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1、本科生毕业设计（论文）摘 要随着国民经济的高速发展，城市公交事业发展的很快，公交车报站器在公交事业中占有举足轻重的地位，它直接影响着公交车的服务质量。本文应用单片机技术、语音合成技术和点阵LED汉字显示技术设计了一种公交车语音报站和汉字显示系统，它能很好的模仿人完成报站任务，从而解决了这一问题。本文介绍了一种新型的公交车自动报站系统的设计原理，系统以AT89S51单片机为核心，外扩ISD1420语音芯片，点阵LED汉字显示屏和行列驱动芯片，以及时钟芯片DS1302。当汽车到达某站时通过键盘来控制本系统进行工作，通过语音输出电路进行语音报站和提示，AT89S51单片机同时通过程序读取汉字信息送入
2、LED点阵显示电路进行汉字提示,并且在设计中选用了DS1302时钟芯片，达到了在车辆运行期间可通过LED显示屏显示实时的时间，提高了车辆的服务质量。关键词：单片机；语音报站；点阵LED汉字显示屏；ISD1420语音芯片AbstractWith the rapid development of national economy, the urban public transportation business is developing very fast. The station reporter on bus is playing a decisive role in the public
3、transportation business which directly affects the service quality of the buses. The paper uses singlechip, speech synthesis, and lattice LED Chinese character display techniques to design a voice station reporting and Chinese character display system which can imitate humans to conduct the station
4、report task so that this problem will be solved.This paper introduces the design principle of a new-style bus automatic station reporter system which takes AT89S51 singlechip as its core and adding external ISD1420 speech chip, the lattice LED Chinese character display screen and the procession driv
5、er chip as well as the clock chip DS1302.Works by controlling the system through the keyboard,when there is a bus coming.And report and remind stations through the voice output circuit. In the mean time, the AT89S51 singlechip reads Chinese character information into LED lattice display circuit to c
6、onduct the character reminders and it achieves that the real-time is shown through LED display screen during the buses operation by choosing the DS1302 clock chip so that this improves the service quality of the buses.Keywords: Single-chip Microcomputer;Speech station report; Lattice LED Chinese cha
7、racter display screen; ISD1420 speech chip.目录第1章 绪 论11.1 课题的研究背景和发展现状11.1.1 研究背景11.1.2 课题的发展现状21.2 公交车语音报站和汉字显示系统的任务和意义21.2.1 设计的主要目标任务21.2.2 公交车语音报站和汉字显示系统的意义3第2章 系统的总体方案设计42.1 方案论证42.1.1 单片机的选择42.1.2 语音芯片的选择42.1.3 汉字显示模块选择52.2 系统的整体设计方案6第3章 硬件电路的设计73.1 单片机最小系统设计73.1.1.AT89S51单片机简介73.1.2.AT89S51单片机
