公交車(chē)站自動(dòng)報(bào)站器設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、. . . . 摘要 公交車(chē)已經(jīng)成為一般工薪族和學(xué)生族出門(mén)必須的交通工具，目前公交車(chē)上采用的公交報(bào)站系統(tǒng)具有語(yǔ)音和顯示報(bào)站的基本功能，但由于報(bào)站時(shí)采用司機(jī)手動(dòng)切換，一方面增加了司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度，另一方面由于司機(jī)的誤報(bào)或漏報(bào)，造成乘客誤下或漏下，對(duì)于公交運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生了很大負(fù)面影響，跟會(huì)對(duì)乘客造成很多不必要的影響。為此，研究公交車(chē)自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)是非常必要的。本課題主要研究的是基于A(yíng)T89C51單片機(jī)、GPS9543LP全球定位模塊和ISD1700S語(yǔ)音芯片的公交車(chē)自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用GPS模塊測(cè)得的經(jīng)緯度信息與存儲(chǔ)在單片機(jī)中的站點(diǎn)的經(jīng)緯度信息相比對(duì)，無(wú)論上行線(xiàn)路，還是下行線(xiàn)路，均能準(zhǔn)確判斷是否到站。同

2、時(shí)，采用基于文本的語(yǔ)音合成技術(shù)，真正實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)、準(zhǔn)確地播報(bào)站名。Abstract The public transportation has already became the general wage race and the student race went out must the transportation vehicle, at present on the public transportation uses the public transportation newspaper station system had the basic function which the

3、 pronunciation and the demonstration newspaper stood, but because the newspaper stood time used the driver manual cut, on the one hand increased driver's labor intensity, on the other hand because driver's misinformation or failed to report, created the passenger by mistake under or the mild

4、 chronic bloody vaginal discharge, has had the very greatly negative influence regarding the public transportation operation, could have very many nonessential influences to the passenger.Therefore, studies the public transportation automatic newspaper station system is extremely essential.This topi

5、c main research is based on at89C51，GPS9543LP，ISD1700S public transportation automatic newspaper station system front, System that uses longitude measured information and store the GPS module in single-chip microcomputer in the longitude of sites compare information on，uplink, is also a downward lin

6、e, are able to determine accurately whether arrives.At the same time, based on the text of the speech synthesis technology, truly automatic, accurate broadcast stations. 目錄1 緒論.31.1 課題研究的背景與意義.31.2 報(bào)站器的動(dòng)態(tài)發(fā)展趨勢(shì).31.3 設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)任務(wù).42 方案.53 系統(tǒng)器件選型.63.1 AT89C51的簡(jiǎn)介.63.1.1 主要性能.63.1.2 引腳功能說(shuō)明.73.2 GPS9543LP定位模塊

7、.93.3 ISD1700S語(yǔ)音芯片.104 系統(tǒng)硬件研究與設(shè)計(jì).124.1 各部分電路.134.1.1 單片機(jī)的最小系統(tǒng).134.1.2 JHD162A液晶顯示電路.134.1.3 ISD1700S音頻輸出電路與按鍵電路.134.1.4 GPS模塊接口電路.135 系統(tǒng)軟件研究與設(shè)計(jì).155.1主程序流程圖.155.2語(yǔ)音模塊子程序.175.3 JHD162A液晶顯示子程序.186 結(jié)論.19參考文獻(xiàn).20附錄.211 緒論隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展和進(jìn)步，無(wú)人售票公交車(chē)在街頭多了起來(lái)，語(yǔ)音報(bào)站器也被廣泛使用，這在相當(dāng)大程度上免除了乘務(wù)人員沿途報(bào)站的麻煩，給許多不熟悉公交線(xiàn)路的乘客帶來(lái)了方便。

