铁路公路平交道口安全防护系统设计

单片机研究性学习报告

题目：铁路公路平交道口安全防护系统设计

学院及专业：机电学院车辆专业

指导教师：万里冰

组员：许昶11225057 周庆朝12225030

许双双11225056

时间：2014.6.5

目录

一、工程背景

二、系统设计功能

三、小组分工

四、仿真结果

五、实验总结

六、参考文献

七、附录一、芯片介绍

八、附录二、汇编程序

一、工程背景

随着我国城镇及城市化的进一步发展，以及火车时速的进一步提升，导致在某些大城市（如北京）出现“城区越长越大，荒郊野外成为繁华小区；火车越开越快，列车时速超过140公里”的现象，因而穿行平交火车道口变得愈发危险了。

就拿北京市而言，五环以内存在30多处平交道口，道口事故发生的潜在危险很大，而一旦发生事故，伤亡人数和经济损失都会很多。道口平交改立交存在许多制约因素（比如经济方面的以及会影响周边地区列车通行）。目前道口防护的改造，主要是增加道口信号、防护栏、警铃、派人看管等。

为了提高隔离与防护的效率，消除因人员疏忽导致事故的可能性，道口防护应采用信息化、科技化的手段，用科学技术引领平交道口的安全防护。而这也是我们设计的“平交道口安全防护系统”所要实现的目的。

二、系统设计功能

1.列车接近道口，触发防护系统：

①警告灯闪，蜂鸣器发出警报，通知道口内公路车辆及行人在30s内撤出道口

②30s后，道口栏木放下，将道口封闭

2.列车驶入道口

3.列尾清出道口，解除防护系统：

警告灯停止闪烁，蜂鸣器停响，道口栏木开启

三、小组分工

四、仿真结果

（1）程序开始执行

（2）列车接近道口

①灯亮铃响

②30s延时，放道口栏木

（3）列车驶出道口①灯灭，铃不响

②道口栏木升起

（4）再来一辆机车

其余同理

五、实验总结

这次单片机研究性学习不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上没有学到过的知识，掌握了一种系

统的研究方法，可以进行一些简单的编程。通过这次研究性

学习使我们懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论

知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践结合起来，从理论中得出结论，从而提高自己的实际动手能力和独立思

考的能力，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处。经

过三个人的共同努力，我们顺利完成研究性学习任务，这是一个磨练意志的过程。从课程题目的选择开始，硬件和软件的设计，到最后的软件仿真完成，这其中经历了很多困难，但最重要的是我们在这个过程中得到了锻炼。一方面通过51单片机等器件的设计让我们学习和掌握了单片机的基础知识和要点，也是以前学的知识得到了应用；另一方面使用软件进行设计和仿真的过程也让我们掌握了计算机辅助设计的方法。这是需要不断尝试，校核，修改，最后完成一个合理的设计的过程。需要很大的细心和耐心。这在很大程度上培养了全组同学拼搏的工作精神，使我们每一个人都受益匪浅。通过本次课程，我们不仅学到了许多有关单片机的知识，同时也感受到了团队合作的重要性。同时利用图书馆和网络能帮助我们有效快速地找到需要的资料。再者，与他人交流是成功的关键，在交流中不仅能强化自己的知识体系，也扩展了思维。课程设计是思考，发问，动手，提高的过程。我们会在以后的学习中不断学习，积累经验，完善自己。

六、参考文献

[1]赵嘉蔚.《单片机原理与接口技术》.北京：清华大学出版社，2010.2

[2]徐爱钧.《单片机原理实用教程：基于proteus虚拟仿真》（第2版）.北京：电子工业出版社，2011

[3]谢维成.《单片机原理与应用》[D].北京:清华大学.2003

七、附录一芯片介绍（AT89C51）

·与MCS-51 兼容

·4K字节可编程FLASH存储器

·寿命：1000写/擦循环

·数据保留时间：10年

·全静态工作：0Hz-24MHz

·三级程序存储器锁定

·128×8位内部RAM

·32可编程I/O线

·两个16位定时器/计数器

·5个中断源

·可编程串行通道

·低功耗的闲置和掉电模式

·片内振荡器和时钟电路

特性概述

AT89C51 提供以下标准功能：4k 字节Flash 闪速存储器，128字节内部RAM，32 个I/O 口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。

管脚说明:

VCC：供电电压。

GND：接地。

P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的低八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须接上拉电阻。

P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为低八位地址接收。

P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。