8、引脚功能83.1.3.晶体振荡器电路103.2 语音电路的设计113.2.1 语音芯片ISD1420 简介113.2.2 语音芯片ISD1420的操作模式143.2.3 ISD1420与单片机的接口电路153.3 LED汉字显示电路设计173.3.1 点阵LED汉字显示屏简介173.3.2 点阵LED汉字显示驱动原理183.3.3 字模提取原理193.3.4 点阵LED行列驱动接口电路的设计213.4 时钟电路的设计233.4.1 时钟芯片DS1302简介233.4.2 时钟芯片与单片机的连接243.5 复位电路的设计243.5.1 看门狗芯片MAX813243.5.2 MAX813与单片机的
9、电路连接253.6 键盘电路263.7 电源供电电路设计26第4章 系统的软件设计284.1 概述284.2 主程序设计294.3 序设计304.3.1 点阵LED汉字显示子程序304.3.2 语音输出子程序314.3.3 录音子程序324.3.4 键盘子程序33第5章 结论37参考文献38致谢40附件41附录48附录51IV第1章 绪 论1.1 课题的研究背景和发展现状1.1.1 研究背景近年来，微型计算机技术日益发展，已经在许多领域得到了广泛的应用。其中单片机的应用十分广泛，在工业控制领域、家电产品、智能化仪器仪表、计算机外部设备，特别是机电一体化产品中，都有重要的用途。单片机最明显的优点
10、是价格便宜，从几元到几十元人民币。而且这类芯片的生产量很大，技术也很成熟。单片机系统除了可以对电信号进行测量外，还可以对光电信号进行测量综观现阶段，目前各大城市的公交报站系统有多种方式，一种是利用GPS全球卫星定位系统的公交报站系统，GPS可以确定公交车的地理位置, 其功能非常强大，只要把公交站点的位置数据经、纬度记录下来, 就可以知道公交车是否到达站点。由于公交车途经的各站点的经纬度数据需要预先测量好, 存放到系统的数据区, 作为对比参考用，这个工作量是相当大的，每次公交车站改地点都带来巨大麻烦。并且由于其构件相对昂贵，所以在短时间内还无法普及。一种是人工报站方式，此种方法一般只适用于线路较
11、长的公交线路中。利用站牌发送电磁波，使车接收并显示该站站名以及其相关信息，以达到方便乘客的目的。但是考虑到精度和价钱，这种方案投资过高，不易维修，硬件结果过于复杂。起初，为了使站牌能适时地发送电磁波，设想先由即将到站的公交车发送一个信号给站牌，以告之“我来也”，站牌接收到该信号后，即“回复”一个信号，使公交车显示出相关信息。但又如何发送这么一个信号呢？觉得只有司机或售票员按某一特定按钮，从而能实现上述效果。而这之于现存的报站系统并无多大改进，反而消耗了人力、物力及财力。那么，有没有什么更好的办法呢？我们受到法拉第电磁感应原理（闭合电路切割磁感线产生感应电流）的启发，于是我们想到将这一原理运用到
12、我们的设计中来。公交车以一定速度在路上行驶，在到站前会经过路下线圈，路下线圈切割车上通电线圈所产生的磁场而产生感应电流。电流流经站牌，触动内部装置，使站牌发送出电磁波。在车上的乘客就能从荧屏上获取相关报站信息。1 能准确报站，不但给乘客带来方便，而且能让司机更加专心于驾驶，加强了道路安性2 信息量大，而且可及时更新1.1.2 课题的发展现状 公共汽车行驶在现代文明程度高的市区，也是一道流动的风景线，所以对整车外貌都有着更高的要求。而且应该有醒目电子报站器，才能减少乘务人员劳动的强度。无人售票装置、前后电视监视系统等新科技也将越来越普及。目前公交车报站有多种方式，一种是利用GPS全球卫星定位系统
13、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。有些是动寻迹汽车采用单片机为核心,与检测电路、控制电路、显示电路、距离测量电路组成“自动寻迹的智能公交车系统智能控制系统”。系统由站台显示系统和寻迹汽车两部分组成。其中自该系统通过光敏传感器来检测轨道从而改变汽车的方向；利用车
14、轮运转次数测量行驶距离等参数的测量，并实现自动报站;有关参数利用键盘进行设定。站台显示系统也是由STC89C52单片机为核心，具有站点号以及站点距离等参数设置功能等等。1.2 公交车语音报站和汉字显示系统的任务和意义1.2.1 设计的主要目标任务随着现代化信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现，在智能仪器仪表或自动控制设备中，增加语音功能能极大地提高人机界面的友好性，方便用户操作。在许多的场合，要将语音系统和单片机结合在一起使用，解决上述问题。所谓语音系统就是在人工或者是控制器的控制下可以录音和放音的系统。本装置实现汽车报站器具有如下功能：1.以单片机为核心实现公交车自动语音播报.可设置上
15、、下行路线；2.播报车辆起步时的服务用语，预报下站名；3.到站时语音提示站名。4.在语音报站名的同时，用LED显示汉字站名。5. 在车辆运行时候，LED显示当前时间1.2.2 公交车语音报站和汉字显示系统的意义随着科学技术的日益发展,无人售票公交车在街头多起来了，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方便.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，该方式因其效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。鉴于传统公交车报站系统的不足之处，结合公交车辆的使用特点及实际营运环境，设计了一种由单片机控制的公交车自动报站系统。公交车自动报站器的设计主要是为了弥补改变传统语音报站器必须有司机操控才能工作的落后方式，进站、出站自动播报站名及服务用语，为市民提供更人性化，更完善的服务 。
