公交车语音报站系统毕业设计

1、 毕毕 业业 设设 计计 论论 文文 题 目： 基于单片机的公交自动报站器设计 学 院： 电气与信息工程学院 专 业： 自动化 姓 名： 刘小洁 学 号： 092410102 指导老师： 宁蕴緋 完成时间： 2014 年 5 月 23 日 河南城建学院本科毕业设计（论文） 摘要摘要随着国民经济的快速发展，我国城市人口高度集中并大幅增长、交通需求不断扩大导致城市道路交通拥挤，乘坐公交车出行是解决我国城市交通发展问题和实践低碳环保绿色出行的有效途径。随着近年来城市公交事业迅速发展，之前靠售票员报站的方式已经不能满足实际需要，而公共汽车的报站直接影响到服务的质量。本设计介绍了基于单片机的公交车语音报

2、站系统的设计,对系统软件设计和硬件实现进行了详细的描述，主要是以 STC89C52 单片机为核心控制元件，WT588D 语音芯片为录音模块，以液晶屏为显示模块，以独立按键 K1、K2 为输入设备，扬声器为语音输出设备，设计一个带语音报站和液晶显示功能的公交车报站系统。关键词：公交报站 单片机语音提示液晶屏河南城建学院本科毕业设计（论文） Abstract I AbstractWith the take-off of the national economy, Chinas urban population is remarkably exploding. The increasing dema

3、nd for transports gives rise to traffic congestion in urban areas. Therefore, public bus system is not only an efficient way to solve the problem of traffic congestion but a way to put the “Low-Carbon Transportation” into of date. The recent development of public transportation requires a phonetic s

4、ystem which can automatically announce bus stations.And the automatic stop announcer directly affects the service bus station reporting quality.This paper introduces the automatic stop announcer based on STC89C52 and aims to explicitly describe the software and hardware applied in the system. The ma

5、in features of the system are that STC89C52 is used for core controlling components, WT588D pronunciation chip for recording, LCD12864 screen for video displays, independent key K1 and K2 for input device, loudspeaker for output device. This is designed for a stop announcement and display system for

6、 buses. Key words: Bus stop announcer MicrocontrollerVoice promptLCD screen河南城建学院本科毕业设计（论文） 目录 II目录摘要 .IABSTRACT .II1绪论 .11.1课题研究的背景 .11.2课题研究的意义 .11.3课题研究的主要内容 .22系统总体设计方案 .32.1功能要求 .32.2设计思路 .32.3方案选择 .32.3.1显示模块选择方案.32.3.2按键选择方案.42.3.3芯片选择方案.42.4 总体设计框图 .53系统硬件设计 .63.1概述 .63.2主控模块 .63.2.1STC89C52

7、 芯片的简介 .63.2.2主控模块电路原理图.93.3语音芯片模块 .103.3.1WT588D 芯片简介 .103.3.2语音芯片模块电路原理图.113.4LCD 液晶显示模块.123.4.1组成结构.133.4.2引脚功能.133.5按键控制模块 .143.5.1按键控制模块电路原理图 .144系统软件设计 .154.1 系统的主流程图 .154.2显示模块设计 .164.3键盘扫描模块设计 .175系统分析与调试 .186结论与展望 .20致谢 .21参考文献 .22附录 A 实物照片.23河南城建学院本科毕业设计（论文） 目录 III附录 B 硬件原理图.24附录 C程序.25河南城

8、建学院本科毕业设计（论文） 绪论 0 1绪论1.1课题研究的背景随着社会经济的发展，城市化进程越来越快，城市人口急剧增加从而使城市交通压力不断增大，在倡导绿色低碳环保的今天，公交车作为城市公共交通的重要方式，是城市居民出行的重要工具。因为公交车具有方便、快捷、经济实惠等优点。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到服务的质量。随着国民经济的持续发展和各级政府对县域经济的高度关注，乡镇的城市化正在全国如火如荼地展开，基础设施得到了突飞猛进的发展。在这个过程中，乘坐公交车逐步取代了以前落后的出行方式，成为广大城乡人民短途出行的首选。近年来城市公交事业迅速发展，以前靠售票

