基于51单片机的公交车自动报站系统论文

1、基于51单片机的公交车自动报站系统摘要公交车在随着我国城市的不断发展和建设，他已经逐渐成为人们生活中最主要也是最方便的交通工具。一个城市的交通发展水平也渐渐的被公共汽车的服务质量水平所代表。这几年也基本没有售票员的传统式的人工售票报站。街头逐渐出现并广泛流行的语音报站器以及无人工售票的公交车在马路上驾驶。这样的做法很大程度上减轻了公交车运营投入的人工成本，同时也减轻了人工售票的工作压力。这样被广泛使用的报站系统是一大进步。当然也是因为之前的传统报站服务带给许多不熟悉公交线路的乘客一些由于乘务人员沿途报站的不便，所以在单片机技术的日益发展和成熟下给我们的生活带来了诸多方便。公交车语音 报站器系统

2、的服务也随着多媒体技术的普通应用得到了完善。本文设计的是以 AT89C51 单片机作为主控芯片一款公交车站自动报站器系统。重点介绍了 硬件电路的设计与工作原理以及软件的结构和实现，还结合了各种不同模块、例如有语音模块、LCD 显示模块、报警模块等电路模块使得能够实现公交车的语音自动报站功能。在 LCD 液晶频上显示当前站名信息，直接输出数字信号给单片机 AT89C51 进行处理，接着用语音电路输出放大后的语音信息。关键词：自动报站器 ；AT89C51 单片机 ；语音播报系统 ； 目录前言 I摘要 11公交车自动报站器的系统简介及发展现状22系统功能 33系统总体设计思想 44系统硬件设计思想

3、54.1矿系统主要硬件部分实现64.2显示模块74.3矿震的分类 75系统软件设计思想 85.1系统功能设计85.2数据传输85.3汉字显示86系统调试与结果分析 96.1微对测试接受距离的影响因素 96.2单片机对接受模块的干扰 96.3单片机复位电路的可靠性 96.4语音报站程序 107结论 11致谢 12参考文献13前言在21世纪如今的社会中，我们仍然能发现公交车站存在诸多尚未解决的问题。例如有让操作者的工作强度而且低效率低的传统拖拉机司机停车，只能依靠司机手动的方式来控制公交车站。公交车在随着我国城市的不断发展和建设，他已经逐渐成为人们生活中最主要也是最方便的交通工具。一个城市的交通发

4、展水平也渐渐的被公共汽车的服务质量水平所代表。这几年也基本没有售票员的传统式的人工售票报站。街头逐渐出现并广泛流行的语音报站器以及无人工售票的公交车在马路上驾驶。这样的做法很大程度上减轻了公交车运营投入的人工成本，同时也减轻了人工售票的工作压力。这样被广泛使用的报站系统是一大进步。这样不仅对开启和关闭的任务都有影响而且停车只靠手动开关按钮，那么就效率低。交通安全产生很多隐患。当然也是因为之前的传统报站服务带给许多不熟悉公交线路的乘客一些由于乘务人员沿途报站的不便，所以在单片机技术的日益发展和成熟下给我们的生活带来了诸多方便。公交车语音报站器系统的服务也随着多媒体技术的普通应用得到了完善。与声明

5、人们希望公共交通站。声明设备有自动语音声明函数, 准确地及时、了解道路信息, 人们可以准确地到达车站牌同时希望有显示器的功能, 这样减少工作人员的工作压力的同时也省了旅行的时间。提高效率通过这种可以。此外,高科技时代的我们, 应用电子技术可以大大提高电台的情报。为了它能够更好地满足人民生活的需要单片机技术发展到了可以应用于广播电台控制器。本文设计的是以 AT89C51 单片机作为主控芯片一款公交车站自动报站器系统。重点介绍了硬件电路的设计与工作原理以及软件的结构和实现，还结合了各种不同模块、例如有语音模块、LCD 显示模块、报警模块等电路模块使得能够实现公交车的语音自动报站功能。在 LCD 液

