AVR公交语音报站系统开题报告.doc

南京工程学院自动化学院 本科毕业设计（论文）开题报告 题 目： 基于AVR单片机的公交语音报站系统 专 业： 自动化 班 级： K自动化081 学 号：240081213 学生姓名： 李 杰 指导教师： 陆 锋 2012年3月本科毕业设计(论文)开题报告学生姓名李杰学 号240081213专 业自动化指导教师陆锋职 称讲师所在院系自动化学院课题来源自拟课题课题性质工程设计课题名称基于AVR单片机的公交语音报站系统毕业设计的内容和意义采用AVRstdio+WinAvr的开发环境进行公交语音报站系统的设计。毕业设计内容：语音报站系统主要是在无人售票车上代替售票员进行自动报站工作。语音报站系统的主要功能包括模拟人声进行报站和预报站，对所报站名进行汉字显示，到站状态显示，站名语音信息的录入，录音、放音以及站名选择控制等。系统主要含语音、显示和控制三个模块。要求在熟悉AVR单片机的开发环境的基础上，完成系统各个模块的硬件和软件设计，以及系统的最终调试。本课题研究的意义：本课题对基于AVR单片机的公交语音报站系统进行研究，其意义如下：随着城市化进程的加快,公共交通作为城市的基础设施之一,仍然是绝大多数出行者的首选交通方式。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。近年来，随着科学技术的日益发展和进步，AVR单片机机技术已经在许多领域得到了广泛的应用。在声学领域，单片机技术与各种语音芯片相结合，即可完成语音的合成技术，使得汽车报站器的实现成为可能，从而为市民提供了更加人性化的服务。公交车语音报站系统的使用，为乘客提供了更加人性化的服务，它不但能够播报当前的到站站名，还能预报下一站的站名，有的报音系统还增加了许多附加功能，如转乘提示、安全提示等等，使乘客能够方便、安全地到达目的地。语音报站系统采用标准普通话报站，语音清晰流畅，并将相关信息通过屏显示出来，满足了不同类型乘客的需要。鉴于传统公交车报站系统的不足之处，结合公交车辆的使用特点及实际营运环境，由此设计了一种由AVR单片机控制的公交车语音报站系统，来满足人们日常的需要 。 文献综述围绕公交语音报站系统这一课题为中心，查阅了一些著名的专业书籍和学术期刊杂志，检索了一些比较好的专业网站，收集了相关的知识要点，并且进行了仔细的阅读和研究，现将文献概述如下：首先，对于ATMEL公司开发的AVR高速嵌入式单片机的结构，及其开发工具和集成开发环境，文献【1】作了介绍，该文献也介绍AVR单片机功能特点、实用程序设计及应用实例。文献【2】介绍使用AVR-GCC开发AVR单片机的方法，简单地介绍了C语言的语法和AVR-GCC的函数库avr-libc的常用库函数及定义。文献【3】和文献【4】讲述了ISD2500系列语音芯片的特点，以及工作原理和工作方式。从1831年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，公交车已经经历了将近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，是人工语音报站需要售票人员在进出站的时候人工报站，加重了售票员的体力负担，且报站效果与售票员个人因素关系较大，极易因为售票员个人的失误导致报站错误或漏报，给乘客带来不便。本设计的目的，是抛弃人工报站，实现公交进出站的自动语音报站，利用AVR单片机、ISD2500系列语音芯片、LED显示模块来实现所需要的功能。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，特别是是在机电一体化产品中有重要的用途。掌握单片机技术也是学习其他嵌入式控制如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、汇编语言、C语言、操作系统等概念，所以说学好单片机是其他进阶微处理器的一个台阶。1997年, AVR单片机由ATMEL公司挪威设计中心的A先生与V先生共同研发出来。