[優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)精品] 公交報(bào)站器設(shè)計(jì).doc

1公交報(bào)站器設(shè)計(jì)【摘要】系統(tǒng)硬件以AT89C51單片機(jī)作為控制中心，結(jié)合isd1700語(yǔ)音芯片的多段語(yǔ)音錄放功能和LCD1602液晶顯示模塊，采用SPI模式，單片機(jī)主要通過(guò)四線（SCLK，MOSI，MISO，/SS）SPI協(xié)議對(duì)ISD1700進(jìn)行串行通信，從而實(shí)現(xiàn)錄音，放音，擦除等操作。通過(guò)手動(dòng)鍵盤(pán)，識(shí)別語(yǔ)音播放地址，驅(qū)動(dòng)語(yǔ)音播放站名并控制LCD1602顯示站名。該公交車(chē)報(bào)站器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用靈活，功能穩(wěn)定，音質(zhì)自然、清晰，無(wú)論對(duì)于社會(huì)或者科研也有一定的價(jià)值。【關(guān)鍵字】51單片機(jī)，isd1700，公交報(bào)站器1概述1.1課題研究的背景及意義隨著我國(guó)城市建設(shè)的發(fā)展，對(duì)城市服務(wù)行業(yè)的服務(wù)質(zhì)量要求也越來(lái)越高。在私家車(chē)越來(lái)越多的今天，公交車(chē)仍然是人們出行的首選，因?yàn)楣卉?chē)具有方便、快捷、車(chē)票便宜等優(yōu)點(diǎn)。公共汽車(chē)為外出的人們提供了方便快捷的服務(wù)，而公共汽車(chē)的報(bào)站直接影響服務(wù)的質(zhì)量。公交車(chē)服務(wù)質(zhì)量它代表了一個(gè)城市交通發(fā)展的水平。隨著我國(guó)各大城市公交公司的人員精減，目前各公交公司都在每輛公交車(chē)上只配備了一個(gè)司機(jī)，進(jìn)行無(wú)人售票。這在相當(dāng)大的程度上免除了乘務(wù)人員沿途報(bào)站的麻煩，給許多不熟悉公交線路的乘客帶來(lái)了方便。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)的日益成熟，和多媒體技術(shù)的普遍應(yīng)用，使得公交車(chē)語(yǔ)音報(bào)站器服務(wù)更加完善。本系統(tǒng)就是把單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用到公交車(chē)語(yǔ)音報(bào)站器上，方便乘客，使乘客在移動(dòng)客車(chē)?yán)锔惺艿娇萍紟?lái)的樂(lè)趣，使公交車(chē)的管理方便、快捷、效率高10。1.2報(bào)站器的動(dòng)態(tài)發(fā)展趨勢(shì)隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展和進(jìn)步,公共汽車(chē)行駛在現(xiàn)代文明程度高的市區(qū)，醒目和減少乘務(wù)人員勞動(dòng)強(qiáng)度的電子報(bào)站器，電子顯示路牌，無(wú)人售票裝置，前后電視監(jiān)視系統(tǒng)等新技術(shù)的采用也將越來(lái)越普及。GPS(GlobalPositioningSystem)全球定位系統(tǒng)在各種行業(yè)，特別是車(chē)輛監(jiān)控與全球定位系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用。公交車(chē)報(bào)站器直接影響到公交車(chē)的服務(wù)質(zhì)量，在公交事業(yè)中占有舉足輕重的地位。目前公交報(bào)站有三種方式，一種是利用GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的公交車(chē)報(bào)站系統(tǒng)，目前美國(guó)部分城市投入使用，國(guó)內(nèi)也有此類(lèi)產(chǎn)品的研制開(kāi)發(fā)，其功能強(qiáng)大，系統(tǒng)穩(wěn)定，但其投資昂貴，尤其是一些中小城市無(wú)法承受。目前我國(guó)部分城市采用手動(dòng)電子報(bào)站和人工報(bào)站的方式，而它們都離不開(kāi)司務(wù)人員，加大司乘人員的工作強(qiáng)度。手動(dòng)電子報(bào)站一般由司機(jī)或者乘務(wù)員控制，經(jīng)常出現(xiàn)錯(cuò)報(bào)，誤報(bào)的情況，城市公共交通是市民出行的主要交通工具之一。提供舒適，安全、便捷的乘車(chē)環(huán)境，對(duì)于公交企業(yè)來(lái)說(shuō)，不僅是應(yīng)盡的責(zé)任，亦是不斷追求的目標(biāo)9。1.3設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)任務(wù)本課題要求設(shè)計(jì)一公交車(chē)自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)公交車(chē)的語(yǔ)音自動(dòng)報(bào)站，即在進(jìn)站、出站時(shí)候自動(dòng)播報(bào)語(yǔ)音提示信息及服務(wù)用語(yǔ)。本設(shè)計(jì)要求利用AT89C51作為主控芯片完成主控電路的設(shè)計(jì)，輔助電路要求包括電源電路,錄音電路，放音電路，液晶顯示電路。單片機(jī)通過(guò)程序的設(shè)計(jì)，可以通過(guò)按鍵控制語(yǔ)音芯片和液晶顯示，例如：按下rec按鍵實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音的錄制，play按鍵實(shí)現(xiàn)錄音的播放，Erase按鍵實(shí)現(xiàn)擦除,FWD1實(shí)現(xiàn)快進(jìn)控制，VOL1實(shí)現(xiàn)音量控制,FT1實(shí)現(xiàn)模式的控制等等。