9、员报站的方式已经不能满足实际需要，很多大中城市都在推广实行无人售票。在广大乡镇，公交车如何实现自动报站还缺乏人们的重视。目前，公交车自动报站主要有以下几种方式：一种是通过全球定位系统（GPS）的用户终端接收工作卫星的导航信息，从而解算出车辆的经纬度信息，进而计算出实时坐标，将其与站点坐标相比较，当车辆驶入站点一定距离范围内时，不用人工干预，系统自动报站；另一种是利用无线射频识别（Radio Frequency Identification）技术，在每一个公交站台设置一个具有唯一 ID 的射频发射器，采用间歇工作方式发射信号，当公交车即将到达车站时，车载系统接收到站信号并解码出站台的 ID 号，

10、由单片机控制自动播放对应站台编号的报站语音；还有一种是对车轮轴的转角脉冲进行计数，将计数值和预置值对比，即可确定报站时刻，达到准确报站的目的。然而，这三种方式都不太适合乡镇的发展现状。第一种设备造价过高，定位精度也难以达到要求；第二种站台建设投入较大，站点一旦变更，射频发射装置即须移动，较为麻烦；第三种需要公交线路严格固定，稍有改变，报站就难以准确。1.2课题研究的意义传统由乘务人员人工报站的方式工作强度大且效果差，并需要大量的人力资源。而通过单片机和语音芯片的结合，使得公交车到站信息及提示信息以语音和显示的方式告知乘客，为市民提供更人性化，完善的服务，并且节省了大量的人力资源。公交车语音报站

11、系统还可以结合每条线路的特点和实际情况自主设定不同河南城建学院本科毕业设计（论文） 绪论 1的报站方式和站点设置，在为乘客提供方便的同时也便于公交车的运营和司乘人员的操作。1.3课题研究的主要内容本设计采用人工按键的操作方式，实现公交车对站名的语音提示和文字显示功能。当公交车到达某一站时，司机或乘务人员只需按动按键，就可以使单片机控制语音模块对站名进行语音提示，并控制显示模组在液晶屏上显示站名。论文主要是对 C 语言和单片机的一些基本知识、概念的应用学习和研究，以及 STC89C52 芯片模块、WT588D 语音模块和 LCD12864 液晶屏的开发设计，该设计的目的是设计一个实现单片机与语音

12、控制芯片和显示模块互联的系统。通过按键，系统可播报相应的车站信息或者公益提醒，并通过液晶屏用汉字显示出来。本设计的主要工作有以下几个方面：1、整体方案的设计方案的选择要符合芯片功能的要求，既要保证操作简单易行，便于公交司机操作，又要体现出本产品的特点。本文研究设计的带录音功能的公交车语音报站系统是采用 STC89C52 单片机和 WT588D 语音芯片，用来实现公交车站信息的播放能，用 LCD12864 带中文字库的液晶显示屏实现公交站名的显示。 2、程序流程图及软件设计一个程序要想实现其功能，不能没有次序而盲目下手，必须对其有一个全面的了解后画出流程框图，然后逐个模块的实现其功能，最终把模块

13、之间合理的连接起来，构成完整程序。本设计的软件设计主要包括系统的初始化设计、延时子程序的设计、录音子程序的设计、放音子程序的设计、液晶屏的显示设计、中断程序设计、以及主程序设计等。整个系统程序采用模块化结构设计程序，易于修改和调试，系统软件的开发是用 C 语言设计的。3、系统原理图及硬件调试本设计在进行硬件原理分析后，需要连接实物进行实际操作，检验自己的设计是否可以行得通。需要在 protel DXP 环境下画出硬件原理图并进行电气测试，检测无异议后进行硬件系统的调试，为了保证系统的可靠性分析查找，硬件的调试分模块分别进行了模拟。河南城建学院本科毕业设计（论文） 系统总体设计方案 22系统总体

14、设计方案2.1功能要求1、通过 STC89C52 芯片实现对按键的读取并将所对应的信息送至扬声器同时将到站信息通过液晶屏显示；2、语音芯片 WT588D 完成语音模块，实现公交站信息的录入及到站时的放音功能；3、采用两个独立按键，作为上下行播放录音的控制键；4、采用 LCD12864 液晶屏，显示相对应的站的信息；2.2设计思路电路总体上分为主芯片控制部分、语音芯片和液晶显示部分。以 STC89C52单片机最小系统作为核心控制电路，以独立按键对上下行放音进行选择，具体显示内容及方式由软件来完成。语音部分由 WT588D 芯片来实现，它是一个多功能的语音芯片，可以多次重复录放，本设计正是运用此特