6、晶频上显示当前站名信息，直接输出数字信号给单片机 AT89C51 进行处理，接着用语音电路输出放大后的语音信息。巴士提供方便快捷的服务的人出去,和车站公告和显示的公交车直接影响服务的质量。单片机技术近年来在科学技术的告诉发展,已广泛应用于许多领域。微机技术结合各种语音芯片在声学领域, 它可以汽车车站报警器的实现成为可能的完成语音合成技术,。与此同时,结合单片机和汉字的功能显示点阵显示已完成为公民提供更人性化的服务做好准备。结合总线的特点以及针对车站系统的广泛应用在实际的操作环境中,我们认为公交车站自动化系统由单片机控制是目前这几年主要的设计思路。本文通过一个详细介绍通过mcs51汇编语言的单片

7、机控制语音站实际的设计视觉/听觉总线自动站系统,和汉字显示的整个过程,从熟悉51单片机指令,单片机C程序的软件设计。最后到硬件电路设计方面,8255并行接口芯片用于扩展单片机输入和输出端口,它解决了如何连接的问题与语音芯片和如何解决电源的抗干扰。1 公交车自动报站器的系统简介及发展现状 语音芯片用于公交车站报警器是这几年一种固态数字语音压缩存储形式,他是通过从声音传播到模拟量然后进入AD存储里继续回放 D / A摸拟量的方法。这个声音质量有一定的不清楚的语音芯片的外围电路非常复杂。随后他可以使用模拟语音数据直接存储的声音完成ISD4004的设计和应用并且在公交车站播音员可以减去许多负担。2 系

8、统功能 单片机控制回放以及显示部分的整体首先是键盘是人机界面，然后按键对单片机、当键盘按键被按键扫描确定所按下的按键的时候，单片机进行处理(称为按键歌曲程序)后返回到相应的LED显示屏和语音停止部分。继续按键扫描。整个过程起到了停止的基本功能。也就是说,公共交通电台发射机的设计包括:录音和播放, 键盘输入部分,显示部分公交车站自动报站系统的主要功能如下:(1)输入和更换站名称不同的公交线路。(2)完成手动上行和下行线的广播电台名称的公共汽车线路。(3)使进行的语音播报的电台播音员更加人性化。(4)时间、日期、车站信息,提示和广告LED屏幕上可以显示。(5)实现当前的广播电台的名称和预测下一站的

9、打开和关闭汽车的后门,调试按钮可以用来当播放失败来调试广播系统。3 系统总体设计思想一般情况的大多数都是既包括软件设计又包括硬件设计是一个完整单片机应用系统的设计。单片机的软件系统以及硬件系统之间有不可分割的密切的相互控制的关系。下面我将对大多数单片机应用系统的设计的软硬件设计思想进行简单的介绍。这个系统软件是, 车载系统到车站系统和流程图根据系统功能采用模块化结构。当汽车行驶到距离某一个站点的时候系统流程图会显示出车站系统不断地一遍一遍的发送属于自己的独特的的编码 ,米左右时 ,通过解码还原车载系统将接收到车站系统发射出来的具有唯一性的编码数里面包含有根据该数据 自动判断出的站点信息的数据并

10、是否应该在该站停靠 ,要是你需要的话就 ,然后发出命令来启动语音芯片,因此解决引用相应的停止,如果不需要对接，解码后的数据将自动被忽略，车站系统将不会被激活，以避免误报。4 系统硬件设计思想包括8051年、8031年、8751年和其他模型通过mcs51汇编语言系列单片机产品。本系统选择ATMEL公司的以AT89S51单片机8 k程序存储空间为主要控制芯片考虑到系统程序略大的缘故。本系统主要完成了而且还与司机进行互动,因此必须包括键盘模块和演讲宣布汉字显示车站功能,。只有4 8位并行I / O端口,P0, P2分别用作low-8-bit high-8-bit外部存储器的地址因为通过mcs51汇编

11、语言系列单片机由单片机处理。P0数据端口地址时分多路复用端口。为系统提供一些控制信号的P3港口还有一个功能。必须扩展单片机并行端口对于这个系统不然会不足够。并行可编程接口8255是用来扩展单片机的并行端口线选择汉字显示。8255年选择是必需的,因为16位并行端口是必要的。本文使用一个端口和B端口。汉字显示的列选择通过芯片74 ls154 4-16解码器由低4位的P1控制端口。与语音芯片进行通信其他别针P1端口用于连接ISD4003。P2端口没有很多钥匙在此系统中是用作键直接输入矩阵键盘电路。单片机和外围芯片之间的关系如图1所示。图1 单片机与外围芯片连接图4.1 系统主要硬件部分实现该系统是建

