⑴ 基於單片機的導盲杖選題背景
感測器檢測 >單片機處理>輸出提示信號
⑵ 能不能基於單片機設計一個GPS定位顯示系統,顯示器能顯示所在地點的經緯度和所在地的地名
當然可以,如果只是顯示經緯度的話完全可以,如果是要顯示實時地圖的話,就需要一款強大一點的單片機,其實強大一點呢只是用來處理地圖數據而已
⑶ 電子導盲杖的設計原理
如圖1所示,電子導盲拐杖由四部分構成:超聲波測距電路、光敏報警電路、語音錄放電路、電源電路構成。
其中,超聲波測距電路由超聲波測距模塊和觸發輸出電路構成,超聲波測距模塊工作在40KHz頻率下,由超聲波發射電路、接收電路、解調電路和信號輸出電路構成,發射電路一直發出40KHz的超聲波信號,當超聲波遇到障礙物之後,返回同頻率、不同相位的超聲波信號。接收電路是一個鑒相、濾除電路,濾除40KHz信號後,比較相位差,障礙物距離盲人的距離d與相位差ΔP成正比例關系,即:d = k∆P
當ΔP超過閥值門限時,觸發信號輸出電路,發出遇到障礙物信號。電子導盲杖所用的超聲波檢測范圍為12米。 語音電路由錄音控制電路、話筒、AD轉換電路、ROM存儲器電路、DA轉換電路、音頻放大電路、播放控制構成,完成錄音、放音的功能。對盲人的語音提示信息可以通過錄音鍵和錄音電路進行修改,直到滿意為止。錄音完畢之後,語音信息保存在ROM存儲器中,等待超聲波模塊的觸發播放信號。一旦超聲波模塊檢測到障礙物,則輸出觸發信號,此觸發信號為低電平,直接連接至語音模塊的播放控制輸入端。語音模塊收到播放信號之後,從ROM中讀出語音數據至DA轉換電路,再經過二階濾波和功率放大電路,由喇叭向盲人發出提示語音,如「請你讓一讓!」等。此外,為了在夜間提示他人,在盲人拐杖上設計了一個光敏檢測電路。採用光敏電阻的負亮度特性,即亮度越高,阻值越低,通過三級管反相放大,驅動紅色LED發出提示信息。
整個系統的供電由9V疊層電池完成,語音錄放電路要求5V直流電壓,超聲波電路要求6V至12V直流電壓。為此,將9V電池直接加至超聲波收發電路,另將9V經三端穩壓集成電路7805穩壓為5V輸出至語音錄放電路和光敏報警電路。
⑷ 基於MSP430單片機的TDOA定位系統的設計
1、TDOA一種定位演算法,像你這個是做畢業設計,簡單一點可以參考那個多普勒效應的原理看一下,再說白了就是時差法的優化。
2、MSP430,採用這個片子的目的,強大的運算能力和定時器功能,同時使用低功耗,這樣才能讓你這個系統活下去,功耗太高了就不行幾天下來電池就沒電了。因為你需要發射定位信息,一般可以選取超聲、射頻、紅外等都是功耗大的場合,因為距離做的遠的話就需要PA。
3、把你的目的搞懂,畫出框圖以及各個部分的備選對比就OK了,比如定位採用什麼無線信號。
4、常在線,Hi我
⑸ 使用激光雷達障礙檢測並且基於mpc5634單片機編寫程序應該怎麼做
在一個現代化的城市中,導盲系統是一個城市
保障體系的重要組成部分.傳統的導盲手段有手杖、導盲犬.手杖導盲簡單、方便、成本低,但可靠性不高,容易忽略一些障礙物;導盲犬成本高且使用不方便[1]
.導盲機器人只能在平坦路面使用[2-3]
.筆者研製一種實用的多功能智能導盲系統,它能夠幫助盲人在無需專人陪伴的情況下,獨立外出行走,並且在出現緊急情況時,可以實現遠程求助.本系統具有智能化、功能強大、性能可靠、攜帶方便、操作簡單等特點.