15、点，完成录音和放音功能的。具体步骤是：先录入站的信息，存储到芯片内部，建立语音库，并且具体锁定到对应的地址中，通过按键的次序播放不同的信息。2.3方案选择2.3.1显示模块选择方案方案一：用 LCD1602 液晶显示，但是由于 1602 主要显示英文和字符，不适合用于带汉字的公交车报站。方案二：采用 LCD12864 不带字库芯片，但需要用取模软件取模，PROTEUS可以仿真 HT1621（1602）KS0108(12864) T6963C(24064)，等系列的模块，需先学会仿真软件方案三：采用带字库的 LCD12864 芯片，可直接调用字库，使用比较方便。鉴于上述对比与分析，本设计采用方案

16、三。2.3.1语音模块选择方案河南城建学院本科毕业设计（论文） 系统总体设计方案 3 方案一：采用专门的语音芯片，常用的如 ISD4004，可以录入长达 8 分钟的语音，8K 采样率。虽然这些语音芯片音质失真度较小，但背景噪声很大，还得额外加功放，无额外发挥功能。 方案二：WT588D 语音模块，PWM 和 DAC 输出方式，PWM 输出可直接推动0.5W/8 的扬声器，DAC 输出外接功放，音质好。 应用范围广，几乎可以涉及到所有的语音场所。 考虑报站需良好音质，而且要求控制方便，所以决定采用方案二河南城建学院本科毕业设计（论文） 系统总体设计方案 42.3.3按键选择方案方案一：采用 ST

17、C89C52 的独立键盘，其独立键盘有 4 个按键，按键数量符合录音和放音两个按键的需要。方案二：采用 STC89C52 的矩阵键盘，其矩阵键盘具有 16 个按键，数量太多，不如独立按键方便。故采用 K1 和 K2 两个独立按键，K1 为上行键，按第一下时，对应播放第一站信息，同时调用显示子程序，在液晶屏上显示对应信息。按第二下时，对应播放第二站信息，并在液晶屏上显示信息。K2 为下行键，按下时，播放最后一段语音信息并显示，按下第二下时，播放倒数第二段语音信息并显示。2.3.4芯片选择方案方案一：AT89C51 是美国 ATMEL 公司生产的低电压，高性能 CMOS 型 8 位单片机，器件采用

18、 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准 MCS-51 指令系统，片内置通用 8 位中央处理器(CPU)和 Flash 存储单元，功能强大。其片内的 4K 程序存储器是 FLASH 工艺的，这种单片机对开发设备的要求很低，开发时间也大大缩短。写入单片机内的程序还可以进行加密，这又很好地保护我们的劳动成果。再者，AT89C51 目前的售价比 8031 低，市场供应也很充足。AT89C51 可构成真正的单片机最小应用系统，缩小系统体积，增加系统的可靠性，降低系统的成本。只要程序长度小于 4K，四个 I/O 口全部提供给用户。可用 5V 电压编程，而且擦写时间仅需 l0ms。AT8

19、9C51 芯片提供三级程序存储器加密，提供了方便灵活而可靠的加密手段，能完全保证程序或系统不被仿制。PO 口是三态双向口，通称数据总线口，因为只有该口能直接用于对外部存储器的读/写操作。方案二：完全兼容 AT89C51 指令系统的 STC89C52 单片机1、AT89C51 不带 ISP 下载，要用下载器才行，STC89C52 可以用 USB 转串口下载，下载软件可以到 STC 厂家网上去下。2、STC 单片机执行指令的速度很快，大约是 AT 的 3-30 倍，所以在 AT 上好使的程序在 STC 上不一定好用，最典型的例子就是那些对时序有严格要求的模块，比如 IIC，DS18B20、DS13

20、02 等的时序。再者，由于执行速度的加快，非定时器控制的精确延时也会受到一定影响，用 STC 时注意得加长延时，大约是 AT 的 1030 倍。河南城建学院本科毕业设计（论文） 系统总体设计方案 53、STC 单片机对工作环境的要求比较低，电压低于 5 伏时仍然正常工作，甚至 3 伏到 4 伏之间都还可以工作，然而这样的环境下 AT 肯定不行了，所以当一个系统用 STC 单片机好用，但用 AT 的单片机不工作时，直接查最小系统，看单片机的供电是否正常。比较这两种方案，由于在学校期间学过数字电路、单片机原理、C 语言程序设计，综合考虑单片机的各部分资源和作为学生能够获得的资源，经过对比此次设计要

