基于單片機的公交車報站器設計

基于單片機的公交車報站器設計PAGE目錄第1節(jié)引言……………11.1公交車報站器設計概述…………11.2SPCE061A單片機簡介…………11.3外擴存儲器芯片簡介……………11.4系統(tǒng)實現(xiàn)的主要功能……………21.5自動報站功能實現(xiàn)方案…………2第2節(jié)系統(tǒng)主要硬件電路設計…………32.1硬件框圖…………32.2主控板電路模塊…………………32.2.1單片機工作電路及語音輸出電路……32.2.2電源電路模塊…………52.2.3存儲器工作電路及下載線接口電路…………………52.2.4鍵盤顯示電路模塊……………………62.2.5無線收發(fā)電路模塊……………………6第3節(jié)系統(tǒng)軟件設計…………………73.1系統(tǒng)主程序設計…………………73.2錄音子程序設計………………133.3動態(tài)掃描顯示子程序設計……………………15第4節(jié)結束語…………16參考文獻…………17基于單片機的公交車報站器設計全文共18頁，當前為第1頁?；趩纹瑱C的公交車報站器設計全文共18頁，當前為第1頁。PAGE17基于單片機的公交車報站器設計引言隨著城市交通的快速發(fā)展，公交汽車為外出的人們提供了方便快捷的服務。而公交汽車的報站共識直接影響其服務的質量。傳統(tǒng)報站方式是由乘務人員進行人工報站，該方式因其效果太差和工作程度太大，在很多大城市已經(jīng)被淘汰。近年來，微機技術與各種語音芯片相結合，即可完成語音的合成技術，使得公交車報站器的實現(xiàn)成為可能，從而為市民提供了更加人性化得服務。該公交車報站器的系統(tǒng)設計原理，提出了以61單片機為核心，控制SPR4096語音芯片電路以及LED數(shù)碼管顯示的硬件設計和軟件設計方案。該系統(tǒng)語音音質好，功能強，是提供公交服務的一種較好的手段。1.1公交車報站器設計概述集成有錄音和語音提示功能的智能電子設備已經(jīng)得到越來越多廣泛的應用，比如電話的自動語音留言和提示功能、汽車的倒車提示、公交車和城市地鐵的語音報站器、兒童玩具、智能門鈴、節(jié)日禮品等等都集成有語音錄放功能，目前實現(xiàn)語音錄放功能一般都是通過集成語音芯片來實現(xiàn)的。該設計就選用SPCE061A單片機，SPCE061A單片機是凌陽科技公司研發(fā)生產(chǎn)的一款性價比很高的十六位單片機，使用它可以非常方便靈活的實現(xiàn)語音的錄放。由于凌陽單片機強大的語音處理能力使得系統(tǒng)設計有所簡化，外圍電路較少；另外具有易學易用的效率較高的一套指令系統(tǒng)和集成開發(fā)環(huán)境。在此環(huán)境中，支持環(huán)境C語言，可以實現(xiàn)C語言與凌陽匯編語言的互相調用，并且提供了語音錄放的庫函數(shù)，只要了解庫函數(shù)的使用，就會很容易完成語音錄放，這些都為軟件開發(fā)提供了方便的條件。1.2SPCE061A單片機簡介SPCE061A是凌陽科技公司研發(fā)的性價比很高的一款十六位單片機，使用它可以非常方便靈活的實現(xiàn)語音的錄放。該芯片擁有8路10位精度的ADC，其中一路為音頻轉換通道，并且內置有自動增益電路。這為實現(xiàn)語音錄入提供了方便的硬件條件。兩路10位精度的DAC，只需要外接功放SPY0030A即可完成語音的播放1.3外擴存儲器芯片簡介基于單片機的公交車報站器設計全文共18頁，當前為第2頁。SPR4096芯片是一款性價比較高的512K*8位的高性能FLASH存儲器，同時內嵌4K*8位的SRAM。具有BMI(BusMemoryInterface)接口與SI(SerialInterface)接口。SPR4096提供兩種電源供電VDDI與VDDQ。VDDI供電范圍在2.25V到2.75V，是對內部的FLASH與邏輯控制器供電。VDDQ供電范圍在2.25V到3.6V，只對I/O口供電。SPR4096的最大工作頻率為5.0MHZ，最大讀取電流為2mA，最大擦除、燒錄電流為6mA。