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1、基于单片机的公交车自动报站系统设计【摘要摘要】随着多媒体技术和网络技术的发展，许多旧的生产生活方式逐渐被新技术代替，本文就针对公交车报站问题提出了解决方案。系统使用单片机 AT89C51来控制语音合成芯片 ISD4004和液晶显示模块 LCD1602以及无线收发模块 PT2262/PT2272。语音合成芯片 ISD4004,采用模拟数据半导体存储器直接存储的专利技术，即将模拟语音数据直接写入单个存储单元，不需经过 A/D、D/A 转换，因此能够较好地真实再现语音的自然效果，避免了一般固体语音电路因为量化和压缩造成的量化噪声和失真现象。配合液晶屏显示，就使得该报站系统更加实用，实现报站的准确性、
2、及时性、稳定性和操作简单、方便、智能等特点。【关键字关键字】单片机，语音提示，文字显示，公交报站1ABSTRCTWith the development of multimedia technology and network technology, many of the old way of production and living is gradually replaced by new technology, this paper will put forward the solutions for the bus stops. System using single chip mi
3、crocomputer AT89C51 to control the speech synthesis chip ISD4004 and LCD1602 LCD display module and wireless transceiver module PT2262 / PT2272. Speech synthesis chip ISD4004, patented technology of semiconductor memory storage directly using data simulation, the simulation of voice and data directl
4、y into A single storage unit, do not need through A/D, D/A conversion, thus can reproduce the voice better real natural effect, avoids the general solid voice circuit for quantitative and quantitative noise and distortion caused by compression. Cooperate with LCD display, makes the paper station sys
5、tem more practical, realize the stops the accuracy, timeliness, stability, and the operation is simple, convenient, smart, etc. KEY WORDS：Single-chip Microcomputer, Audio Prompt, Character Display, Bus-Stop 目 录第一章 绪 论 11.1 本课题的研究意义 .11.2 目前几种公交车报站器详细比较 .11.2.1 GPS 公交车自动报站器11.2.2 手动式公交车自动报站器 .11.2.3
6、基于单片机的公交车自动报站系统 .2第二章 系统方案的确定 .32.1 系统主要要实现的功能 .32.2 无线传输模块的选择 .32.3 控制模块的选择 .32.4 液晶显示模块及语音模块的选择 .32.5 系统整体硬件电路的确定.3第三章 系统功能模块详细介绍 .53.1 单片机 AT89C5153.1.1 管脚说明 .73.1.2 外部晶振的选择 .83.1.3 复位电路 .83.1.4 按键电路设计 .93.2 无线收发模块 PT2262/PT2272.103.2.1 PT2262/PT2272 引脚图.103.2.2 PT2262/2272 接线图以及工作原理.123.2.3 无线数传
7、模块 F05V/J05V.133.3 显示模块 LCD1602.143.3.1 排阻 Respack-8.143.3.2 LCD1602 的引脚定义.143.3.3 液晶 LCD1602 常用的 11 条指令 .163.4 语音模块 ISD4004.183.5 蜂鸣器和 LED 指示灯 20第四章 系统程序设计 214.1 系统仿真主程序流程图 214.2 程序子函数模块 224.2.1 延时函数 2214.2.2 检查忙函数 224.2.3 写指令函数 224.2.4 写数据函数 234.2.5 光标位置函数 234.2.6 初始化函数 234.2.7 其他数组定义以及端口定义 234.3
8、主程序流程图 24第五章 系统仿真实现 285.1 开发环境 KeilC51 介绍 285.2 仿真环境 PROTEUS 介绍 285.3 仿真运行结果截图 285.4 仿真结果 29结 束 语 .31致 谢 33参考文献 .34附录 A 系统仿真全部代码.35闽南理工学院本科毕业设计1 第一章 绪 论1.11.1 本课题的研究意义本课题的研究意义近些年来，随着城市人口的不断增加，人们生活节奏的不断加快，公交车在大城市以及中小城市已经普及，并且有了日新月异的发展，在人民生活中起着重要作用，因此，公交车的正常运行与人们的正常生活息息相关。传统公交车报站大多是由乘务人员来人工报站，但是因为方言的差
