毕业设计（论文）-基于单片机的公共汽车报站器设计.doc

编号： 毕业设计说明书毕业设计说明书 题 目： 基于单片机的公共基于单片机的公共 汽车报站器设计汽车报站器设计 学 院： 信息与通信学院 专 业： 电子信息工程 学生姓名： 学 号： 指导教师： 职 称： 教授 题目类型：题目类型：理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发 2013 年 5 月 21 日 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 1 页 共 2 页 摘 要 随着社会的发展，城市聚集的人口越来越多，城市的交通压力也越来越大，因此 公共汽车也随之成为了人口集中地方的一种重要交通工具。公交车已经成为一般市民 和学生的必须的交通工具，目前，公交车上采用的公交报站系统具有语音报站和显示 的基本功能，为满足乘客和司机的要求，公交报站系统应该具备有最基本的手动报站、 自动的卫星定位报站，和显示汉字功能，这样自动报站的时候能很好地减轻司机的负 担，从而提高了驾驶的安全性；当自动报站功能无法使用的时候，手动操作也能完成 报站功能。完善的公交系统无疑能够减轻交通压力，为此不断地区完善公交系统有着 重要的意义。 本论文设计的是一种 GPS 定位自动报站和手动报站的功能公共汽车报站器，它同 时还有其他的服务提示语音和 LCD 显示。报站器通过卫星收集信息，当到达相应的站 点就自动报站，与此同时也备有手动报站的功能，这是为了防备当自动报站系统出现 故障的时候，通过自己操作可以实现手动报站；在报站的同时在 LCD 屏上显示出站名， 为了显示明了，本设计还设计了 LED 流水指示灯，用来指示到达的站点。 关键词：STC89C52RC；GPS 卫星定位；语音播报；LCD 显示 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 2 页 共 2 页 Abstract With the development of society, more and more concentrated population of the city，the citys traffic pressure is also growing, so ,the bus also will become an important means of transport of the population is concentrated place. The bus has become the general public and students must transport, Currently, the bus stop announcement system in the bus have a voice stations and display the basic functions, to meet the requirements of the passengers and the driver, the bus-stop system should have a basic manual newspaper stand, the automatic satellite positioning newspaper stand, and display Chinese characters functions, such automatic station can reduce the burden on the driver, thus improving the safety of driving; When auto-stop function can not be used, manual operation can be completed at station function. Improve the public transport system can undoubtedly alleviate the traffic pressure, this constantly region of great significance to improve the public transport system. This thesis is a GPS positioning station and manual function of the stops automatically at the bus-stop device, it also has other service voice prompts and LCD display. Stop device to collect