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1、毕业论文公交车报站系统的设计【摘要】当今社会，对于一些学生和一些上班族来说，公交车成为了一种必不可少的交通工具。目前，就我们所在地来说，公交车一般采用的是手动报站系统，这样，就给司机增加了一些困难和劳动强度，也为乘客的安全增加了一些隐患。如果道路复杂的情况下，司机忘报站或错报站这类失误往往还会给乘客造成一些不必要的麻烦。本设计运用AT89C51单片机来实现公车的自动报站功能，使公交车在快到达每一个站点的情况下自动进行语音报站，并且把站台名字显示在LED数码管上。本系统利用AT89C51作为主控芯片来完成主控电路的设计，语音电路、汉字点阵显示电路、电源电路作为辅助电路等，主要实现到站自动报站自动
2、显示站点。【关键词】：自动报站、80C51单片机、语音电路、LED【ABSTRACT】In todays society， to some students and some office worker， bus becomes a necessary means of transportation. At present in our location， the bus usually adopts automatically stops, which increases some difficulties and labor strength of drivers and some ris
3、ks of passengers. Under the complex road circumstance, drivers may forget to stop or stop by mistake, which will cause some unnecessary troubles.This design uses single-chip microcomputer AT89C51 to realize the automatic bus stops function，which makes bus in quick arrive every site under the conditi
4、on of the automatic for voice stops， and put in LED digital display platform name tube. This system is required to exploit the AT89C51 as the master chip to complete the main control circuit design， voice circuits， Chinese characters dot matrix display circuit， the power circuit as auxiliary circuit
5、， etc.，and it mainly realizes automatic station stops and automatic display site. 【KEY WORD】:automatic stops，80C51 SCM，pronunciation chip，LED 目 录一、引言1（一）课题研究的背景、意义1（二）国内外研究动态1（三）设计的主要任务1二、方案比较1三、系统总体设计与框图2四、硬件电路的设计2（一）AT89C51单片机2（二）电压变换电路4（三）脉冲检测电路6（四）语音电路6（五）LED显示电路9五、系统程序的设计12（一）主程序12（二）语音报站程序12（三
6、）显示子程序13总结14附录一：原理图15附录二：原理图16附录三：原理图19附录四：LED汉字显示程序23参考文献24致谢25一、引言（一）课题研究的背景、意义通过观察，现在的无人售票公交车都是由公交车驾驶员操控按钮来实现报站，但这种方式存在很多缺陷：首先影响司机的驾驶，会使司机在驾驶中，特别是在靠站过程中分散精力，容易造成安全事故；另外，由于一些司机的责任心不强，经常会出现漏报、错报等问题。市民都希望自己的出行是安全、便捷的，所以，本设计将研究一种方便大家的公车自动报站器，让生活变的更加和谐美好。（二）国内外研究动态公交车报站器在公交事业中占有举足轻重的地位，它直接影响到公交车的服务质量。
7、目前公交车报站有三种方式，一种是利用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的站名字幕，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。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。另外一种是手动电子报站和人
8、工报站的方式，这样，会加大司乘人员的工作强度。（三）设计的主要任务本课题主要是对里程计数来控制报站时刻， 以实现公交车的语音自动报站，即在进站、出站时候自动播报语音提示信息及服务用语，同时利用LED点阵电路进行汉字显示。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、汉字点阵显示电路、电源电路等。二、方案比较方案一：公交车站自动报站器的设计，对车轮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。以AT89C51为主控芯片，对外来脉冲计数，结合语音芯片ISD4004输出语音。方案二：利用8031单片机作为CPU来进行总体控