8、1.1 課題研究的背景與意義公共汽車(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。傳統(tǒng)由乘務(wù)人員人工報(bào)站，該方式因其效果太差和工作強(qiáng)度太大，在很多大城市已經(jīng)被淘汰。近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展和進(jìn)步，微型計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在聲學(xué)領(lǐng)域，微機(jī)技術(shù)與各種語(yǔ)音芯片相結(jié)合，即可完成語(yǔ)音的合成技術(shù)，使得汽車(chē)報(bào)站器的實(shí)現(xiàn)成為可能，從而為市民提供了更加人性化的服務(wù)。鑒于傳統(tǒng)公交車(chē)報(bào)站系統(tǒng)的不足之處，結(jié)合公交車(chē)輛的使用特點(diǎn)與實(shí)際營(yíng)運(yùn)環(huán)境，設(shè)計(jì)了一種由單片機(jī)控制的公交車(chē)自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng) 。公交車(chē)自動(dòng)報(bào)站器的設(shè)計(jì)主要是為了彌補(bǔ)改變傳統(tǒng)語(yǔ)音報(bào)站器必須有司機(jī)操控才能工作的落

9、后方式，進(jìn)站、出站自動(dòng)播報(bào)站名與服務(wù)用語(yǔ)，為市民提供更人性化，更完善的服務(wù) 。1.2 報(bào)站器的動(dòng)態(tài)發(fā)展趨勢(shì) 公共汽車(chē)行駛在現(xiàn)代文明程度高的市區(qū)，它是一道流動(dòng)的風(fēng)景線(xiàn)，因而對(duì)整車(chē)外形乃至色彩都有更高的要求。作為公共汽車(chē)還要求有醒目和減少乘務(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)越普與。公交車(chē)報(bào)站器在公交事業(yè)中占有舉足輕重的地位，它直接影響到公交車(chē)的服務(wù)質(zhì)量。目前公交車(chē)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)，在司機(jī)座位后面隔板上，安裝了一臺(tái)15英寸的液晶電視和 GPS信號(hào)接收器，安裝了這套設(shè)備后，公交車(chē)在語(yǔ)音報(bào)站的同時(shí)

10、，通過(guò)液晶電視還可以顯示到站站名的字幕，這樣如果沒(méi)聽(tīng)清報(bào)站的話(huà)，通過(guò)顯示屏，乘客也可以一目了然。當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)，調(diào)度中心將會(huì)給公交車(chē)發(fā)出相應(yīng)的信息，以短信的形式傳送到顯示屏上，同時(shí)車(chē)載臺(tái)會(huì)發(fā)出相應(yīng)的提示音；駕駛員也可以通過(guò)相應(yīng)的工具進(jìn)行回復(fù) 。目前在美國(guó)部分城市GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)已經(jīng)投入使用，國(guó)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。另外兩種是手動(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)站一般有司機(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

11、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) 。1.3 設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)任務(wù)本課題要求設(shè)計(jì)以公交車(chē)自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)，以滿(mǎn)足以下要求：1、具備GPS定位模塊，自動(dòng)記錄公交車(chē)行進(jìn)速度，位置，時(shí)間等信息；2、通過(guò)GSM或其他無(wú)線(xiàn)方式發(fā)送本車(chē)相關(guān)信息；3、到站和離站自動(dòng)語(yǔ)音提醒；4、公交站點(diǎn)自動(dòng)顯示該路車(chē)還有多少時(shí)間到達(dá)；5、具有人機(jī)交互界面完成上述信息設(shè)定和查詢(xún)。目標(biāo)是：熟悉單片機(jī)系統(tǒng)和了解GPS定位系統(tǒng)。2 方案本設(shè)計(jì)采用的方案是基于A(yíng)T89C51單片機(jī)、GPS9543LP全球定位模塊和ISD1700S語(yǔ)音芯片的自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)。GPS接收模塊接受GPS衛(wèi)星發(fā)送的定位數(shù)據(jù)，經(jīng)簡(jiǎn)單的字

