自动电子引导路牌设计
本课题介绍了利用单片机对各个模块的控制，使自动电子引导路牌能够实现其功能。单片机STC89C52可接收热释电红外传感器的信号，并对信号进行分析处理实现计数传输；步进电机的转动、转速、正反转可通过单片机的控制实现。语音播报，温度和日期在LCD的显示也需要有单片机控制传输，可以说单片机是这次设计的核心器件。将设计好的自动电子引导路牌用于火车站，汽车站或者码头可以极大地方便旅客的出行，行人可通过引导路牌的语音播报和LCD的显示得到想要的信息。
关键词 单片机，传感器，步进电机，引路牌
目 录
1 绪论 3
1.1 研究现实意义 3
1.2 国内外发展状况 3
2 总体硬件设计 3
2.1 系统设计的基本要求 3
2.2 系统总图框 3
2.3 系统工作概述 3
3 系统各组成部分具体硬件设计 3
3.1 复位电路 3
3.2 晶振电路 3
3.3 单片机AT89C52 3
3.4 时钟电路 3
3.5 DS18B20温度电路 3
3.6 LCD液晶显示模块 3
3.7 基于步进电机的转动模块 3
3.8 语音播报模块 3
3.9 信息采集模块 3
3.10 电源模块 3
4 模块软件的功能设计 3
4.1 步进电机软件设计 3
4.2 显示模块软件设计 3
4.3 时钟电路软件设计 3
4.4 温度电路软件设计 3
5 模块功能的仿真与调试 3
5.1 步进电机转动仿 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
真与调试 3
5.2 时间温度的仿真与调试 3
5.3 实物功能实现调试 3
结 论 3
致 谢 3
参 考 文 献 3
附录A 3
附录B 3
1 绪论
1.1 研究现实意义
随着社会的进步，经济的发展，人们的生活已经发生了翻天覆地的变化，出行在外的时间也很多。特别是到一些陌生的地方认路就会变得非常的困难，这时自动电子引路牌可以为行人提供很大的便利，特别是在火车站、机场、码头等人流大的地方所起的作用就会更加明显。因为生活节奏的加快去问路时有的人不耐烦回答，有的也确实不知道，自动电子引路牌上有一个LCD显示屏，行人可看显示屏得到自己想要的信息，最终到达目的地。显示屏是由步进电机带着可以实现转动的，这就更加智能化了。而步进电机是根据热式传感器对人流量大小检测之后，通过单片机控制传输脉冲信息而实现转动【1】。自动电子引路牌还对交通秩序的维护起到很大的作用，特别是在一些大的人行十字路口，自动电子引路牌可根据已设定好的时间程序进行转动，减少了行人盲目地穿行于人行道上，更有效地朝正确的方向行走，这样不但提高了行人的效率，也减少了交通压力和交警队压力，无形之中提高了了社会经济效率。随着社会科技的进步，相信未来在这方面还会有更大发展，同时也会给人们提供更大的方便。
1.2 国内外发展状况
国外许多发达国家在电子技术方面起步要比我国早一些，取得的成功自然比我国的多，现在世界上许多发达国家， 特别是欧美等发达国家，都是非常的重视电子技术的发展，这样使得他们在这领域比我们国家进步很多。自动电子引路牌在国外的使用比国内多，特别是在欧美的发达国家中就比较多，在人流量大的地方比如码头、车站和一些景区都有。在国外他们技术成熟，开发的成本比我们国家低得多，本身他们经济好，城市比较大适用性也比较强，所以在国外特别是发达国家应用自动电子引路牌比我们国家普遍。欧美大多数国家都是发达国家，外出旅行在那边很流行，在生活中占有很大一部分，所以这也是电子引路牌在西方发达国家应用很广泛，需求量也是很大。这样的情况下也就会促使电子引路牌快速发展。所以电子引路牌在西方国家应用比我国要广泛一些。
我国的电子行业相比较于西方的发达国家起步慢了一些，但在经过后期的一段时间的发展之后，我们国家在电子技术行业有了很大的发展，特别是在改革开放之后，引进的了许多的西方发达国家的技术，这对中国电子行业的发展起到了很大的促进作用,为中国将来电子技术的发展打下了良好的基础。改革开放30多年后的今天，电子产品已经广泛渗入中国的各个行业，贴别是在国防领域，还有一些航空航天领域等都是非常高端的领域，要求的技术也是非常的高，我国这些年在这些领域已经取得了举世瞩目的成就【2】。现在中国是电子产品的制造大国，电子行业如今成为中国GDP非常重要的产业。电子引路牌在中国的应用是非常的广泛的，酒店、商场、会议室、工厂、学校等等几乎可以说随处都有，在价格方面也是比较合理的；但是自动电子引路牌那则是比较少了，只有一些大城市才有，但也是比较少的，中小城市基本没有自动电子引路牌。在市场上也没看到有卖，主要是开发的人比较少，在技术方面也不是很成熟，这就造成了开发的成本高，市场价格则也会很高。现有的引路牌已经能够满足行人的需要，自动电子引路牌的实用性也就不会很高。
