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[优秀毕业设计精品] 公交报站器设计.doc

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[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。GPSGlobalPositioningSystem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11图11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21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21AT89C51单片机的结构框图2.1.1主要性能指标1.与MCS51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0Hz24Hz4.三级程序存储器锁定5.1288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22。4图22AT89C51芯片引脚图P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口,如表21所示表21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23。

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