基于單片機的公交車報站器設計全文共18頁，當前為第2頁。語音存儲器語音存儲器SPCE061A鍵盤電路語音輸出電路顯示電路圖1-1設計方案圖1.4系統(tǒng)實現(xiàn)的主要功能本設計完成的公交車報站器主要具有以下功能。①可以設置上、下行路線。②可以顯示當前站數(shù)、時間和日期，并能進行對時間/日期設置。③具有手動報站、自動報站兩種哦那個功能。④備有下載口，用戶可直接下載更新站名和站數(shù)，更新快捷方便1.5自動報站功能實現(xiàn)方案自動報站是目前公交車報站器重要的發(fā)展方向之一，在此也考慮加入自動報站功能。目前實現(xiàn)自動報站功能有多種方式，在此選擇無線收發(fā)電路來實現(xiàn)。該方式應用簡單，報站準確?；趩纹瑱C的公交車報站器設計全文共18頁，當前為第3頁。

第2節(jié)系統(tǒng)主要硬件電路設計基于單片機的公交車報站器設計全文共18頁，當前為第3頁。2.1硬件框圖本報站器以SPCE061A單片機為核心，劃分為鍵盤輸入、數(shù)碼管顯示、SPR4096存儲、語音播放和無線收發(fā)電路幾大部分，硬件框圖如下圖所示。SPCE061A是整個設計的核心，主要負責控制數(shù)碼管界面輸出，鍵盤信息和無線信號的處理。LED顯示鍵盤模塊主要起人機界面的作用，顯示報站器的信息，同時向操作者提供操作界面。無線收發(fā)電路的接入實現(xiàn)自動報站功能,從而無需人工操作。日期/時間顯示日期/時間顯示鍵盤輸入站牌無線發(fā)射模塊存儲語音資源tianxianSPCE061A語音播報無線發(fā)射模塊圖2-1單片機原理框圖2.2主控板電路模塊主控板電路包括:單片機工作電路、電源電路、語音輸出電路、存儲器電路、下載線接口電路和近距離無線收發(fā)電路。2.2.1單片機工作電路及語音輸出電路SPCE061A單片機的最小應用系統(tǒng)構成非常簡單，只需在OSCO、OSCI端接石英晶體振蕩器及諧振電容，在復位端接復位電路,在鎖相環(huán)壓控振蕩器的阻容輸入VCP端接上相應的電容、電阻后即可工作。其它不用的電源端和接地端可接上104pF小電容和100μF的去耦電容，以提高抗干擾能力?；趩纹瑱C的公交車報站器設計全文共18頁，當前為第4頁。另外SPCE061A內置2路10位精度的DAC，只需要外接功放電路即可完成語音的播放，可以直接聽到喇叭輸出的聲音。圖中的音頻功放SPY0030也是凌陽公司的產(chǎn)品。SPY0030僅需2.4V即可工作，其輸出功率約700mW?；趩纹瑱C的公交車報站器設計全文共18頁，當前為第4頁。 IOA0-IOA1 IOB0-IOB1VDDVCPVDDVCPRESBSPCE061ADAC1VSSDAC2OSCIOSCO圖2-2單片機工作及語音輸出電路圖該部分程序主要完成放音操作，把獲得的放音內容的地址送到SPCE061A中，完成放音。下面給出的就是放音部分程序。放音子程序：PLAY:ACALLPOWERUP;上電子程序ACALLDELAY25;延遲子程序，至少延遲25msCLRP1.6;選中ISD4004MOVPLAY2，#11100000B;存放SETPLAY命令MOVA，PLAY0;送放音地址低8位ACALLSEND;調用送地址子程序MOVA，PLAY1;送放音地址高8位ACALLSENDMOVA，PLAY2;送SETPLAY命令ACALLSENDSETBP1.6CLRP1.6MOVPLAYING，#11110000B;送入放音指令MOVAPLAYING基于單片機的公交車報站器設計全文共18頁，當前為第5頁。ACALLSEND基于單片機的公交車報站器設計全文共18頁，當前為第5頁。SETBP1.6RETPOWERUP:;送上電指令子程序MOVPOWING，#00100000B;送入語音芯片上電信號MOVA，POWUPINGCLRP1.6ACALLSENDSETBP1.6RETSEND:;向ISD4004送指令，地址等的子程序CLRMOSICLRP3.2MOVR1，#8OUTBIT1:CLRP3.2;時鐘下降RRCAMOVMOSI，C;輸出1位NOPNOPNOPSETBP3.2;時鐘上升沿到NOPNOPNOPDJNZR1，OUTBIT1RET2.2.2電源電路模塊61單片機的內核工作電壓是3.3V，而I/O口電壓可以是3.3V也可以是5V。