12、符串操作可分別找出GPS信號(hào)中的經(jīng)度、緯度以與相應(yīng)的格林威治時(shí)間等定位信息。然后，將這些經(jīng)緯度信息通過(guò)串口發(fā)送給單片機(jī)處理。每顆GPS衛(wèi)星時(shí)刻發(fā)布其位置和時(shí)間數(shù)據(jù)信號(hào)，用戶(hù)接收機(jī)測(cè)量每顆衛(wèi)星信號(hào)到接收機(jī)的時(shí)間延遲，根據(jù)信號(hào)傳輸?shù)乃俣扔?jì)算出接收機(jī)到不同衛(wèi)星的距離。同時(shí)接收到至少4顆衛(wèi)星數(shù)據(jù)時(shí)，就可以算出三維坐標(biāo)、速度和時(shí)間。整體思路是：通過(guò)按鍵電路和GPS定位系統(tǒng)輸入地段信息，直接輸出數(shù)字信號(hào)給單片機(jī)AT89C51進(jìn)行處理，在LCD液晶頻上顯示當(dāng)前站名信息。同時(shí)通過(guò)語(yǔ)音芯片輸出放大后的語(yǔ)音信息。其結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示：GPS模塊音頻輸出音頻放大AT89C51揚(yáng)聲器LCD按鍵電路3 系統(tǒng)器件選型本系

13、統(tǒng)所用器件有：AT89C51、GPS9543LP、ISD1700S等。3.1 AT89C51的簡(jiǎn)介 AT89C單片機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖如圖31所示。它主要由下面幾個(gè)部分組成：1個(gè)8位中央處理單元（CPU）、片F(xiàn)lash存儲(chǔ)器、片RAM、4個(gè)8位的雙向可尋址I/O口、1個(gè)全雙工UART（通用異步接收發(fā)送器）的串行接口、2個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、多個(gè)優(yōu)先級(jí)的嵌套中斷結(jié)構(gòu)，以與一個(gè)片振蕩器和時(shí)鐘電路。在A(yíng)T89C單片機(jī)結(jié)構(gòu)中，最顯著的特點(diǎn)是部含有Flash存儲(chǔ)器，而在其他方面的結(jié)構(gòu)，則和Inter公司的8051的結(jié)構(gòu)沒(méi)有太大的區(qū)別。CPU中斷控制振蕩器片內(nèi)Flash存儲(chǔ)器總線(xiàn)控制片內(nèi)RAM4I/O端口ET

14、C定時(shí)器1定時(shí)器0串行端口外部中斷P0 P2 P1 P3地址/數(shù)據(jù)TXD RXD計(jì)數(shù)器輸入圖31 AT89C單片機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖3.1.1 主要性能 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位部RAM6. 32可編程I/O線(xiàn)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. 片振蕩器和時(shí)鐘電路另外，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（Idle Mode）和掉電方式（P

15、ower Down Mode）。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。在掉電方式中，片振蕩器停止工作，由于時(shí)鐘被“凍結(jié)”，使一切功能都暫停，故只保存片RAM中的容，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。3.1.2 引腳功能說(shuō)明AT89C51引腳圖如圖32所示。VCC：供電電壓。VSS：接地。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8個(gè)TTL門(mén)電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫(xiě)1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0

16、外部必須被拉高。P1口：P1口是一個(gè)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門(mén)電流。P1口管腳寫(xiě)入1后，被部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于部上拉的緣故。P2口：P2口為一個(gè)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門(mén)電流，當(dāng)P2口被寫(xiě)“1”時(shí)，其管腳被部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀

17、寫(xiě)時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P3口：P3口管腳是8個(gè)帶部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。當(dāng)P3口寫(xiě)入“1”后，它們被部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管腳 備選功能P3.0 RXD（串行輸入口）P3.1 TXD（串行輸出口）P3.2 /INT0（外部中斷0）P3.3 /INT1（外部中斷1）P3.4 T0（記時(shí)器0外部輸入）P3.5 T1（記時(shí)器1外部輸入）P3.