9、异或者人多时语音嘈杂，这种方式不利于人民生活的和谐。所以根据这种需要市面上产生流行了多种公交车报站器也方便人们的生活。目前虽然现在在一些大城市的公交车上已经采用 GPS 定位系统自动报站，但其造价昂贵，难以在一些中小城市实现普及。另外，现在也有一些城市正在使用的一种半自动语音报站系统，这种系统需要由司机在车子进出站的时候人工操作，由于这两个时间点往往是路面情况最复杂的时刻，因此也给行驶中的车辆带来了安全隐患。所以本设计针对目前常见公交车报站系统的主要缺陷，研究介绍了一种基于单片机控制的公交车自动报站系统，实现在到站时的自动语音报站和 LCD 液晶显示，而且该系统造价廉价，可以在中小城市中普及。
10、1.21.2 目前几种公交车报站器详细比较目前几种公交车报站器详细比较公交车对社会影响巨大，对城市发展起着最基本的推动作用。随着公交车的不断普及市面上也出现各种各样的公交车报站器，现在市面上流行的几种报站器主要有下列几种类型：1.2.11.2.1 GPSGPS 公交车自动报站器公交车自动报站器利用 GPS 全球卫星定位系统的公交车报站系统，在司机座位后面隔板上，安装了一台 15 英寸的液晶电视和 GPS 信号接收器，安装了这套设备后，公交车在语音报站的同时，通过液晶电视还可以显示到站站名的字幕，这样如果没听清报站的话，通过显示屏，乘客也可以一目了然。当出现紧急情况时，调度中心将会给公交车发出相
11、应的信息，以短信的形式传送到显示屏上，同时车载台会发出相应的提示音；驾驶员也可以通过相应的工具进行回复。目前在美国部分城市 GPS 卫星定位系统已经投入使用，国内也有此类闽南理工学院本科毕业设计2 产品的研制开发，其功能强大，系统稳定，但其投资昂贵，尤其是一些中小城市无法承受。1.2.21.2.2 手动式公交车自动报站器手动式公交车自动报站器手动式公交车自动报站器通过主机上的汉字显示器，显示当前车站名称，即将达到站名指示功能；通过主机屏幕的显示，可直观的观察到进站和下一站信息；通过按键，可播放进站，出站，服务用语等语音。但是该种报站器需要由司机在车子进出站的时候人工操作，由于这两个时间点往往是
12、路面情况最复杂的时刻，因此也给行驶中的车辆带来了安全隐患，不利于公交车的安全行驶。1.2.31.2.3 基于单片机的公交车自动报站系统基于单片机的公交车自动报站系统基于单片机的公交车自动报站系统，而这种系统又大致分为两种技术支持。其中一种的技术关键是对车轮转轴的转角的脉冲进行计数，将计数值与预置值对比，即可确定报站时刻，达到准确自动的目的。该方式应用单片机的高速计数器端口进行脉冲计数，以距离来控制报站时刻，首次实现了模糊控制，改变现有设备的不足。做到简单实用自动化程度高。传感器在公交车上的应用极大的提高了设备功能。另外一种基于单片机的公交车自动报站系统就是利用编码解码芯片 PT2262/PT2
13、272进行解码编码，利用无线数传模块 F05V/J05V 和天线进行发射和接收来实现的。在每个站牌上设置一个编码发送装置 PT2262 和无线数传模块 F05V，通过公交车上设置的接收装置 J05V 和译码装置 PT2272 进行译码并传输到单片机。发送装置按照延时 3 到 5 秒不断发送信号，公交车在距离站牌 10 到 20 米的时候就能接收到信号，然后根据程序来实现语音报站，LCD 液晶显示。这种报站系统软件编写比较简单，也容易修改，并且芯片价格低廉，大批生产能够获得比 GPS 系统达到更高的性价比，是公交车自动报站系统的较佳选择。综合上述各种公交车自动报站系统，本设计选择了基于单片机的公
14、交车自动报站系统，并利用无线数传模块来实现公交车的自动报站。闽南理工学院本科毕业设计3 第二章 系统方案的确定2.12.1 系统主要要实现的功能系统主要要实现的功能该系统应实现无线信号收发确认，到站时的公交车站名的液晶显示以及自动语音提示。系统的硬件设计中应充分考虑了性价比，用最少的器件设计出满足要求的硬件电路。本次设计主要是完成实现基本的仿真，该系统仿真电路的总体结构以 51 单片机为核心，由模拟接收电路、LCD（Liquid Crystal Display,液晶显示屏）显示电路等组成。2.22.2 无线传输模块的选择无线传输模块的选择PT2262/PT2272 集成芯片。方案采用低功耗、低
15、价位、通用编解码电路，发送用高 的达林顿管，所以在灵敏度和抗干扰性方面有保障。无线数传模块 F05V/J05V（典型遥控应用电路）：F05V 采用的 SMT 工艺，优点是低电压微功率、体积小、低功耗发射模块，适合单片机数据传输以及短距离无线遥控报警。J05V 作为接收模块优点是低电压、体积小，两者连接在 PT2262/2272 配合使用2.32.3 控制模块的选择控制模块的选择所学专业课中学习过 51 单片机，并且单片机体积小，重量轻，具有很强的灵活性而且价格便宜，所以控制模块选用单片机。2.42.4 液晶显示模块及语音模块的选择液晶显示模块及语音模块的选择随着科学技术的日益发展和进步，微型计
16、算机已经在很多领域得到广泛应用。LCD 与微机技术结合，比传统的 LED 显示效果更佳。所以结合公交车报站的使用特点和运营环境，设计一种由单片机控制、LCD 显示的公交车报站显示系统。公交车报站显示系统的设计应用单片机，LCD 显示，使到站信息及提示信息以显示的方式告知市民，为市民提供人形化、完美的服务。所以本次设计中重点使用了 LCD1602 液晶显示模块闽南理工学院本科毕业设计4 AT89C51单片机产生周期信号鉴于使用 Proteus 仿真，在仿真中使用蜂鸣器代替语音模块，使用蜂鸣器的连续间断发声作为提示。为了以后实际需要，在文章中介绍了常用的语音模块 ISD4004。2.52.5 系统整体硬件电路的确定系统整体硬件电路的确定根据系统要实现的功能，以及各个模块的选择，确定了整个报站系统主要组成部分分为两个模块。发射模块即电子站牌部分主要由 AT89C51 单片机，PT2262 编码装置，无线传输模块 F05V 和天线组成
