 主要电路 PAGEREF _Toc217248576 h 6 HYPERLINK l _Toc217248577 2.2.1 无线数据发射接收模块 PAGEREF _Toc217248577 h 6 HYPERLINK l _Toc217248578 2

14、.2.2 语音模块: PAGEREF _Toc217248578 h 8 HYPERLINK l _Toc217248579 2.2.3 LED点阵显示模块: PAGEREF _Toc217248579 h 10 HYPERLINK l _Toc217248580 2.2.4 时钟模块: PAGEREF _Toc217248580 h 11 HYPERLINK l _Toc217248581 红外光电模块: PAGEREF _Toc217248581 h 12 HYPERLINK l _Toc217248582 霍尔测速模块: PAGEREF _Toc217248582 h 13 HYPERL

15、INK l _Toc217248583 温度检测模块: PAGEREF _Toc217248583 h 15 HYPERLINK l _Toc217248584 2.2.8 单片机最小系统 PAGEREF _Toc217248584 h 16 HYPERLINK l _Toc217248585 第三章 软件设计 PAGEREF _Toc217248585 h 17 HYPERLINK l _Toc217248586 3.1 SPI模式设计 PAGEREF _Toc217248586 h 17 HYPERLINK l _Toc217248587 3.2 主控单片机模块设计 PAGEREF _To

16、c217248587 h 17 HYPERLINK l _Toc217248588 程序流程图 PAGEREF _Toc217248588 h 18 HYPERLINK l _Toc217248589 单片机程序设计 PAGEREF _Toc217248589 h 20 HYPERLINK l _Toc217248590 第四章 系统的操作方法 PAGEREF _Toc217248590 h 73 HYPERLINK l _Toc217248591 4.1 语音录制 PAGEREF _Toc217248591 h 73 HYPERLINK l _Toc217248592 4.2 报站测试 PA

17、GEREF _Toc217248592 h 73 HYPERLINK l _Toc217248593 4.3 红外光电传感器调试 PAGEREF _Toc217248593 h 73 HYPERLINK l _Toc217248594 4.4 LED字库的设置 PAGEREF _Toc217248594 h 73 HYPERLINK l _Toc217248595 参考文献 PAGEREF _Toc217248595 h 74引 言我国许多大城市交通要道小时客运需求量都已超过1万人次。依赖自行车解决中心区的通行问题，不仅速度、舒适程度无法保证，而且人均占地也很大，还阻碍其它路上交通工具的行驶。

18、依靠多修公路，包括高架公路和立交桥，以增加对汽车的承载能力，提高通行速度，同样难以防止中心区交通用地规模的硬约束，并且加重对环境的污染也是一个大问题。以公交为主，以出租车、小汽车为辅，局部自行车并存是城市最正确的交通运输方案。由公交在城市交通中的地位决定了智能公交系统的重要性。公交车作为人们日常出行的重要交通工具之一，关系到大多数人的利益。随着科技的进步与经济的开展，对其硬件水平及软件管理的要求也随之不断更新，逐渐走向智能化、人性化、即时化、远程化。我国当前大多数城市的公交系统都还不完善，超载、超速等平安问题及乘客识站难的问题一直有待解决。公交车是我国主要的交通工具，随着市化和机动化的开展，使

19、城市人口和地域不断增加，对公共交通的需求相应快速增长，要求公共交通企业投入更多的客车。按照城镇人口每万人拥有0.6辆车统计，现有的城市客车约26.4万辆，到2021年至少要到达63万辆，平均每年至少要增加34万辆，加上报废更新，平均每年增加5.5万辆。目前，交通平安是我国最大的课题，而公交车又是我国各个城市最主要的交通工具，公交车的平安问题不容无视。公车最大的平安隐患就在司机行车注意力的不集中以及超速和超载上。每年因为超速而导致的死亡就有近10万。作为载人量最大的城市交通工具，在为乘客争取时间的同时要保证乘客的平安，所以在提高司机行车注意力的同时对其公车行驶速度的控制是十分有必要的。司机在完成

20、驾驶任务的同时，还承当了识站报站及开关门的工作，这使得司机无法完全将思想集中在驾驶上。本系统针对这一情况设计了非接触式的自动识站报站，到站自动开门，离站前自动关门，有效减少了司机驾驶以外的工作量。防超速设计就像随车的交警一样，随时监督公车的行驶速度，一旦公车超速，超速的警告音就会在车内响起，引起司机的注意。关于公车的超载，建设部和公安部各有一个对公交超载的界定。按照国家建设部对公交车限载的国家标准是8人/平方米，按照这个标准，公交车上一般要超过80人以上才属于超载。但是公安部执行的标准是车辆出厂时的核定载客量为准，按照这个标准，广州市公交车的核定载客量就是每辆车35人到43人之间。 实际上，公