1 系統功能及原理
系統採用ATMEL公司生產的高性能單片機ATmega64單片機作為主控制器
[4-5]
,包含了超聲
波測距系統、紅外測距系統、語音播報系統、電子指南針系統、GSM簡訊遠程求助系統等.其中採用超
聲波感測器[6-8]
檢測正前方和空中障礙物,採用紅外感測器檢測路面上的低矮障礙物.當檢測到障礙時,單片機將控制語音晶元,實時播報障礙信息.系統還融入了電子羅盤感測器來獲得盲人行走的方向,盲人可以通過按鈕來觸發系統語音播報行走的方向信息.系統還加入GSM簡訊模塊,當出現緊急
⑹ 基於單片機的光電感測器的計數器設計
計數顯示電路可完成對上述脈沖信號的計數和顯示。圖3是由單片機構成的計數系統框圖。 計數系統以MCS-51系列單片機的8031為核心,8013單片機的外圍擴展了程序存儲器27C256和數據存儲器WM0016DRH,此外,用8255擴展了I/O口,同時具有時鍾單元、掉電保護、看門狗單元、通信單元以及LED(發光二極體)顯示器、鍵盤等。 1)8031單片機及存儲器 8031內含4kb EEPROM程序存儲器,具有功耗低、抗干擾能力強的特點,可安置於監測現場,數據存儲器WM0016DRH是一種多功能非易失性SRAM,特點如下:高速高抗干擾自保持,不怕掉電,上下電百萬次數據無丟失,斷電保護10年有效,既可高速連續讀寫,也可任意地址單位元組操作,無需拼湊頁面,隨機讀寫不需等待,立即有效,輸入輸出TTL/CMOS兼容,上電復位輸出,掉電保護,內置看門狗,電源監測,不用外加電路和電池,且引腳與標准SRAM兼容。 2)計數及顯示 多車道車流量數對應的脈沖通過光電隔離耦合並行輸入至8031單片機的P1口,通過軟體控制和鍵盤設定計數值並用LED加以顯示,可自動循環顯示或定點顯示兩種方式,且兩者相互間可任意切換[4]。 當熱釋電感測器安裝位置固定後,輸入脈沖的脈寬和占空比均取決於高速公路上車輛的車速和車距(脈寬對應車輛感測器有效監視方位內的時間,車速和車距有限定),占空比q小於50%,為了准確拾取車流量信息,通過軟體可實現單片機對每一路並行輸入數據的讀取周期小於脈寬,且將每路各自相鄰的兩讀取周期讀取的數據進行運算(暫存前一個周期讀取的數據),若兩數據為01,則自動計1,否則計0。其中0為前一個周期的讀取數據,此時脈沖為低電平,1為後一個周期的讀取數據,此時脈沖為高電平,從而避免了對脈沖的漏計和重復計數,再把4路的讀數每一周期進行一次加運算,累加後的和就是總的車流量。 將8031單片機內的定時器/計數器設定為工作方式1,構成16位二進制計數器[5],採用動態掃描方式直接驅動5位十進制計數器[5]。採用動態掃描方式直接驅動5位十進制LED顯示,最大計數值達到65536,可記錄4車輛的車流量並顯示一個月內的日流量,累計4車道一個月內的日流量總和,計數器內數據保護時間可達一個月之久。當計數器達到設定值時,聲光報警,可存儲數據,並手動復位。 3)時鍾單元 採用DS12C887實時時鍾晶元,具有顯示具體時間信息的功能,若設計調整和設置按鍵,可方便地對時間進行調整和設置,從而為車流量的統計提供准確的時間數據。 4)串列通信單元 由於單片機系統的數據存儲能力和數據處理能力有限,以及現場實時性要求較高,故單片機現場只能暫時存儲採集到的數據和對數據進行簡單處理,至於大量的數據存儲和後續復雜的數據處理可交給上位機完成,由於大型機具有RS-232標准串列口,所以通過8031單片機TTL電平全雙工串列口,附加RS-232電平轉換電路MAX3232可與上位機實現數據通信。 3 軟體設計 計數系統的程序主要包括系統自檢程序、系統初始化程序、鍵盤掃描程序、按鍵處理程序、顯示程序以及數據採集處理程序等,圖4所示為主程序流程。 4 安裝與調試
