基于单片机的公交报站系统的设计毕业论文.docx

《基于单片机的公交报站系统的设计毕业论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机的公交报站系统的设计毕业论文.docx（36页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、基于单片机的公交报站系统的设计毕业论文目录第第一章绪论21.1 公交报站系统的现状与发展方向21.2 公交报站系统设计的意义21.3 本设计的任务及要求21.4 设计研究内容3第三章系统硬件设计54.2程序子函数模块代码 19第一章绪论随着科学技术的日益发展和进步，城市化进程的加快，公共交通作为城市的基础设施之一，是绝大多出行者的首选交通方式。为了使得人们特别是为外来旅游、出差、就医、工作等急需了解本地的公交路线的人提供高效、方便、快捷的公交系统，使他们能够方便的获得自己所需要的各种信息，以此来减少各种不必要产生的交通流量，缓解交通压力，提高公交车的运作效率，由此公交车自动报站系统便得到了快速

2、发展。在计算机还未普及之前公交车报站管理都是有工作人员人工报站的方式来操作的。随着社会的进步和计算机的快速发展，便有了公交车自动报站系统的出现。语音报站系统在公交车上的广泛使用，这在相当大的程度上免除了乘务人员沿途报站的麻烦，防止了错报、漏报，给许多不熟悉公交线路的乘客带来了方便。1.1 公交报站系统的现状与发展方向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。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匕安装了一台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

3、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。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。另外两种是手动电子报站和人工报站的方式，而它们都离不开司务人员，加大司乘人员的工作强度。手动电子报站一般有司机或者乘务员控制，经常出现错报，误报的情况。城市公共交通是市民出行的主要交通工具之o提供舒适，安全、便捷的乘车环境，对于公交企业来

4、说，不仅是应尽的责任，亦是不断追求的目标。1.2 公交报站系统设计的意义近年来单片机技术迅猛发展，广泛应用于诸多领域，在公交事业上已经运用单片机来实现公交报站这项功能。但由于现在的公交车大部分还是采用的人工手动控制的报站器，这不但影响了公交司机的正常驾驶，分散了驾驶员的注意力，同时也加重了他的工作的负担。不过这相对于以前的人工报站已经有了大的提高，但同时由于人工控制就存在着差错，给人们的出行带来不便。为了使大家的生活更加便捷，让公交车驾驶员的工作量能有效减轻，减少报站出错等的问题，故运用单片机技术、语音芯片技术、无线收发技术以及液晶显技术溶于一体设计出既能手动又能自动报站的公交语音自动报站系统

5、，使每辆公交车都能准确无误的实现报站，让每位乘客准确知道自己的位置。1.3 本设计的任务及要求本设计主要设计一种用单片机设计公交车报站系统。利用AT89C51单片机控制语音芯片ISD1700语音芯片模块来控制播报站点信息，站点信息则通过LCD液晶屏显示出来。该设计可以模拟人声音进行报站和预报站；能准确报站，可及时更新。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、LCD显示电路、电源电路等。1.4 设计研究内容根据对公交报站器的调研，本设计主要研究一种采用单片机来设计既能手动又能自动报站的公交语音自动报站系统。此设计主要采用AT89c51单片机、LCD显

6、示模块、ISD1700语音芯片来设计本公交报站系统。第二章系统方案设计2. 1系统设计思路本系统采用两种工作模式，分别为自动模式和手动模式。本次设计采用一个AT89c51单片机作为接收端的控制器。在每个站台上安装上无线发射装置，信号由无线发射头通过编码芯片不断向一定半径范围内发射无线信号。而公交车上则安装主体器件。包括LCD液晶显示模块、无线接收识别模块以及语音播报模块等。无线接收识别模块由无线接收头通过解码芯片解码接收到的信号。C51对无线接收模块的端口进行扫描，当公交车即将到站进入信号范围时;端口电平发生改变，C51识别到后先调用语音芯片内部播放指针，让其指向预置的数据段，并进行播报。同时