21、交司机有规定不能拒载，经常只能劝乘客等下一趟车。在这种情况下，本系统的防超载设计能提醒乘客车内的乘客人数及超载的危险性，在公车超载的情况下自觉选择下一班车。有利于城市平安交通的开展。本系统有具有广阔的应用前景：不但能解决司机手动报站，手动开关门的平安问题，还对公交车的行驶速度和车载人数进行限制。上下行标志及清晰的语音和LED大屏幕中文显示双重报站解决了乘客识站难的问题。时间和温度显示在乘客可视板块上，使乘客能够掌握乘车的环境，更好地调整时间和冷暖。在司机板块上，司机能完全掌握车速和车载人数，更好地调整车辆的状态。一系列人性化的设计提高了公交行驶的平安性和实用性。广泛的市场和低廉的本钱是本报站系

22、统获得较好经济效益的保障。本系统是基于射频识别技术设计而成的，与现有的人工报站、半自动报站系统相比在功能上具有明显的优势，与基于GPS的系统相比在本钱和维护难度上也有明显的优势。系统采用51系列单片机作为核心处理器，功能强大、价格低廉。射频识别技术RFID) 技术是近年迅速开展起来的一项新技术, 即利用无线射频方式来进行非接触式的物体自动识别。我们采用RFID 技术与单片机技术相结合, 实现公交车站的自动识别与自动报站。本系统与公交车一样使用方便，价格低廉，具有很强的市场适应性。第一章 总体方案设计根本原理自动识别与自动报站自动报站采用PT2262对各车站进行编码，然后通过无线数据发射模块在一

23、定空间范围内发射该编码数据，当汽车进入接收范围时车载系统收到数据，用PT2272进行解码，然后单片机根据解码后的数据确定车辆所到的站点，启动语音报站系统报出相应的站名并用LED点阵块进行站点显示。公车到站自动开关门当公交车的行车速度为零且无线电接收模块接收到信号两个条件同时满足的时候，单片机控制公车自动开门；当公交车的行车速度为零、无线电接收模块接收到信号且司机换挡三个条件同时满足的时候，公车自动关门。时间显示采用美国DALLAS公司推出高性能、低功耗、带RAM，可以对年、月、日、周、日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能的DS1302芯片。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式

24、一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。在设置初值之后，该芯片自动计算当前时间，并将时间信号送到单片机，由单片机进行处理。乘客标准上下车管理及超载提示两个红外光电传感器安装在公车门上，当有乘客从通过车门时，两束红外线会经历三个被遮挡阶段。单片机通过对三个遮掩阶段的判断确定该次上下车是否标准，同时对车中的人数进行计数，当上下车不标准或车中人数已经超额时，单片机进行语音调用，对乘客或司机发出警告。速度显示利用霍尔传感器对公交车进行测速。在车轮上粘贴一块磁钢，霍尔传感器固定在车轮外缘附近。车轮每转动一圈，霍尔传感器便输出一个脉冲。通过单片机测量产生脉冲的频率就可以得出车轮的转速，并将该数值通过转换送

25、到数码管显示。超过设定值时，单片机调用对应语音进行警告。温度显示用DS18B20完成温度测量，数据存储在DS18B20的存储器。一个控制功能指挥指示DS18B20的演出测温。测量结果将被放置在DS18B20内存中，并可以让阅读发出记忆功能的指挥，阅读内容的片上存储器，并将该数值通过转换送到LED点阵显示。第二章 硬件设计数 码 管显示模块地址编码模 块数据接收模 块温 度 传 感 模 块语音模块行驶速度红外光电传感模块霍 尔 传 感 模 块车载人数单 片 机 控 制 系 统LED点阵显示模块时 钟 电 路 模 块手动变速器手动波车内温度车门控制实时时间上下行方向选择图1 系统框图2.2.1 无

