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1、馅用滋& 了凉Henan Un ivers i ty of U rba n Construction毕 业 设 计 论 文题目：基于单片机的公交自动报站器设计学院：电气与信息工程学院专业：自动化姓名：刘小洁学号：092410102指导老师：宁蕴緋完成时间：2014年5月23日摘要随着国民经济的快速发展，我国城市人口高度集中并大幅增长、交通需求 不断扩大导致城市道路交通拥挤，乘坐公交车出行是解决我国城市交通发展问 题和实践低碳环保绿色出行的有效途径。随着近年来城市公交事业迅速发展， 之前靠售票员报站的方式已经不能满足实际需要，而公共汽车的报站直接影响 到服务的质量。本设计介绍了基于单片机的公交车
2、语音报站系统的设计 ,对系统软件设计 和硬件实现进行了详细的描述，主要是以 STC89C52 单片机为核心控制元件， WT588D语音芯片为录音模块，以液晶屏为显示模块，以独立按键KI、K2为输入 设备，扬声器为语音输出设备，设计一个带语音报站和液晶显示功能的公交车 报站系统。关键词： 公交报站 单片机 语音提示 液晶屏河南城建学院本科毕业设计（论文）AbstractAbstractWith the take-off of the national economy, Chinas urban population is remarkably exploding. The increasing
3、demand for transports gives rise to traffic congestion in urban areas. Therefore, public bus system is not only an efficient way to solve the problem of traffic congestion but a way to put the “Low-Carbon Transportation” into of date. The recent development of public transportation requires a phonet
4、ic system which can automatically announce bus stations.And the automatic stop announcer directly affects the service bus station reporting quality.This paper introduces the automatic stop announcer based on STC89C52 and aims to explicitly describe the software and hardware applied in the system. Th
5、e main features of the system are that STC89C52 is used for core controlling components, WT588D pronunciation chip for recording, LCD12864 screen for video displays, independent key K1 and K2 for input device, loudspeaker for output device. This is designed for a stop announcement and display system
6、 for buses.Key words:Bus stop announcer Microcontroller Voice prompt LCD screen目录摘 要 IABSTRACT II1 绪 论 11.1 课题研究的背景11.2 课题研究的意义11.3 课题研究的主要内容22 系统总体设计方案 32.1 功能要求32.2 设计思路32.3 方案选择32.3.1 显示模块选择方案 32.3.2 按键选择方案 52.3.3 芯片选择方案 52.4 总体设计框图 63 系统硬件设计 83.1 概述83.2 主控模块83.2.1 STC89C52 芯片的简介 83.2.2 主控模块电路原理图
7、 113.3 语音芯片模块113.3.1 WT588D 芯片简介 113.3.2 语音芯片模块电路原理图 133.4 LCD液晶显示模块133.4.1 组成结构 143.4.2 引脚功能143.5 按键控制模块153.5.1 按键控制模块电路原理图154 系统软件设计 174.1 系统的主流程图 174.2 显示模块设计184.3 键盘扫描模块设计185 系统分析与调试 196 结论与展望 20致 谢21参考文献22附录A实物照片 23附录B硬件原理图24附录 C 程序 251.1 课题研究的背景随着社会经济的发展，城市化进程越来越快，城市人口急剧增加从而使城 市交通压力不断增大，在倡导绿色低