⑺ 由光電感測器感應的單片機控制電動機系統
樓主你這里的光電開關又叫光電對管(一個紅外發射管和一個基極內接的感光三極體)因為這是循跡小車我選用rpr220,我以上傳電路圖
我補充一句光電耦合器原理也類似光電對管只不過把發光管和感光管鑲嵌在內部,而且值得注意的是光電耦合器規格只有多少電壓的,我沒有聽說有多少電流的,要用光耦還不如用三極體更直接。其實不推薦使用光耦做驅動,我的電路就是使用l298n驅動12v電機
順便說一下,電路圖里有一個電機接一個電容主要是針對電機調速,而我的電機靈敏度不好,加一個電容起緩沖作用,而l298晶元的電路典型法中沒有。
我最近做了個循跡小車結題報告如下。。。
其實是否用光電隔離取決於你驅動的電機的電流大小如果電流不到1安不用光電耦合也行。。。光耦驅動好像不行,不太穩定
測速用碼盤的話最好做的越密越好,否則實際運行中輪子會晃動等等很多原因使結果誤差很大,因為一般光電開關都會有聚光器,很小的晃動都能感覺到
循跡小車
製作人:李靜
摘要:通過製作小車可以加深對單片機控制的熟練程度,同時初步學習項目開發的過程。
小車按照給定的路線行走,有定時,顯示運行時間,計時,粗測行走距離等功能。
一、設計任務:
1、設計要求
(1)自動尋跡小車開始處於設置模式下,通過按鍵設置運行時間,完成設置時間後,按下開始鍵小車啟動,同時顯示當前運行的時間。
(2)小車按指定路線運行,自動區分直線軌道和彎路軌道,在指定彎路處拐彎,實現靈活前進、轉彎等功能。
(3)小車行走在預設的時間後,自動停止,數碼管顯示行走的時間,3秒後顯示行走距離。
(4)中途可以按右鍵強制停止,提前結束,顯示行走時間,距離。
2、小車循跡的原理
這里的循跡是指小車在白色地板上循黑線行走,通常採取的方法是紅外探測法。
紅外探測法,即利用紅外線在不同顏色的物體表面具有不同的反射性質的特點,在小車行駛過程中不斷地向地面發射紅外光,當紅外光遇到白色紙質地板時發生漫反射,反射光被裝在小車上的接收管接收;如果遇到黑線則紅外光被吸收,小車上的接收管接收不到紅外光。單片機就是否收到反射回來的紅外光為依據來確定黑線的位置和小車的行走路線。紅外探測器探測距離有限,一般最大不應超過3cm。
二、方案論證:
根據設計要求,本系統主要由控制器模塊、電源模塊、尋跡感測器模塊、直流電機及其驅動模塊、電壓比較模塊等模塊構成。
為較好的實現各模塊的功能,我們分別設計了幾種方案並分別進行了論證。
3.1車體設計
方案1:購買玩具電動車。購買的玩具電動車具有組裝完整的車架車輪、電機及其驅動電路。但是一般的說來,玩具電動車具有如下缺點:首先,這種玩具電動車由於裝配緊湊,使得各種所需感測器的安裝十分不方便。其次,這種電動車一般都是前輪轉向後輪驅動,不能適應該題目的方格地圖,不能方便迅速的實現原地保持坐標轉90度甚至180度的彎角。再次,玩具電動車的電機多為玩具直流電機,力矩小,空載轉速快,負載性能差,不易調速。而且這種電動車一般都價格不菲。因此我們放棄了此方案。