21、求，我选择用 STC 系列芯片完成。而且学校也提供了相应的硬件操作平台，实际操作起来比较方便，故 STC 为更合理的选择。2.4 总体设计框图按照系统功能的具体要求，在保证实现其功能的然础上，尽可能降低系统成本。总体设计方案围绕上述思想，初步确定系统的方案如图 2.1 所示：STC89C52单片机P2.2-P2.7P3.4-P3.7P3.2-P3.3LCD12864 液晶显示屏WT588D 语音模块独立按键图 2.1系统初步方案 从图中可以看出，系统有微处理器模块、液晶屏显示模块、独立按键模块和语音模块组成。在方案设计中，遵循简洁至上的原则，因此所有的外围模块采用串行方式与微处理器模块接口。该

22、设计以 STC89C52 系列单片机为控制核心，实现公交车语音报站基本功能。在设计系统时，为了更好地采用模块化设计法，分步的设计各个单元功能模块，系统的硬件部分可以分为按键设定、单片机控制、LCD 显示和语音控制四大部分。河南城建学院本科毕业设计（论文） 系统硬件设计 63系统硬件设计3.1概述此次的毕业设计主要由 4 个大的模块构成，分别是主控模块、语音芯片模块、LCD 液晶显示模块、按键控制模块，其中主控模块是此次毕业设计的核心模块，主要是指 STC89C52 芯片，它控制整个系统的运行，利用其各个口分别控制其他模块，使其他模块能够成为一个整体，实现功能的需要；语音模块主要指 WT588D

23、 芯片；而 LCD 液晶显示模块是整个系统的辅助模块，用来显示到站信息；按键控制模块则是用按键来控制实现的是哪个功能，对应上行、下行。3.2主控模块3.2.1STC89C52 芯片的简介功能特性：STC89C52 是一种低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K在系统可编程 Flash 存储器。与工业 80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash 允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统可编程 Flash，使得 STC89C52 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。STC89C52 具有以下标准功能： 8k

24、字节 Flash，256 字节 RAM，32 位 I/O口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个 16 位定时器/计数器，一个 6 向量2 级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，STC89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持 2 种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许 RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。主要性能：与 MCS-51 单片机产品兼容、8K 字节在系统可编程 Flash 存储器、1000 次擦写周期、全静态操作：0Hz33Hz 、三级加密程序

25、存储器 、32个可编程 I/O 口线 、三个 16 位定时器/计数器八个中断源、全双工 UART 串行通道、低功耗空闲和掉电模式、掉电后中断可唤醒、看门狗定时器、双数据指针、掉电标识符。如图 3.1 所示：河南城建学院本科毕业设计（论文） 系统硬件设计 7图 3.1STC89C52 芯片管脚说明：P0 口：P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8TTL 门电流。当 P0 口的管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。P0 能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的低八位。在 FIASH 编程时，P0 口作为原码输入口，当 FIASH 进行校验时，P0 输出原码，

26、此时 P0 外部必须被拉高。P1 口：P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1 口缓冲器能接收输出 4TTL 门电流。P1 口管脚写入 1 后，被内部上拉为高，可用作输入，P1 口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH 编程和校验时，P1 口作为低八位地址接收。P2 口：P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 口缓冲器可接收，输出 4 个 TTL 门电流，当 P2 口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2 口当用于外部程序存

27、储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时，P2 口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3 口：P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出 4 个TTL 门电流。当 P3 口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输由于外部下拉为低电平，P3 口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3 口也可作为 STC89C52 的一些特殊功能口，如表 3.1 所示：表 3.1P3 口的第二功能接口第二

28、功能P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2INT0（外部中断 0）P3.3INT1（外部中断 1）P3.4T0（记时器 0 外部输入）P3.5T1（记时器 1 外部输入）P3.6WR（外部数据存储器写选通）P3.7RD（外部数据存储器读选通）河南城建学院本科毕业设计（论文） 系统硬件设计 8P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持 RST 脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：ALE 为 CPU 访问外部程序存储器或外部数据存储器提供一个地址锁存信号，将低 8 位地址锁存在片外的地址锁存器中。单片机在正常运

29、行时，ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的 1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个 ALE 脉冲。如想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置 0。此时， ALE 只有在执行 MOVX，MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态 ALE 禁止，置位无效。PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次 PSEN 有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的 PSEN 信号将不出现。EA/VPP：当 EA 保持低电平时，则

