1、本 科 毕 业 设 计(届)题 目： 学 院: 专 业: 班 级: 姓 名: 学 号: 指导老师: 完成日期: 本 科 毕 业 设 计(2014 届)题 目： 公交车车门控制电路的研制 学 院: 专 业: 班 级: 姓 名: 学 号: 指导老师: 完成日期: 物理与电子信息工程学院本科毕业设计（论文）诚信承诺书1、本人郑重地承诺所呈交的毕业设计（论文） ，是在指导教师 老师的指导下严格按照学校和学院有关规定完成的。2、本人在毕业论文（设计）中引用他人的观点和参考资料均加以注释和说明。3、本人承诺在毕业论文（设计）选题和研究过程中没有抄袭他人研究成果和伪造相关数据等行为。4、在毕业论文（设计）中
2、对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担相应的法律责任。毕业论文（设计）作者签名： 班级： 学号： 年 月 日i目 录摘要 .IAbstract .II1 引言 .11.1 课题背景与意义 .11.2 论文结构 .21.3 本课题的主要研究内容 .21.4 系统主要部分与构想 .22 方案论证 .32.1 总体方案论证 .32.2 处理器的选择 .32.3 总体设计系统图 .43 硬件设计 .53.1 电源电路 .53.2 车启动控制电路 .53.3 车灯电路 .63.4 车门控制电路 .63.5 光电传感电路： .73.6 报警电路 .83.7 继电器的选择与驱动电路 .84 软件设计 .1
3、14.1 主控制器的选择 .114.2 系统程序流程图 .155 测试结果及分析 .176 结论与展望 .186.1 主要结论 .186.2 结束语 .18致谢 .19参考文献 .20附件 1 程序代码 .21I摘 要本文主要阐述了公交车自动门电路控制系统。该公交车门控系统集检测、判断、报警于一体，可实现全天候的自动检测，自动报警的功能，当车门未关闭，汽车发动的情况下汽车自动报警，同时本系统应用了光电传感器技术，能够实现对光线强弱的采集，并能够判断白天黑夜，实现对公交车门灯的自动控制。本文采用的光电传感器是实验室中非常常见的，并且应用简单，经济实用的光敏电阻。光敏电阻可通过光线强弱，阻值不同输
4、出电压不同，通过单片机判断并给出输出信号的方式实现对白天黑夜的检测。在报警电路部分采用单片机控制蜂鸣器驱动电路实现控制蜂鸣器实现自动报警。 1本系统采用了意法半导体公司生产的 STM32F103C8T6单片机，STM32 系列整体功耗较小，兼容性好， 2稳定性高，低成本，芯片虽小，五脏俱全，是这类单片机主要特点之一，其内部设有程序存储器、数据存储器、各种接口电路。其兼容 51单片机的指令能够精确的实现 51的大部分功能，运行更快存储空间更大。 3关键词： 报警电路； 车门控制； 公交车IIAbstractThis paper mainly expounds the automatic cont
5、rol system of bus door. This system contains a series of functions, 4such as, detecting, judging, policing and so on. It can detect weather automatically and the function of Automatic alarm. For example, when bus launch with the door opened, this system will alarm Automatic. Meanwhile this system ap
6、ply the technology of Photoelectric sensor. It not only realizes the intensity of light collection but also judge the day and the night. The most important is that it could control of the gate light intelligent. The Photoelectric Sensors referred in this article is common in laboratory, application
