基于单片机的公交语音自动报站器系统设计.doc

1、本科生毕业论文(设计)基于单片机的公交语音自动报站器系统设计院系名称姓名学号专业指导教师 年4月26日摘 要随着我国经济的飞速发展和城市化进程的加深，城市人口日益膨胀，机动车辆急剧增加，城市交通压力越来越大。发展公共交通事业是为居民提供安全有序的出行方式的不可替代的途径，公共交通管理的高质量和公共服务水平的人性化是吸引居民采用公交出行的有效途径，是中国解决交通问题的重要措施。公交车报站系统是公共交通系统的一个重要的组成部分，设计先进的报站系统能为广大居民乘车提供优质的服务，提高公交系统的服务水平。本设计利用了Atmol公司的AT89C51单片机来设计一个公交语音自动报站系统。用JHD162A

2、LED来提供站台信息的显示；用ISD1700系列语音芯片来对语音进行各种操作控制；并使用DF无线收发模块及PT2262、PT2272编解码芯片来实现信号的无线收发与识别。最后通过AT89C51对各个模块的控制实现无线收发与识别、信息显示及语音报站任务。关键词：51单片机，ISD1700语音芯片；DF无线收发模块；PT2262/PT2272芯片；JHD 162A， AbstractWith the development of national economy and the deepening of the process of urbanization. The pressure on ci

3、ty traffic is increasing because of the Increasing urban population and the Sharp increase in motor vehicles. Development of public transport is the Irreplaceable way for the Residents safe and orderly travel. The high-quality of Public transport management and public services is a effect way to att

4、ract People take bus. and the important measure for China to solve the traffic problems. The bus stop device is a very important Part of Public transport system. The Advanced design of the device can serve people well and improve the Service level of public transportation systems.At present, the cit

5、y buses have generally installed the station voice system which gives the passengers a very comfortable experience. However, most of the system is manual. The driver have to control it when the car entering and leaving the station. At this time, the traffic condition is so complicated that it usuall

6、y brings security risks. The paper design a bus automated voice system with Atmel Companys AT89C51 single-chip. Using JHD162A LCD to display the stations information, ISD1700 series voice chip controls the voice paragraph and DF wireless transceiver module,PT2262/PT2272 chip to achieve the signals w

7、ireless transmission and identification. Finally, all the modules are controlled by AT89C51 and the simulation of the system. Key Words: AT89C51，ISD1700s chip，DF wireless transceiver modules，PT2262/PT2272 chi，;JHD 162A6目录 第1章 设计概述71.1 课题的研究意义71.2 国内外现状及发展趋势71.3课题设计介绍8第2章 概要设计102.1 设计思路102.3 模块设计分析11

8、2.3.1 无线收发编解码模块112.3.2 语音模块122.3.3 语音模块122.4 系统体系结构13第3章 硬件设计143.1 硬件电路设计143.1.1 主控芯片AT89C51143.1.2 语音芯片ISD17202153.1.3 DF无线收发模块5213.1.4 DF JHD162A液晶显示模块426第4章 软件设计284.1系统程序流程图284.2程序子函数模块代码294.3系统任务设置35第5章 电路设计与绘制415.1电路板制作软件Protel 99 SE介绍415.2 电路设计与绘制415.2.1 电路原理图425.2.2 转化成CAD图纸44结论45参考文献46致 谢48引

9、 言从1831英国人沃尔特汉考克为他的国家制造出了世界上第一辆装有发动机的公共汽车起，到今天，公交车已经历经了将近200年的发展过程。从最初的“闷罐头”到如今配套的空调系统；从专人售票到无人售票；从人工报站到半自动语音报站，公交车向着越来越人性化的方向发展。可是目前存在的一个问题，半自动语音报站系统需要司机在车进出站时人工操作，由于这两个时间点往往是路面情况最复杂的时刻，因此也给行驶中的车辆带来了安全隐患。论文的目标就是彻底抛弃人工操作，实现公交进出站的全自动语音报站。利用AT89C51单片机、ISD1700系列语音芯片、JHD162A LCD液晶模块以及DF无线数据收发模块来实现所需要的功能