18、6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MO

19、VC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。   /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。     /EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（

20、VPP）。    XTAL1：反向振蕩放大器的輸入與部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。3.2 GPS9543LP定位模塊目前市場(chǎng)上GPS模塊較多，由于系統(tǒng)對(duì)GPS模塊無(wú)特殊精度要求，出于成本考慮，選用價(jià)格相對(duì)便宜的LeadtekGPS9543LP定位模塊。其定位精度10m，能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。LeadtekGPS9543LP提供一個(gè)雙列20針的對(duì)外接口。它有兩組全雙工的異步串行接口，便于和單片機(jī)通訊。在加電以后開(kāi)始運(yùn)行，其基本運(yùn)行過(guò)程如下：（1）自檢 加電后開(kāi)始自檢，通過(guò)輸出通道報(bào)告自檢結(jié)果，其過(guò)程將堅(jiān)持RAM、Flash、接收器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘和晶體

21、振蕩器。（2） 初始化 自檢完畢后，將開(kāi)始衛(wèi)星探測(cè)和跟蹤過(guò)程。整個(gè)探測(cè)過(guò)程是完全自動(dòng)的。正常情況下，LeadtekGPS9543LP將用45s的時(shí)間獲取定位信息（在已知星歷表時(shí)只需8s），之后通過(guò)輸出通道傳送有效地位置、速度和時(shí)間信息。 （3） 導(dǎo)航探測(cè)完畢后，LeadtekGPS9543LP通過(guò)輸出通道發(fā)送有效地導(dǎo)航信息，包括經(jīng)緯度、海拔、速度、日期/時(shí)間、誤差估計(jì)、衛(wèi)星和接收機(jī)狀態(tài)。（4） 衛(wèi)星數(shù)據(jù)收集運(yùn)行時(shí)，LeadtekGPS9543LP將自動(dòng)更新衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)。LeadtekGPS9543LP采用美國(guó)國(guó)家海洋電子協(xié)會(huì)制定的NMEA0183通信標(biāo)準(zhǔn)格式。其輸出數(shù)據(jù)采用ASC2碼，容包含緯

22、度、經(jīng)度、高度、速度、日期、時(shí)間、航向以與衛(wèi)星狀況等信息。一條$GPGGA輸出語(yǔ)句包括17個(gè)字段：語(yǔ)句標(biāo)識(shí)頭，世界時(shí)間，緯度，緯度半球，經(jīng)度，經(jīng)度半球，定位質(zhì)量指示，使用衛(wèi)星數(shù)量，水平精確度，海拔高度，高度單位，水準(zhǔn)面高度，高度單位，差分GPS數(shù)據(jù)期限，差分參考基站標(biāo)號(hào)，校驗(yàn)和結(jié)束標(biāo)記（用回車(chē)符<CR>和換行符<LF>），分別用14個(gè)逗號(hào)分隔。如單片機(jī)收到以下定位信息：$GPGGA，114641,3002.3232，N，12206.1157，E，1，05，12.9,53.2，M，11.6，M，*4A表示使用“$GPGGA”格式語(yǔ)句，世界（格林威治）時(shí)間為11時(shí)46分41

23、秒，位置在北緯30度2.3232分，東經(jīng)122度6.1157分，定位有效，接收到5顆衛(wèi)星，水平精度12.9m，天線(xiàn)離海平面高度53.2m，所在地離地平面高度11.6m，校驗(yàn)和為4AH。從GPS版接受的數(shù)據(jù)流是文本字符串，可根據(jù)GPS輸出數(shù)據(jù)NMEA0183通信標(biāo)準(zhǔn)格式所定義的各種記錄語(yǔ)句的結(jié)構(gòu)組成特點(diǎn)，編制程序解析其中有用的信息。由于幀各種數(shù)據(jù)段由逗號(hào)分隔，因此在處理緩存數(shù)據(jù)時(shí)一般通過(guò)搜尋ASC2碼“$”判斷是否是幀頭。在識(shí)別幀頭的類(lèi)別（GPGGA）后，通過(guò)對(duì)所經(jīng)逗號(hào)個(gè)數(shù)判斷當(dāng)前正在處理的是哪一種定位導(dǎo)航參數(shù)，并作出相應(yīng)處理。3.3 ISD1700S語(yǔ)音芯片 ISD1700S系列芯片是華邦公司