方案2:自己製作電動車。經過反復考慮論證,我們制定了左右兩輪分別驅動,前萬向輪轉向的方案。即左右輪分別用兩個轉速和力矩基本相同的直流電機進行驅動,車體首部裝一個萬向輪。由此可以輕松的實現小車坐標不變的90度轉彎。
在安裝時我們保證兩個驅動電機同軸。當小車前進時,左右兩驅動輪與前萬向輪形成了三點結構。這種結構使得小車在前進時比較平穩,可以避免出現後輪過低而使左右兩驅動輪驅動力不夠的情況。為了防止小車重心的偏移,前萬向輪起支撐作用。
對於車架材料的選擇,我們經過比較選擇了鋁合金。用有鋁合金做的車架比塑料車架更加牢固,比鐵制小車更輕便,美觀。
3.2控制器模塊
方案1:採用stc宏晶公司的stc89c52單片機作為主控制器。stc89c5是一個低功耗,高可靠性,超低價,無法解密,高性能的8位單片機,片內含32k空間的可反復擦寫100,000次的Flash只讀存儲器,32個IO口,且stc系列的單片機可以在線編程、調試,方便地實現程序的下載與整機的調試。
從方便使用的角度考慮,我們選擇了此方案。
3.3電源模塊
方案1:採用12V蓄電池為直流電機供電,將12V電壓降壓、穩壓後給單片機系統和其他晶元供電。蓄電池具有較強的電流驅動能力以及穩定的電壓輸出性能。雖然蓄電池的體積過於龐大,在小型電動車上使用極為不方便,但由於我們的車體設計時留出了足夠的空間,並且蓄電池的價格比較低。因此我們選擇了此方案。
綜上考慮,我們選擇了此方案。
3.4穩壓模塊
方案1:用一個7805直接降壓,用大散熱片。雖然結構,原理簡單,但電流過大,使電路不穩定,容易燒壞穩壓塊我們放棄了此方案。
方案2:直接用兩7805把電壓直接穩壓到5V,理論上由於降壓過大容易燒穩壓塊,用兩個7805並聯。但兩個穩壓塊出現饋贈問題,後用修改電路解決此問題,我們最後選擇了此方案
3.5尋跡感測器模塊
方案1:用光敏電阻組成光敏探測器。光敏電阻的阻值可以跟隨周圍環境光線的變化而變化。當光線照射到白線上面時,光線發射強烈,光線照射到黑線上面時,光線發射較弱。因此光敏電阻在白線和黑線上方時,阻值會發生明顯的變化。將阻值的變化值經過比較器就可以輸出高低電平。
但是這種方案受光照影響很大,不能夠穩定的工作。因此我們考慮其他更加穩定的方案。
方案2:用RPR220型光電對管。RPR220是一種一體化反射型光電探測器,其發射器是一個砷化鎵紅外發光二極體,而接收器是一個高靈敏度,硅平面光電三極體。
RPR220採用DIP4封裝,其具有如下特點:
塑料透鏡可以提高靈敏度。
內置可見光過濾器能減小離散光的影響。
體積小,結構緊湊。
當發光二極體發出的光反射回來時,經過lm339電壓比較晶元,通過對門限電壓進行比較,輸出高低電平,通過調整門限電壓可以調整感測器單元的靈敏度。此光電對管調理電路簡單,工作性能穩定。
因此我們選擇了方案2。
3.6電機模塊
本系統為智能電動車,對於電動車來說,其驅動輪的驅動電機的選擇就顯得十分重要。由於本實驗要實現對路徑的准確定位和精確測量,我們綜合考慮了一下兩種方案。
方案1:採用直流減速電機。直流減速電機轉動力矩大,體積小,重量輕,裝配簡單,使用方便。由於其內部由高速電動機提供原始動力,帶動變速(減速)齒輪組,可以產生較大扭力。
因我們用軟體對電機調速,實際值要比這小一些
注意:在實際計算時用的是理論值。
能夠較好的滿足系統的要求,因此我們選擇了此方案。
3.7電機驅動模塊