26、线数据发射接收模块模块所选用工作频率为315M，采用声表谐振器SAW稳频，频率稳定度极高。电路采用ASK方式调制，当数据信号停止时发射电流降为零，功耗很低。电路本身未设编码集成电路，而增加了一只数据调制三极管Q1，这种结构使得它可以方便地和其它固定编码电路、滚动码电路及单片机接口，而不必考虑编码电路的工作电压和输出幅度信号值的大小。模块输出功率由电压决定，电压变化时发射频率根本不变，发射电压为3V时，空旷地传输距离约20 50m，发射功率较小，当电压5V时约100200m，当电压9V时约300500m，当发射电压为12V时，为最正确工作电压，具有较好的发射效果，发射电流约60mA，空旷地传输距

27、离700800m，发射功率约500mW。综合考虑路面状况，通过试验选择了70m左右的发射距离。地址及数据信息的标识采用PT2262芯片。A0A7为地址, 采用三进制编码,即可为3的8次方共6561组编码; D0D3为数据编码引脚, 采用二进制编码即8421码, 可以编2的4次方共16组状态码。每一个停靠站发射一组独立的编码信息, 这组编码数据信息标识了该停靠站点的站址和站名状态代码。每一条公交线路的上行线、下行线停靠站点的编码, 组成了这条公交线路的站点编码群。数据解码器PT2272在嵌入式单片微机控制系统的干预下, 对信息采集器送来的信息编码数据, 进行数据融合, 并完整、准确地解析出站址标

28、识的数据信息。无线数据发射接收电路如图2、图3所示：图2 无线数据发射模块图3 无线数据接收模块2.2.2 语音模块:语音局部采用ISD1760语音录放集成芯片。芯片采用多电平直接模拟量存贮技术，每个采样值直接存贮在片内的闪烁存贮器中，因此能够非常真实、自然地再现语音，防止了一般固体录音电路固置化和压缩造成的量化噪声和多属声。其外围电路如图4所示：图4 语音控制电路ISD1760简介： ISD1700系列芯片是Winbond推出的单片优质语音录放电路，该芯片提供多项新功能，包括内置专利的多信息管理系统，新信息提示vAlert，双运作模式(独立&嵌入式)，以及可定制的信息炒作提示音效。芯片内部包

29、含有自动增益控制、麦克风前置扩大器、扬声器驱动线路、振荡器于内存等全方位的整合系统功能。ISD1760的管脚图及管脚定义分别如图5和表1所示：图5 ISD1760管脚图表1 ISD1760引脚定义脚名PDIP/SOICTSOP功能Vccd122数字电源正LED223LED，平时为高电平RESET324复位，低电平有效，有内部上拉电阻。MISO425数据在时钟下降沿输出MOSI526数据在时钟上升沿输入，有内部上拉电阻。SCLK627时钟口，由主控芯片产生时钟，有内部上拉电阻SS728片选，低有效，有内部上拉电阻。Vssa81模拟地AnaIn92线路输入，需串一个0.1uF的耦合电容，且输入信号

30、的峰峰值不能超过1VMIC+103话筒差分信号的正向输入端；输入信号需经过耦合电容；此电容与内部的10K电阻决定了带通滤波器的剪切频率MIC-114话筒差分信号的反向输入端；输入信号需经过耦合电容。Vssp2125PWM反向地SP-136PWM反向输出Vccp147PWM电源正SP+158PWM正向输出Vssp1169PWM正向地AUD/AUX1710AUD是单极音频电流输出，AUX是单极音频电压输出，接外部功放；出厂设置为AUD。AGC1811自动增益控制，此脚需接一个4.7uF的电容到地使AGC工作；假设直接接到地，那么增益为最大；假设直接接到Vcca，那么增益为最小。VOL19128级音

31、量调节；每个下降沿降低1级音量，到最低后有脉冲那么增加音量直到变为最高，然后重复。Rosc2013振荡电阻，决定内部工作频率Vcca2114模拟电源正FT2215直通：在独立模式下，当此脚置低时开启直通功能。即线路输入信号将从SP与AUD/AUX输出，并可控制音量；在SPI模式下可用命令控制此功能开关，优先级高于独立模式。PLAY2316播放，下降沿脉冲触发播放一段，播放时有下降沿脉冲那么停止播放；保持低电平将进入连续循环播放，高电平那么停止播放。有600K的内部上拉电阻。REC2417录音，低电平录音，高电平停止录音。有600K的内部上拉电阻。ERASE2518擦除，下降沿脉冲触发并擦除当前