相对于出现较早也较为成熟的51系列单片机，AVR系列单片机片内资源更为丰富，接口也更为强大，同时由于其价格低等优势，在很多场合可以替代51系列单片机。AVR是高速嵌入式单片机，其处理数据速度快，中断响应速度快，耗能低，保密性能好，被广泛用于空调控制板，打印机控制板，LED控制屏及医疗设备等领域中。本次对公交语音报站系统的设计，也是基于AVR单片机，以WinAvr（GCC AVR）为编译平台进行代码编译，并在AVRstdio上进行仿真。以下为所参考的文献：1.耿德根.AVR高速嵌入式单片机原理与应用M.北京：北京航空航天大学出版社，2002.2.吴双力.AVR-GCC与AVR单片机C语言开发M.北京：北京航空航天大学出版社，2004.3.韦宏利，付蓉.ISD2560芯片在汽车报站器的应用J.现代电子技术，2003，1(13)4.韦丽华.ISD2500系列语音芯片及其在微机系统中的应用J.辽宁师范大学学报，2001，24(1)研究内容此次设计是基于AVR单片机的公交语音报站系统的设计，为进行设计，首先要确认单片机的型号。在AVR系列单片机中，AT90S8535是其中一款内部结构丰富，功能齐全且性价比高的一个品种，具有先进的RISC精简指令集、输出驱动能力强、抗干扰能力强等特点，所以选用AT90S8535型号的单片机作为这次设计的选型。结合系统设计要求，得出系统总体结构如下：AT90S8535键盘接口电路 复位电路 站数显示电路站名显示电路语音报站电路 功放电路 作为一个语音报站系统，语音芯片是必不可少的。ISD2500系列具备微控制器接口，通过操作地址和控制线可完成任务，实现复杂的信息处理，如信息的组合、连接。芯片采用多电平直接模拟量存储技术，每个采样值直接存储在片内单元中，因此能够非常真实自然地再现语音。ISD2500由AT90S8535控制，并外接功放电路和语音设备，实现报站功能。语音系统中还有语音中断程序的编制，这在以后的设计中会详细给出。键盘接口电路中，要求一个键接一口，控制语音播放和文字显示；第二个键接第二口，控制提示顺序；第三个键接第三口，用来跳过某站的提示。要设计键盘接口，首先要确认键盘按键。一个按键，就是一个开关输入装置，键的闭合与否，取决于与机械弹性开关的通断状态，反映在电压上就是呈现出高电平和低电平，所以，通过检测电平状态，便可确定按键是否按下。在实际操作中，会出现重键和连击现象，为了排除此现象，编程时，可以将键的释放作为按键结束，等键释放电平后再去执行相应的功能程序，来防止一次击键多次执行的错误。此外，键盘还有防抖动的功能设计法。键盘也有其中断处理程序，按照要求可编译出。公交车上的站数和站名通过LED点阵显示电路来实现。显示电路含驱动电路和选通电路，在AT90S8535单片机构成的控制电路的控制下，接收字模信息并存储在字库存储其中，在送给驱动电路，在LED显示屏上显示。每行有一个行驱动器，各行的同名列共有一个列驱动器。由行译码器给出的行选通信号，从第一行开始，按顺序依次对各行进行扫描。另一方面，根据各列的数据，确定相应的列驱动器是否将该列与电源的另一端接通。接通的列，则点亮相应的LED；未接通，则LED熄灭。显示处理程序也需要编制。这次设计内容中也包含复位电路部分。复位方式有手动复位和上电复位。手动复位一般采用一个按键，按下再弹起，给单片机复位引脚施加一个脉冲信号。上电复位相当于在上电时，给单片机的复位引脚施加一个宽度在数十至数百毫秒的脉冲电平，电平有高有低。以上为这次设计的主要内容，当然这次设计还有其他部分，在以后的设计中会具体展开。研究计划第12周：收集资料，熟悉课题，确定课题的总体研究方案。第3周：熟悉资料，写出开题报告。第4周：系统结构设计以及设备选型。第56周: 语音芯片接口电路的设计。第78周：键盘及数字显示电路的设计。第910周：LED点阵显示电路的设计。第11周:键盘中断处理程序的编制。第12周:语音中断处理程序的编制。第13周:显示处理程序的编制。第14周:系统联调。第15周:撰写和修改论文。第16周:毕业答辩。特色与创新这次设计基于AVR单片机，利用AVR单片机高可靠性、功能强、高速度、低功耗和低价位的特点，进行一键报站、服务、行车、起步提醒等功能，此系统能极大