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1、武汉理工大学毕业设计（论文）武汉理工大学毕业设计（论文）基于AT89S52单片机的公交车语音报站系统设计 学院（系）： 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 本科生毕业设计（论文）任务书学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作单位： 设计(论文)题目: 基于单片机的公交语音报站系统设计 设计（论文）主要内容： 设计应用单片机作为主控制单元，利用语音芯片预设达到公交车到站电子语音报站功能。要求设计达到准确报站，并有误报人工纠错功能，同时具有简单的可操作性及人工预设兼容扩展性要求完成的主要任务:1、查阅不少于15篇的相关资料，其中英文文献不少于2篇，完成开题报告。2、完成语音报站器主控控制模块、语音
2、模块、显示模块等软硬件部分设计，使 单片机与PC机能进行通信，完成人机交互界面设计。3、完成不少于5000字的英文文献翻译。4、撰写完成不少于12000字的毕业设计论文（设计说明书、1张图纸）。必读参考资料：1单片机基础（第三版） 编著：李广弟、朱月秀2单片机典型外围器件及应用实例 编著：求是科技3Digital system design : use of microcontroller 编著：Dawoud, Shenouda Dawoud 指导教师签名： 系主任签名： 院长签名（章）：目 录摘 要IAbstractII1 绪论11.1 课题研究的背景及意义11.2 公交报站器的动态发展趋势
3、11.3 设计的主要目标任务22.1 基本原理32.2 基本系统框图32.3 系统主要电路简介33 硬件电路的设计53.1 主控电路的设计53.1.1 关于AT89C51单片机53.1.2 振荡器电路的设计83.1.3 复位电路的设计103.1.4 单片机最小系统123.2 语音模块电路设计133.2.1 ISD4004芯片内部结构133.2.2 芯片引脚描述143.2.3 ISD4004芯片使用说明163.2.4 ISD4004与外围设备的连接193.3 显示电路模块设计193.3.1 液晶模组内部结构组成213.3.2 引脚功能213.3.3 液晶模组与单片机的连接223.4 键盘接口电路
4、设计223.4.1 按键的确认233.4.2 重键与连击的处理233.4.3 按键防抖动技术233.5 供电电路设计264 软件设计274.1 主程序流程图274.2 语音提示应用实现284.1.1 放音程序284.1.2 录音程序294.2 文字显示应用实现304.3 键盘接口应用实现315 总结32参考文献33附录一 总电路图34附录二 语音提示参考程序35附录三 文字显示参考程序39致谢44摘 要 公共汽车行驶在现代文明程度高的市区，它是一道流动的风景线，因而对整车外形乃至色彩都有更高的要求。作为公交汽车还要有醒目和减少乘务人员强度的电子报站器，电子显示路牌，无人售票装置，前后电视监视系
5、统等新技术的采用也将越来越普及。本文提出了一种用单片机控制语音芯片进行公交车语音自动报站的方法。整个系统硬件设计包括键盘电路、复位电路、显示驱动电路、显示电路、内存扩展电路模块。利用AT89C51作为控制器，通过ISD4004语音芯片建立语音信息库，形成变化多样的语音信息，利用其功放播放语音信息以及提示语音，同时运用LCD数码管进行站数显示。当公交车到达某站点，用键盘控制本系统工作，通过语音电路输出语音信息和提示，同时站数信息在数码管上显示。 本系统很大程度上提高公交车报站的准确性，可靠性。提高了公交系统的服务质量。促进城市经济发展和交通变化的和谐发展。关键词：AT89S51单片机，ISD40
6、04语音芯片，LCD数码管，语音报站1Abstract Bus driving in urban areas with a high degree of modern civilization, it is a mobile landscape, shape and even the color of the vehicle and thus have higher requirements. As public transport vehicles but also eye-catching and reducing the intensity of the newsletter crew
7、stations, electronic display signs, unmanned devices, such as video surveillance system before and after the adoption of new technologies will also be increasingly popular. This paper presents a single-chip voice control voice chip bus automatic station approach. The entire system hardware design, i