30、在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH） ，不管是否有内部程序存储器。注意加密方式 1 时，EA 将内部锁定为RESET；当 EA 端保持高电平时，此间内部程序存储器。在 FLASH 编程期间，此引脚也用于施加 12V 编程电源（VPP） 。XTAL1：反相振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反相振荡器的输出。XTAL1 和 XTAL2 分别为反相放大器的输入和输出。该反相放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2 应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证

31、脉冲的高低电平要求的宽度。河南城建学院本科毕业设计（论文） 系统硬件设计 93.2.2主控模块电路原理图单片机主控模块由 STC89C52 芯片和晶振复位组成。复位和晶振电路通过接口与单片机各引脚相连，复位电路接到 RST 口，晶振接到 XTAL1 口和 XTAL2口上。如图 3.2，3.3 所示：图 3.2STC89C52 芯片 图 3.3晶振复位3.3语音芯片模块3.3.1WT588D 芯片简介语音模块采用 WT588D 语音模块，WT588D 是广州唯创与台湾华邦合作研发的一款语音芯片（单片机） 。WT588D 不仅可以作为一般语音芯片，当从片发声，而且因为 I/O 口多，带控制功能和外

32、置 FLASH 存储器，所以能做 FLASH 单片机；最重要的是还可以按照样品直接投掩膜，管脚完全不用改动，价钱便宜一半。WT588D 性能卓越，简单易用，与 51 单片机有着极为相似的性能。WT588D 语音芯片是一款功能强大的可重复擦除烧写的语音单片机芯片。配套 WT588D VioceChip 上位机操作软件可随意更换 WT588D 语音单片机芯片的任何一种控制模式，把信息下载到 SPI-Flash 上即可。软件操作方式简洁易懂，撮合了语音组合技术，大大减少了语音编辑的时间。 MP3 控制模式下，完全迎合市场上MP3 的播放/暂停、停止、上一曲、下一曲、音量+、音量-等功能； 按键控制河

33、南城建学院本科毕业设计（论文） 系统硬件设计 10模式下触发方式灵活，可随意设置任意按键为脉冲可重复触发、脉冲不可重复触发、无效按键、电平保持不循环、电平保持可循环、非电平保持可循环、单键向前不循环、单键向后不循环、单键向前可循环、单键向后可循环、音量+、音量-、播放/暂停、停止、播放/停止等 15 种触发方式，最多可控制 10 个按键触发输出； 38 按键组合控制模式下能以脉冲可重复触发的方式触发 24个地址位语音，所触发地址位语音可在 0219 之间设置；并口控制模式最多可用 8 个 I/O 口进行控制； 一线串口控制模式可通过发码端控制语音播放、停止、循环播放和音量大小，或者直接触发 0

34、219 地址位的任意语音，发码速度 600us2000us； 三线串口控制模式和三线串口控制 I/O 口扩展输出模式之间可通过发码切换，三线串口控制模式下，能控制语音播放、停止、循环播放和音量大小，或者直接触发 0219 地址位的任意语音，三线串口控制 I/O口扩展输出可以扩展输出 8 位，在两种模式下切换，能让上一个模式的最后一种状态保持着进入下一个模式。 PWM 和 DAC 输出方式，PWM 输出可直接推动0.5W/8 的扬声器，DAC 输出外接功放，音质好。 应用范围广，几乎可以涉及到所有的语音场所，如报站器、报警器、提醒器、闹钟、学习机、智能家电、治疗仪、电子玩具、电讯、以及各种自动控

35、制装置等场所，工艺上达到工业应用的要求。 WT588D 的特性：1.外挂 2M32M 的 Flash，时间从 321054 秒。掩膜为内置 ROM，最长支持400 秒。采样率支持 6K22K2.DAC 输出：13Bit，PWM 输出：12Bit3.内置 0.5W 功放，可直接推动 0.5W/8 扬声器4.支持加载 MP3/WAV/WMA 三种音频格式5.工作电压：DC2.8V5.5V6.静态休眠电流：10uA7.可通过电脑软件，随意组合语音，可插入静音，插入的静音不占用内存的容量，一个已加载语音可重复调用到多个地址，重复调用的，不占空间，这是其它芯片所不具备的8.USB 下载方式，支持在线下载