information via satellite, when reaching the appropriate site on the automatic station, at the same time with manually newspaper stand, this is in order to prepare when auto-stop system failure, can be achieved through their own operating manual at station; While the stops on the LCD screen shows the name of the station, in order to show clear, the design also designed the LED indicator of water used to indicate the site of arrival. Key words: STC89C52RC ; GPS satellite positioning; Voice broadcast; LCD display 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 1 页 共 2 页 目 录 引言 .1 1 方案设计.1 2 设计要求.2 3 器件的选择与介绍.2 3.1 单片机的选择与介绍.2 3.2 语音芯片选择与介绍.6 3.2.1 语音芯片的特点.6 3.2.2 语音芯片的电气特性.7 3.2.3 语音芯片内部寄存器.7 3.2.4 独立按键工作模式.8 3.3 GPS 定位原理与介绍.9 3.4 LCD12864 液晶屏的概述.11 3.5 TDA2822M 的概述.14 4 硬件电路的设计与分析.15 4.1 系统硬件电路的设计与分析.15 4.2 电源电路的设计与分析.15 4.3 主控电路的设计与分析.16 4.3.1 晶振电路的设计与分析.16 4.3.2 LED 流水指示灯电路的设计与分析.17 4.3.3 发光二极管特性.17 4.3.4 复位电路的设计与分析.17 4.4 语音模块电路的设计与分析.18 4.5 语音模块电路的设计与分析.19 4.6 GPS 接收模块的工作原理与分析.20 4.7 功率放大器的设计与分析.22 4.8 按键电路.23 5 系统软件设计.24 5.1 程序流程图.24 5.2 语音模块子程序流程图.25 5.3 LCD12864 液晶屏程序流程图.26 6 系统调试.27 6.1 硬件制作及注意事项.27 6.2 硬件功能的测试.28 6.2.1 电路调试中出现的问题.28 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 2 页 共 2 页 6.3 软件的设计步骤.29 6.4 主程序的工作过程.29 6.5 子程序的设计.29 6.6 软件调试.29 7 调试结果与分析.30 7.1 调试结果.30 7.2 问题的分析.30 8 结论.31 谢 辞.33 参考文献.34 附录.35 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 1 页 共 35 页 引言 公共汽车行驶是现在城市文明的代表，它是一道流动的风景线，因而对整车外形 乃至色彩都有更高的要求。公共汽车还要求有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。随着科技的发展，在公交车上的设备越来越先进，特别是在服务方面，完成可 以通过自身的系统完成服务，其中较为突出是报站器。 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。传统由乘务人员人工报站，该方式因其效果太差和工作强度太大，在很多大 城市已经被淘汰。最近发展为无人服务系统，通过在公交车上安装先进的报站器，可 以方便地服务乘客，同时也减轻司机的工作负担。所以在现代的公交车上，先进的报 站器是不可缺少的。 就我国城市的交通要求，设计出了一款基于GPS的公交车自动报站系统。该系统 采用GPS卫星定位技术，取代了传统公交车语音报站必须由司机操控才能工作的落后 方式，在公交车进站、出站、拐弯时能及时、准确地自动播报站名及服务用语，实现 公交车报站的完全智能化。 自动报站系统是智能公交系统的组成部分，公交车自动报站系统是利用全球定位 系统（GPS）进行数据采集，根据公交车所处的位置进行自动报站、温磬提示等服务， 它将电子、控制、计算机、通信等实用技术集中运用于公共交通系统，改造旧的服务 模式，建立全新的服务体系，不但提高了其服务质量，同时也将为公交公司和社会带 来较大的经济和社会效益。