32、曲，但只有当前曲为首段或末段时才可擦除。保持此脚低电平一定时间将会擦除全部录音。有600K的内部上拉电阻。FWD2619播放下一曲。有600K的内部上拉电阻。RDY/INT2720RDY：录音、放音、擦除与下一曲操作时为低电平；闲时为高电平。INT：执行完一个SPI指令后将此脚置低，需收到去除指令后才将此脚置高。Vssd2821数字地功能特点：可录、放音十万次，储存内容可以断电保存一百年。按键模式和MCU串行控制模式SPI协议。MIC和ANAin两种录音模式。PWM和AUD/AUX三种放音输出方式。可处理多大255段以上信息。有丰富多样的工作状态提示。有多种采样频率对应多种录放时间。音质好，电

33、压范围宽，应用灵活。电特性：工作电压：DC2.4V5.5V,最高不能超过6V静态电流：0.51uA工作电流：20mA LED点阵显示模块:LED是未来照明及显示的开展方向，与其它显示电路相比，LED显示电路功耗低、可视范围大、受环境影响小，是公共场所显示电路的最正确的选择。LED点阵显示模块以89S52为核心，由74LS154和 74LS164构成串入并出的显示控制电路大大节约了单片机的I/O口，并且显示方块可无限扩展。保存系统程序和显示的文字点阵码内容，只要更改显示内容、重写所需代码。在工作时仅需将要显示的数据，传送至AT89S52即可。运行后，AT89S52初始化，读入启动代码后，将存储器

34、内的程序代码和所要显示的字模数据返回运行系统，使系统的数据存取完成。在接收到数据后，AT89S52将要显示的数据转换成相对应的LED屏显示驱动信号，再参加相应的动态效果控制程序左移、翻页、闪烁、直显等后，送给行驱动电路，再送列驱动电路，然后通过显示屏把所要表示的效果显示出来。如图6所示：图6 LED点阵显示电路2.2.4 时钟模块:DS1302是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片。实时时钟/日历电路提供秒、分、时、日、日期、月、年的信息，自动调整每月的天数和闰年的天数。DS1302与单片机能够简单地采用同步串行的方式进行通信，DS1302的 SCLK(7)、I/O(6)、RST(5)连接单

35、片机的三个I/O口就可以实现。芯片外接后备电源，正常工作时使用主电源。在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。DS1302由后备电源或主电源两者中的较大者供电。DS1302的引脚排列,其中Vcc1为后备电源，Vcc2为主电源。在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。DS1302由Vcc1或Vcc2两者中的较大者供电。当Vcc2大于Vcc10.2V时，Vcc2给DS1302供电。当Vcc2小于Vcc1时，DS1302由Vcc1供电。X1和X2是振荡源，外接32.768kHz晶振。RST是复位/片选线，通过把RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。RST输入有两种功能：首先，RST

36、接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位存放器；其次，RST提供终止单字节或多字节数据的传送手段。当RST为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对DS1302进行操作。如果在传送过程中RST置为低电平，那么会终止此次数据传送，I/O引脚变为高阻态。上电运行时，在Vcc2.5V之前，RST必须保持低电平。只有在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平。I/O为串行数据输入输出端(双向)。SCLK始终是输入端。外围电路及引脚图分别如图7及图8所示：图7 时钟电路图8 DS1302引脚图2.2.5红外光电模块:两个红外光电传感器安装在公车门上，当有乘客从通过车门时，两束红外线会经历三个被遮挡阶段

37、。阶段一：第一束红外线首先被切割，红外接收器1由高电平变为低电平。阶段二：由于两个红外光电传感器的距离小于人体侧身厚度，两束红外线会同时被切割，红外接收器1和红外接收器2均为低电平。阶段三：乘客继续前行，第一束红外线失去遮挡，第二束红外线仍然被遮挡，红外接收器1由低电平恢复为高电平，红接受器2依然为低电平。当这三个阶段完成时，单片机对计数单元置数。当有乘客违规上下门时，两束红外线会经历与上述相反的三个阶段，单片机在对计数单元置数的同时会进行语音调用，发出警告音。当计数值到达指定阈值时，单片机进行语音调用，发出“本车已满载或“本车已超载的警告声。如图9所示：图9 红外光电传感电路2.2.6霍尔测