36、/ISP 下载9.7 种控制方式： MP3 控制模式、按键控制模式、38 矩阵控制模式、并口控制模式、一线串口控制模式、三线串口控制模式以及三线串口控制 I/O 口扩展输出模式河南城建学院本科毕业设计（论文） 系统硬件设计 1110.掩膜后的管脚与原来一致，性能一样，音质一样。不用更改电路。且不用焊接 FLASH11.最多可加载 500 段语音；210 段可控制地址位，单个地址位最多可加载 128段语音，地址位内的语音组合播放；12.插入的静音时间范围 10ms25min；静音不占用存储空间。3.3.2语音芯片模块电路原理图STC89C52 和 WT588D 之间的连接较少，其中 P3.7 接

37、 WT588D 的片选引脚RESET，控制 WT588D 的选通与否。P3.5 接 WT588D 的串行输入引脚 VSDA，从该引脚读入放音的地址。P3.3 接 WT588D 的串行时钟引脚 VSCL，对于 WT588D 芯片所需要的连接还有音频信号输出引脚 AUDOUT，该引脚通过一个滤波电容与扬声器连接，AMCAP 为自动静音端，使用时通过一个电容接地。此外由于 WT588D的工作电压为 3 伏，而单片机所需供电电压为 5 伏，因此需要采用变压电路得到 3 伏电压供 WT588D 使用。语音芯片模块电路原理图如图 3.7 所示：图 3.7语音芯片模块电路原理图3.4LCD 液晶显示模块液晶

38、显示器 LCD（Liquid Crystal Display）广泛应用于微型计算机系统中，与 LED 相比，具有功率低，抗干扰能力强，体积小，价格低廉等优点。另外，LCD 在大小和形状上更加灵活，接口简单，不但可以显示数字、字符，而且可以显示文字和图形。字符和数字的简单显示，不能满足图形曲线和文字显示的要求。点阵式LCD 不仅可以显示字符、数字，还可以显示各种图形、曲线及文字，并且可以实现屏幕上下左右滚动、动画、分区开窗口、反转、闪烁等功能，用途十分广泛。现在，随着液晶技术的突破，液晶显示器的质量有了很大的提高，品种也在不断推陈出新，不但有各种规模的黑白液晶显示器，还有绚丽多彩的彩色液河南城建

39、学院本科毕业设计（论文） 系统硬件设计 12晶显示器。在点阵式液晶显示器中，把控制驱动电路与液晶点阵集成在一起，组成一个显示模组，可与八位微处理器接口直接连接，不但使用方便，而且价格也比较便宜。LCD12864 液晶显示模组是 12864 点阵的文字图形型液晶显示模组，内置国标 GB2312 码简体中文字库（1616 点阵） 、ASCII 码字符集（816 点阵）和 64256 点阵显示 RAM（GDRAM 绘图区域） ；可与 CPU 直接接口，提供两种界面来连接微处理机（八位并行及串行连接方式） ；具有光标显示、画面移位等多种功能。3.4.1组成结构 LCD12864 使用 ST7920 作

40、为行驱动器，同时使用 ST7921 作为列驱动器。液晶显示中应尽量避免一个字符一半在左半屏显示，另一半在右半屏显示的情况。由于 LCD12864 液晶显示器是一种带有输出驱动的完整的液晶显示器，八位微处理器可直接与其相连，对液晶屏进行行、列驱动。3.4.2引脚功能LCD12864 液晶显示器有 20 个管脚，分电源线、数据线和控制线。其详细功能如下：1、电源部分VDD 电源正极，通常接+5V。VSS 电源负极，接-5V。为了简化电路，可直接接地。V0 电源控制端，用来调节显示屏灰度。调节该端的电压，可以改变显示屏字符、图形的颜色深浅。2、数据线DB0DB7 数据总线，双向。3、控制信号PSB

41、并口/串口选择信号，接高电平时选择并口，接低电平时选择串口。模块上一般都有跳线方式将其接高或接低，用户可以不处理（事先须声明是用并口还是串口） ；也可以选择不在模块上处理，而由用户自己选择并口还是串口。河南城建学院本科毕业设计（论文） 系统硬件设计 13RS（CS） 寄存器选择信号，高电平时为数据操作，低电平时为写指令或读状态（串行方式下为片选信号，低电平有效） 。R/W（SID） 读/写选择信号，高电平为读选通，低电平为写选通（串行方式下作数据线使用） 。E（SCLK） 读/写使能信号，在 E 的下降沿，数据被锁存（写）入ST7921；在 E 为高电平期间，数据被读出（串行方式下作时钟输入）

