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        基于89C51和紅外對射技術的安全警示系統設計

        作者: 時間:2014-07-08 來源:網絡 收藏

          

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/249379.htm

         

          2.1 電路設計

          本系統在設計時,盡可能采用最簡單的電路設計來完成相應的功能,按照主動式報警器的原理。所設計的其中一對電路如圖4所示。采用了一個發光二極管,再接上一個上拉電阻,構成紅外發射電路;采用CR20F20光敏晶體管連接上拉電阻,構成紅外接收電路。當有人越過黃色警示線,也即有物體阻擋電路時,接收電路部分的輸出電壓Uo會產生電平變化,從而驅動單片機進入告警狀態。系統設計總圖的其他外圍電路的設計采用天津銳志單片機公司所出產的單片機開發板P89V51RD2上的外圍電路即可。

          

         

          2.2 系統軟件設計

          本系統信號處理的核心部分是以P89V51RD2為核心的單片機開發板,P89V51RD2是一款80C51微控制器,包含64kB Flash和1024字節的數據RAM。P89V51RD2的典型特性是它的X2方式選項。利用該特性,設計工程師可使應用程序以傳統的80C51時鐘頻率(每個機器周期包含12個時鐘)或X2方式(每個機器周期包含6個時鐘)的時鐘頻率運行,選擇X2方式可在相同時鐘頻率下獲得2倍的吞吐量。從該特性獲益的另一種方法是將時鐘頻率減半而保持特性不變,這樣可以極大地降低電磁干擾(EMI)。

          本系統在調試模擬時,使用了在天津銳志單片機公司購買的一塊單片機開發板,結合該開發板上的外圍電路的設計,在使用P89V51RD2的管腳時,使用了閑置的P1與P3的幾個IO口,程序設計流程圖如圖5所示。

          

         

          按照圖5中的流程圖進行編寫程序,在啟動系統時,系統立即開始計時,以天津地鐵一號線為例,地鐵列車每10分鐘進站一次,考慮到調試時間,將系統有效時間設定為20秒,在這20秒內,若有人或者物體越過黃線,檢測信號接收端產生低電平,此時通過一個If語句使得相應的警示燈點亮,同時蜂鳴器響,在20~30秒之間時,系統功能失效,并以此30秒為周期循環往復下去。

          3 系統調試

          在實物調試之前,將按照上述流程圖編寫好的程序燒進P89V51RD2中,使用帶有P89V51RD2的開發板,使用開發板上邊的數碼管、蜂嗚器、TL、RL小紅燈完成外圍電路的設計。本文設計的可以實現當地鐵尚未到站時,若有物體越過黃線警示線時.紅外接收端接收不到信號,通過P89V51RD2的控制使得開發板上的RL燈或者TL燈亮和蜂鳴器發聲,綜合燈亮和蜂嗚器發聲的效果,完成報警,而當地鐵進站時,通過延時程序該系統立即失效,從而不干擾乘客進入地鐵。

          系統的調試是一個不斷完善的過程,經過多次修改論證后,最終基本達到了預期的效果和目的。在上述基本功能調試成功的基礎上,可以用語音錄放模塊(ISD1820)替代蜂鳴器,達到實時語音報警的目的。

          4 結束語

          文中所設計的人體紅外應用于城市軌道交通中候車區的安全警示,其主要原理是光束遮斷式感應器(紅外對射)的發射端發出一束或多束人眼無法看到的紅外光,形成警戒線,當有物體通過時,光線被遮擋,接收端信號發生變化,然后采用P89V51RD2單片機對信號的變化進行處理,驅動語音錄放模塊,發出“請在黃線外候車”等預先設置的語音警示信號,從而替代研制階段所采用的蜂鳴器和警示燈,達到更好的警示效果。也可以充分利用芯片的管腳,實現一塊芯片控制多個地鐵門的警示功能。此外,利用開發板上的數碼管設置一個電子表同步實時顯示該系統運行時間,以方便工作人員管理。該原理簡單,成本低廉,探測效果好,可實施性高,不僅可以在地鐵站內使用可以在很多領域內進行擴展使用,有著廣闊的市場前景。

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