24、新推出的單片優(yōu)質(zhì)語(yǔ)音錄放電路，是ISD1400S與ISD2500S的升級(jí)產(chǎn)品。該芯片提供多項(xiàng)新功能，包括置專(zhuān)利的多信息管理系統(tǒng)，新信息提示（vAlert）,雙運(yùn)作模式（獨(dú)立&嵌入式），以與可定制的信息操作指示音效。芯片部包含有自動(dòng)增益控制、麥克風(fēng)前置擴(kuò)大器、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)線(xiàn)路、振蕩器與存等的全方位整合系統(tǒng)功能。特點(diǎn)：Ø 可錄、放音十萬(wàn)次，存儲(chǔ)容可以斷電保留一百年Ø 兩種控制方式，兩種錄音輸入方式，兩種放音輸出方式Ø 可處理多達(dá) 255 段以上信息Ø 有豐富多樣的工作狀態(tài)提示Ø 多種采樣頻率對(duì)應(yīng)多種錄放時(shí)間Ø 音質(zhì)好，電壓圍寬，應(yīng)用

25、靈活，價(jià)廉物美電特性：Ø 工作電壓：2.4V5.5V，最高不能超過(guò)6V Ø 靜態(tài)電流：0.5-1uA Ø 工作電流:20mA 可利用振蕩電阻來(lái)自定芯片的采樣頻率，從而決定芯片的錄放時(shí)間和錄放音質(zhì)，而芯片的采樣率可以通過(guò)外部振蕩電阻來(lái)調(diào)節(jié)。4 系統(tǒng)硬件研究與設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件電路主要包括按鍵電路，JHD162A液晶顯示電路，ISD1700S音頻輸出電路和GPS模塊接口電路。每塊電路通過(guò)與單片機(jī)的連接組合，實(shí)現(xiàn)其各自的功能。4.1 各部分電路4.1.1 單片機(jī)的最小系統(tǒng) AT89C51單片機(jī)的時(shí)鐘電路可以由三種方式構(gòu)成，即部時(shí)鐘方式、有源晶振方式和外部時(shí)鐘信號(hào)方式。本自動(dòng)報(bào)

26、站系統(tǒng)為部時(shí)鐘方式，即采用外接晶振和電容組成的并聯(lián)諧振電路， AT89C51可以工作在20MHz頻率下。電路如下圖所示。復(fù)位電路主要完成系統(tǒng)的上電自動(dòng)復(fù)位和系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)用戶(hù)的手動(dòng)按鍵復(fù)位功能。在本系統(tǒng)中采用較簡(jiǎn)單的RC復(fù)位電路，單片機(jī)在上電瞬間，RST引腳端出現(xiàn)正脈沖，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)復(fù)位。經(jīng)實(shí)踐使用證明，其復(fù)位邏輯穩(wěn)定、可靠。電路圖如下所示。4.1.2 JHD162A液晶顯示電路為了能方便直觀(guān)的了解到當(dāng)前地段的站名和信息，顯示的容主要為16字符x 2行，字符點(diǎn)陣為5 x 8點(diǎn)，采用的驅(qū)動(dòng)方式為1/16D。基本操作時(shí)序?yàn)樽x狀態(tài)：RSL，RWH，EH ；寫(xiě)指令：RSL，RWL，D0D7=指令碼，E高脈沖

27、；讀數(shù)據(jù)：RSH，EH ；寫(xiě)數(shù)據(jù)：RSH，RWL，D0D7=數(shù)據(jù)，E高脈沖 ，數(shù)碼管的4，5,6分別與單片機(jī)的P2.0P2.2相連；714分別與P0.0P0.7相連，通過(guò)單片機(jī)的信息處理，從而在液晶顯示頻上顯示各段信息。4.1.3 ISD1700S音頻輸出電路與按鍵電路ISD1700S通過(guò)按鍵系統(tǒng)和GPS模塊的信息輸入，在按鍵模式工作時(shí)，芯片可以通過(guò)/LED 管腳給出信號(hào)來(lái)提示芯片的工作狀態(tài)，并且伴隨有提示音，ISD1700S芯片具有語(yǔ)音錄放功能，通過(guò)不同的數(shù)字信息輸入，系統(tǒng)將會(huì)把先前收錄好的語(yǔ)音通過(guò)音頻放大器進(jìn)行處理，最后經(jīng)過(guò)揚(yáng)聲器喇叭播報(bào)出來(lái)。本系統(tǒng)兼有按鍵操作功能：按下 REC 鍵，/R