車載12V直流電壓經(jīng)過7805產(chǎn)生5V電壓再經(jīng)過SPY0029后產(chǎn)生3.3V電壓分別給系統(tǒng)供電。2.2.3存儲器工作電路及下載線接口電路基于單片機的公交車報站器設計全文共18頁，當前為第6頁。下載口電路可單獨對語音資源進行燒寫，整機工作時通過SCK與SDA與單片機的IOB0和IOB1口相連，其中SPR4096的CF0～CF2接高電平，選擇串行接口模式;CF7接低電平，選中FLASH。下載線接口電路主要起到控制SCK、SDA的作用，完成對芯片的燒寫?；趩纹瑱C的公交車報站器設計全文共18頁，當前為第6頁。2.2.4鍵盤顯示電路模塊a-g、DP_PSEG接口DIG接口1*7KEY接口6位數(shù)碼管ULN2003A按鍵該模塊提供人機界面作用，通過段碼SGE、位選a-g、DP_PSEG接口DIG接口1*7KEY接口6位數(shù)碼管ULN2003A按鍵圖2-3鍵盤模塊結構框圖2.2.5無線收發(fā)電路模塊公交車報站器自動報站功能可以有效的減輕乘務人員的負擔并能防止誤操作，具有很強的應用價值。目前采用的方法有很多，如GPS、門控自動報站等方式，這里我們采用無線收發(fā)電路實現(xiàn)。收發(fā)電路由無線發(fā)射芯片TX-2B和無線接收芯片RX-2B組成。無線發(fā)射電路安放在車站站牌里，當公交車行駛到靠近站臺時，報站器接收到無線電信號就會自動播報當前車站站名，實現(xiàn)自動報站。一片TX-2B可實現(xiàn)5路獨立的無線電發(fā)射，若將多片TX-2B與多片RX-2B并聯(lián)應用，僅需改變相配套的TX-2B/RX-2B電路外接ROSC的阻值，進而改變其基準頻率，即可方便地實現(xiàn)10路、15路、20路甚至更多路的無線發(fā)射，這樣就可以實現(xiàn)一個站臺多路公交車自動報站的需要?；趩纹瑱C的公交車報站器設計全文共18頁，當前為第7頁。

第3節(jié)系統(tǒng)的軟件設計基于單片機的公交車報站器設計全文共18頁，當前為第7頁。同硬件設計一樣，軟件設計也是分模塊進行的。主要包括系統(tǒng)主程序、錄音子程序模塊、鍵盤掃描程序模塊、時間/日期調整程序、動態(tài)掃描顯示子程序模塊等。各部分程序由主程序調用，組成一個整體。這里不一一舉例，就說重點說系統(tǒng)主程序、錄音子程序和動態(tài)掃描顯示子程序。3.1系統(tǒng)主程序設計圖3-1是系統(tǒng)總流程圖。首先需要進行系統(tǒng)初始化設置，初始化后就進入循環(huán)。在這里通過判斷相應的鍵值來進入各子程序。開始開始系統(tǒng)IO端口初始化系統(tǒng)時鐘頻率初始化為49MHZ開啟2HZ、1KHZ、TimeA、外部中斷2中斷判斷按鍵是否按下？鍵值iKey>0x1000？轉到報站子功能轉到時間/日期調整子功能 NY NY圖3-1是系統(tǒng)總流程圖基于單片機的公交車報站器設計全文共18頁，當前為第8頁?；趩纹瑱C的公交車報站器設計全文共18頁，當前為第8頁。系統(tǒng)程序清單：SCLEQUP2.0DATAEQUP2.1RSTEQUP2.2ORG0000HLJMPMAIN；轉主程序ORG0003H；外部中斷0中斷服務程序入口地址LJMPINTA；轉外部中斷0中斷程序入口地址ORG000BH；T0定時中斷服務程序入口地址LJMPT0-SEVORG0013H；外部中斷1中斷服務程序入口地址LJMPINTB；轉外部中斷1中斷服務程序ORG001BH；T1定時中斷服務程序入口地址LJMPT1_SEV；轉T1中斷服務程序ORG0030H；設置主程序起始地址=0030HMAIN：MOVSP,#60H；設置堆棧指針MOVR7,#10H；系統(tǒng)初始化MOVR0,#30HMOVA,#0MOV@R0,AINCR0DJNZR7,LOPMOV35H,#01H；設置上電后的初始和日期MOV36H,#01HMOV37H,#06HMOV38H,#00HMOV3CH,33HMOV3DH,34HMOV3EH,#01HMOV44H,#10H；LED位選擇碼MOV45H,#20HMOV46H,#40HMOV47H,#80H基于單片機的公交車報站器設計全文共18頁，當前為第9頁。