地鐵自動(dòng)售票機(jī)的硬件電路設(shè)計(jì)相關(guān)思考與分析

劉立沙

摘 要：本文主要分析了地鐵自動(dòng)售票機(jī)的硬件電路設(shè)計(jì)，重點(diǎn)介紹了不同硬件的電路設(shè)計(jì)內(nèi)容，其具有提高地鐵自動(dòng)售票機(jī)硬件設(shè)備性能、提高電路系統(tǒng)穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)分析地鐵自動(dòng)售票機(jī)的硬件電路設(shè)計(jì)，不斷推進(jìn)地鐵自動(dòng)售票機(jī)的功能完善，提高硬件電路的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：地鐵;自動(dòng)售票機(jī);硬件電路;設(shè)計(jì)

1 地鐵自動(dòng)售票機(jī)的硬件電路設(shè)計(jì)要點(diǎn)

據(jù)有關(guān)調(diào)查顯示，我國(guó)目前投入應(yīng)用的地鐵自動(dòng)售票機(jī)基本是由主控單元、顯示器、觸摸屏、售票模塊以及電源模塊等五部分構(gòu)成，并成為改進(jìn)硬件電路設(shè)計(jì)的主陣地。對(duì)地鐵自動(dòng)售票機(jī)的硬件電路設(shè)計(jì)分析，主要是從主控系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)內(nèi)容出發(fā)，結(jié)合主控元件、A/D轉(zhuǎn)換和前向通道、D/A轉(zhuǎn)換和后向通道、串行通信電路、顯示電路等五部分的內(nèi)容進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，達(dá)到完善地鐵自動(dòng)售票機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的效果。主要的設(shè)計(jì)內(nèi)容和要點(diǎn)見(jiàn)圖1。結(jié)合上圖，對(duì)地鐵自動(dòng)售票機(jī)硬件電路的設(shè)計(jì)內(nèi)容集中在主控元件、轉(zhuǎn)換器、串行通信電路以及顯示電路等四個(gè)大模塊，并從不同的角度完善硬件電路的性能，達(dá)到保障電路運(yùn)行穩(wěn)定的效果。

2 主控元件設(shè)計(jì)

在硬件電路中的主控元件設(shè)計(jì)當(dāng)中，主要是從單片機(jī)以及時(shí)鐘電路兩個(gè)層面進(jìn)行設(shè)計(jì)，不斷確保系統(tǒng)電路主控元件的指令兼容性。首先，在單片機(jī)設(shè)計(jì)上，是做好對(duì)復(fù)位電路的規(guī)劃。一般而言，上電復(fù)位、上電與復(fù)位按鈕電路在主控元件的電路規(guī)劃中應(yīng)用最為廣泛。而在地鐵自動(dòng)售票機(jī)的主控元件中多采用上電與復(fù)位按鈕電路。其次，對(duì)時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)則以?xún)?nèi)部工作方法和外部工作方法最為常見(jiàn)。內(nèi)部工作方法多在內(nèi)部振蕩電路中應(yīng)用，并通過(guò)與外接元件相配合的方法構(gòu)成單片機(jī)的工作基礎(chǔ)部件，達(dá)到設(shè)計(jì)時(shí)鐘電路的目標(biāo)。外部工作方法則是借助外部震蕩信號(hào)做具有的作用力特性，在實(shí)際電路設(shè)計(jì)中，一部分連接外部的時(shí)鐘源部件，另一部分使線路接地。在具體設(shè)計(jì)地鐵自動(dòng)售票機(jī)的硬件電路時(shí)，更加傾向于采用內(nèi)部工作方法來(lái)進(jìn)行時(shí)鐘電路的規(guī)劃，可以達(dá)到更加簡(jiǎn)單、清晰、明了的電路設(shè)計(jì)效果，便于后期的維修和檢查。

3 A/D轉(zhuǎn)換和前向通道設(shè)計(jì)

在A/D轉(zhuǎn)換和前向通道設(shè)計(jì)當(dāng)中，主要是利用ADC0809型號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換器來(lái)提高數(shù)據(jù)輸出效果、減少電路轉(zhuǎn)換時(shí)間，并達(dá)到直接與單片機(jī)相連接的效果。ADC0809型號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換器是由開(kāi)關(guān)、譯碼電路和轉(zhuǎn)換器等主要部件構(gòu)成。其中，開(kāi)關(guān)是指8通多路的模擬開(kāi)關(guān);譯碼電路指與模擬開(kāi)關(guān)配套的通道地址鎖存與譯碼電路;而轉(zhuǎn)換器則是逐次逼近式的A/D轉(zhuǎn)換器。此外，A/D轉(zhuǎn)換器又分為比較器、控制器、緩沖器寄存器、邏輯控制開(kāi)關(guān)以及電阻網(wǎng)絡(luò)等五部分，達(dá)到鎖存轉(zhuǎn)換器鎖存數(shù)據(jù)、發(fā)出輸出允許指令、讀取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)、控制與D/A轉(zhuǎn)換相互切換與連接的效果。而在具體的電路設(shè)計(jì)當(dāng)中，要注意轉(zhuǎn)換器與另一硬件設(shè)備AT89C51的接口方式，保障后者能夠在滿(mǎn)足觸發(fā)條件下，將輸出信號(hào)向A/D轉(zhuǎn)換器傳輸，并做好相應(yīng)的輸出頻率、輸出端口、輸出指令的統(tǒng)一。