28、EC 管腳電平變低后開(kāi)始錄音，直到松開(kāi)按鍵使電平拉高或者芯片錄滿(mǎn)時(shí)結(jié)束。（1）錄音結(jié)束后，錄音指針自動(dòng)移向下一個(gè)有效地址，而放音指針則指向剛剛錄完的那段語(yǔ)音地址。（2）放音操作：放音操作有兩種模式，分別是邊沿觸發(fā)和電平觸發(fā)，都由/PLAY 管腳觸發(fā)。（3）快進(jìn)操作：點(diǎn)按一下 FWD 按鈕將/FWD 端拉低，會(huì)啟動(dòng)快進(jìn)操作?？爝M(jìn)操作用來(lái)將播放指針移向下一段語(yǔ)音信息。4.1.4 GPS模塊接口電路由于電源電壓要求為+5.0V±5%（即+4.75V+5.25V），因此模塊引腳1、引腳2，引腳3均接系統(tǒng)的+5V電源。由于該模塊無(wú)需初始化，上電后模塊即可自動(dòng)接收和發(fā)送定位數(shù)據(jù)，故不需要對(duì)其進(jìn)行

29、控制操作，即系統(tǒng)不必向GPS模塊發(fā)出控制指令。另外，GPS模塊工作電源是+5V，而AT89C51單片機(jī)的I/O電壓為+3.3V，所以在GPS模塊與AT89C51單片機(jī)之間串接27K的保護(hù)電阻。具體硬件接口電路如下圖所示：5 系統(tǒng)軟件的研究與設(shè)計(jì)在自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)之后，還需要配合設(shè)計(jì)完善的程序才能完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的各項(xiàng)功能。在本系統(tǒng)中，主要設(shè)計(jì)了主程序的流程圖，語(yǔ)音模塊子程序流程圖，并且簡(jiǎn)單的分析了各程序的運(yùn)行流程。5.1主程序流程圖主程序主要涉與各個(gè)部分子程序的調(diào)用。程序初始化后，系統(tǒng)出現(xiàn)開(kāi)機(jī)界面，液晶顯示頻顯示下一站站名。本程序主要兼有兩種控制方式：按鍵控制和GPS接收控

30、制。程序接收到信息后語(yǔ)音將自動(dòng)播報(bào)到站信息，液晶顯示頻顯示下一站，下車(chē)的指示燈亮。選擇NO，則是繼續(xù)行車(chē)報(bào)站，選擇YES，則停止行車(chē)，終止系統(tǒng)。主程序流程如下圖所示：開(kāi)機(jī)界面液晶顯示下一站是否選擇GPS模式?GPS接口電路按鍵掃描語(yǔ)音播報(bào)當(dāng)前到站信息液晶更新顯示下一站下車(chē)指示燈亮接收GPS？按鍵按下？是否停止行車(chē)？NNYYYNYN結(jié)束5.2語(yǔ)音模塊子程序ISD1700S語(yǔ)音模塊子程序主要是接收主芯片發(fā)送過(guò)來(lái)的音頻信號(hào)，然后由P25端輸出一個(gè)負(fù)脈沖信號(hào)，語(yǔ)音芯片部指針指向本站點(diǎn)的語(yǔ)音段頭，再由P26端輸出一個(gè)負(fù)脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)音頻放大，通過(guò)揚(yáng)聲器播放當(dāng)前指針指向的語(yǔ)音段。流程圖如下圖所示：開(kāi)機(jī)界面