38、速模块:利用霍尔元件对磁场的感应效应，在车轮上粘贴一块磁钢，霍尔传感器固定在车轮外缘附近。车轮每转动一圈，霍尔传感器便输出一个脉冲。通过单片机测量产生脉冲的频率就可以得出车轮的转速。 霍尔对磁钢方向有要求。没有磁钢时输出高电平，有磁钢时输出低电平。该电路与单片机连接可实现行车测速。如图10所示： 图10 霍尔测速原理A44E简介： A44E集成霍尔开关由文要求其A、霍尔电势发生器即硅霍尔片、差分放大器C、施密特触发器D和OC门输出E五个根本局部组成。当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时，薄片的两端就会产生电位差，这种现象就称为霍尔效应。两端具有的电位差值称为霍尔电势U，其表达式为

39、： U=KIB其中K为霍尔系数，I为薄片中通过的电流，B为外加磁场洛伦慈力Lorrentz的磁感应强度，d是薄片的厚度。霍尔效应的灵敏度上下与外加磁场的磁感应强度成正比的关系。霍尔开关就属于这种有源磁电转换器件，它是在霍尔效应原理的根底上，利用集成封装和组装工艺制作而成，它可方便的把磁输入信号转换成实际应用中的电信号，同时又具备工业场合实际应用易操作和可靠性的要求。霍尔开关的输入端是以磁感应强度B 来表征的，当B 值到达一定的程度时，霍尔开关内部的触发器翻转，霍尔开关的输出电平状态也随之翻转。输出端一般采用晶体管输出，和接近开关类似有NPN、PNP、常开型、常闭型、锁存型双极性、双信号输出之分

40、。霍尔开关具有无触电、低功耗、长使用寿命、响应频率高等特点，内部采用环氧树脂封灌成一体化，所以能在各类恶劣环境下可靠的工作。原理图及霍尔与输入的单极磁场关系如图11及表2所示：图11 A44E原理图表2 霍尔与输入的单极磁场关系表2.2.7温度检测模块:温度传感器对车内温度进行测量，测量结果将被放置在DS18B20内存中，并可以让阅读发出记忆功能的指挥，阅读内容的片上存储器。DS18B20为一线通信接口，必须在先完成ROM设定，否那么记忆和控制功能将无法使用。主要首先提供以下功能命令之一： 1 读ROM， 2 ROM匹配， 3 搜索ROM， 4 跳过ROM， 5 报警检查。这些指令操作作用在没

41、有一个器件的64位光刻ROM序列号，可以在挂在一线上多个器件选定某一个器件，同时，总线也可以知道总线上挂有有多少，什么样的设备。电路如图12所示：图12 温度传感电路DS18B20简介： DS18B20是Dallas半导体公司生产的数字化温度传感器，一线总线的接口方式独特切经济，可轻松地组建传感网络。其管脚图如图13所示：图13 DS18B20引脚图DS18B20功能特点：图特的单线接口，仅需一个端口引脚进行通讯。简单的多点分布应用。无需外部器件。可通过数据线供电。零待机功耗。测温范围-55+125C，以C递增，华氏期间-67C+257C，以F递增。温度以9位数字量读出。温度数字转换时间200

42、ms(典型值)。用户可定义的非易失性温度报警设置。报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度温度报警条件的器件。应用包括温度控制、工业系统、消费品、温度计或任何热感测系统。 单片机最小系统为保持系统的稳定，系统采用的是ATMEL公司低功耗，高性能CMOS 8位单片机AT89S52，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，设置4k Bytes Flash片内程序存储器，256 bytes的随机存取数据存储器RAM，32个外部双向I/O口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，看门狗WDT电路，片内时钟振荡器，完全可以满足本设计的要求。单

43、片机最小系统电路如图14所示：图14 单片机最小系统第三章 软件设计3.1 SPI模式设计MOSI的数据在SCLK的上升沿进入录音芯片，MISO的数据在SCLK的下降沿进入主控芯片。8位为一字节，先发低位。时序图如图15所示： 注：平时SS为高电平，SCLK为高电平，MOSI为低电平。图15 时序图3.2 主控单片机模块设计该模块主要完成主状态机的状态切换、产生其它模块的控制信号。为了设计的简便及设计的稳定性，主状态机的状态之间有一段缓冲时间。复位电路局部中，由电容串联电阻构成，并结合电容电压不能突变的性质，当系统一上电，RST脚将会出现高电平，并且这个高电平持续的时间由电路的RC值来决定。典