9、制，当汽车到达某站时，汽车司机通过键盘来控制本系统进行工作，并且，系统将使用状态指示电路，向司机指示出当前的行驶方向及站号方案选择：将方案一与方案二进行比较，方案二是采用8031单片机控制，通过键盘来控制报站时刻，并不完全符合设计的要求，它仍然需要操作员员手动控制，所以本课题决定选用方案一，它使用AT89C51作为主控制芯片，通过对里程的计数来控制报站时刻，完全无需人工介入，选用的语音芯片是美国ISD公司的ISD4004，该芯片与其它语音芯片相比较，其语音音质好，录放时间长。三、系统总体设计与框图整个系统主要由主控电路、脉冲检测电路、语音电路以及LED点阵汉字显示电路等组成。图2.1系统框图系
10、统框图如图2.1所示，该系统主要由89C51单片机作为CPU来控制整个电路。主要是根据车轮的转数来实现脉冲。首先两站之间的距离是不变的，也就是任意两站之间，公交车到达所需的车轮转数是基本一定的。我们利用这一点，多次试验，记录任意两站间公交车所行驶的最小距离，因为里程=转数*车轮周长，那么我们就因为公交车行驶的路线是固定的，从起点到终点中途经过的站点是固定的。因此，任意知道任意两站之间的最少圈数。只要把一圈的距离设为一个脉冲，并用计数器记录，到达一定的脉冲后把数据传送到CPU，再由CPU把信号传到语音电路中。从而达到自动报站效果。再通过LED显示电路显示出来。若是公交车突然要改变路线或者出现系统
11、错误的时候，还能通过控制信号来实现。保证更准确、更及时、更精确的报站。四、硬件电路的设计硬件在电子系统中，硬件电路不仅是控制系统的基础，同时也是软件运行的载体，硬件电路的好坏，直接关系到整个系统的有效性，稳定性，对整个系统的优劣起着至关重要的作用。因此，应该高度重视硬件电路的设计。大到总的规划布局，小到元器件的选择，都要谨慎小心。公交车报站系统主要由四个部分组成，即主控电路、脉冲检测电路、语音电路以及LED点阵汉字显示电路。(一)AT89C51单片机1.AT89C51结构框图AT89C51单片机的结构框图如图3.1所示。它主要由下面几个部分组成。图3.1 单片机AT89C51结构框图（1）一个
12、8位的微处理器（CPU）。（2）片内数据存储器RAM(128B/256B)。存放可以读/写的数据，运算的中间结果、最终结果、欲显示的数据等。（3）片内程序存储器ROM/EPROM(4KB/8KB)。存放程序，一些原始数据和表格。但也有一些单片机内部不带ROM/EPROM，如8031，8032，80C31等。（4）四个8位并行I/O接口P0-P3。每个口既可以用作输入，也可以用作输出。（5）两个定时器/计数器。每个定时器/计数器都可以设置成计数方式，用以对外部事件进行计数，也可以设置成定时方式，并可以根据计数或定时的结果实现计算机控制。（6）五个中断源的中断控制系统。（7）一个全双工UART（通
13、用异步接收发送器）的串行I/O口。用于实现单片机之间或单片机与微机之间的串行通信。（8）片内振荡器和时钟产生电路。但石英晶体和微调电容需要外接。最高允许振荡频率12MHZ。2.振荡器电路89系列单片机的内部振荡器电路由一个单级反相器组成。XTAL1为反相器的输入，XTAL2为反相器的输出。当它内部的振荡器产生时钟，只要在XTAL1和XTAL2引脚上外接一个晶体及电容组成的并联谐振电路，便构成一个完整的振荡信号发生器。如图4.1所示，外接晶体及电容C1，C2，组成并联谐振电路。通常情况下C1，C2都选择30pF，如果使用陶瓷振荡器，则电容C1，C2的值取47pF。图4.1振荡器等效电路3.复位电
14、路AT89S51的上电复位电路如图4.2所示，只要在RST复位输入引脚上接一电容至Vcc端，下接一个电阻到地即可。上电复位的过程是在加电时，复位电路通过电容加给RST端一个短暂的高电平信号，此高电平信号随着Vcc对电容的充电过程而逐渐回落，即RST端的高电平信号必须维持足够长的时间。上电时，Vcc的上升时间约为10ms，而振荡器的起振时间取决于振荡频率，如晶振频率为10MHz，起振时间为1ms；晶振频率为1MHz，起振时间则为10ms。图4.2上电复位的电路(二)电压变换电路1.24V变5V（如图4.3所示） 图4.3 24V变5V公交车上所使用的电源电压为24V，而AT89C51芯片的工作电
15、压为5V，所以需要将24V的电压转换成5V电压。设计中采用了三端固定正电压集成稳压器7805，来得到+5V稳定电压。2.24V变6V如图4.4所示，由于功率放大器LM386要接+6V电压，因此还需要一个电压变换电路将24V电压变换成+6V的电压。这里选用的是芯片LM317。LM317是三端可调式集成稳压器，其电路结构和外接元件如图5.2所示。图4.4电压变换电路它的内部电路有比较放大器、偏置电路、恒流源电路和带隙基准电压等，它的公共端改接到输出端，器件本身无接地端。所以消耗的电流都从输出端流出，内部的基准电压（约1.2V）接至比较放大器的同相端和调整端之间。若接上外部的调整电阻R1、R2后，输出电压为 LM317的=1.2V，=50uA，由于调整端电流、，故可以忽略，所以上式化简为 仅仅从公式看的话，R1、R2的阻值是可以随意变换的，而作为稳压电源的输出计算公式，R1、R2阻值是不能随意变换的。根据以上的公式来看，我们只要调整R1、R2的阻值就可以改变输出电压。 (三)脉冲检测电路本设计的关键是对转轴所转过的圈数进行计数，考虑到车