31、P25輸出一個(gè)負(fù)脈沖，語(yǔ)音芯片內(nèi)部指針指向本站點(diǎn)語(yǔ)音段頭 P26輸出一個(gè)負(fù)脈沖，播放當(dāng)前指針指向的語(yǔ)音段 結(jié)束收到信號(hào)開(kāi)始是否接收信號(hào)？是否播報(bào)語(yǔ)音信息？NYY5.3 JHD162A液晶顯示子程序JHD162A液晶顯示子程序主要通過(guò)接收主程序發(fā)出的信號(hào)，將其設(shè)置輸入為模式子函數(shù)形式，并初始化LCD子函數(shù)，顯示定位子函數(shù)，顯示字符子函數(shù)，站點(diǎn)信息設(shè)置與調(diào)用，最后顯示站名信息。流程圖如圖4-3所示。開(kāi)機(jī)界面顯示站名信息接收信號(hào)設(shè)置輸入模式子函數(shù)LCD_SetInput()初始化LCD子函數(shù)LCD_Initial()顯示定位子函數(shù)GotoXY()站點(diǎn)信息設(shè)置與調(diào)用結(jié)束顯示字符子函數(shù)開(kāi)始是否初始化LC

32、D？YN6 結(jié)論 智能交通系統(tǒng)是目前世界上交通運(yùn)輸科學(xué)技術(shù)的前沿，智能公交系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)研究的一個(gè)主要方向，它的建立將最大程度地提高車(chē)、路資源的利用率，提高公交服務(wù)的質(zhì)量，從而創(chuàng)造巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，因此對(duì)智能公交技術(shù)的研究具有深遠(yuǎn)的意義。全球定位系統(tǒng)GPS已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。GPS可以確定公交車(chē)的地理位置，只要把公交站點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)（經(jīng)度和緯度）記錄下來(lái)，就可以知道公交車(chē)是否處于進(jìn)站、到站和出站狀態(tài)。利用GPS實(shí)現(xiàn)公交車(chē)的智能報(bào)站，大大減少駕駛員的工作量，提高公交車(chē)運(yùn)行過(guò)程中的安全系數(shù)，是公交智能化的重大改進(jìn)。所以，本文對(duì)GPS定位、語(yǔ)音播放，液晶顯示等技術(shù)作了詳細(xì)的研究與討論，總結(jié)如

33、下：1）系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)。提出了以AT89C51單片機(jī)作為主控制器的硬件總體設(shè)計(jì)方案，語(yǔ)音報(bào)站和信息顯示同步。2）系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)。分析設(shè)計(jì)了各部分電路，包括液晶顯示電路、音頻輸出電路與按鍵電路，GPS接口電路等，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)硬件電路的功能。3）系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。研究分析了系統(tǒng)主程序，液晶顯示模塊程序設(shè)計(jì)和語(yǔ)音模塊程序設(shè)計(jì)等。此外，本文還對(duì)GPS在車(chē)輛定位進(jìn)行了相關(guān)研究，提高系統(tǒng)定位的可靠性和完整性。參考文獻(xiàn)1 AT89C51中文資料手冊(cè)EB2 ISD 1700 系列數(shù)碼語(yǔ)音電路使用手冊(cè)EB5 PT2262/2272編解碼集成電路介紹EB6 育才.MCS51系列單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)與其應(yīng)用M.：東南

34、大學(xué),2004。 7 周波,頑童,胡建龍等.公交車(chē)自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)J.理工學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版, 2008。8偉，穎，晶.Protel 99 SE高級(jí)應(yīng)用M.：人民郵電，2007.9丙霞，艷華.Protel 99 SE原理圖與PCB設(shè)計(jì)M.：電子工業(yè)，2007。10GPS自動(dòng)語(yǔ)音報(bào)站器. .chinaecnet. ,2005。附錄 本附錄主要分析設(shè)計(jì)了三個(gè)C語(yǔ)言程序，其中包含系統(tǒng)的主程序設(shè)計(jì)，液晶顯示模塊設(shè)計(jì)和語(yǔ)音模塊程序設(shè)計(jì)。附錄一：主程序設(shè)計(jì)公交車(chē)自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)是利用GPS進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，實(shí)時(shí)解算車(chē)輛當(dāng)時(shí)的經(jīng)度、緯度等信息，獲得公交車(chē)的實(shí)時(shí)坐標(biāo)，將其與站臺(tái)坐標(biāo)相比較，公交車(chē)駛?cè)胝九_(tái)一定距離圍