42、 。RST 复位信号，低电平有效。当其有效时，关闭液晶显示，使显示起始行为 0。可与单片机相连，由单片机控制；也可直接接 VDD，使之不起作用。BLA 背光源正极（LED+5V） 。BLK 背光源负极（LED0V） 。电路原理图如图 3.8 所示： 图 3.8液晶显示模块电路原理图3.5按键控制模块3.5.1按键控制模块电路原理图按键分为两类：独立式按键和矩阵键盘。独立式键盘是最简单的键盘电路，各个键相互独立，每个按键独立的与一根数据输入线相连接。任何一个键按下时，通过门电路都会向 CPU 申请中断，在终端服务程序中，读入对应值，从而判断是哪一个按键被按下。查询时，平时所有的数据输入线都通过上

43、拉电阻被连接成高电平；当任何一个键被压下时，与之连接的数据输入线将被拉成低电平，要判断是否有键被压下，只要用位处河南城建学院本科毕业设计（论文） 系统硬件设计 14理指令即可。电路原理图如图 3.9 所示：图 3.9 按键控制模块电路原理图河南城建学院本科毕业设计（论文） 系统软件设计 15 4系统软件设计4.1 系统的主流程图 在对所要设计的课题有了整体的了解之后，需要先建立程序框架的流程图，对整个设计划分模块，逐个模块实现其功能，最终把各个子模块合理的连接起来，构成总的程序。主程序首先要对整个系统进行初始化，然后将指令传给芯片，设置按键功能，按下按键，看其对应的按键，完成预期的功能。系统的

44、主流程图如图 4.1 所示：系统初始化K1 是否被按下？Y调用按键子程序NK2 是否按下？调用录音子程序Y调用语音模块放音子程序调用液晶显示子程序判断按键次数开始结束图 4.1主程序流程图河南城建学院本科毕业设计（论文） 系统软件设计 164.2显示模块设计显示模块采用带中文字库的 LCD12864 液晶屏，首先设定汉字地址表，再根据需显示的汉字地址或坐标显示对应的汉字。在主函数调用第一站信息时，显示对应内容，当调用第二站信息时显示第二站对应内容。如图 4.2 所示：系统初始化判断 K1 是否被按下？Y判断 a 是否为奇数？显示：本站：南洛高速路口下车请当心下站：蓝湾新城小区显示：本站：平顶山

45、市卫校下车请当心下站：崇文路口YNN无操作开始返回图 4.2显示模块流程图4.3键盘扫描模块设计键盘扫描采用的是独立按键，确定有无按键按下并判断是哪一个按键。当检测到有键按下后，需要去除键抖动，延时一段时间再做下一步的检测判断，识别出是哪一个键闭合。扫描过程如图 4.3 所示：系统初始化是否有键按下？判断键值Y执行对应操作N无操作开始返回图 4.3键盘扫描流程图河南城建学院本科毕业设计（论文） 系统分析与调试 175系统分析与调试本设计是在 Keil C 环境下开发的，Keil C 软件支持 C 语言的编程及调试，运用方便，是做 C 语言毕业设计者的首选。设计的首要任务是安装和学习使用这个软件

46、，在简单的学习和了解 Keil C 后，我们便可在此环境下开始了对带录音功能的电子琴的设计工作。在编译完 Keil C 后，再运用 STC_ISP_V480 软件烧录到开发板上，实现实物与程序的连接。在烧录前要对 STC_ISP_V480 进行一些必要的设置。第一步：设置 MCU Type 为 STC89C52RC；第二步：打开编写好并编译的程序文件，它是以.hex 为后缀的文件；第三步：选择对应的 COM端口， （可在我的电脑的设备管理处查看 COM 选项） ；第四步：点击 Download/下载，等提示请给 MCU 上电时，打开开发板上的开关，它就自行烧录了。Keil C 程序运行如图 5