7、is simple and its price is very cheap. According to the Different light intensity, it will form different resistance and output voltages. This system detects the day and night through the microcontroller judgment and gives the output signal of the way. Alarm circuit applies SOC control Buzzer to rea
8、lize Automatic alarm. The system applies the STM32F103C8T6 single chip microcomputer Produced by STMicroelectronics, which has a lot of advantages. These include less power consumption, compatibility, high stability. The chip is small, but includes the five internal organs completely, which is one o
9、f the main characteristics of this kind of chip. It has internal program memory, data memory, a variety of interface circuit. It is compatible. It achieves most of the functions of MCS-51. It runs faster and has more storage space.Keywords: alarm circuit; control system; bus 11 引言1.1 课题背景与意义近 10年来，我
10、国的经济得到迅猛发展，但是在日益城市化的同时也带来了一系列额待解决的问题，如环境污染，交通拥堵，医疗保健不健全等，这些问题的出现，都与人民生活的水平的密切相关。在新的世纪，随着国内经济的快速发展，人民生活水平也逐渐提高，正如经济在发展在新时代提出 5了新的要求，要又好又快发展，人民对自己的生活环境也提出了更高的要求，而不在是旧世纪时的吃饱穿暖，而在吃、穿、住、行等各方面都有了更高的要求。所以，城市交通安全这一与人民的生活息息相关的问题，也到了必须解决的时候。近几年来，国内外公共交通安全事故不断，如公交着火，车门夹人，制动失灵等事故时有发生。这类事故的发生都与车门系统的安全性，可靠性都有着密不可
11、分的关系。在城市交通方面，公共交通因为其承载量大，出行方便，价格便宜等优势，在人们的选择方面有着出租车，地铁，私家车不可取代的地位，在保障人民的生活水平方面发挥举足轻重的作用。由于城市公共交通自身的特点和发展， 6公共交通车辆车门系统的可靠性和安全性已成为公共交通部门重点观众的问题之一。在车辆设备中，制动系统和车门系统是事关乘客安全的重要环节。在车辆运营过程中，车门系统需要经常开启和关闭，加上人为因素和外部因素的影响，导致车门故障频发，经常出现清客事件，尤其上下班高峰期，也不乏乘客伤亡的重大安全事故。车门系统作为车辆设备的重要组成部分，其最主要也是最基本的功能就是控制车门的开启和关闭，门系统的
12、可靠性和安全性，将直接影响着车辆正常安全的运营。为保证车门的性能，智能监控系统必不可少。国内对智能监控的相关应用和产品却并不多见，绝大多数自动化系统集中在满足自动化功能的实现 7，对车门系统设备的监控维护功能的实现没有给与重视。由于目前手段不具备，只能采用被动式服务，即在故障发生后，在进行现场分析、排除故障，这在公交运营是因故障而展厅服务所造成的影响是非常不利的。针对以上存在的问题，就需要一个能够准确解决问题的办法。智能化门系统，要在系统结构、系统功能、远程维护等方面进行设计，实现对客车车门的智能控制、诊断与维护功能。新的智能门系统对于提高门系统的可靠性与安全性，减少车辆在运营期间的故障率，降
