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1、公交车语音报站系统摘要公共汽车成为城市人们出行的必备选择，然而，并不是每个人都熟悉所乘公交车的 路线、站点。所以乘客所面临的问题就是如何能够在正确的车站下车。最好的解决的办 法就是利用公交车语音报站系统提示乘客。本文设计一个在按键报站系统上改进的语音 报站系统，为乘客提供人性化的报站服务。该设计是基于GPS模块和AT89S51单片机设 计的自动语音报站系统。AT89S51单片机通过串口与GPS模块通信，确认公交车进站、 停站、出站等状态，根据程序播报站点信息，从而达到自动报站、预报站等目的。此外 通过分析GPS数据包，可解析出当前时间信息，可把时间显示在液晶屏幕上。本文在设 计的过程中给出了硬
2、件电路的设计方案、硬件控制方法、主要软件设计流程。本设计解 决了以往公交车报站系统人工操作不便、误报站多等问题。关键字： AT89S51单片机；GPS;自动语音报站Bus-stop Announcement SystemAbstractBuses are essential for people to travel in the city. However, not everyone is familiar with all the routes and bus stations. Therefore, the problem faced by passengers is how to get
3、 off at the right station. The best solution is to use the bus stop announcement system to remind passengers. This paper designs a bus stop announcement system improved from the stop announcement which operated with the keyboard, so that the system can provide passengers with customized service. The
4、 design designs an automatic stop announcement system based on the GPS module and the AT89S51 microcontroller. The AT89S51 microcontroller communicates with the GPS module by the Serial Interface, to confirm the status, such as closing to the station, stopping or leaving the station. Then the system
5、 broadcasts the station information according to the program. So as to achieve the purpose that automatic broadcast stations and forecast stations. In addition, the current time can be displayed on the LCD through analyzing the data from the GPS module. In this paper, we will give the hardware desig
6、n scheme, the control method and the main software design process. The embarrassment that manual broadcast stations and the mistake in the broadcast station can be solve in this design.: AT89S51 microcontroller; GPS; Stop announcement system目录1 绪论 11.1 选题背景 11.2 GPS 在国内外的发展状况 11.3 GPS 在国内的发展 11.4 本课
7、题的设计思路 22 硬件电路的设计 42.1 微控制器 42.1.1 主要性能特点 42.1.2 复位电路 42.1.3 晶振电路 42.2 语音芯片接口设计 62.2.1 语音芯片接口设计电路图 62.2.2 语音芯片的简介 62.2.3 ISD2560的引脚配置72.2.4 ISD2560的操作模式72.2.5 M6模式下的录放步骤82.2.6用单片机控制ISD2560的方法92.3 LCD显示接口设计92.3.1 12864LCD主要技术参数和显示特性102.3.2 模块引脚说明102.3.3 控制器接口信号说明102.4 GPS接收模块122.4.1 GPS 简介122.4.2 GPS
8、输入输出语句说明122.4.3 GPS 接收模块的选择122.4.4 GPS接口电路模块132.4.5 GPS接口电路用于公交自动报站的实现方式132.5 键盘接口设计 132.5.1 键盘接口与单片机连接的电路132.5.2 MAX6959 简介132.5.3 各个按键功能的定义142.5.4 MAX6959的引脚配置142.5.5 MAX6959 内部寄存器142.5.6 键盘接口电路在报站系统中的实现方式152.6 电压转换稳压电路 152.6.1 芯片介绍 152.6.2 引脚描述 162.6.3 变压稳压电路图 162.7 RS232 通信 162.7.1 与单片机串口的连接方式 1