我国的电子引路牌很多都要用到电子显示屏，并且在产品技术推陈出新，一直都保持比较先进的水平。在过去的20多年，中国在显示模块比如LCD、LED方面的技术都有非常大的进步，在一些技术更是达到国际先进水平，这样自然我国就能产出具有国际水准的产品，显示模块用在引路牌上会使自动电子引导路牌得到更好的改进，在使用操作上会更加方便，能使引路牌得到更好的发展前景，可以使显示的内容更加丰富，让行人得到更多的信息，行人也就更加方便出行。在电子引路牌当中显示模块是很重要的一部分，它承担着显示信息的功能，所以这一行业的发展对电子引路牌的发展起了很大的促进作用，随着我国科技水平的不断发展电子引路牌一定会更加智能化，使行人方便出行。
2 总体硬件设计
2.1 系统设计的基本要求
对输入信号的采集和输出信号的控制是单片机系统功能中一个基本的应用，当单片机系统不能正常工作时，对输出信号不能进行正确有效地控制，这会使得整个系统的运行过程产生错误，想要实现的功能也不能完成，产生的结果也必然是一个错误的结果【3】。STC89C52单片机在我们的日常生活中应用十分广泛，具有功耗低、性能高的特点，并且它能在较低的电压下工作，符合这次设计的要求。所以选用STC89C52单片机。热释电红外传感器能识别到人体的所发出的红外线波长，运用热释电红外传感器做成的人体感应模块可以测量出有无人通过，这样运用人体感应模块就可以测出人流量，所以在信息采集模块采用的传感器是热释电红外传感器。如今能够选用的时钟电路很多，DS1302主要选用的是串行数据传输，就算掉电也可以供应充电，接口都是比较简单方便使用，价格方面也是低廉合理，所以设计者都比较容易接受DS1302芯片。
单片机的复位相当于计算机的重启。单片机是在复位之后才开始工作，复位之后单片机才能进行相关的操作，要不然系统运行会受到影响。这次设计用的是按键手动复位，由一个电容、按键、电阻组成。它的工作原理是：单片机在工作的时候，电容两端的电压为和电源输入电压一样为5V，RESET引脚上的电压为0V；将按键开关按下的时候，电路处在导通的状态，此时整个电路形成一个导通的回路，同时电阻已经将电容短路，并且电容会快速放电最后电压接近0V，这时复位引脚上的电压就接近5V，成了有效的高电平复位信号，这时单片机开始进行复位工作。若松开按键,电容又开始充电，如此循环。复位电路还有其他的类型，设计者可根据自己的需要而进行选择符合要求的复位电路。其电路图如图3.1所示。
1 绪论 3
1.1 研究现实意义 3
1.2 国内外发展状况 3
2 总体硬件设计 3
2.1 系统设计的基本要求 3
2.2 系统总图框 3
2.3 系统工作概述 3
3 系统各组成部分具体硬件设计 3
3.1 复位电路 3
3.2 晶振电路 3
3.3 单片机AT89C52 3
3.4 时钟电路 3
3.5 DS18B20温度电路 3
3.6 LCD液晶显示模块 3
3.7 基于步进电机的转动模块 3
3.8 语音播报模块 3
3.9 信息采集模块 3
3.10 电源模块 3
4 模块软件的功能设计 3
4.1 步进电机软件设计 3
4.2 显示模块软件设计 3
4.3 时钟电路软件设计 3
4.4 温度电路软件设计 3
5 模块功能的仿真与调试 3
5.1 步进电机转动仿 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
真与调试 3
5.2 时间温度的仿真与调试 3
5.3 实物功能实现调试 3
结 论 3
致 谢 3
参 考 文 献 3
附录A 3
附录B 3
1 绪论
1.1 研究现实意义
随着社会的进步，经济的发展，人们的生活已经发生了翻天覆地的变化，出行在外的时间也很多。特别是到一些陌生的地方认路就会变得非常的困难，这时自动电子引路牌可以为行人提供很大的便利，特别是在火车站、机场、码头等人流大的地方所起的作用就会更加明显。因为生活节奏的加快去问路时有的人不耐烦回答，有的也确实不知道，自动电子引路牌上有一个LCD显示屏，行人可看显示屏得到自己想要的信息，最终到达目的地。显示屏是由步进电机带着可以实现转动的，这就更加智能化了。而步进电机是根据热式传感器对人流量大小检测之后，通过单片机控制传输脉冲信息而实现转动【1】。自动电子引路牌还对交通秩序的维护起到很大的作用，特别是在一些大的人行十字路口，自动电子引路牌可根据已设定好的时间程序进行转动，减少了行人盲目地穿行于人行道上，更有效地朝正确的方向行走，这样不但提高了行人的效率，也减少了交通压力和交警队压力，无形之中提高了了社会经济效率。随着社会科技的进步，相信未来在这方面还会有更大发展，同时也会给人们提供更大的方便。