方案1:採用專用晶元L298N作為電機驅動晶元。L298N是一個具有高電壓大電流的全橋驅動晶元,它相應頻率高,一片L298N可以分別控制兩個直流電機,而且還帶有控制使能端。用該晶元作為電機驅動,操作方便,穩定性好,性能優良。
方案2:對於直流電機用分立元件構成驅動電路。由分立元件構成電機驅動電路,結構簡單,價格低廉,在實際應用中應用廣泛。但是這種電路工作性能不夠穩定。
因此我們選用了方案1。
三、分析與計算:
1、感測器模塊的設計
因此我們考慮用比較器的方案。
在圖中,可調電阻RV1可以調節比較器的門限電壓,而且經試驗驗證給此電路供電的電池的壓降較小。因此我們選擇此電路作為我們的感測器檢測與調理電路。
2、尋跡光電對管的安裝
考慮到設計要求,本次設計僅用4對光電感測器就能完成設計要求,採用直線型排列,中間2對感測器用來校正小車的尋跡路線,保證小車運行的直線性。兩側的感測器用來檢測小車過線,可以實現小車的轉彎。
4、電機驅動電路的設計
我們採用電機驅動晶元L298N作為電機驅動,驅動電路的設計如圖7所示:
L298N的5、7、10、12四個引腳接到單片機上,通過對單片機的編程就可以實現兩個直流電機的PWM調速以及正反轉等功能。這里的二極體作用是釋放電機線圈的自感電能
電容c3起緩沖作用,經過試驗在調速時下方的電機接收的是一個高脈沖的電流,由於直流電機靈敏性不是很好,我們也考慮用周期長的脈沖,但由於掃描數碼管就會慢,數碼管就會出現顫動。綜合考慮,我們選擇接電容起緩沖作用。
4、測量距離設計
我們採用用一個光電對管感應輪子黑白條來算出輪子轉動的角度間接測出行走的距離。
在實際中會出現輪子打滑現象,黑白紙帶表面不光滑,不平整,輪子軸不牢固,內外搖晃,由於rpr220有聚光器即使非常小的變化都會有反應。通過實際測試感測器發出的信號要比理論大的多,在電池電量過低時,這種現象會更加不準,無規律可循(有時候大,有時候小)。即使在電量足的情況下也有很大誤差,超過一定距離,結果已經沒有意義,所以我們限定最大估測距離在6米左右,因此此設計為粗測距離。
四、總電路圖及元器件清單
經過反復論證,我們最終確定了如下方案:
(1)車體用鋁合金車架手工製作。
(2)採用stc89c52單片機作為主控制器。
(3)用12V蓄電池為直流電機供電,將12V電壓經兩個7805(帶大散熱片)並聯降壓、穩壓後為單片機系統和其他晶元供電。
(4)用RPR220型光電對管進行尋跡。
(5)L298N作為直流電機的驅動晶元。
五、軟體實現
3.1主程序流程圖
我們所設計的軟體的主程序流程圖如圖所示:
六、測試:
七、創新點
本作品改進了lm339電壓比較器接控制門限電壓的電阻的方式,沒有採用接4個變阻器,用的是統一接一個變阻器,這樣方便調整靈敏度。在光電對管感測器電路上也有改變,直接把發射極和集電極接在5V電源上,這樣可以使電流更大,試驗證明當接通時電流不足以燒壞三極體。
直流並聯了電容,電容c3起緩沖作用,經過試驗在調速時下方的電機接收的是一個高脈沖的電流,由於直流電機靈敏性不是很好,我們也考慮用周期長的脈沖,但由於掃描數碼管也會慢,數碼管就會出現顫動,我們同時考慮用時鍾中斷掃描刷新數碼管,但那樣使中斷頻繁發生(大約50ms)而且數碼管刷新一次用時也會很長(大約24ms),造成中斷過長,那樣會大大加大整個循環周期,基本看不到數碼管顯示連續的數。綜合考慮,我們選擇接電容起緩沖作用。