4 D/A轉(zhuǎn)換和后向通道設(shè)計(jì)

對(duì)D/A轉(zhuǎn)換和后向通道的電路設(shè)計(jì)，則是以DAC0832為對(duì)象，結(jié)合其單雙緩沖、直接式數(shù)字輸入、電流輸出和單一供電的電路特性，做好硬件設(shè)備電路規(guī)劃和統(tǒng)一設(shè)計(jì)。DAC0832作為D/A轉(zhuǎn)換器和后向通道設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，其主要構(gòu)成見(jiàn)圖2。結(jié)合上圖，DAC0832轉(zhuǎn)換器主要由兩大模塊構(gòu)成：寄存器模塊和轉(zhuǎn)換器模塊;而在寄存器模塊中又包括了8位DAC寄存器、8為輸入寄存器兩種數(shù)據(jù)寄存器;同時(shí)，兩大模塊之間采取并聯(lián)的電路設(shè)計(jì)方法，可是達(dá)到總控的效果。在具體設(shè)計(jì)電路時(shí)，DAC0832轉(zhuǎn)換器可以利用LE的寄存器命令來(lái)控制寄存器內(nèi)部數(shù)據(jù)的輸出和輸出變化以及做好D/A轉(zhuǎn)換，并決定數(shù)據(jù)的鎖存和改變性質(zhì)。當(dāng)DAC0832電路元件中有輸出電流流經(jīng)時(shí)，可以經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器的作用轉(zhuǎn)化為電壓，再次經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)化加壓，與被測(cè)三極管構(gòu)成基極回路或者控制電極電流。

5 串行通信電路設(shè)計(jì)

對(duì)串行通信電路的設(shè)計(jì)，主要是與PC機(jī)做好聯(lián)動(dòng)應(yīng)用和控制，從而達(dá)到串行通信的效果。在具體電路設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要完善PC機(jī)設(shè)備的數(shù)據(jù)讀取功能，使其能夠形成數(shù)據(jù)讀取、數(shù)據(jù)處理、圖形顯示、串行通信等完整的工作流程，從而做好串行通信電路的設(shè)計(jì)。在PC機(jī)的功能設(shè)計(jì)當(dāng)中，其串行通信電路設(shè)計(jì)的主要方式為異步串行通信，實(shí)踐中可以利用RS-232的接口來(lái)實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)的通信接通，完成串行通信電路設(shè)計(jì)。

6 顯示電路

顯示電路作為地鐵自動(dòng)售票機(jī)顯示系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，在設(shè)計(jì)時(shí)主要是區(qū)分LCD顯示和LED顯示之間的差異，從而選擇性?xún)r(jià)比更高的顯示屏材質(zhì)。兩者相比而言，基于地鐵自動(dòng)售票機(jī)顯示的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，利用LED屏成本更低。而且，LED屏顯示又可以分為動(dòng)態(tài)顯示和靜態(tài)顯示兩種方式，靜態(tài)顯示具有占地實(shí)踐少、容易檢測(cè)、控制度高的優(yōu)點(diǎn)。所以，在LED屏中傾向于靜態(tài)顯示應(yīng)用，避免動(dòng)態(tài)顯示的存在。但是，在設(shè)計(jì)LED顯示屏的電路時(shí)，考慮到數(shù)碼管與8位鎖存器連接的對(duì)應(yīng)性，實(shí)現(xiàn)一一對(duì)應(yīng)尤為重要;在送入時(shí)間上，則是保持屏內(nèi)顯示字形與新字碼段送入的銜接，即新的字碼段送入，顯示字形逐漸消失。同時(shí)，對(duì)其所需電路的規(guī)劃，則包括了并行接口電路和靜態(tài)顯示電路兩種模式。

7 總結(jié)

綜上所述，對(duì)地鐵自動(dòng)售票機(jī)的硬件電路設(shè)計(jì)主要是從主控元件、A/D轉(zhuǎn)換和前向通道、D/A轉(zhuǎn)換和后向通道、串行通信以及顯示電路等五個(gè)角度展開(kāi)分析，探索不同硬件模塊特殊的電路設(shè)計(jì)和規(guī)劃方法，從而提升地鐵自動(dòng)售票機(jī)的硬件功能。

參考文獻(xiàn)：

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