44、型的51单片机当RST脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位，所以，适当组合RC的取值就可以保证可靠的复位。本模块采用10uF的电容和10K的电阻。晶振电路局部中，晶振取12MHz(产生精确的uS级时歇,方便定时操作)，瓷片电容采用30uF。特别注意:对于31脚(EA/Vpp)，当接高电平时，单片机在复位后从内部ROM的0000H开始执行，当接低电平时，复位后直接从外部ROM的0000H开始执行。记录数据查询按键初式化设标志1，播放次数清0设定标志0，播放次数清0播放“欢送语下一站播放“欢送语下一站有站址数据测温显示上行下行NOOYesNOYes判断站号1号站，起/终点显示站号n号站，终/起点

45、2号站运行标志为1？播放次数加1次数等于2小于2？播下行终点站查询按键播放次数加1次数为2？小于2播放语音运行标志为1？播放下一站播下一站运行标志为0？播放次数加1次数为2小于2播放上行终点站查询按键YesNONOYesNONOYesNOYesYesNONONOYes3.4单片机程序设计程序1：#include #include#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit P30 = P30;sbit P31 = P31;sbit P32 = P32;sbit P33 = P33;sbit rr1 = P34;sbit rr2

46、 = P35;sbit rr3 = P36;sbit rr4 = P37;sbit wei1=P26; /位选1sbit wei2=P27;sbit wei3=P25;sbit wei4=P24;sbit PLAYL=P34;sbit P10 = P10;sbit P11 = P11;sbit P12 = P12;sbit P1_5=P15;sbit led=P14;sbit P16 = P16;sbit P17 = P17;unsigned char code table=0 xc0,0 xf9,0 xa4,0 xb0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xf8,0 x80,0 x90;

47、unsigned char sp3;unsigned int tisd50,distance;unsigned char countt,in,out,tcou,fir,fir2,door,temp,temp1,kaiguan;char count;/1760/#define PU 0 x01#define STOP 0 x02#define RESET 0 x03#define CLI_INT 0 x04#define RD_STATUS 0 x05#define RD_PLAY_PTR 0 x06#define PD 0 x07#define RD_REC_PTR 0 x08#define

48、RD_DEVID 0 x09#define G_ERASE 0 x43#define RD_APC 0 x44#define WR_APC1 0 x45#define WR_APC2 0 x65#define WR_NVCFG 0 x46#define CHK_MEM 0 x49#define SET_PLAY 0 x80#define SET_REC 0 x81#define SET_ERASE 0 x82#define HIGH 1#define LOW 0/*#define RIGHT 1#define ERROR 0/#define SET_BIT(x,y) (x|=(1y) /x 的

49、y 位置1/#define CLR_BIT(x,y) (x&=(1y) /清x 的y 位/#define GET_BIT(x,y) (x&(1y) /读x 的y 位/*/SR0_L 0 1 2 3 4 5 6 7/ CMD_Err FULL PU EOM INT A0 A1 A2/SR0_H 8 9 10 11 12 13 14 15/ A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10/SR1 0 1 2 3 4 5 6 7/ RDY ERASE PLAY REC SE1 SE2 SE3 SE4/APC 0 1 2 3 4 5 6 7/ VOL0 VOL1 VOL2 MON_IN MIX_IN

50、 SE_EDIT SPI_FT AUD/AUX(AUD 线路输出，AUX 直接驱动喇叭)/APC 8 9 10 11/ PWM_SPK PU_AO VALERT EOM_EN(在SETPLAY 模式下，置1 遇到EOM 那么结束，否那么继续播放)*/*sbit INT_1700 = SR0_L4;sbit EOM = SR0_L3;sbit PU_1700 = SR0_L2;sbit FULL = SR0_L1;sbit CMD_ERR = SR0_L0;sbit REC_1700 = SR13;sbit PLAY_1700 = SR12;sbit ERASE_1700 = SR11;sbit

51、 RDY = SR10;*/sbit SS = P20;sbit SCLK = P21;sbit MOSI = P22;sbit MISO = P23;sbit p20 = P20;sbit p21 = P21;sbit p22 = P22;void I_delay(void);/void delay_ms(register uint Count);/extern void /DogReset(void) reentrant;void delay_ms(int t) int k,j; for(k=0;kt;k+) for(j=0;j120;j+); void I_delay(void)_nop

52、_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); /* 函数原型: void /GetToneAdd(uchar cNum, Uint * ipStartAdd, Uint * ipEndAdd);* 功 能: 取出当前语音的首末地址*/void GetToneAdd(uchar cNum, uint * ipStartAdd, uint * ipEndAdd);/* 函数原型: void ISD_Init(void);* 功 能: 初始化*/void ISD_Init(void);/* 函数原型: voi