12、立以STC89C52单片机为CPU。它是新一代的宏观晶体技术高速,低功耗,超级抗干扰单片机发起。采用5 *7点阵图形显示字符的LCD1602是一种的液晶显示模块。512字节的内存, 32位的I / O端口线8 k可编程闪存,和指令代码完全兼容传统8051。系统使用1602液晶模块显示。显示2行16个单词它可以一次性显示。选择它作为显示模块是因为其容易控制的设计体积小,漂亮,显示内容丰富的功能。通常使用P0端口直接驱动I / O端口访问读写在这个设计中, 三个引脚是控制端的1602,P2。0,P2。1,P2。是语音芯片采用ISD4004。ISD4004芯片的美国ISD公司是一个记录和8到16分钟

13、的上场时间非常强大的语音芯片,而这个公交系统促进每个站的记录和报告的记录时间长,采用ISD4004。此外, 通过地址查询录音信息广场和报告ISD4004可以直接通过扬声器播放录音信息。最后重要的是，录音完成后ISD4004有记录标志的结束。可以单片机产生中断信号通过CE和PD组高水平阅读马克以控制ISD4004输入不工作的状态和节能。用于控制操作的接收器和发射器和组成的红外无线控制电路和特殊的编码和解码集成电路芯片。他们是包括键盘矩阵、编码调制的发射部分、接收部分包括LED红外发射机。光电转换放大器、解调和时钟核心芯片采用DS1302实现解码电路。DS1302在美国它可以为一年,月,日,星期,

14、时,分,秒,DS1302DALLAS公司推出了高性能、低功耗、实时时钟电路与RAM, SCLK(串行时钟)线连接的三个接口。采用单一总一行数字和单片机与I / O(数据行)的温度传感模块温度传感器DS18B20串行方式之间通信利用RST(重置) , ,数据单个总线只有一个数据的交换系统中是完成这条线的控制就是这样DALLAS DS18B20不一样的温度传感的特点。它可由数据线供电，具有多点测温4的能力而且单单需要一个接口脚就可以进行通信了。4.2 显示模块 本设计第一行显示此公交车的站点的液晶显示屏的是采用LCD1602 来看公交车名和站名的。8 个数据端口接到单片机 P0 口的LCD1602

15、的第二行显示站名是硬件电路中的。那是管脚分别与单片机的 P2.0-P2.2 相连的数 码管的 4，5，6。通过 单片机在液晶显示频上显示的信息处理从而达到各段信息的显示。4.3 报警模块 本设计二极管两端口接电源和单片机 P1.0,当 P1.0 为低电平，采用发光二极管 LED 指示灯亮来提醒公交车到达发光二极管 D3 灯亮相应的站名。5 系统软件设计思想5.1系统功能设计硬件系统以51单片机作为主控制器，以GPS 模块为数据采集器，以液晶显示模块及语音模块为 信息显示环节并辅助以独立按键模块，从而实现数 据采集、自动手动报站和相应信息显示的功能。 本设计系统的硬件框图如图1所示图 2 系统程

16、序模块图中断扫描方法和周期扫描方法两个扫描方法传统的键盘扫描程序一般键盘扫描方法占用一定数量的CPU时间。文章中键盘扫描程序设计在这篇通过实现延迟抖动消除使用过程的执行序列来,主程序每一个键盘扫描程序,进行调用将得到键值键盘最后一个键值扫描程序与, 计数器加1如果等于累到一定值(如30)当计数器积被认为是按下相应的键的键值,实际上完成按钮扫描。可以使单片机的工作效率更高的这个键盘扫描方法并不会占用CPU时间, 5.2数据传输将汉字字体颜色排列成一个数组在移动显示中实现汉字的动态，我们并定义一个大小为32字节的显示缓冲区，只负责向显示缓冲区发送字，发送数据传输程序。一定的使点阵将更新显示缓冲区的

