公交汉字显示语音播报系统毕业设计论文

1、I摘 要随着时代的进步，公交车已经成为一般工薪族和学生族出门必须的交通工具。由于单片机技术以及电子语音技术飞速发展。目前，在公交车报站方面，也由传统的人工报站，逐渐改变为使用微电脑控制的语音文字报站系统。从以前售票员的大声报站变成现在的自动语音报站以及汉字提示等新型的报站系统，加快了现代化建设的进程。是国家自动化交通发展的标志。本文介绍了一种新型的公交车自动报站汉字显示系统的设计原理，同时提供了一种以 89C51 单片机为核心，控制 12864 液晶屏显示汉字的新方案。利用 89C51 单片机作为CPU 来进行总体控制，通过按键实现站点切换，同时使用液晶屏进行汉字显示，实现了公共汽车的自动报站

2、以及汉字提示的功能，减轻了司售人员的劳动强度，提高了车辆的服务质量，是一种科技、时尚的新产品。同时它摆脱传统电子屏线的束缚，使其应用更加市场化，其流动显示的特点更为广告界所推崇，是一种全新的媒体。本系统是以 C 语言来进行软件设计，指令的执行速度快，节省存储空间。为了便于扩展和更改，软件的设计采用模块化结构，使程序设计的逻辑关系更加简洁明了,使硬件在软件的控制下协调运作。 关键词：关键词：89C5189C51 单片机，液晶屏显示，按键单片机，液晶屏显示，按键II目 录摘摘 要要.I目目 录录.II1 1 绪论绪论 .11.1 概述.11.2 目的及意义.12 2 总体设计的原理与实现总体设计的

3、原理与实现 .12.1 电路原理的总体设计.13 3 硬件部分的设计硬件部分的设计 .23.1 硬件组成部分.23.2 相关芯片介绍.23.2.1 STC89C52RC 单片机芯片.23.2.2 12864 液晶屏.43.2.3 LM2576 芯片.113.3 硬件各部分设计.133.3.1 电源电路.133.3.2 液晶屏显示电路.133.3.3 按键控制电路.144 4 软件部分的设计软件部分的设计 .154.1 软件总体设计.154.2 软件各模块设计.154.2.1 延时子程序.154.2.2 液晶屏初始化程序.164.2.3 按键扫描及显示程序.185 5 系统调试系统调试 .225

4、.1 常见硬件故障调试.225.2 软件程序调试.225.2.1 调试软件KeilC51 简介.235.2.2 软件程序测试.235.2.3 硬件实现.24结结 论论 .26参考文献参考文献 .27附录附录源程序代码源程序代码 .28附录附录 原理图原理图 .4311 绪论1.1 概述随着现代社会的建设，公共汽车越来越为大众所喜爱，不仅仅可以在低消费下达到目的地，同时也能很方便的省去很多的自驾麻烦。是打工族和学生族的常用交通工具。而随着人们使用公共汽车的普遍，车辆上一般都相当拥挤，造成许多的乘客未到站先下车或者推迟下车的情况，也加重了售票员的劳动强度。随着信息社会的到来，单片机广泛的应用于工业

5、控制系统、数据采集系统、自动测试系统、声学领域和微机技术等广阔的领域。本设计基 12864 液晶屏设计的公交车汉字显示报站系统，介绍了 STC89C52RC 单片机汉字显示控制系统，主要是通过单片机组成的应用系统来完成汉字的显示以及按键切换的控制，从而实现了单片机对汉字的控制。在正常情况下，通过单片机对报站进行采集处理，同时设定相关汉字显示信息；当到站按键按下时，该系统会发出到站站名的汉字提示信息的显示，汉字显示结束时等待下一个到站按键的触发。1.2 目的及意义首先是设计出一种的方便实用的公交车汉字显示报站系统。单片机智能控制技术广泛地应用于工业控制、智能控制等方面，通过 STC89C51RC