1.2 国内外发展状况
国外许多发达国家在电子技术方面起步要比我国早一些，取得的成功自然比我国的多，现在世界上许多发达国家， 特别是欧美等发达国家，都是非常的重视电子技术的发展，这样使得他们在这领域比我们国家进步很多。自动电子引路牌在国外的使用比国内多，特别是在欧美的发达国家中就比较多，在人流量大的地方比如码头、车站和一些景区都有。在国外他们技术成熟，开发的成本比我们国家低得多，本身他们经济好，城市比较大适用性也比较强，所以在国外特别是发达国家应用自动电子引路牌比我们国家普遍。欧美大多数国家都是发达国家，外出旅行在那边很流行，在生活中占有很大一部分，所以这也是电子引路牌在西方发达国家应用很广泛，需求量也是很大。这样的情况下也就会促使电子引路牌快速发展。所以电子引路牌在西方国家应用比我国要广泛一些。
我国的电子行业相比较于西方的发达国家起步慢了一些，但在经过后期的一段时间的发展之后，我们国家在电子技术行业有了很大的发展，特别是在改革开放之后，引进的了许多的西方发达国家的技术，这对中国电子行业的发展起到了很大的促进作用,为中国将来电子技术的发展打下了良好的基础。改革开放30多年后的今天，电子产品已经广泛渗入中国的各个行业，贴别是在国防领域，还有一些航空航天领域等都是非常高端的领域，要求的技术也是非常的高，我国这些年在这些领域已经取得了举世瞩目的成就【2】。现在中国是电子产品的制造大国，电子行业如今成为中国GDP非常重要的产业。电子引路牌在中国的应用是非常的广泛的，酒店、商场、会议室、工厂、学校等等几乎可以说随处都有，在价格方面也是比较合理的；但是自动电子引路牌那则是比较少了，只有一些大城市才有，但也是比较少的，中小城市基本没有自动电子引路牌。在市场上也没看到有卖，主要是开发的人比较少，在技术方面也不是很成熟，这就造成了开发的成本高，市场价格则也会很高。现有的引路牌已经能够满足行人的需要，自动电子引路牌的实用性也就不会很高。
我国的电子引路牌很多都要用到电子显示屏，并且在产品技术推陈出新，一直都保持比较先进的水平。在过去的20多年，中国在显示模块比如LCD、LED方面的技术都有非常大的进步，在一些技术更是达到国际先进水平，这样自然我国就能产出具有国际水准的产品，显示模块用在引路牌上会使自动电子引导路牌得到更好的改进，在使用操作上会更加方便，能使引路牌得到更好的发展前景，可以使显示的内容更加丰富，让行人得到更多的信息，行人也就更加方便出行。在电子引路牌当中显示模块是很重要的一部分，它承担着显示信息的功能，所以这一行业的发展对电子引路牌的发展起了很大的促进作用，随着我国科技水平的不断发展电子引路牌一定会更加智能化，使行人方便出行。
2 总体硬件设计
2.1 系统设计的基本要求
对输入信号的采集和输出信号的控制是单片机系统功能中一个基本的应用，当单片机系统不能正常工作时，对输出信号不能进行正确有效地控制，这会使得整个系统的运行过程产生错误，想要实现的功能也不能完成，产生的结果也必然是一个错误的结果【3】。STC89C52单片机在我们的日常生活中应用十分广泛，具有功耗低、性能高的特点，并且它能在较低的电压下工作，符合这次设计的要求。所以选用STC89C52单片机。热释电红外传感器能识别到人体的所发出的红外线波长，运用热释电红外传感器做成的人体感应模块可以测量出有无人通过，这样运用人体感应模块就可以测出人流量，所以在信息采集模块采用的传感器是热释电红外传感器。如今能够选用的时钟电路很多，DS1302主要选用的是串行数据传输，就算掉电也可以供应充电，接口都是比较简单方便使用，价格方面也是低廉合理，所以设计者都比较容易接受DS1302芯片。
单片机的复位相当于计算机的重启。单片机是在复位之后才开始工作，复位之后单片机才能进行相关的操作，要不然系统运行会受到影响。这次设计用的是按键手动复位，由一个电容、按键、电阻组成。它的工作原理是：单片机在工作的时候，电容两端的电压为和电源输入电压一样为5V，RESET引脚上的电压为0V；将按键开关按下的时候，电路处在导通的状态，此时整个电路形成一个导通的回路，同时电阻已经将电容短路，并且电容会快速放电最后电压接近0V，这时复位引脚上的电压就接近5V，成了有效的高电平复位信号，这时单片机开始进行复位工作。若松开按键,电容又开始充电，如此循环。复位电路还有其他的类型，设计者可根据自己的需要而进行选择符合要求的复位电路。其电路图如图3.1所示。
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