毕业设计---公交车自动报站系统的设计

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1、公交车自动报站系统的设计前言根据AT89C51单片机的特点和公交车报站器的特点，本文提出了一种用单片机控制语音芯片进行公交车语音自动报站的方法。同时给出了软硬件设计的方法，设计过程中包括硬件电路设计和软件程序编写两个方面，解释了单片机在应用过程中的方法和可能出现的问题。本文主要介绍硬件电路设计部分。利用AT89C51作为控制器，通过ISD4004语音芯片建立语音信息库，形成变化多样的语音信息，利用其功放播放语音信息以及提示语音，同时运用LED数码管进行站数显示。当公交车到达某站点，用键盘控制本系统工作，通过语音电路输出语音信息和

2、提示，同时站数信息在LED数码管上显示。整个系统硬件设计包括键盘电路、复位电路、显示驱动电路、显示电路、内存扩展电路模块。本系统很大程度上提高公交车报站的准确性，可靠性。提高了公交系统的服务质量。促进城市经济发展和交通变化的和谐发展。1方案论证1.1方案1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ISD4004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

3、如图所示。语音芯片控制信号脉冲计数CPU控制输出显示放音电路脉冲检测图1.1-1原理框图●脉冲检测：该系统关键是对转轴所转过的圈数进行计数，考虑到车辆将在复杂的14环境中运行，故采用可靠的霍尔元件DN6848作为信号的采集装置，再经光电耦合器4N25输入给单片机。●脉冲计数：光电耦合器的信号进入C51后，采用中断方式对脉冲计数。外部晶振12MHz。●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。●控制按键：用于手动控制、手动调整、预置值的输入等●语言芯片：由专用语音芯片ISD4

4、004组成，可擦写，便于在不同公交线上使用。●输出显示：LED点阵汉字显示。●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。1.2方案2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（如与实际方向不符，司机可通过键盘来调整）。原理图如图1.2-1所示。语音合成电路8031小系统LED点阵显示电路语音输入输出电路键盘状态指示电路

5、图1.2-1原理框图本系统使用8031作为CPU，由CPU来控制语音合成芯片TC8830AF，使其工作在CPU控制模式下。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LED点阵显示电路来进行汉字提示。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。142硬件电路的设计2

6、.1单片机的原理AT89C51单片机的结构框图如图2.1-1所示。它主要由下面几个部分组成：1个8位中央处理单元（CPU）、片内Flash存储器、片内RAM、4个8位的双向可寻址I/O口、1个全双工UART（通用异步接收发送器）的串行接口、2个16位的定时器/计数器、多个优先级的嵌套中断结构，以及一个片内振荡器和时钟电路。在AT89C51单片机结构中，最显著的特点是内部含有Flash存储器，而在其他方面的结构，则和某公司的8051的结构没有太大的区别。CPU中断控制振荡器片内Flash存储器总线控制片内RAM4I/O端口ETC定

7、时器1定时器0串行端口外部中断P0P2P1P3地址/数据TXDRXD计数器输入图2.1-1AT89C51单片机的结构框图2.2振荡器电路的设计XTAL2XTAL1GNDNCCMOS门外部振荡信号图2.2-1外部时钟接法14在图中给出了外接元件，即外接晶体及电容C1，C2，并组成并联谐振电路。在电路中，对电容C1和C2的值要求不是很严格，如果用高质的晶振，则不管频率为多少，C1，C2通常都选择30pF。有时，在某些应用场合，为了降低成本，晶体振荡器可用陶瓷振荡器代替。如果使用陶瓷振荡器，则电容C1，C2的值取47pF。XTAL2X

8、TAL1内部定时/PD400D1D2Q1RfQ2VCCQ3Q4图2.2-2AT89C51单片机内部振荡器电路2.3复位电路的设计VccAT89C51RSTGND8.2k10uF+Vcc图2.3-1手动复位电路14一般采用的办法是在RST端和正电源VCC之间接一个