1.4方案的選擇2公交車(chē)自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是進(jìn)站、出站自動(dòng)播報(bào)站名及服務(wù)用語(yǔ)，準(zhǔn)確、及時(shí)。公交車(chē)站自動(dòng)報(bào)站器的設(shè)計(jì)，以AT89C51為主控芯片，對(duì)外來(lái)脈沖計(jì)數(shù)，結(jié)合語(yǔ)音芯片ISD1700輸出語(yǔ)音，LCD1602顯示站名。使用AT89C51作為主控制芯片，通過(guò)控制報(bào)站時(shí)刻，完全無(wú)需人工介入，選用的語(yǔ)音芯片是美國(guó)ISD公司的ISD1700，該芯片與其它語(yǔ)音芯片相比較，其語(yǔ)音音質(zhì)好，錄放時(shí)間長(zhǎng)。CPU控制：當(dāng)?shù)秸緯r(shí)就輸出信號(hào)控制語(yǔ)言芯片進(jìn)行報(bào)站?？刂瓢存I：用于手動(dòng)控制、手動(dòng)調(diào)整語(yǔ)言芯片：由專(zhuān)用語(yǔ)音芯片ISD1700組成，可擦寫(xiě)，便于在不同公交線上使用。液晶顯示：LCD1602外圍電路配置簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，具有很高的性價(jià)比。1.5設(shè)計(jì)總體思路公交車(chē)報(bào)站器系統(tǒng)主要由8個(gè)部分組成，即單片機(jī)模塊、語(yǔ)音芯片、錄音電路以及放音電路,電源模塊，振蕩電路，復(fù)位電路，液晶顯示電路。單片機(jī)用于控制語(yǔ)音芯片進(jìn)行放音和錄音，電源用于提供單片機(jī)和語(yǔ)音芯片的工作電壓。振蕩電路提供給單片機(jī)工作所需的時(shí)鐘信號(hào)。如圖1-1圖1-1系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路2硬件的選取2.151單片機(jī)模塊本設(shè)計(jì)選用雙列直插的AT89C51芯片，它提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4K字節(jié)FLASH閃速存儲(chǔ)器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32個(gè)I/O口線，兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)5向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。最顯著的特點(diǎn)是內(nèi)部含有Flash存儲(chǔ)器。AT89C51單片機(jī)主要接口有：微處理器與擴(kuò)展器件的接口；微處理器與鍵盤(pán)、顯示模塊的接口；微處理器與輸出幅值調(diào)節(jié)電路的接口。AT89C51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖如圖2-1所示。另外，AT89C51是用靜態(tài)邏輯來(lái)設(shè)計(jì)的，其工作頻率可下降到0Hz，并提供兩種可用軟件來(lái)選擇的省電方式空閑方式（IdleMode）和掉電方式（PowerDownMode）。在空閑方式中，CPU停止工作，而RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串行口和中斷系統(tǒng)都繼續(xù)工作。在3掉電方式中，片內(nèi)振蕩器停止工作使一切功能都暫停，故只保存片內(nèi)RAM中的內(nèi)容，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。圖2-1AT89C51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖2.1.1主要性能指標(biāo)1.與MCS-51兼容2.4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器壽命：1000次寫(xiě)/擦循環(huán),數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年3.全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz4.三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定5.128*8位內(nèi)部RAM6.32可編程I/O線7.兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器8.6個(gè)中斷源9.可編程串行通道10.片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路12.1.2引腳功能說(shuō)明及功能AT89C51芯片引腳圖如圖2-2。4圖2-2AT89C51芯片引腳圖P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如表2-1所示：表2-1引腳功能P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2/INT0（外部中斷0輸入口）P3.3/INT1（外部中斷1輸入口）P3.4T0（定時(shí)器0外部輸入口）P3.5T1（定時(shí)器1外部輸入口）P3.6/WR（寫(xiě)選通輸出口）P3.7/RD（讀選通輸出口）2.1.3電源與晶振引腳XTAL1：片內(nèi)高增益方向放大器的輸入端，接外部石英晶體和電容的一端。若使用外部輸入時(shí)鐘，該引腳必須接地XTAL2：片內(nèi)高增益方向放大器的輸出端，接外部石英晶體和電容的另一端。若使用外部輸入時(shí)鐘，該引腳作為外部輸入時(shí)鐘的輸入端。VCC：供電電壓。GND：接地1。2.2ISD1700語(yǔ)音芯片ISD1700系列芯片是華邦公司新推出的單片優(yōu)