8、碳环保的今天，公交车作为城市公共交通 的重要方式，是城市居民出行的重要工具。因为公交车具有方便、快捷、经济 实惠等优点。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 站直接影响到服务的质量。随着国民经济的持续发展和各级政府对县域经济的 高度关注，乡镇的城市化正在全国如火如荼地展开，基础设施得到了突飞猛进 的发展。在这个过程中，乘坐公交车逐步取代了以前落后的出行方式，成为广 大城乡人民短途出行的首选。近年来城市公交事业迅速发展，以前靠售票员报 站的方式已经不能满足实际需要，很多大中城市都在推广实行无人售票。在广 大乡镇，公交车如何实现自动报站还缺乏人们的重视。目前，公交车自动报站主要
9、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
10、目的。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。1.2 课题研究的意义传统由乘务人员人工报站的方式工作强度大且效果差，并需要大量的人力 资源。而通过单片机和语音芯片的结合，使得公交车到站信息及提示信息以语 音和显示的方式告知乘客，为市民提供更人性化，完善的服务，并且节省了大 量的人力资源。公交车语音报站系统还可以结合每条线路的特点和实际情况自主设定不同的报站方式和站点设置，在为乘客提供方便的同时也便于公交车的运营和 司乘人
11、员的操作。1.3 课题研究的主要内容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名。论文主要是对 C 语言和单片机的一些基本知识、概念的应用学习和研究， 以及STC89C52芯片模块、WT588D语音模块和LCD12864液晶屏的开发设计，该 设计的目的是设计一个实现单片机与语音控制芯片和显示模块互联的系统。通 过按键，系统可播报相应的车站信息或者公益提醒，并通过液晶屏用汉字显示 出来。本设计的主要工作有以下几个方面：1、整体方案的设计方
12、案的选择要符合芯片功能的要求，既要保证操作简单易行，便于公交司 机操作，又要体现出本产品的特点。本文研究设计的带录音功能的公交车语音 报站系统是采用 STC89C52 单片机和 WT588D 语音芯片，用来实现公交车站信息 的播放能，用LCD12864带中文字库的液晶显示屏实现公交站名的显示。2、程序流程图及软件设计一个程序要想实现其功能，不能没有次序而盲目下手，必须对其有一个全 面的了解后画出流程框图，然后逐个模块的实现其功能，最终把模块之间合理 的连接起来，构成完整程序。本设计的软件设计主要包括系统的初始化设计、 延时子程序的设计、录音子程序的设计、放音子程序的设计、液晶屏的显示设 计、中
13、断程序设计、以及主程序设计等。整个系统程序采用模块化结构设计程 序，易于修改和调试，系统软件的开发是用 C 语言设计的。3、系统原理图及硬件调试本设计在进行硬件原理分析后，需要连接实物进行实际操作，检验自己的 设计是否可以行得通。需要在pro tel DXP环境下画出硬件原理图并进行电气测 试，检测无异议后进行硬件系统的调试，为了保证系统的可靠性分析查找，硬 件的调试分模块分别进行了模拟。2系统总体设计方案2.1 功能要求1、通过 STC89C52 芯片实现对按键的读取并将所对应的信息送至扬声器同 时将到站信息通过液晶屏显示；2、语音芯片 WT588D 完成语音模块，实现公交站信息的录入及到站
14、时的放 音功能；3、采用两个独立按键，作为上下行播放录音的控制键；4、采用 LCD12864 液晶屏，显示相对应的站的信息；2.2 设计思路电路总体上分为主芯片控制部分、语音芯片和液晶显示部分。以 STC89C52 单片机最小系统作为核心控制电路，以独立按键对上下行放音进行选择，具体 显示内容及方式由软件来完成。语音部分由 WT588D 芯片来实现，它是一个多功 能的语音芯片，可以多次重复录放，本设计正是运用此特点，完成录音和放音 功能的。具体步骤是：先录入站的信息，存储到芯片内部，建立语音库，并且 具体锁定到对应的地址中，通过按键的次序播放不同的信息。2.3 方案选择2.3.1 显示模块选择
15、方案方案一：用LCD1602液晶显示，但是由于1602主要显示英文和字符，不适 合用于带汉字的公交车报站。方案二：采用 LCD12864 不带字库芯片，但需要用取模软件取模， PROTEUS 可以仿真 HT1621 (1602) KS0108(12864) T6963C(24064)，等系列的模块，需先 学会仿真软件方案三：采用带字库的LCD12864芯片，可直接调用字库，使用比较方便。 鉴于上述对比与分析，本设计采用方案三。2.3.1 语音模块选择方案方案一：采用专门的语音芯片，常用的如ISD4004,可以录入长达8分钟的 语音，8K采样率。虽然这些语音芯片音质失真度较小，但背景噪声很大，还得 额外加功放，无额外发挥功能。方案二:WT588D语音模块,PWM和DAC输出方式,WM输出可直接推动0.5W/8 Q的扬声器，DAC输出外接功放，音质好。应用范围广，几乎可以涉及到所有 的语音场所。考虑报站需良好音质，而且要求控制方便，所以决定采用方案二2.3.3 按键选择方案方案一：采用STC89C52的独立键盘，其独立键盘有4个按键，按键数量符 合录音和放音两个按键的需要。方案二：采用 STC89C52 的矩阵键盘，其矩阵键盘具有 16 个按键，数量太