8、ncluding keyboard circuit, reset circuit, display driver circuit, display circuit, memory expansion circuit modules. Use AT89C51 as the controller, through establishing a voice ISD4004 voice chip repository, forming diverse voice messages, playing voice messages using its power amplifier and voice p
9、rompts, while the use of LCD digital tube station number display. When the bus arrived a site, use the keyboard to control the system work through the voice circuit output voice information and tips, and information on the number of stations on the digital display. This system greatly improved bus s
10、tations accuracy, reliability. Improve the quality of service the public transportation system. Promoting urban economic development and the harmonious development of traffic changes.Key Words：AT89S51 microcontroller； ISD4004 voice chip； LCD digital control；voice stations11 绪论随着科学技术的日益发展和进步, 无人售票公交车
11、在街头多起来了，语音报站器也被广泛使用，这在相当大的程度上免除了乘务人员沿途报站的麻烦，给许多不熟悉公交线路的乘客带来了方便。1.1 课题研究的背景及意义公共汽车为外出的人们提供了方便快捷的服务，而公共汽车的报站直接影响服务的质量。传统由乘务人员人工报站，该方式因其果太差和工作强度太大，在很多大城市已经被淘汰。近年来，随着科学技术的日益发展和进步，微型计算机技术已经在许多领域得到了广泛的应用。在声学领域，微机技术与各种语音芯片相结合，即可完成语音的合成技术，使得汽车报站器的实现成为可能，从而为市民提供了更加人性化的服务。鉴于传统公交车人工报站的不足之处，结合公交车辆的使用特点及实际营运环境，设
12、计了一种由单片机控制的公交车语音报站系统1。1.2 公交报站器的动态发展趋势 目前，公交车自动报站主要有以下几种方式：一种是通过全球定位系统（GPS）的用户终端接收工作卫星的导航信息，从而解算出车辆的经纬度信息，进而计算出实时坐标，将其与站点坐标相比较，当车辆驶入站点一定距离范围内时，不用人工干预，系统自动报站；另一种是利用无线射频识别（Radio Frequency Identification）技术，在每一个公交站台设置一个具有唯一ID的射频发射器，采用间歇工作方式发射信号，当公交车即将到达车站时，车载系统接收到站信号并解码出站台的ID号，由单片机控制自动播放对应站台编号的报站语音；还有一
13、种是对车轮轴的转角脉冲进行计数，将计数值和预置值对比，即可确定报站时刻，达到准确报站的目的2。 然而，这三种方式都不太适合乡镇的发展现状。第一种设备造价过高，定位精度也难以达到要求；第二种站台建设投入较大，站点一旦变更，射频发射装置即须移动，较为麻烦；第三种需要公交线路严格固定，稍有改变，报站就难以准确。为此，本文试图设计一种既方便易行又经济实惠的公交车自动报站系统。 本设计采用人工按键的操作方式，实现公交车对站名的语音提示和文字显示功能。当公交车到达某一站时，司机或乘务人员只需按动按键，就可以使单片机控制语音模块对站名进行语音提示，并控制显示模组在液晶屏上显示站数和站名。系统由一片八位单片机
14、，一个语音模块，一个液晶模组，一块稳压芯片，若干电阻电容和与非门等组成。经过本课题的研究，我们得到了一种公交车自动报站的低成本解决方案。1.3 设计的主要目标任务 本课题要求设计一公交车语音报站系统，以实现公交车的语音报站，即在进站、出站时候司机按下按键自动播报语音提示信息及服务用语，同时利用LCD显示电路进行汉字显示。同时系统需具有可操作性和兼容系，即在使用过程中，对不同的公交线路能够很方便的进行设定。在使用过程中，若出现错报漏报或者是超前报站情况，司机能够通过按键进行更改，从而达到正确报站。 本设计要求利用AT89C51作为主控芯片完成主控电路的设计，辅助电路要求包括语音电路、显示电路、电
15、源电路、按键模块电路等。2 方案设计2.1 基本原理本系统使用八位单片机作为控制器件。当系统进行语音再生时，单片机控制语音合成电路中的语音芯片来读取其外接的存储器内部的语音信息，并合成语音信号，再通过语音输出电路，进行语音报站和提示。同时，单片机通过程序读取文字信息，送入液晶显示模组来进行站数和站名的显示。当汽车到达某站时，司机或乘务人员通过键盘来控制系统进行工作。而且，系统具有根据公交车的行驶方向确定报站顺序的功能（司机或乘务人员可以通过按键来控制）。当系统进行语音录制时，语音信号通过语音录入电路送给语音合成电路中的语音芯片，由语音芯片进行数据处理，并将生成的数字语音信息存储到语音存储芯片中，从而建立语音库3。2.2 基本系统框图 单片机晶振语音提示模块