53、d ISD_PU(void);* 功 能: 上电*/void ISD_CHK_MEM(void);/* 函数原型: void ISD_Up(void);* 功 能: 上电*/void ISD_PU(void);/* 函数原型: void ISD_Stop(void);* 功 能: 停止*/void ISD_Stop(void);/* 函数原型: void ISD_Reset(void);* 功 能: 复位*/void ISD_Reset(void);/* 函数原型: void ISD_PD(void);* 功 能: 掉电*/void ISD_PD(void);/* 函数原型: void ISD

54、_SendData(uchar BUF_ISD);* 功 能: 发送数据*/uchar ISD_SendData(uchar BUF_ISD);/* 函数原型: void RdStatus(void);* 功 能: 读取状态*/void RdStatus(void);/* 函数原型: void RdStatus(void);* 功 能: 读取ID*/uchar RD_DevID(void);/* 函数原型: void RD_APC(void);* 功 能: 读取APC*/void RdAPC(void);/* 函数原型: void ClrInt(void);* 功 能: 去除中断*/void

55、ClrInt(void);/* 函数原型: void ISD_WR_APC2(uchar voiceValue);* 功 能: WR_APC2*/void ISD_WR_APC2(uchar voiceValue);/* 函数原型: void ISD_WR_NVCFG(void);* 功 能: 永久写入存放器*/void ISD_WR_NVCFG(void);/* 函数原型: void SetPLAY(uchar cNum);* 功 能: 定点播放*/void SetPLAY(uchar aa,uchar bb);/* 函数原型: void SetREC(uchar cNum);* 功 能:

56、定点录音*/void SetREC(uchar cNum);/* 函数原型: void SetERASE(uchar cNum);* 功 能: 定点删除*/*void SetERASE(uchar cNum);/* 函数原型: void Erase_All(void);* 功 能: 全部删除*/void Erase_All(void);/* END* END*/* SPI 操作ISD1760* SPI 操作ISD1760*/uchar bdata SR0_L;uchar bdata SR0_H;uchar bdata SR1;uchar ID,APCL=0,APCH=0;/* 函数原型: vo

57、id ISD_Init(void);* 功 能: 初始化*/void ISD_Init(void)/ISD_Reset();delay_ms(50);ClrInt();delay_ms(50);doISD_PU();RdStatus();while(SR0_L&0 x01); /if(SR0_L0=1)system Err/while(SR0_L&0 x01)|(!(SR1&0 x01);ClrInt();delay_ms(50);do delay_ms(500);p22=p22;ISD_WR_APC2(0 xa8);RdStatus();while(SR0_L&0 x01);/while(S

58、R0_L&0 x01)|(!(SR1&0 x01);ClrInt();delay_ms(50);doISD_WR_NVCFG(); /永久写入存放器RdStatus();while(SR0_L&0 x01);/while(SR0_L&0 x01)|(!(SR1&0 x01);/* 函数原型: void ISD_PU(void);* 功 能: 空间检查*/void ISD_CHK_MEM(void)ISD_SendData(CHK_MEM);ISD_SendData(0 x00);SS=1;delay_ms(50);/* 函数原型: void ISD_PU(void);* 功 能: 上电*/vo

59、id ISD_PU(void)ISD_SendData(PU);ISD_SendData(0 x00);SS=1;delay_ms(50);/* 函数原型: void ISD_Stop(void);* 功 能: 停止*/*void ISD_Stop(void)ISD_SendData(STOP);ISD_SendData(0 x00);SS=1;delay_ms(50);/* 函数原型: void ISD_Reset(void);* 功 能: 复位*/void ISD_Reset(void)ISD_SendData(RESET);ISD_SendData(0 x00);SS=1;delay_m

60、s(50);/* 函数原型: void ISD_PD(void);* 功 能: 掉电*/void ISD_PD(void)ISD_SendData(PD);ISD_SendData(0 x00);SS=1;/* 函数原型: void ISD_SendData(uchar BUF_ISD);* 功 能: 发送数据*/uchar ISD_SendData(uchar BUF_ISD)uchar i,dat=BUF_ISD;SCLK=1;SS=0;for(i=0;i8;i+)SCLK=0;I_delay();/ SS=1;return(dat);/* 函数原型: void RdStatus(void