八、心得體會
P0要想用做io口時必須加上拉電阻,即使用上拉電阻驅動能力也不怎麼好。本作品用共陰數碼管,驅動電路設計比較復雜,數字不夠亮,最好用共陽數碼管,加上三極體驅動可能效果會好一些。
由於單片機高頻的對數碼管進行掃描,在程序設計的時候就要求主程序的周期不能過長,這對於我們小車執行尋跡,調速,定時,計時,測距,轉彎等功能的程序要求是非常高的,經過我綜合考慮後決定主函數只有刷新數碼管和探測黑線的功能剩下的所有功能都用中斷處理,同時要求產生的中斷時間不能過長。這些就造就了我的程序到目前為止已經有350行的長度。
我們最初設計精確測量距離,但誤差不可避免,由於硬體的局限性,尊重事實,我們降低了標准。以後可以在此改進,擴展。
在整個測試階段我們充分考慮程序功能的連續性和兼容性,由於89c52單片機速度的局限,同時程序需要實時對數碼管高速的刷新頻率我們不能設計車太高的速度。經過反復測試綜合考慮我們採用目前的方案
九、結束語
我們的尋跡小車在完成設計要求的前提下,充分考慮到了外觀、成本等問題,在性能和價格之間作了比較好的平衡。由於設計要求並不復雜,我們沒有在電路中增加冗餘的功能。
由於作者水平的有限,部分觀點存在錯誤,希望指正,指教,對此表示感謝。
特別感謝:
張洪軍老師和實驗室老師的指導,及接偉權,張新濤,黃紹軍等學長的建議和指教,還有陳振宇,吳曠和全組成員,沒有你們就沒有我們今天。
2010年5月
李靜
程序片段
/*******************************************
數碼管刷新函數
********************************************/
voiddisplay(ucharqw,ucharbw,ucharsw,uchargw)//顯示函數
{
P2=0xe0;
P1=table[qw];
delay(6);
P2=0xd0;
P1=table[bw];
delay(6);
P2=0xb0;
P1=table[sw];
delay(6);
P2=0x70;
P1=table[gw];
delay(6);
P2=0x0f;//
}
/*******************************************
任務初始化函數
********************************************/
voidinit0()任務1初始化函數
{
EA=1;
EX0=1;
EX1=1;
IT1=IT0=1;
P0=0x00;
flag=1;
jishu=0;//
}
voidinit()//任務2初始化函數
{
EA=1;
TH0=(65536-50000)/256;//初始化加1計數器
TL0=(65536-50000)%256;
ET0=1;
TR0=1;
TH1=(65536-50000)/256;//初始化加1計數器
TL1=(65536-50000)%256;
ET1=1;
TR1=1;
TMOD=0x11;
dsh=(qw*10+bw)*60;//
jishu=1;//
}
voidjiesu()
{
if(flag2==0)
{
flag1=1;
flag2=1;
cnt1=0;
}
ET0=0;
P0=0;
display(qw,bw,sw,gw);
}
⑻ 求單片機高手幫忙!