为此，一般公交车上安装的新进公交报站系统都为自动报 站系统。 1方案设计 本设计的任务是基于单片机的公共汽车报站器设计，整体大概分为：主控、语音、 显示、卫星定位、音频放大五个模块。主控芯片可以选择 STC89C52RC 单片机，卫星 定位模块是 GPS 全球定位模块，语音芯片可以选择 ISD1700S 系列语音芯片，显示部 分选择 LCD12864 显示，音频放大器可以选择以 TDA2822M 为主组成的功率放大器。 GPS 接收模块接受 GPS 卫星发送的定位数据，经简单的字符串操作可分别找出 GPS 信 号中的经度、纬度以及相应的格林威治时间等定位信息。然后，将这些经纬度信息通 过串口发送给单片机处理。经单片机处理后可以得到各种动态的信息。 整体设计思路：通过获取 GPS 定位系统输入信息或是按键电路，直接输出数字信 号给单片机 STC89C52RC 进行处理，单片机得到信号后调播存储在语音芯片中的语音， 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 2 页 共 35 页 通过功率放大器放大，实现语音播报；再由 LCD 液晶屏和 LED 显示当前站名信息，可 实现整个报站系统。系统框图如下图所示： 图 1.1 系统框图 2设计要求 本设计的任务是基于单片机的公共汽车报站器设计，最终要能实现语音播报，最 好同时具有自动和手动播报，自动报站是先要通过 GPS 接收卫星信息后才能自动报站， 播报的同时要在显示屏或 LED 上显示相应的站名信息；由于语音芯片出来的音频信号 很弱，在公交车上是无法满足乘客的要求的，所以必须要对语音芯片出来的音频信号 进行音频放大，即，加多一级功率放大； 所以整体设计的器件必须要有单片机、语音芯片、GPS 接收模块、LCD 液晶显示 屏或是 LED 灯、功率放大器、按键等才能设计好完整的报站器。 3器件的选择与介绍 3.13.1 单片机的选择与介绍 对于本设计功能的要求，单片机可以选择 STC89C52RC，它能满足整体系统的控 制和内存空间，成本也很实惠，与其他较为高级的单片机相比，它能满足功能要求、 经济实惠、能提高经济效益，所以本设计的主控单片机选择 STC89C52RC。 STC89C52RC 单片机是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单片机， 单片机 GPS 模块 语音模块 键盘LED 显示模块 功 率 放 大 器 LCD 显 示 模 块 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 3 页 共 35 页 指令代码完全兼容传统 8051 单片机，12 时钟/机器周期和 6 时钟/机器周期可以任意 选择。 主要特性如下： 1.增强型 8051 单片机，6 时钟/机器周期和 12 时钟/机器周期可以任意选择，指 令代码完全兼容传统 8051。 2.工作电压：5.5V3.3V（5V 单片机）/3.8V2.0V（3V 单片机）。 3.工作频率范围：040MHz，相当于普通 8051 的 080MHz，实际工作频率可达 48MHz 4.用户应用程序空间为 8K 字节。 5.片上集成 512 字节 RAM。 6.通用 I/O 口（32 个），复位后为：P1/P2/P3/P4 是准双向口/弱上拉，P0 口是 漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为 I/O 口用时，需加上拉电 阻。 7.ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿 真器，可通过串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片 8.具有 EEPROM 功能。 9.具有看门狗功能。 10.共 3 个 16 位定时器/计数器。即定时器 T0、T1、T2。 11.外部中断 4 路，下降沿中断或低电平触发电路，Power Down 模式可由外部中 断低电平触发中断方式唤醒。 12.通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个 UART。 13.工作温度范围：-40+85（工业级）/075（商业级）。 14.PDIP 封装。 STC89C52RC 单片机的工作模式： （1）掉电模式：典型功耗0.1A,可由外部中断唤醒，中断返回后，继续执行原 程序。 （2）空闲模式：典型功耗 2mA。 （3）正常工作模式：典型功耗 4Ma7mA。 （4）掉电模式可由外部中断唤醒，适用于水表、气表等电池供电系统及便携设备。 