7、改变LCD的显示内容，将下一站的站名进行更新。接着下车指示灯亮起，通知到站乘客下车。车子离站台后信号消失，指示灯熄灭。2.2系统方案比较和选择2. 2.1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ISD1700输出语音。系统由脉冲检测、脉冲计数、CPU控制、控制信号、语音芯片、输出显示等组成。原理框图如图21所示。语音芯片音频播放电路图21原理框图1 . CPU控制：程序中将计数值于预置值进行比较，判断是否到站，当到站时就输出信号控制语言芯片进行报站。2 .控

8、制按键：用于手动控制、手动调整、预置值的输入等。3 .语言芯片：由专用语音芯片ISD1700组成，可擦写，便于在不同公交线上使用。4 .输出显示：LCD液晶屏显示。5 .预置存储：采用两种方式存储，一种是在烧写器上将数据写入，另一种是在车上，单片机处于输入状态，车辆行驶一遍，将站与站之间的脉冲数写入片内。2. 2. 2方案二利用8031单片机作为CPU来进行总体控制，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。原理图框图如图2 2所示。图2-2原理框图本系统使用8031作为CPU,由CPU去控制语音芯片，使系统在803

9、1的控制下工作运行。当系统进行语音再生时，由CPU控制语音合成电路中的语音芯片来读取其外接的存储器内部的语音信息，并合成语音信号，再通过语音输出电路，进行语音报站和提示。CPU同时通过程序读取汉字信息，送入LCD屏显示电路来进行站点信息提示。当系统进行语音录制时，语音信号通过语音输入电路输入给语音合成电路中的语音合成芯片，由语音合成芯片进行数据处理，并将生成的数字语音信息存储到语音存储芯片中，从而建立语音库。2. 2. 3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，需要全人工员手动控制，比较繁琐。所以本课题决定选用方案一，它使用AT89c51作为主

10、控制芯片，通过对里程的计数来控制报站时刻，无需人工控制，选用的语音芯片是美国ISD公司的ISD1700,该芯片与其它语音芯片相比较，其语音音质好，录放时间长。第三章系统硬件设计3.1主控电路设计公交车报站系统主要由四个部分组成，即主控电路、显示电路、语音电路以及电源电路。3. 1. 1 AT89C51单片机的介绍AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压,高性能CMOS 8位单片机，片内含有4K bytes的可反复擦写的只读程序存储器和128的随机存取数据存储器，器件采用AEMEL公司的高密度，非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和FLASH存储单元

11、，功能强大AT89C51单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。AT89c51是一种带4K字节FLASH存储器的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。UIXTAL1XTAL2RSTpsenALEEAP1 0P1.1P1.2P1.3P1.4P1 5P1.6P1.7AT89C51提供以下标准功能：4k字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM, 32个

12、I/O 口线,两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作,但允许RAM,定时/计数器,串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。AT89C51的封装采用双列直插式封装(DIP),其外部含有40个引脚，如下图所示：PO.O/ADOP0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6PO7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2

13、.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3 2而万P3.3/I 而TP3.4/T0P3.5/T1P3.6 破P3.7/RDAT89C51图3-1AT89C51引脚图VCC：供电电压。GND：接地。P0 ： P0 口为一个8位漏级开路双向I/O 口，每脚可吸收8TTL门电流。当P0 口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的低八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须接上拉电阻。Pl U： P1

14、 是一个内部提供上拉电阻的8位双向T/0 U, P1 口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1 管脚写入1后，被内部上拉为高，可.用作输入，P1 口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1 作为低八位地址接收。P2 ： P2 为一个内部上拉电阻的8位双向I/O 口，P2 口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2 口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2 当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2 口输出地址的高八位。在给出地址“

15、1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。P2 在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3 : P3 口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O 口，可接收输出4个TTL门电流。当P3 口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3 口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3 也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：表3T端口引脚第二功能P3. 0RXD（串行输入口）P3. 1TXD（串行输出口）P3. 2INTO（外中断0）P3. 3INT1 （外部中断1）P3. 4TO（定时/计数器0外部输入）P3. 5T1 （定时/计数器1外部输入）P3. 6WR （外部数据存储器写选通）P3. 7RD （外部数据存储器读选通）RST：复位输入。当振荡器复