基於單片機交通燈智能控制系統研究
隨著經濟發展,汽車數量急劇增加,城市道路日漸擁擠,交通擁塞已成為一個國際性的問題。因此,設計可靠、安全、便捷的多功能交通燈控制系統有極大的現實必要性。通常情況下,交通信號燈控制主要有兩個缺陷:1、車道放行車輛時,時間設定相同且固定,十字路口經常出現主車道車輛多,放行時間短,車流無法在規定時間內通過,而副車道車輛少,放行時間明顯過長;2、未考慮急車強通(譬如,消防車執行緊急任務時,兩車道都應等待消防車通過)。由於交通信號燈控制系統缺乏有效的應急措施,導致十字路口交通受阻,造成不必要的經濟損失。
本系統利用單片機AT89C51,藉助CAN匯流排作為現場通信匯流排實現智能交通信號燈控制系統設計,實現了根據區域車流、紅外遙控以及PC機進行十字路口交通信號燈智能控制,並在軟、硬體方面採取一些改進措施,實現了根據十字路口車流、紅外遙控進行交通信號燈智能控制,使交通信號燈現場控制靈活、有效。從一定程度上解決了交通路口堵塞、車輛停車等待時間不合理、急車強通等問題。系統具有結構簡單、可靠性高、成本低、實時性好、安裝維護方便等優點,有廣泛的應用前景。
2 設計方案與系統結構
本智能交通信號燈控制系統硬體主要由車流信息檢測電路、鍵盤時間設置電路、紅外遙控發射/接收電路、單片機控制器、CAN匯流排控制器、CAN匯流排收發器、光電隔離晶元、單片機並行介面、看門狗電路等電路組成。本系統設置與上位PC機相連的上位節點為主節點,各路口信號燈控制裝置為底層節點,共同構成區域交通信號燈控制系統。系統原理框圖如圖1所示。
系統利用紅外遙控裝置實現各十字路口現場信號燈控制,紅外發射器發射出的編碼信號經接收器接收後送入單片機控制器,控制信號燈紅綠變換、等待時間、急車強通。另外,車流檢測裝置安放在各十字路口東西、南北道路方向實時檢測車道車流信息。並將檢測到的信息輸至單片機進行處理,通過單片機編程技術實現信號燈綠、紅切換及等待時間設定。此外,PC機通過通訊串口與節點上的單片機控制器進行通信,實現數據信息在CAN匯流排上的發送與接收。PC機負責網路上所有信號燈控制裝置的集中管理功能;同時向各信號燈控制器下傳工作模式控制信息。3 系統設計
3.1 紅外遙控發射電路
由於系統需實現十字路口不同方向信號燈變化。假設兩方向為東西、南北方向。則需實現東西、南北兩個方向信號燈的選定、時間增減、急車強通等功能。紅外遙控發射電路原理框圖如圖2所示。
紅外遙控發射器與外接陶瓷諧振器、電容器組成振盪電路,分頻產生一定脈沖寬度的載頻信號。輸出編碼信號,經達林頓管放大後,驅動紅外線發射二極體向外發射。
3.2 紅外遙控接收電路
紅外接收、解調模塊接收來自發射器的紅外信號,經內部集成電路放大、解調後,由輸出端輸出編碼脈沖信號,經三極體反相放大後,送至接收器,由接收器解調模塊進行解碼。當發射器相應鍵按下時,接收器輸出高電平信號,通過或非門接入單片機控制器的外中斷,申請中斷,由中斷服務程序檢測鍵按下狀態,從而完成相應的中斷服務。紅外接收器與單片機控制器介面電路如圖3所示。
3.3 CAN匯流排節點介面電路
各路口交通信號燈控制器與上位機的通訊都通過各自的CAN匯流排介面模塊完成。匯流排系統節點硬體電路原理框圖如圖4所示。
單片機控制器負責CAN匯流排控制器初始化,控制實現數據的接收和發送等通信任務。CAN匯流排收發器與CAN匯流排介面部分採用了一定的安全和抗干擾措施。為增強CAN匯流排節點的抗干擾能力,CAN控制器不直接與CAN收發器相連,而是通過加接高速光電隔離器晶元,實現匯流排上各節點間的電氣隔離。但是,光耦電路所採用的VCC和VDD電源必須完全隔離,否則採用光耦電路就失去了意義,可採用小功率電源隔離模塊或不大於5V隔離輸出開關電源模塊實現。