芯片外形和引脚如下图： 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 4 页 共 35 页 图 3.1 STC89C52RC 引脚图 VCC（40 引脚）：电源电压 VSS（20 引脚）：接地 P0 端口（P0.0P0.7，3932 引脚）：P0 口是一个漏极开路的 8 位双向 I/O 口。 作为输出端口，每个引脚能驱动 8 个 TTL 负载，对端口 P0 写入“1”时，可以作为高 阻抗输入。在访问外部程序和数据存储器时，P0 口也可以提供低 8 位地址和 8 位数据 的复用总线。此时，P0 口内部上拉电阻有效。在 Flash ROM 编程时，P0 端口接收指 令字节；而在校验程序时，则输出指令字节。验证时，要求外接上拉电阻。 P1 端口（P1.0P1.7，18 引脚）：P1 口是一个带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口。P1 的输出缓冲器可驱动（吸收或者输出电流方式）4 个 TTL 输入。对端口写 入 1 时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这是可用作输入口。P1 口作输入口 使用时，因为有内部上拉电阻，那些被外部拉低的引脚会输出一个电流（） 。 此外，P1.0 和 P1.1 还可以作为定时器/计数器 2 的外部技术输入（P1.0/T2）和 定时器/计数器 2 的触发输入（P1.1/T2EX） ，具体参见下表 3.1.1： 在对 Flash ROM 编程和程序校验时，P1 接收低 8 位地址。 表 3.1 .1 P1.0 和 P1.1 引脚复用功能 引脚号功能特性 P1.0T2（定时器/计数器 2 外部计数输入） ，时钟输出 P1.1T2EX（定时器/计数器 2 捕获/重装触发和方向控制） 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 5 页 共 35 页 P2 端口（P2.0P2.7，2128 引脚）：P2 口是一个带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 端口。P2 的输出缓冲器可以驱动（吸收或输出电流方式）4 个 TTL 输入。对端口 写入 1 时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，这时可用作输入口。P2 作为输入 口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流 （） 。 P3 端口（P3.0P3.7，1017 引脚）：P3 是一个带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 端口。P3 的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4 个 TTL 输入。对端口写 入 1 时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可用作输入口。P3 做输入口使 用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输入一个电流（） 。 在对 Flash ROM 编程或程序校验时，P3 还接收一些控制信号。 P3 口除作为一般 I/O 口外，还有其他一些复用功能，如表 3.1.2 所示： 表 3.1.2 P3 口引脚复用功能 引脚号复用功能 P3.0RXD（串行输入口） P3.1TXD（串行输出口） P3.2（外部中断 0）0INT P3.3（外部中断 1）1INT P3.4T0（定时器 0 的外部输入） P3.5T1（定时器 1 的外部输入） P3.6（外部数据存储器写选通）WR P3.7（外部数据存储器读选通）RD RST（9 引脚）：复位输入。当输入连续两个机器周期以上高电平时为有效，用来 完成单片机单片机的复位初始化操作。看门狗计时完成后，RST 引脚输出 96 个晶振周 期的高电平。特殊寄存器 AUXR（地址 8EH）上的 DISRTO 位可以使此功能无效。 DISRTO 默认状态下，复位高电平有效。 ALE/（30 引脚）：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，PROG 锁存低 8 位地址的输出脉冲。在 Flash 编程时，此引脚（）也用作编程输入脉PROG 冲。 （29 引脚）：外部程序存储器选通信号（）是外部程序存储器选通PSENPSEN 信号。当 AT89C51RC 从外部程序存储器执行外部代码时，在每个机器周期被激PSEN 活两次，而访问外部数据存储器时，将不被激活。