17、内容然后显示新的内容时间间隔。不会占用CPU时间的具体中断服务子程序完成定时,这样不仅可以和其他程序并行工作而不受干扰而且显示程序并还显示显示效果更好更加稳定。5.3汉字显示这个74 ls154译码器的输出的模块是使用一个8255芯片,输出信号的并行接口线选择,列选择,低四位和P1.6门74 ls154的信号74 ls154 P1港口作为输入。缓冲区发送数据到8255定时中断服务程序负责从显示,这样可以显示在相应的汉字点阵。因为可以实现汉字滚动显示四个8-by-8-bit领导所以显示缓冲区的内容经常更新它。在键盘处理方面判断哪些关键出版社的键值是通过键盘扫描程序和确定,达到那些关键处理子的程序

18、。例如电台子程序将到播放语音电台按下电台键。在数据块的选择方面数据传输程序可以从指定的数据块传输数据，根据车站计数器的值选择相应的数据块,所以,显示程序和准备数据。最后是声音停止如何进行呢？ps话音通过录制程序进入ISD4003站提前指的是固定地址，子例程是根据全局变量计数(停止计数)语音停止值然后获得语音地址的。当按16的地址从指定地址按下停止时，后退键将不会再是计数的值快速。每个值的计数用指令到播放地址的该指令再由声芯片发出相应的声音传输到单片机向声芯片发出声音。6 系统调试与结果分析6.1 对测试接收距离的影响因素测试仪器设备如表 所示 。分别对测试接收距离 、单片机对接收模块的止扰和一

19、单片机复位电路的可靠性进行一了研究 。采用较 简单的 C 复位电路，单片机在上电瞬间， ST 引脚端 出现正脉冲，实现自动复位。经实践使用证明，其复位 逻辑稳定、可靠。表 测试仪 器设备清单 在测试期间,发现可以没有天线发射和接收的5 v电压下添加到传输模块,虽然距离很短,最多两米。接收和发送模块的天线25厘米当添加后, 显著增加测量解码距离,达到约五十米。当添加12 v的电压传输模块, 影响收发距离有两个因素:一个是传输模块的工作电压,另一个是接收/发送模块的天线匹配和天线接收/发送模块与还增加了二十五厘米,测量解码距离可以达到一百米以上。认为从这些。解码距离与天线的四分之一波长指的是最大解

20、码距离测量直接打开地面发射/接收模块分开工作在额定条件下。如果双方都在一个更高的位置,将进一步的遥控距离。工作在UHF频段内所以电磁波沿直线传播，遥控距离明显缩短，检测到障碍物衰减，我们尝试在测试过程中，接收隔板，这样因为解码距离缩减了一半，所以在使用时尽量使用高增益天线应尽量避免障碍物架高天线，或者，以提高沟通效果也可以选择使用固定高增益定向天线，。此外，通信距离也有很大的影响数据速率对。速率越高，一般来说就距离越近。建议数据速率为1.2-2.4k。如果处理不当，计算机系统(包括单片机)对射频器件有一定的电磁干扰。会导致无线传输距离越来越近，甚至无法正常工作。6.2 单片机对接收模块的干扰当

21、单片机模拟PT2272解码时, 工作时,52-series单片机通常发现遥控距离缩短了很多。这是因为单片机的时钟频率会产生干扰的接收模块。将产生较强的电磁辐射的。这个频率频率范围9 mhz - 900 mhz任何无线接收设备。因此,它将解决办法是尽可能降低CPU晶体的频率。辐射强度的1 m水晶只有1/3的12米晶体试验表明,他的敏感性使晶体振荡器跟上单片机的工作,减少辐射,6米晶体振荡器。我们的实验为了更有效地控制单片机使用电源隔离和端口隔离对接收模块的实验。6.3 单片机复位电路的可靠性这个设计的主要产品适用于普通RC复位电路,可以实现上述功能,但不能解决问题的权力的毛刺(A)和缓慢下降(电

22、池电压不足)。提高电路、RC复位电路使用额外的复位电路增加电容的电压电源放电电路快速放电的瞬间下降,因此,不稳定初级产品的测试,:连接到电源有时候单片机可以正常工作,有时不能正常工作。和电源以一个恒定的毛刺宽度也可以使系统可靠地复位。再次测试,不稳定性显著提高,没有单片机不能工作。:6.4 语音报站程序声音停止程序:0multipoint停止语音是通过将程序预先记录到ISD4004的指定地址中，对应于16的地址从指定地址寻址的高声音的每个值的计数与指令，语音停止子例程是根据全局变量count停止计数器值得到相应的语音地址，指令再通过单片机语音芯片,当按下停止时，语音芯片把相应的语音快速后退键将