47、.1 所示：图 5.1keil C 运行图图 5.2程序烧录运行图在完成对程序的调试及烧录之后，还需要对其进行演示，把开发板与电脑连上，设置好对应的接口，完成供电及下载。按下按键，判断是否为抖动，若不为抖动，则执行按键按下的功能，再判断是为何种按键，是录音键还是播放键，当判断完成后，对其程序进行执行。当按下录音键则开始录第一段语音，再按下时录制第二段语音。当按下放音键时，播放第一站信息并显示对应文字，按下第二次时，播放第二站信息，显示对应文字。河南城建学院本科毕业设计（论文） 结论与展望 186结论与展望本系统以单片机为核心部件的控制系统，利用软件编程，最终基本上实现了各项要求。虽然系统还存在

48、一些不足，但是，我还是从中学到了很多的解决问题的方法。经过近两个月的奋斗，从确定题目，到后来查找资料，理论学习，实验编程调试，这一切都使我的理论知识和动手能力有了很大的提高。了解了单片机的硬件结构和软件编程方法，对单片机的工作方式有了很大的认知。同时，对一些外围设备比如 WT588D 芯片等有了一定的了解，学会了对一项工程如何设计：首先，要分析需要设计的系统要实现什么功能，需要什么器件；然后，针对设计购买相应的硬件，选用硬件时不仅要选用经济的，更重要的是如何能更精确更方便的完成系统的要求；再次，对各个硬件的软件实现要弄清楚，如何更好的实现各个硬件的协调，更好的通过主控制器件实现硬件的功能。最后

49、，通过各种测试与调试，让设计更好的完成系统要求。 但因为我的水平有限，此设计中也存在一定的瑕疵,有待于去改善。由于使用的是单片机作为核心的控制元件，配合其它器件，使本控制系统具有性能良好、电路简单、成本低的特点。河南城建学院本科毕业设计（论文） 致谢 19致谢 毕业设计终于在宁蕴緋老师的悉心指导下完成了。作为一名即将离开大学校门的学生，我把本次设计看做是大学中的最后一门功课，投入了巨大的时间和精力。设计题目是基于单片机的公交自动报站器设计，由于在大学中学习知识的欠缺，仅靠自己的力量完成设计任务的难度是相当大的。在制作设计的过程中，我确实遇到了许多棘手的问题。但是，这些问题在老师和同学的帮助下都

50、被一一解决了。在这段时间里，宁老师言传身教，以她广博的知识，敏锐的洞察力，多年的教学和工作经验，在任务完成中给予我很大的帮助。在本次设计中，我不仅学到了很多科学知识和工作方法，而且学到了作为研究人员应有的治学态度和为人处世的道理，这一切都将使我终身受益。谨在此向宁老师致以崇高的敬意！对给予我支持和帮助的所有同学们表示衷心的感谢！河南城建学院本科毕业设计（论文） 参考文献20 参考文献1 陈明荧.8051 单片机课程设计实训教材M. 北京：清华大学出版社，20032 徐新艳.单片机原理、应用与实践M. 北京：高等教育出版社，20053 吴金戌，沈庆阳，郭庭吉.8051 单片机实践与应用M. 北京

51、：清华大学出版社，20024 王千.实用电子电路大全M. 电子工业出版社，20015 冯博琴.微型计算机原理与接口技术M. 北京：清华大学出版社，20046 张毅刚.MCS-51 单片机应用设计M. 哈尔滨工业大学出版社，20047 张淑清，姜万录等.单片微型计算机接口技术及应用M. 国防工业出版社，20038 吴金戌，沈庆阳，郭庭吉.8051 单片机实践与应用M. 北京：清华大学出版社，20019 赵亮,侯国锐.单片机 C 语言编程与实例M. 北京:人民邮电出版社,200310 王振红，李洋，郝承祥.WT588D 语音芯片的工作原理及其在智能控制系统中的应用J. 电子器件 2002 年 3

52、月第 25 卷第 1 期11Ingle-Chip Voice Record/Playback Devices 4-, 5-, 6-, and 8-Minute Durations,199012ANLOG DEVICES.The technology of AT89C51EB/OL.White Paper,Spe.28,2008河南城建学院本科毕业设计（论文） 参考文献21河南城建学院本科毕业设计（论文） 附录 A 实物照片0 附录 A 实物照片河南城建学院本科毕业设计（论文） 附录 B 硬件原理图1 附录 B 硬件原理图河南城建学院本科毕业设计（论文） 附录 C 程序 2 附录 C程序/*独立按键程序*/uchar key_can; /按键值void key() /独立按键程序static uchar key_new;key_can = 20; /按键值还原P1 |= 0 x03;if(P1 & 0 x03) != 0 x03)/按键按下delay_1ms(1); /按