35、時(shí)，不用人工干預(yù)，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行報(bào)站、溫磬提示等服務(wù)。如果公交車(chē)需要臨時(shí)改變運(yùn)營(yíng)線(xiàn)路或更換一些語(yǔ)音廣告信息，車(chē)載系統(tǒng)將方便、快捷地下載更新語(yǔ)音信息。若是在自動(dòng)報(bào)站狀態(tài)，則檢測(cè)GPS信息，確定公交車(chē)當(dāng)前的地理位置，決定是否播放語(yǔ)音信息，播放哪段語(yǔ)音信息。主程序的流程實(shí)現(xiàn)如下所示：主程序代碼： #include "REGX52.H" #include "LCD1602.h" #define uchar unsigned char sbit P31=P31; /無(wú)線(xiàn)信號(hào)接收端 sbit P24=P24; /控制快進(jìn) sbit P25=P25; /控制播放 sbi

36、t led=P10; /到站指示燈 sbit re=P30; /GPS發(fā)射端 sbit reset=P34; /語(yǔ)音芯片復(fù)位 char i; uchar code dis1="ZhaoHu Z " /站點(diǎn)容可更新或增加 uchar code dis2="JuYuan Z" uchar code dis3="Jin Shan" uchar code dis4="Shang Du" uchar code dis5="Shi Da " uchar *p; void Delay1ms(unsigned

37、int count) /延時(shí)1ms unsigned int i,j; for(i=0;i<count;i+) for(j=0;j<120;j+); void delay() int i,j; for(i=0;i<255;i+) for(j=0;j<120;j+); void send() /GPS發(fā)送 re=0; TMOD=0x02; /計(jì)數(shù)器工作模式：方式2 自動(dòng)再裝入的8位計(jì)數(shù)器 EA=1; /允許全部中斷 TH0=0xf3; /高8位計(jì)數(shù)器作為初值寄存器 TL0=0xf3; /低8位計(jì)數(shù)器初值 ET0=1; /允許計(jì)數(shù)器0的中斷響應(yīng) main() LCD_Ini

38、tial(); /lcd初始化 GotoXY(7,0); /顯示定位 Print("43"); /顯示站名 GotoXY(0,1); Print("Next:"); i=0; p=dis1; /初始化界面 GotoXY(6,1); /初始定位 Print(p); /初始顯示 delay(); reset=0; /語(yǔ)音芯片復(fù)位 delay(); delay(); delay(); reset=1; P31=1; send(); /GPS發(fā)射 TR0=1; /啟動(dòng)計(jì)數(shù)器 while(1) Delay1ms(300); while(P31); /判斷P31口是

39、否為1,如果是則循環(huán)直到是0后往下執(zhí)行 delay(); P24=0; / 從P24口輸出一個(gè)負(fù)脈沖使FWD有效，指針指向下一段 delay(); P24=1; delay();P25=0; / PLAY有效，播放當(dāng)前段 delay(); P25=1; if(i=5)i=0;elsei+; switch(i) case 0:p=dis1; break; case 1:p=dis2; break; case 2:p=dis3; break; case 3:p=dis4; break; case 4:p=dis5; break; ; GotoXY(6,1); /數(shù)據(jù)指針定位 Print(p); /

40、顯示 while(!P31) /判斷P31口是否為0,如果為0則執(zhí)行l(wèi)ed=0否則led=1 delay(); led=0; led=1; delay(); void ttl(void)interrupt 1 / 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0(TF0) re=re; / re值取反產(chǎn)生TTL電平附錄二：液晶顯示模塊程序設(shè)計(jì)1、部等待函數(shù)LCD_Wait(void) unsigned char LCD_Wait(void) LcdRs=0; /讀狀態(tài) LcdRw=1; _nop_(); LcdEn=1; _nop_(); while(DBPort&0x80); /判斷讀寫(xiě)狀態(tài)使能標(biāo)志 LcdEn=0; return DBPort; 2、向LCD寫(xiě)入命令或數(shù)據(jù)子函數(shù)LCD_Write() void LCD_Write(bit style, unsigned char input) LcdEn=0; LcdRs=style; LcdRw=0; _nop_(); DBPort=input; _nop_();/注意順序 LcdEn=1; _nop_()