**单片机设计介绍，基于单片机地铁自动报站系统
文章目录
一 概要
基于单片机的地铁自动报站系统概要主要涉及利用单片机技术实现地铁列车的自动报站功能。以下是关于该设计的详细概述：
一、系统概述
基于单片机的地铁自动报站系统旨在通过单片机控制核心，结合其他硬件和软件模块，实现地铁列车在运行过程中的自动报站功能。该系统能够实时获取列车位置信息，并根据预设的站点数据进行匹配，触发相应的报站操作，为乘客提供准确、及时的站点信息。
二、硬件设计
单片机控制器：选用高性能、低功耗的单片机作为系统核心，如STM32系列单片机。该单片机具有丰富的外设接口和强大的数据处理能力，能够满足地铁自动报站系统的需求。
传感器模块：通过安装在列车上的传感器，实时获取列车的速度、位置等信息。这些传感器可以是加速度传感器、陀螺仪等，用于精确计算列车的运行状态。
报站模块：包括语音播报和显示屏显示两种方式。语音播报通过扬声器实现，显示屏则用于显示当前站点、下一站等信息。
通信模块：用于与其他地铁系统设备进行通信，如列车控制系统、乘客信息系统等，实现数据的共享和协同工作。
三、软件设计
数据采集与处理：通过传感器模块采集列车的位置、速度等信息，并进行必要的滤波和校准处理，确保数据的准确性。
站点匹配与报站控制：根据列车的位置信息，与预设的站点数据进行匹配。当列车到达预设的站点时，触发报站操作，控制语音播报和显示屏显示相应的站点信息。
人机交互设计：设计简洁直观的用户界面，方便乘客查看站点信息。同时，可以考虑增加乘客互动功能，如到站提醒、换乘指引等。
四、系统特点与优势
自动化：通过单片机控制实现自动报站功能，无需人工干预，提高了报站的准确性和效率。
实时性：系统能够实时获取列车的位置和速度信息，并根据这些信息触发报站操作，确保乘客及时获取站点信息。
可靠性：采用高性能的单片机和稳定的硬件模块，确保系统的稳定性和可靠性。
可扩展性：基于单片机的设计易于进行功能扩展和升级，可以根据实际需求添加新的报站方式或优化现有功能。
五、应用前景
基于单片机的地铁自动报站系统具有广泛的应用前景。随着城市轨道交通的不断发展，地铁列车的智能化和自动化水平将不断提高。该设计可以应用于新建地铁线路或现有线路的升级改造中，提升乘客的出行体验和服务质量。同时，该设计还可以与其他地铁系统设备进行集成，实现更高级别的智能化管理和运营。
综上所述，基于单片机的地铁自动报站系统是一个具有实际应用价值的项目。通过合理的硬件和软件设计，可以实现地铁列车的自动报站功能，提升乘客的出行体验和服务水平。
二、功能设计
1、下行控制报站：首先按下（下行设置按键），（下行指示灯）亮，然后按下（手动播报）按键控制播报下一站
2、上行控制报站：首先按上（上行设置按键），（上行指示灯）亮，然后按下（手动播报）按键控制播报下一站
设计思路
设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；
调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；
比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；
软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。
三、 软件设计
本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。
仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。
Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
原理图
五、 程序
本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。
六、 文章目录
目 录
摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25