有轨列车信息广播系统控制器设计

论文摘要

随着铁路不断提速,运营区间内列车行驶时间缩短,1000公里左右的距离上基本上都实现了“夕发朝至”。大力强调改善服务设施和增强铁路客运竞争力来满足旅客需要的今天,旅客对单一的广播功能已不能满足,需要实现实时地理信息播报、娱乐信息的播放等等。同时随着各种现代微电子技术、控制技术、通信技术等的不断发展和进步,实现带有GPS卫星定位功能的全自动列车信息广播系统成为可能。 本课题所研究的有轨列车信息广播系统控制器从直接实现方案入手,即采用51处理器单片机技术、CPLD技术、音频信号处理技术等来实现整个控制器的方案设计。来自5路不同信源的音频信号,进入音频信号处理模块,来完成音频信号音量调节、各路信源切换、高低音设置等任务;控制器和工控机(上位机)通信方式采用的是RS232,很好的实现了人机交互,而且还能够把一些重要的信息上传,并通过液晶屏显示;其控制器的控制核心是51处理器的单片机。本课题包含以下几个方面的内容: [1] 单片机和CPLD(复杂可编程逻辑器件)的接口。实现一些逻辑运算和控制、单片机与单片机之间接口、及并行通信数据的发送和接收。 [2] 音频信号的处理与控制。实现不同音频信号的处理,对音频信号的音量、高低音进行调节和设置,并完成各路信源之间的切换。 [3] 通信模块的设计。实现了RS232、RS485、CAN总线各种现场总线的通信功能。 [4] CMedia声卡的设计。CMedia声卡属于PC104plus声卡系列,其声卡和计算机的接口采用的是PCI总线。实现了MP3语音文件的播放。

论文目录

• 第一章 前言
• 1.1 背景
• 1.2 研发的意义及目的
• 1.3 课题的总体设计思想
• 第二章 控制器总体设计
• 2.1 控制器概述
• 2.1.1 引言
• 2.1.2 控制器功能分析
• 2.1.3 控制器重要性
• 2.2 控制器总体设计方案的确定
• 2.2.1 控制模块方案制定
• 2.2.2 音频信号处理模块方案制定
• 2.2.3 通信模块方案制定
• 2.2.4 CMedia声卡方案制定
• 2.2.5 键盘模块方案制定
• 2.3 控制器设计小结
• 第三章 控制模块设计与实现
• 3.1 微控制器的选型及其介绍
• 3.1.1 单片机（MCU）的选取
• 3.1.2 SS789C58的介绍
• 3.2 单片机与CPLD的接口设计
• 3.2.1 CPLD的介绍
• 3.2.2 单片机与CPLD接口硬件设计
• 3.2.3 CPLD的软件编程
• 3.2.3.1 VHDL语言的介绍
• 3.2.3.2 CPLD软件设计思想
• 3.3 键盘的设计及其实现
• 3.4 系统定时自动开关机设计
• 3.4.1 DS12C887的介绍
• 3.4.2 硬件电路接口设计
• 第四章 音频信号处理模块设计与实现
• 4.1 概述
• 4.2 话筒前级设计
• 4.2.1 SSM2166的介绍
• 4.2.2 话筒前级设计及实现
• 4.2.3 性能指标分析
• 4.3 信源切换电路设计
• 4.3.1 TEA6320的介绍
• 4.3.2 信源切换电路设计及实现
• 4.3.3 性能指标分析
• 4.4 信源监听电路设计
• 4.4.1 TDA2030的介绍
• 4.4.2 信源监听电路设计及实现
• 第五章 通信模块设计与实现
• 5.1 概述
• 5.2 RS232通信设计及实现
• 5.3 RS485通信设计及实现
• 5.4 CAN通信设计及实现
• 第六章 CMedia声卡的设计与实现
• 6.1 概述
• 6.2 CMedia声卡设计及实现
• 6.2.1 CMI8738的介绍
• 6.2.2 声卡电路设计及实现
• 6.3 CMedia声卡使用
• 第七章 控制器的测试
• 7.1 单机调试与测试
• 7.2 整机调试与测试
• 第八章 结束语
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢
• 附录A 有轨列车信息广播系统控制器原理图
• 附录B DS12C887时钟设置程序