PSEN /VPP（31 引脚）：访问外部程序存储器控制信号。为使能从 0000H 到 FFFFHEA 的外部程序存储器读取指令，必须接 GND。注意加密方式 1 时，将内部锁定位EAEA RESET。为了执行内部程序指令，应该接 VCC。在 Flash 编程期间，也接收 12EAEA 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 6 页 共 35 页 伏 VPP 电压。 XTAL1（19 引脚）：振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。 XTAL2（18 引脚）：振荡器反相放大器的输入端。 特殊功能寄存器 在 STC89C52RC 片内存储器中，80HFFH 共 128 个单元位特殊功能寄存器（SFR） ， SFR 的地址空间。 STC89C52RC 除了有定时器/计数器 0 和定时器/计数器 1 之外，还增加了一个一个 定时器/计数器 2.定时器/计数器 2 的控制和状态位位于 T2CON 和 T2MOD。 定时器 2 是一个 16 位定时/计数器。通过设置特殊功能寄存器 T2CON 中的 C/T2 位，可将其作为定时器或计数器。定时器 2 有 3 种操作模式：捕获、自动重新装载 （递增或递减计数）和波特率发生器，这 3 种模式由 T2CON 中的位进行选择。 3.23.2 语音芯片的选择与介绍 市场上的语音芯片种类很多，各有所长，但是从本设计的整体出发，综合考虑到 性能和价格，本设计选择了 ISD1700 系列的语音芯片。它在价格实惠的前提下，具有 高指标的音质，为此才市场运用上得到了广大的推广。 ISD1700 系列是华邦公司新推出的语音芯片，用来替代已经停产的ISD400系列及 ISD2500 系列芯片。ISD1700 系列不仅在录音时间上有更多的选择（从 20 秒到 240 秒），而且在功能上继承 14 及 25 系列的所有录放功能，并增加了一些更加人性化 的提示功能及对存储地址的精确操作。根据我们经营 ISD 系列芯片多年的经验来看， ISD1700 的音质也较 14 及 25 系列有明显的提高。ISD1700 系列芯片有优质语音录放 电路，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（独立同样，若用户到卫星S2的真实距离为R2，那么， 用户的位置也必定在以S2为球心，R2为半径的另一球C2上，用户的位置既在球C1上， 又在球C2上，那它必定处在C1和C2这两球面的交线L1上。类似地，如果再有一个以卫 星S3为球心，R3为半径的球C3，那用户的位置也必定在C2和C3这两个球面的交线L2上。 用户的位置既在交线L1上，又会在交线L2上，它必定在交线L1和L2的交点上。GPS系 统定位的代数原理如图4.6.1所示。 图 4.6.1 三颗卫星的状态图 用户接收机与卫星之间的距离为R，坐标组合(xl,yl,zl),(x2,y2,z2)和 (x3,y3,z3)是三颗卫星的已知位置:可得以下代数方程式 (4-1) 222 =+(y1-y) +(z1-z)R （x1-x） (4-2) 222 =+(y2-y) +(z2-z)R （x2-x） (4-3) 222 =+(y3-y) +(z3-z)R （x3-x） 式中， R为卫星与接收机之间的距离;xl,yl,zl表示卫星位置的三维坐标值; x,y,z表示用户(接收机)位置的三维坐标;其R,xl,yl,z1是己知量，x,y,z是未知量.三 个方程三个未知量就可以定出接收机的位置，即要求的x,y,z。 从上面的分析看出，从原理上说，有三个卫星至测站的距离，就可实现三维坐标 的定位。 4.7 功率放大器的设计与分析 由于报站器系统的出来的音频信号很弱，驱动喇叭能力很小，无法满足乘客的要 求，为此在报站器系统中加个功率放大器用处很大，它可以提高语音服务的质量。也 是从性价比出发考虑本设计，此功率放大器采用 TDA2822M 集成运放来设计放大器， 因为它也性价比高。 TDA2822M 是一片非常经典的优秀音频功率放大集成电路，20 世纪 90 年代初曾经 被国内外家电厂商广泛用于便携式收录机中，在一些功率稍大的，尤其是带有机身扬 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 23 页 共 35 页 声器的随身听中也可以经常看到 TDA2822M 的身影。TDA2822M 的标称输出功率 (1KHz,8,9V,10%总失真)立体声方式时可以达到 1W，桥接方式时可以达到 2W 。 