地鐵自動售票機的硬件電路設計相關思考與分析

劉立沙

摘 要：本文主要分析了地鐵自動售票機的硬件電路設計，重點介紹了不同硬件的電路設計內容，其具有提高地鐵自動售票機硬件設備性能、提高電路系統穩定的優點。通過分析地鐵自動售票機的硬件電路設計，不斷推進地鐵自動售票機的功能完善，提高硬件電路的應用效果。

關鍵詞：地鐵;自動售票機;硬件電路;設計

1 地鐵自動售票機的硬件電路設計要點

據有關調查顯示，我國目前投入應用的地鐵自動售票機基本是由主控單元、顯示器、觸摸屏、售票模塊以及電源模塊等五部分構成，并成為改進硬件電路設計的主陣地。對地鐵自動售票機的硬件電路設計分析，主要是從主控系統的電路設計內容出發，結合主控元件、A/D轉換和前向通道、D/A轉換和后向通道、串行通信電路、顯示電路等五部分的內容進行電路設計，達到完善地鐵自動售票機應用系統的效果。主要的設計內容和要點見圖1。結合上圖，對地鐵自動售票機硬件電路的設計內容集中在主控元件、轉換器、串行通信電路以及顯示電路等四個大模塊，并從不同的角度完善硬件電路的性能，達到保障電路運行穩定的效果。

2 主控元件設計

在硬件電路中的主控元件設計當中，主要是從單片機以及時鐘電路兩個層面進行設計，不斷確保系統電路主控元件的指令兼容性。首先，在單片機設計上，是做好對復位電路的規劃。一般而言，上電復位、上電與復位按鈕電路在主控元件的電路規劃中應用最為廣泛。而在地鐵自動售票機的主控元件中多采用上電與復位按鈕電路。其次，對時鐘電路的設計則以內部工作方法和外部工作方法最為常見。內部工作方法多在內部振蕩電路中應用，并通過與外接元件相配合的方法構成單片機的工作基礎部件，達到設計時鐘電路的目標。外部工作方法則是借助外部震蕩信號做具有的作用力特性，在實際電路設計中，一部分連接外部的時鐘源部件，另一部分使線路接地。在具體設計地鐵自動售票機的硬件電路時，更加傾向于采用內部工作方法來進行時鐘電路的規劃，可以達到更加簡單、清晰、明了的電路設計效果，便于后期的維修和檢查。

3 A/D轉換和前向通道設計

在A/D轉換和前向通道設計當中，主要是利用ADC0809型號的A/D轉換器來提高數據輸出效果、減少電路轉換時間，并達到直接與單片機相連接的效果。ADC0809型號的A/D轉換器是由開關、譯碼電路和轉換器等主要部件構成。其中，開關是指8通多路的模擬開關;譯碼電路指與模擬開關配套的通道地址鎖存與譯碼電路;而轉換器則是逐次逼近式的A/D轉換器。此外，A/D轉換器又分為比較器、控制器、緩沖器寄存器、邏輯控制開關以及電阻網絡等五部分，達到鎖存轉換器鎖存數據、發出輸出允許指令、讀取轉換數據、控制與D/A轉換相互切換與連接的效果。而在具體的電路設計當中，要注意轉換器與另一硬件設備AT89C51的接口方式，保障后者能夠在滿足觸發條件下，將輸出信號向A/D轉換器傳輸，并做好相應的輸出頻率、輸出端口、輸出指令的統一。

4 D/A轉換和后向通道設計

對D/A轉換和后向通道的電路設計，則是以DAC0832為對象，結合其單雙緩沖、直接式數字輸入、電流輸出和單一供電的電路特性，做好硬件設備電路規劃和統一設計。DAC0832作為D/A轉換器和后向通道設計的重要內容，其主要構成見圖2。結合上圖，DAC0832轉換器主要由兩大模塊構成：寄存器模塊和轉換器模塊;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據寄存器;同時，兩大模塊之間采取并聯的電路設計方法，可是達到總控的效果。在具體設計電路時，DAC0832轉換器可以利用LE的寄存器命令來控制寄存器內部數據的輸出和輸出變化以及做好D/A轉換，并決定數據的鎖存和改變性質。當DAC0832電路元件中有輸出電流流經時，可以經過運算放大器的作用轉化為電壓，再次經過轉換器的轉化加壓，與被測三極管構成基極回路或者控制電極電流。

5 串行通信電路設計

對串行通信電路的設計，主要是與PC機做好聯動應用和控制，從而達到串行通信的效果。在具體電路設計過程中，需要完善PC機設備的數據讀取功能，使其能夠形成數據讀取、數據處理、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計。在PC機的功能設計當中，其串行通信電路設計的主要方式為異步串行通信，實踐中可以利用RS-232的接口來實現單片機與PC機的通信接通，完成串行通信電路設計。

6 顯示電路

顯示電路作為地鐵自動售票機顯示系統硬件電路設計的重要內容，在設計時主要是區分LCD顯示和LED顯示之間的差異，從而選擇性價比更高的顯示屏材質。兩者相比而言，基于地鐵自動售票機顯示的數據長度，利用LED屏成本更低。而且，LED屏顯示又可以分為動態顯示和靜態顯示兩種方式，靜態顯示具有占地實踐少、容易檢測、控制度高的優點。所以，在LED屏中傾向于靜態顯示應用，避免動態顯示的存在。但是，在設計LED顯示屏的電路時，考慮到數碼管與8位鎖存器連接的對應性，實現一一對應尤為重要;在送入時間上，則是保持屏內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，對其所需電路的規劃，則包括了并行接口電路和靜態顯示電路兩種模式。

7 總結

綜上所述，對地鐵自動售票機的硬件電路設計主要是從主控元件、A/D轉換和前向通道、D/A轉換和后向通道、串行通信以及顯示電路等五個角度展開分析，探索不同硬件模塊特殊的電路設計和規劃方法，從而提升地鐵自動售票機的硬件功能。

參考文獻：

[1]王蕊.地鐵自動售票機的硬件電路設計[J].電大理工，2010（03）：27-29.

[2]王俊儉.地鐵自動售票機的硬件電路設計方法芻議[J].中國科技.