9、73 软件设计 183.1 系统程序结构 183.1.1 主程序 183.1.2 按键中断处理程序 193.1.3 GPS 信息处理程序 203.1.4 语音处理程序 203.1.5 显示处理程序 22总 结 25致 谢 26参考文献 271 绪论1.1 选题背景随着全国经济的飞速发展，公交系统也是日新月异。按键报站系统的使用减少了的 人力的投入。但是这样难免让公交司机一心二用，出现报站不及时，误报站的情况，不 能时时刻刻满足乘客的需求；另一方面，公交司机开车时分散一部分精力去按键，也对 安全行驶埋下了隐患。因此，对自动报站系统的智能化升级的需求也日渐强烈。应用智 能化的语音报站系统对节省员工
10、开支，增强公司效益具有重要作用。与此同时，利用标 准普通话录音的报站系统，能使外来人口更易听懂，增强了不同城市间的交流与沟通。近年来，GPS(Global Positioning System)全球定位系统广泛应用与各种行业，在车辆监控与定位系统中的应用更是蓬勃发展。随着社会经济与科学技术的持续发展，节能减 排的口号越来越深入人心，公交运输系统扮演着越来越重要的角色。目前我国各大城市 公交车乘务员越来越少，而实行无人报站与售票。为了使公交系统的管理智能化、现代 化，需要对原有系统实行全面升级，GPS公交自动语音报站系统符合这一要求。1.2 GPS在国内外的发展状况在国外，GPS应用产业，已经成
11、为公认的八大无线产业之一。科学技术的进步、生 产需求的增加，GPS以精度高、效率高、自动化、全天候等特点，加上代表性的定位导 航、时间校准、精确测量等多种功能用途，在各种应用领域出类拔萃，使GPS成为紧跟 互联网的全球第三个新IT经济增长点。在20年的发展中，消费电子产品处处出现了 GPS的身影，小到手机、平板电脑， 大到车载GPS导航，GPS始终扮演着重要角色。然而，现阶段来看，由于GPS接收机的 单芯片化技术、价格以及市场应用服务等仍未成熟，因此，乐观的看待市场的同时，芯 片的集成难度难免不能被忽视，不如说利用什么技术才能使GPS芯片工作在更小的，或 者条件更加恶劣的环境中。类似的技术问题
12、难免会增加投入成本，所以，如何权衡设计 才能发挥性能与成本优势，是GPS公交报站系统值得考虑的问题。1.3 GPS 在国内的发展GPS在国内市场中的两个发展趋势(1)移动目标定位、监管，服务系统。车辆应用在GPS应用领域中所占比例比较大。GPS车辆应用的车辆跟踪和导航系统 是独立的。但摩托罗拉公司将二者融合，推出一体式的定位导航系统。从此这种系统成 为了发展趋势。自导航应用和中心监控是GPS车辆定位的两种方式。GPS技术、无线通信和地里信 息技术融合在一起，就构建了车辆管理系统。监控中心、主站、子站构成整个监控系统。 在系统工作过程中，安装在移动车辆上的GPS子站接收卫星的定位信息，微型处理器
13、将 得到的信号进行分析，筛选有用的信息，如经纬度、速度和时间，然后把该信息加上本 车辆的指定代号，以数据流的形式通过无线通信发给控制中心，控制中心收到子站发来 的信息流后，提取经纬度信息、车辆代号等。再由微处理器处理后显示在地图的相应位 置。这样，控制中心可以时刻监视车辆的状况，为调度和监督车辆提供了直观的参考。(2)GPS 终端产品在个人消费上的体现科学技术的飞速发展，使得成型的芯片越来越小，生产成本也越来越低，这样，GPS 是终端产品就不再是商业中的特权产品，人们开始把他们安装在自己的车上，甚至集成 到每个人的手机中。GPS产品丰富多样，有的将网络信号定位和GPS定位结合，在智能手机中用网
14、络定 位弥补小型终端接收GPS信号有限的缺点，实现了 GPS定位与手机终端的结合。GPS手 表、外接式的 GPS 定位产品的生产也逐渐成型。1.4 本课题的设计思路本课题设计利用GPS接收系统与AT89S51单片机，ISD2560语音芯片，12864LCD显 示器，实现到站时LCD液晶显示器显示本站和下站，并能够实现自动报站与手动报站之 间的切换。能够通过按键或设置进行某些特殊信息的提醒。GPS卫星定位语音报站系统 具有定位精度高、语音自动播报、报站实时准确等特点。此设计要求车辆的定位精度高 于50m，如遇外界环境影响GPS信号还可由按键恢复成手动操作进行报站。由 LM2576 为核心的电源模
15、块把公交车上的 24V 电源进行转换，为整个电路系统提 供稳定的5V直流电。AT89S51单片机为核心控制芯片，由键盘输入，实现语音芯片的 录放以及自动手动模式切换等功能，音频通过音频放大电路后播放。在自动报站模式下， GPS 收到卫星信号，把信息流通过串口传送给单片机，单片机对信息流进行筛选，识别 出 UTC 时间和位置信息，把对应的站点信息进行播报。同时单片机根据播报的内容， 把时间和相应的文字显示到 LCD 屏幕上。通过跳帧切换串口选择性连通的方式，切换 GPS和RS232与单片机的连接，RS232串口提供调试信息输出并用于与PC机交互。本设计第二章介绍各部分硬件电路的原理与实现方式，第三章对软件设计流程进行 阐述。该设计系统的方框图如图 1.1 所示。图 1.1 系统的方框图2 硬件电路的设计2.1 微控制器AT89S51 是美国 ATMEL 公司生产的低功耗，高性能 CMOS 8 位单片机，片内含4k的可变成的Flash只读存储器。该器件体现了 ATMEL公司高密度、非易失性的存 储技术，兼容标准的MCS-51指令系统，及80C51引脚结构。内部集成通用8位中央处 理器和ISP Flash存储单元，AT89S51广泛应用在嵌入式系统中。2.1.1 主要性能特点1 、 4k Bytes Flas