CLRRS1基于單片機的公交車報站器設計全文共18頁，當前為第9頁。CLRRS0MOVR5,#00HMOVR6,#00HMOVR7,#06HLCALLSET1302SETBRS1CLRRS0MOVR0,#4AHMOVTMOD,#10H；設置T0T1工作方式；定時器，工作方式1MOVTH1,#3CHMOVTL1,#0B0H；T1計數(shù)初值=3CB0HMOVTH0,#40HMOVTL0,#098HMOVIP,#08H；設置中斷優(yōu)先級MOVTCON,#40H；啟動定時器T1MOVIE,#8DH；開中斷LOP：LCALLCHANGE；當前時間送顯示緩沖區(qū)LCALLDISPLAY；顯示當前時間SETBRS1CLRRS0MOV3AH,@R0INCR0MOV3BH,@RO；判斷設置定時時間到否？MOVA,3AHCJNEA,#0,NTMOVA,3BH；取當前時間與定時時間比較CJNEA,#0,NT；判斷定時時間到否？NTM：INCR0INTR0CJNER0,#59H,LOPMOVR0,#4AHSJMPBBXNT：MOVA,3BH基于單片機的公交車報站器設計全文共18頁，當前為第10頁。CJNEA,34H,NTM基于單片機的公交車報站器設計全文共18頁，當前為第10頁。MOVA,3AHCJNEA,33H,NTMDECR0DECR0MOV39H,@R0INCR0INCR0INCR0INCR0CJNER0,#59H,NT1MOVR0,#4AHNTI：MOVA,39H；若定時時間到CJNEA,#05H,BBXXLCALLYUYIN；發(fā)出語音提示CLRP2.7；啟動蜂鳴器發(fā)出“嘟嘟嘟”報警信號SJMPLP-0BBX：SETBP2.7SJMPLP-0BBXX：LCALLYUYINSJMPLP-0LP-0：JBP3.0,LP-6；掃描鍵盤，判斷切換顯示日期按鍵按下否？LCALLDISPLAYJBP3.0,LP-0LP-1：JNBP3.0,LP-1SETBP2.7MOV5EH,#06HLP-1A：MOV3CH,35HMOV3DH,36HLCALLCHANGELCALLDISPLAY；切換顯示日、月LP-1B：JBP3.0,LP-1CLCALLDISPLAYJBP3.0,LP-1B基于單片機的公交車報站器設計全文共18頁，當前為第11頁。LP-1D：JNBP3.0,LP-1B基于單片機的公交車報站器設計全文共18頁，當前為第11頁。SJMPLP-2LP-1C：MOVA,5EHCJNEA,#00H,LP-1ALJMPFUZHILP-2：MOV5EH,#06HLP-3A：MOV3CH,38HMOV3DH,#20HLCALLCHANGELCALLDISPLAY；切換顯示年份LP-3B：JBP3.0,LP-3CLCALLDISPLAYJBP3.0,LP-3BLP-3D：JNBP3.0,LP-3DSJMPLP-4LP-3C：MOVA,5EHCJNEA,#00H,LP-3ALJMPFUZHILP-4：MOV5EH,#06HLP-5A：MOV3CH,37HMOV3DH,#0BBHLCALLCHANGELCALLDISPLAY；切換顯示星期LP-5B：JBP3.0,LP-5CLCALLDISPLAYJBP3.0,LP-5BLP-5D：JNBP3.0,LP-5DLIMPFUZHILP-5C：MOVA,5EHCJNEA,#00H,LP-5ALJMPFUZHILP-6：JBP3.1,LP-6ASJMPLP-6BLP-6A：LJMPLOP基于單片機的公交車報站器設計全文共18頁，當前為第12頁。LP-6B：LCALLDISPLAY；切換顯示當前時間基于單片機的公交車報站器設計全文共18頁，當前為第12頁。