23、改变计数的值。具体工位程序流程图如图6所示。图6 报站程序流程图 语音芯片ISD4004系列广播语音芯片,芯片的工作电压是v + 3,单芯片记录和播放时间是8到16分钟,音质好,适合手机等便携式电子产品。语音芯片ISD4004主要与三个外围设备,即单片机控制电路、语音输入电路和语音回放电路。P1.0, P1.1 P1.2别针的单片机与独立按键来控制语音芯片的回放过程。P1.3大头针连接到基地极的三极管控制外部语音输入、语音回放电路通过电阻是否连接;P1.4引脚拼接端子SS，控制ISD4004选通与否;P1.5引脚连接串行输入MOSI，读取播放地址;P1.7引脚连接串行时钟sck;两个芯片相互连

24、接，以便传输和接收断开的信号。ANA IN+和ANA IN-连接到记录电路。通过麦克风记录每个站的信息，并存储在芯片中供播放。音频功率放大器LM386驱动音箱回放电路构成, 7 结论 针对手动操作器的缺点报告在公共汽车上,一个自动站报告系统设计基于无线数据传输的原理,实现智能站报告功能的公共汽车。通过系统测试和其他站的方法,该系统有较低的系统价格,和车站精度高,具有良好的推广,不失为一个智能设备在公共汽车上。tem根据无线数据收发器的原理，利用单片集成电路对每个站进行编码，然后由无线数据在一定空间内发射编码数据，当轿厢当轿厢进入人接收系统的范围内接收数据时，对数据进行解码，根据解码后的数据确定

25、去往站点的流量，启动语音停止系统引用相应的停止，实现公交车站智能化功能。经过多次测试和改进, 产品的硬件和软件不复杂，易于修改和适应不同的公交路线，将来也便于系统升级。当驾驶员按下开/关按钮时，还可以提示到达和离开，并在驾驶过程中手动控制提示音。产品可以实现预期的功能。能够准确地识别和自动报告站在一百二十米。同时显示站名。具有自动报站和手动报站功能，驾驶员可根据实际情况随时切换;生产成本控制在一百元以内。本文设计的是以 AT89C51 单片机作为主控芯片一款公交车站自动报站器系统。重点介绍了 硬件电路的设计与工作原理以及软件的结构和实现，还结合了各种不同模块、例如有语音模块、LCD 显示模块、

26、报警模块等电路模块使得能够实现公交车的语音自动报站功能。在 LCD 液晶频上显示当前站名信息，直接输出数字信号给单片机 AT89C51 进行处理，接着用语音电路输出放大后的语音信息。综合自动化系统一层三层架构的服务器管理,客户端控制层和现场设备层,并将不同子系统的传输模式转换为一个统一的OPC接口。为管理者决策提供重要的现实依据综合自动化系统不仅可以监控各个子系统的数据，还可以切换到后台对数据进行历史分析和统计。 致谢光阴如梭，时间飞逝。转眼间，三年的大学生活已经接近尾声了。毕业设计也即将结束，在指导老师的指导下和同学的帮助下，顺利的完成了毕业论文。通过做毕业论文，自己对大学三年所学的知识有了

27、更多的见解。这篇毕业论文让我认识到自己的不足，不仅仅对三年专业知识的应用，更是对自己综合能力的提升。通过做毕业论文明白了，知识需要长时间的积累，在以后的工作和学习中不断地锻炼自己，提高自己的学识和综合能力。公交车在随着我国城市的不断发展和建设，他已经逐渐成为人们生活中最主要也是最方便的交通工具。街头逐渐出现并广泛流行的语音报站器以及无人工售票的公交车在马路上驾驶。这样的做法很大程度上减轻了公交车运营投入的人工成本，同时也减轻了人工售票的工作压力。这样被广泛使用的报站系统是一大进步。本文设计的是以 AT89C51 单片机作为主控芯片一款公交车站自动报站器系统。重点介绍了 硬件电路的设计与工作原理以及软件的结构和实现，还结合了各种不同模块、例如有语音模块、L