[优秀毕业设计精品] 公交报站器设计.doc

1公交报站器设计【摘要】系统硬件以AT89C51单片机作为控制中心，结合isd1700语音芯片的多段语音录放功能和LCD1602液晶显示模块，采用SPI模式，单片机主要通过四线（SCLK，MOSI，MISO，/SS）SPI协议对ISD1700进行串行通信，从而实现录音，放音，擦除等操作。通过手动键盘，识别语音播放地址，驱动语音播放站名并控制LCD1602显示站名。该公交车报站器结构简单，使用灵活，功能稳定，音质自然、清晰，无论对于社会或者科研也有一定的价值。【关键字】51单片机，isd1700，公交报站器1概述1.1课题研究的背景及意义随着我国城市建设的发展，对城市服务行业的服务质量要求也越来越高。在私家车越来越多的今天，公交车仍然是人们出行的首选，因为公交车具有方便、快捷、车票便宜等优点。公共汽车为外出的人们提供了方便快捷的服务，而公共汽车的报站直接影响服务的质量。公交车服务质量它代表了一个城市交通发展的水平。随着我国各大城市公交公司的人员精减，目前各公交公司都在每辆公交车上只配备了一个司机，进行无人售票。这在相当大的程度上免除了乘务人员沿途报站的麻烦，给许多不熟悉公交线路的乘客带来了方便。随着电子技术的不断发展，单片机技术的日益成熟，和多媒体技术的普遍应用，使得公交车语音报站器服务更加完善。本系统就是把单片机技术应用到公交车语音报站器上，方便乘客，使乘客在移动客车里感受到科技带来的乐趣，使公交车的管理方便、快捷、效率高10。1.2报站器的动态发展趋势随着科学技术的日益发展和进步,公共汽车行驶在现代文明程度高的市区，醒目和减少乘务人员劳动强度的电子报站器，电子显示路牌，无人售票装置，前后电视监视系统等新技术的采用也将越来越普及。GPS(GlobalPositioningSystem)全球定位系统在各种行业，特别是车辆监控与全球定位系统中有广泛的应用。公交车报站器直接影响到公交车的服务质量，在公交事业中占有举足轻重的地位。目前公交报站有三种方式，一种是利用GPS全球卫星定位系统的公交车报站系统，目前美国部分城市投入使用，国内也有此类产品的研制开发，其功能强大，系统稳定，但其投资昂贵，尤其是一些中小城市无法承受。目前我国部分城市采用手动电子报站和人工报站的方式，而它们都离不开司务人员，加大司乘人员的工作强度。手动电子报站一般由司机或者乘务员控制，经常出现错报，误报的情况，城市公共交通是市民出行的主要交通工具之一。提供舒适，安全、便捷的乘车环境，对于公交企业来说，不仅是应尽的责任，亦是不断追求的目标9。1.3设计的主要目标任务本课题要求设计一公交车自动报站系统，以实现公交车的语音自动报站，即在进站、出站时候自动播报语音提示信息及服务用语。本设计要求利用AT89C51作为主控芯片完成主控电路的设计，辅助电路要求包括电源电路,录音电路，放音电路，液晶显示电路。单片机通过程序的设计，可以通过按键控制语音芯片和液晶显示，例如：按下rec按键实现语音的录制，play按键实现录音的播放，Erase按键实现擦除,FWD1实现快进控制，VOL1实现音量控制,FT1实现模式的控制等等。1.4方案的选择2公交车自动报站系统的设计主要是进站、出站自动播报站名及服务用语，准确、及时。公交车站自动报站器的设计，以AT89C51为主控芯片，对外来脉冲计数，结合语音芯片ISD1700输出语音，LCD1602显示站名。使用AT89C51作为主控制芯片，通过控制报站时刻，完全无需人工介入，选用的语音芯片是美国ISD公司的ISD1700，该芯片与其它语音芯片相比较，其语音音质好，录放时间长。CPU控制：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、手动调整语言芯片：由专用语音芯片ISD1700组成，可擦写，便于在不同公交线上使用。液晶显示：LCD1602外围电路配置简单，价格便宜，具有很高的性价比。1.5设计总体思路公交车报站器系统主要由8个部分组成，即单片机模块、语音芯片、录音电路以及放音电路,电源模块，振荡电路，复位电路，液晶显示电路。单片机用于控制语音芯片进行放音和录音，电源用于提供单片机和语音芯片的工作电压。振荡电路提供给单片机工作所需的时钟信号。如图1-1图1-1系统设计思路2硬件的选取2.151单片机模块本设计选用双列直插的AT89C51芯片，它提供以下标准功能：4K字节FLASH闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。最显著的特点是内部含有Flash存储器。AT89C51单片机主要接口有：微处理器与扩展器件的接口；微处理器与键盘、显示模块的接口；微处理器与输出幅值调节电路的接口。AT89C51单片机的结构框图如图2-1所示。另外，AT89C51是用静态逻辑来设计的，其工作频率可下降到0Hz，并提供两种可用软件来选择的省电方式空闲方式（IdleMode）和掉电方式（PowerDownMode）。在空闲方式中，CPU停止工作，而RAM、定时器/计数器、串行口和中断系统都继续工作。在3掉电方式中，片内振荡器停止工作使一切功能都暂停，故只保存片内RAM中的内容，直到下一个硬件复位为止。图2-1AT89C51单片机的结构框图2.1.1主要性能指标1.与MCS-51兼容2.4K字节可编程闪烁存储器寿命：1000次写/擦循环,数据保留时间：10年3.全静态工作：0Hz-24Hz4.三级程序存储器锁定5.128*8位内部RAM6.32可编程I/O线7.两个16位定时器/计数器8.6个中断源9.可编程串行通道10.片内振荡器和时钟电路12.1.2引脚功能说明及功能AT89C51芯片引脚图如图2-2。4图2-2AT89C51芯片引脚图P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如表2-1所示：表2-1引脚功能P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2/INT0（外部中断0输入口）P3.3/INT1（外部中断1输入口）P3.4T0（定时器0外部输入口）P3.5T1（定时器1外部输入口）P3.6/WR（写选通输出口）P3.7/RD（读选通输出口）2.1.3电源与晶振引脚XTAL1：片内高增益方向放大器的输入端，接外部石英晶体和电容的一端。若使用外部输入时钟，该引脚必须接地XTAL2：片内高增益方向放大器的输出端，接外部石英晶体和电容的另一端。若使用外部输入时钟，该引脚作为外部输入时钟的输入端。VCC：供电电压。GND：接地1。2.2ISD1700语音芯片ISD1700系列芯片是华邦公司新推出的单片优质语音录放芯片，该芯片提供多项新功能，包括内置专利的多信息管理系统，新信息提示（vAlert）双运作模式（独立&嵌入式），以及可定制的信息操作指示音效。芯片内部包含有自动增益控制、麦克风前置扩大器、扬声器驱动线路、振荡器与内存等的全方位整合系统功能4。Isd1700芯片引脚图如图2-3。