3.4 看門狗電路
由於單片機控制器自身抗干擾能力較差,尤其在一些條件比較惡劣、雜訊大的場合,常會出現單片機因受外界干擾輕者導致系統內部數據出錯,重者將嚴重影響程序的運行而死機,造成系統不能正常工作。設置看門狗是為了防止單片機死機、提高單片機系統抗干擾性的一種重要途徑。考慮系統可靠性設計,滿足苛刻環境下的正常運行,本設計中採用硬體看門狗電路。電路原理框圖如圖5所示。
通過硬體看門狗電路設計,可有效防止運行程序進入「死循環」。保證系統不受惡劣天氣及環境條件造成的干擾。
3.5 分布式檢測控制系統由於CAN匯流排具有較強的抗干擾能力,通訊中沒有地址的概念及節點數不受限制等優點,已經被廣泛應用於汽車、數控機床、儀器儀表、現場匯流排控制等領域[1]。本設計將若干智能交通信號燈控制器、上位節點介面和PC機組成CAN匯流排通信系統方便實現智能分布式區域信號燈實時監控、高速數據採集等。單片機控制器與PC機實現串列通信,設置CAN匯流排控制器工作在Intel模式,由PC機發送數據寫入單片機控制器,再通過控制信號由單片機將數據寫入CAN匯流排控制器並通過CAN匯流排收發器發送。接收數據通過中斷進行,CAN BUS數據經CAN匯流排收發器接收並寫入CAN匯流排控制器。然後通過中斷提請單片機讀取數據上傳PC機。
4 實驗分析
本系統單片機控制器選用MSC-51系列IntelAT89C51晶元,紅外遙控發射/接收器使用BA5104/BA5302設計。利用MAX692設計看門狗監控電路。匯流排通信介面中選取PHILIPS公司的SJA1000 CAN匯流排控制器及82C250匯流排收發器[2] [3]。光耦合器採用6N137晶元。系統硬體電路利用Protel DXP設計並制板。
通過實驗測試,按下紅外遙控發射器按鍵K1-K6有效地控制了東西、南北方向時間設定、急車強通,時間增、減。持續使WDI低電平時間>1.6s後,看門狗RESET端產生200ms負溢出脈沖信號使AT89C51復位,均有效地達到了系統設計要求。
為了提高系統通訊抗干擾性及可靠性,在匯流排收發器82C250的CANH和CANL引腳通過5Ω電阻與CAN匯流排相連,保護其免受過流沖擊的影響;82C250的CANH和CANL與地之間分別並聯30pF電容,濾除匯流排高頻干擾並起到防電磁輻射的作用;匯流排兩端接入120Ω終端電阻[4],匹配匯流排阻抗。此外,在CAN匯流排輸入端與地之間接防雷擊管,當兩輸入端與地之間出現瞬變干擾時,通過防雷擊管放電起到保護匯流排的作用,避免了雷電天氣對系統通訊的影響。這些部分雖然增加了節點的復雜度,但卻有效保證了數據通信的穩定性和安全性。
5 結語
交通信號燈智能控制系統為改善城市交通擁堵,提高道路的交通運輸能力發揮了積極作用。本系統設計實現了十字路口信號燈自動化、智能化、人性化實時控制。通過系統功能擴展,系統亦可應用於其他控制領域,應用前景廣闊。
⑼ 單片機的導盲儀相對於其他導盲儀有什麼優點
具有什麼優點,當然主要還是看你怎麼去做你的單片機導盲儀啊。你做的好,優點就多;你做的不好,肯定也談不上什麼優點吧。 看看我們做的單片機語音導盲儀。
[6]單片機智能語音導盲系統 可對交通燈信號進行識別並語音提醒
該題目實現功能:
1、 超聲波實時測距
2、 根據實時距離進行語音提醒: 安全距離/危險距離 或播報實時距離數據
3、 危險距離時將通過貼在手腕處的強力震動馬達進行提醒
4、 可對交通燈進行顏色識別 並通過語音進行播報
5、 可進行功能定製
☆已作出的實物優酷視頻演示地址:
http://v.youku.com/v_show/id_XMjY4OTkxODU5Mg==.html