10、。单片机体积小，重量轻，具有很强的灵活性而且价格便宜，得到越来越广泛的运用，例如工业控制领域、家电产品，智能化仪器仪表，计算机外部设备，特别是机电一体化产品中都有重要的用途。20世纪80年代中期，Intel公司将8051内核使用权以专利互换或出售的形式转给世界许多著名IC制造厂商，这样8051就变成有众多制造厂商支持的，发展出上百个品种的大家族。到目前为止，其它任何一个单片机系列均未发展到如此的规模。正因为51单片的运用是如此广泛，因此学习单片机的运用是非常重要的。学好单片机也是学习其他嵌入式控制器如ARM、DSP的基础，任何嵌入式控制器都离不开单片机种所涵盖的如中央处理器，定时器、中断控制器

11、，IO口控制器，串行通讯控制器，I2C总线控制器，片内外存储控制器，汇编语言，C语言，操作系统的概念。因此说学好单片机，再去学习其他嵌入式控制器如ARM、DSP是比较简单的。可以说学好单片机是其它进阶微处理器的一个台阶1。本次设计的课题是“基于单片机的公交语音自动报站系统”，设计中利用无线收发模块及编解码芯片实现站台的自动识别，通过单片机对无线模块、液晶模块及语音模块的综合控制实现全自动语音报站的功能。 第1章 设计概述1.1 课题的研究意义目前随着城市区域的扩大、旅游资源的发展、城市人口的增加、人民生活水平的提高，公交车己经成为城市人民生活不可替代的交通工具，它的运行状况直接影响到人们的生活

12、。因此，发展良好的公交服务事业将给人们的生活带来很大的方便，进而提高当地城市形象。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，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。1.2 国内外现状及发展趋势现今社会，公交事业关乎到大多数城市居民的出行，可公交车上的报站系统依然无法满足大家对其的要求。现在普遍使用的是人工按键报站系统，而此系统存在二个弊端：（1）报站不准确：这样使不熟悉线路站点的乘客不知所措。（2）安全隐患：每次报

13、站时到需要由驾驶员对报站器进行操作，而在车辆车辆起动和进站时往往是路面情况最复杂的时候，这样驾驶员既要对行驶中的公交车进行操作，同时还要兼顾报站系统，因此给行驶中的车辆和行人带来一定的安全隐患。1.3课题设计介绍根据对公交报站器的调研，最后确定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。此设计主要采用了AT89C51单片机、JHD162A LED显示模块、DF无线收发模块及PT2262、PT2272编解码芯片、ISD1700系列语音芯片来设计选用TMEM公司的AT89C51作为控制芯片，成本低，开发周期短，配合各种专用芯片的使用能够实现丰富的功能。第2章 概要设计2.1 设计思

14、路本次设计采用一个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PT2262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。无线接收识别模块由无线接收头通过PT2272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。车子驰离站台后信号消失，指示灯熄灭。2.2 系统框图图2-1系统框图（手动模式） 图2-2

15、系统框图（自动模式）2.3 模块设计分析2.3.1 无线收发编解码模块本次设计采用的编解码芯片PT2262和PT2272除了地址编码必须完全一致，振荡电阻还必须匹配，否则接收距离会变近甚至无法接收。这里在编码端选用1.2M电阻，解码端选用200K电阻。该模块要实现的功能有两点：1发射端通过PT2262编码发射调幅AM信号。2接收端通过PT2272解码收到的AM信号，并将状态变化输出给C51单片机。2.3.2 语音模块ISD1700系列语音芯片有两种工作模式，分别为按键触发模式与SPI控制模式。鉴于两种模式实现的功能一致这里采用单片机输出模拟按键信号实现对语音芯片的控制。实现的功能有：1录音2播放3快进4擦除5复位6音量调节2.3.3 语音模块该模块需要实现的功能主要是：1实现西文字符的显示2显示公交线路与下一站站名2.4 系统体系结构图2-3系统体系结构图第3章 硬件设计3.1 硬件电路设计图3-1硬件电路图3.1.1 主控芯片AT89C51AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，