TDA2822M 的其他技术指标如下： 最大峰值电流(Peak Output Current)：1A； 静态电流(Quiescent Drain Current)：9mA Vcc=3V)； 总谐波失真(1kHz，832，典型值)：0.2%； 闭环增益(典型值)：39dB； 声道不平衡度(立体声状态，最大值)：1dB! 声道分离度(1kHz，立体声状态，典型值)：50dB； 输入阻抗(1kHz，最小值)：100k； 负载范围：4 。 音频放大器电路如图 4.7 所示： 12345678 A B C D 87654321 D C B A Title NumberRevisionSize D Date:14-May-2013Sheet of File:F:个个个个2013个个个个个个个个个个个个 个个个个个02.DdbDrawn By: IN 7 IN 6 VCC 2 GND 4 OUT 1 8 OUT 3 5 U5 2822M C28 50UF C29 10UF C37 0.1UF C38 0.1UF C36 103 R20 4.7 R21 4.7 1 2 J7 Speaker 12V1 C27 4.7UF R19 10k R18 10K AL_out 图 4.7 音频功率放大器电路 本放大器是采用桥接方式，单电源供电，此电路外围元件少，设计简单和音质好， 其中 C27 是耦合电容，起到隔直流作用；R19 是限流电阻，防止过来的电流过大产生 噪声；R18 是分压电阻，时候功放的输入阻抗稳定；R20 与 C7、R21 与 C38 组成的是 补偿元件，使负载接近去纯电阻。 4.8 按键电路 整个报站系统中必须要有按键存在，按键是它的工具，用按键来控制语音的播 报，按键同上拉排阻一同接到单片机，当触动按键的时候就可以给信号单片机，进而 可以控制报站器的工作。其电路如图 4.8 所示： 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 24 页 共 35 页 12345678 A B C D 87654321 D C B A Title NumberRevisionSize D Date:14-May-2013Sheet of File:F:个个个个2013个个个个个个个个个个个个 个个个个个02.DdbDrawn By: 1 1 2 2 K17 1 1 2 2 K14K18K13K19K20K21K22 P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07 P00 图 4.8 按键电路 5 系统软件设计 整个报站系统在完成硬件设计后，根据硬件的构造设计软件，软硬件组合起来完 成整个报站系统，并实现其功能。 5.1 程序流程图 主程序主要涉及各个部分子程序的调用。程序初始化后，系统出现开机界面，液 晶显示屏显示出相应的信息。本程序主要兼有两种控制方式：按键控制和GPS接收控 制。当接收到GPS信息的时候，报站器进行自动报站，当接收不到GPS信息或是GPS接 收模块出故障的时候不能自动报站，只能通过手动报站；程序接收到信息后语音将自 动播报到站信息，液晶显示屏同时显站点的相应信息。 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 25 页 共 35 页 图 5.1 主程序流程图 5.2 语音模块子程序流程图 ISD1700S语音模块子程序主要是接收主控芯片发送过来的信号，然后调整语音芯 开始 初始化 判断是否选 GPS 模式 Y GPS 数据接收 按键扫描 N 是否接收 到有效数 据 是否有按 键按下 语音播报实时站点信息 N N 液晶屏更新显示信息 判断是否 停止行车 系统停止工作 YY N Y 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 26 页 共 35 页 片内部地址指针的指向，播放需要播报的语音段，由芯片的17脚输出音频信号，最后 经过音频放大，通过扬声器播放当前指针指向的语音段。流程图如下图5.2所示： 初始化 结束 收到信号 开始 是否接收 信号？ 是否 播报？ N Y Y 图 5.2 语音模块子程序流程图 5.3 LCD12864 液晶屏程序流程图 LCD12864 液晶显示子程序主要通过接收主程序发出的信号，将其设置输入为模式 子函数形式，并初始化 LCD 子函数，显示定位子函数，显示字符子函数，站点信息设 N 调整语音地址指针指向 播放当前指针指向的语音段 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 27 页 共 35 页 置及调用，最后显示站名信息。流程图如图 5.3 所示： 初始化 显示相应的站点信 息和服务提示语 结束 开始 是否接收 到数据？ Y N 图 5.3 液晶屏程序流程图 6 系统调试 6.1 硬件制作及注意事项 每个设计的步骤都一样，整个电路的焊接，对整个硬件的测试，然后进行软件调 试，最后综合调试完成系统的所有功能。 电路调试注意事项： （1）在做好 PCB 印制电路板后，应先用万用表检测电路走线是否存在开路或短路 现象，检查电源线与地线是否有短路，若存在开路或电路现象应及时修正过来。 （2）然后将电路所需的各元器件焊到电路板上，由于在焊接过程中焊锡会向周围 溅出，有可能造成电路走线短路，因此焊好后再用万用表检测电路走线是否存在开路 或短路现象，检查电源线与地线是否有短路现象。 （3）用万用表检测电路中的插针和集成芯片插座的引脚是否通路，避免因虚焊而 对电路造成的影响。 （4）在不接入运算放大器、ISD1700 和 ATC89C52RC 单片机芯片的情况下，将电源 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 28 页 共 35 页 接入，用万用表检测电源端是否有电压，若没有，排除电路存在的故障。 （5）硬件经检查没有问题后，可以对 ISD1700 芯片进行语音录制，准备下一步的 软件调试。 （6）电路检查发现没有问题的就可以接入运算放大器、ISD1700 和 ATC89C52RC 单 片机芯片，然后接入电源开始调试电路。 电路调试焊接事项： 首先检查元件的好坏：按电路图买好元件后首先检查买回元件的好坏，按各元件 的检测方法分别进行检测，一定要仔细认真。 其次放置各元件：按电路图的位置将各元件安置好，首先放置核心元件，然后再 放其他元件，特别注意顺序不能颠倒。 整个设计的原理图和 PCB 见附录 1、附录 2. 6.2 硬件功能的测试 整个硬件上电无误后，开始检查各主要模块的基本功能。步骤如下： 主控模块：首先对其进行程序的烧录看起是否正常，若是正常，再看后面它对其 他模块功能的控制。 显示模块：结合主控模块，给单片机烧录简单的串行驱动显示程序，若正常显示 所写的内容，说明此模块正常。 功率放大器模块：上电放大器后，检查输出端，看是否有大电压输出，若没有在 接上喇叭，看是否有噪音或电流声输出，如果有噪音或是电流声，则要对其进行调试， 若没有噪音，接入音频信号，看放大器的输出音质和放大效果，如果正常，则可以运 用。 语音模块：也是结合主控模块，对单片机烧录简单的驱动程序，再结合按键操作， 如果能播报语音，则此模块工作正常。 GPS 接收模块：在不接单片机的情况下，对它上电并且经过通信串口接到电脑上， 通过串口助手看它接收过的数据是否正常，若正常则可以运用。 6.2.1 电路调试中出现的问题 在调试硬件电路的过程中，由于设计和制作的不足，调试电路的时候出现了一些 问题： （1）首先是功率放大器模块：由于放大器元件值不合适，导致输出有电流声和噪 音，经过更换器件和调试后得到了正常的输出。 （2）语音器模块：也设计的时候不注意，模块的振荡电阻与录音时候的振荡电阻 不一致，导致输出语音的速度不一样，经过更换振荡电阻后模块的功能也正常了。 （3）还有就是整个电路元件布局不是很好，不够美观，各器件的位置不够合理等。 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 29 页 共 35 页 6.3 软件的设计步骤 第一步分析问题，明确任务要求，对于复杂的问题，还要讲要解决的问题抽象成 数学模型，即用数学表达式来描述。 第二步确定算法，即根据实际问题和指令系统的特点确定完成这一任务须经历的 步骤。 第三步根据所选择的算法，确定内存单元的分配：使用那些寄存器：程序运行中 的中间数据及结果存放在那些单元，以利于提高程序的效率和运行速度：然后制定出 解决问题的步骤和顺序，画出程序的流程图。 第四步根据流程图，编写源程序。 第五步上机对原程序进行编译、调试。 6.4 主程序的工作过程 主程序工作过程如下： 先对整体进行初始化，再设置好中断定和液晶显示初值，然后判断是否选择自动 报站系统。如果是，则启动系统运行自动报站。如果不选择自动报站系统，就通过手 动操作，用按键对整个系统进行控制。报站启动系统后，单片机接收到 GPS 接收模块 或是按键发送过来的数字信号后，经处理再对语音模块、LCD 液晶显示模块和 LED 指 示流水灯进行控制，语音模块得到单片机的信号后输出相应的语音音频信号，音频信 号经过放大器后经喇叭输出得到播报的语音；显示模块也是得到主控模块的信息后， 显示出相应的信息。LED 指示流水灯在得到主控模块的控制指令后，做出相应的动态 显示，指示着站点的信息。 6.5 子程序的设计 本设计的子模块主要是语音模块、GPS 接收模块和显示模块，各子程序的设计不 是很难，没有大工程的换算和设计，主要是程序调用和数据处理。 首先是语音模块，由于对芯片录音后，语音在芯片内部就有了固定的存储地址， 经过上位机软件可以对地址