JBP3.1,LP-6LP-7：LCALLDISPLAYJNBP3.1,LP-7SETBP2.7MOV3CH,32HMOV3DH,#0FFHLCALLCHANGELCALLDISPALYJBP3.1,LP-7LCALLDISPLAYJBP3.1,LP-7LP-8：LCALLDISPLAYJNBP3.1,LP-8FUZHI：MOV3CH,33HMOV3DH,34HLJMPLOPCHANGE：MOVA,3DH；將當前時間小時、分送顯示緩沖區(qū)PUSHAANLA,#0FHMOV42H,APOPASWAPAANLA,#0FHMOV43H,AMOVA,3CHPUSHAANLA,#0FHMOV40H,APOPASWAPAANLA,#0FHMOV40H,APOPA基于單片機的公交車報站器設計全文共18頁，當前為第13頁。SWAPA基于單片機的公交車報站器設計全文共18頁，當前為第13頁。ANLA,#0FHMOV41H,ARETYUYIN：MOVA,3FHCJNEA,#0,CC1CLRP3.4MOV3FH,#01HCC1：RET3.2錄音子程序設計RECORD：MOV3EH,#01HRECORD1：MOV3CH,3EHMOV3DH,#0AFHLCALLCHANGENEXTA：LCALLDISPALYJBP3.1,NEXTALCALLDISPLAYJBP3.1,NEXTAMOVA,3EHCJNEA,#01H,TRY1LJMPREC1TRY1：CJNEA,#02H,TRY2LJMPREC2TRY2：CJNEA,#03H,TRY3LJMPREC3TRY3：CJNEA,#04H,TRY4LJMPREC4TRY4：CJNEA,#05H,TRY5LJMPREC5TRY5：LJMPETBREC1：MOV58H,#40HLCALLCLRP0REC11：LCALLRECMCJNEA,#48H,REC11基于單片機的公交車報站器設計全文共18頁，當前為第14頁。LCALLCLRP0基于單片機的公交車報站器設計全文共18頁，當前為第14頁。INC3EHSJMPNE1REC2：MOV58H,#48HLCALLCLRP0REC22：LCALLRECMCJNEA,#50H,REC22LCALLCLRP0INC3EHSJMPNE1REC3：MOV58H,#50HLCALLCLRP0REC33：LCALLRECMCJNEA,#58H,REC33LCALLCLRP0INC3EHSJMPNE1REC4：MOV58H,#58HLCALLCLRP0REC44：LCALLRECMCJNEA,#60H,REC44LCALLCLRP0INC3EHSJMPNE1REC5：MOV58H,#60HLCALLCLRP0REC55：LCALLRECMCJNEA,#68H,REC55LCALLCLRP0INC3EHSJMPNE2NE1：JNBP3.1,RECORD2LCALLDISPLAYJNBP3.1,NE1基于單片機的公交車報站器設計全文共18頁，當前為第15頁。SJMPNE1基于單片機的公交車報站器設計全文共18頁，當前為第15頁。NE2：JBP3.1,ETB1LJMPETBETB1：LCALLDISPALYJNBP3.1,NE2SJMPNE2RECORD2：JNBP3.1,RECORDXLJMPRECORD1RECORDX：LCALLDISPLAYSJMPRECORD23.3動態(tài)掃描顯示子程序設計DISPLAY：SETBRS1SETBRS0MOVR2，#04HMOVR0，#40HMOVR1，#44HGO-ON：MOVA，@R1ADDA，@R0MOVP1，ALCALLDELAY1INCR0INCR1DJNZR2，GO-ONRETDELAY1：MOVR3，#14HAGAIN：MOVR4，#19HDELAY：DJNZR4，DELAYDJNZR3，AGAINRET基于單片機的公交車報站器設計全文共18頁，當前為第16頁。

結束語基于單片機的公交車報站器設計全文共18頁，當前為第16頁。隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，城市公交事業(yè)發(fā)展的很快，很多城市都在實行無人售票，原來靠售票員報站的方式以不能滿足實