13、低发生故障等级具有极其重要的意义，该门系统在无形中降低了车辆的维护成本，减少了因门系统故障而停运的时间，避免了由于门系统故障造成的重大交通事故，为经济发展，保障人民生命财产安全做出了重大贡献。 821.2 论文结构本论文主要包含绪论，方案论证，硬件设计，软件设计，结果与分析，展望与结论等部分。1.3 本课题的主要研究内容本文所介绍的门控电路其主要功能是能够实现对公交车门灯的制动控制以及自动显示，能够实现公交车在车门未关闭启动时的自动报警，并能够在夜晚白天实现对车灯的智能控制，即当夜晚降临， 9车门打开时车灯自动点亮，车门关闭车灯自动熄灭。该车门系统在满足基础功能的情况下，起报警功能不仅能够实在
14、汽车的安全运行，同时也保证了汽车本身的财产安全。1.4 系统主要部分与构想本系统主要包括电源电路，报警电路，车灯电路，车门电路和主处理器。电源用电一部分采用家庭 220V交流电，控制系统部分电源用电采用通过整流电路输出的9V，5V，3.3V 的直流电。关于报警电路，这里采用的是通过控制器链接驱动电路的蜂鸣器以及应用光敏电阻的光敏检测电路和 STM32F103C8T6单片机构成的主控制器，显示部分直接采用 LED显示。硬件开关的采用主要以断路器和刀开关为主，车门主要采用家用电灯来实现，由于实验室条件这里设计采用断路器的常闭与常开来模拟车门的关闭与开启，通过刀开关的闭合与打开模拟车子的启动与停止。
15、 1032 方案论证2.1 总体方案论证对于本系统的实际方案初步设想两种方案：方案一：直接采用单片机开发板，在单片机的基础上增加按键来模拟车灯的开关，白天和黑夜，车门的打开与关闭。以信号指示灯来模拟车门车灯， 11以开发板上的蜂鸣器模拟报警装置，一切控制系统全部使用 C语言指令控制，这种设计只是在单片机的基础上设当添加电气元件，操作简单，但是在开发板上，车灯的开关，白天和黑夜，车门的打开与关闭，加上复位键需要四组按钮重复单元较多，此外本设计对单片机要求较高，需要处理问题较多，对程序员编程能力要求较高。方案二：采用单片机作为控制系统，电源电路，报警电路，都进行电路焊接，作为单片机的外设，车门开关
16、以及车灯的模拟采用继电器以及刀开关，报警电路用蜂鸣器代替，单片机部分只负责白天与黑夜信号的采集，以及其他信号判断与输出，其他部分全部手动控制。这个设计过程清晰，设计简单，程序容易实现。 12分析比较两种方案，我采用第二种。2.2 处理器的选择在大学期间接触了很多的处理器，如 MCS51系列和 STM32系列。在这些处理器中我常用的只有两种处理器即 C8051f410和 STM32F103C8T6，对比 C8051f410单片机，STM32F103C8T6是 32位机，对比 8位机的 C8051f410运行速度更快，STM32 单片机程序都是模块化的，接口相对简单些，自身带好多功能。而 51的自
17、身功能少,需要外围元件多，对电子元件的性能要求也较高。本次设计处理器虽然使用 C8051F410和STM32F103C8T6都能够实现，但是为了简化电路，更加简单方便， 13所以采用STM32F103C8T6单片机42.3 总体设计系统图S T M 3 2 F 1 0 3 C 8 T 6单片机光敏传感器声响报警模块按键模拟汽车发动开关模拟车门状态9 V 转 5 V 电源模块（ 为所有模块供电 ）门灯显示模块图 2-1总体设计系统图图 2-1就是本次设计的系统图，所有的硬件电路设计都已包含，在这张系统图中最主要的部分是报警电路，以及光电传感电路部分，这两部分所用电子元件较多，需要考虑的因素也较多
18、，所以本次设计硬件部分成功的关键在于这部分各元件参数的选取9V为 9V电池的输出，通过 LM7805将 9V转成 5V为系统提供电能；光敏传感器感知光照强度，识别白天和黑夜；通过按键模拟汽车的发动情况，按键为汽车发动，常态是没有按下为不发动；单刀双掷开关模拟汽车车门状态 14，打到一边为车门开，打到另一边为车门关。声响报警模块为蜂鸣器报警电路，模拟汽车声响报警；门灯显示模块为 LED显示电路，模拟汽车车门灯的状态。当白天或者黑夜时，只要有车门开着，汽车发动就声响报警；白天门灯不亮；夜晚车门打开门灯亮，车门关闭门灯暗。实现门灯制动控制和开关门自动显示。本课题的电路包括电源模块、STM32F103C8T6 控制器模块、光敏传感器、按键模块、开关模块、蜂鸣器模块、LED 模块。在本系统中通过采集光敏传感器，得到光照强度，扫描按键，得到模拟汽车的发动状态，读取开关，得到车门开关状态，通过以上 3个量由单片机控制前后门灯的继电器以及前后门开关，及报警音响部分。 15