6、 单片机语音录放控制系统，主要是通过单片机组成的应用系统来完成按键触发处理以及提示汉字的显示的控制，从而实现了单片机对公交车到站的汉字显示功能。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，微型计算机技术已经在许多领域得到了广泛的应用 公交车报站显示系统的设计主要是为了弥补人工报站的辛苦以及误报的落后方式，进站、出站播报站名及相关服务，为市民提供更人性化，更完善的服务 。2 总体设计的原理与实现2.1 电路原理的总体设计基于 12864 液晶屏

7、报站汉字显示系统的设计研制过程主要包括：总体设计、硬件设计、软件设计、仿真调试等几个阶段。单片机芯片是与 MCS-51 兼容的 STC89C52RC，STC89C52RC 单片机带 8K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能 8 位微处理器。2汉字显示电路采用的是 12864 液晶屏显示。液晶显示模块是 12864 点阵的汉字图形型液晶显示模块，可显示汉字及图形，内置 8192个中文汉字（16X16 点阵）、128 个字符（8X16 点阵）及 64X256 点阵显示RAM（GDRAM）。可与 CPU 直接接口，提供两种界面来连接微处理机：8-位并行及串行两种连接方式。具有多种功能：光

8、标显示、画面移位、睡眠模式等。电源电路是给单片机以及整个系统提供的稳压电源，利用 LM2576，输出稳定的 5V 稳定电源，让单片机可以正常的工作。按键控制电路完成对站点的切换以及汉字显示开始的控制，从而达到完成报站汉字显示功能。3 硬件部分的设计3.1 硬件组成部分基于 12864 液晶屏的报站汉字显示系统的硬件设计主要包括：（1）电源电路（为整个电路提供 5V 稳压电源）；（2）液晶屏显示电路（完成汉字显示）；（3）按键控制电路（完成按键控制播放录音功能）（4）单片机（电路的核心系统）四部分组成，具体的电路介绍本部分就先不进行详细的介绍，在论文的硬件各部分设计中将会对各个部分的电路进行详细

9、的介绍。下面我就先对硬件电路设计中使用的主要器件的技术资料进行相关的介绍。让我们对硬件进行整体的了解。3.2 相关芯片介绍3.2.1 STC89C52RC 单片机芯片STC89C52RC 是 STC 公司生产的低电压，高性能 CMOS8 位单片机，片内含 8Kb 的可反复擦写的 Flash 只读程序存储器和 512b 的随机存取数据存储器（RAM），器件采用高密度，非易失性存储技术生产，兼容标准 MCS51 指令系统，片内置通用中央处理器（CPU）和 Flash 存储单元，功能强大 STC89C52RC 单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。单片机的可擦除只读存储器

10、可以反复擦除 100000次。将多功能 8 位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，是一种高效微控制器， STC89C52RC 单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。如图3.2.13图 3.2.1 STC89C52RC 管脚图STC89C52RC 有 P0、P1、P2、P3 四个端口，共有 32I/O 口，P3 口也可作为一些特殊功能口，如下表所示：表 3.1 P3 口的第二功能口 线第 二 功 能P3.0RXD串行数据接收（输入）端P3.1TXD串行数据发送（输出）端P3.2INT0外部中断 0 输入端P3.3INT1外部中断 0 输入端P3. 4T0定时/计数器 T0

11、 的外部输入端P3. 5T1定时计数器 T1 的外部输入端P3. 6WR外数据存储器写选通信号，低电平有效P3. 7RD外数据存储器读选通信号，低电平有效P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。STC89C52RC 单片机主要性能参数：时钟频率（HZ）：080M8Kash 程序存储器512 内程序存储器(RAM)2 个数据指针3 个 16 位定时器/计数器 T0/T14 个 8 位输入输出接口(P0P3),共 32 根 I/O 口线8 个中断源4 个优先级4看门狗电路3.2.2 12864 液晶屏是一款图形点阵液晶显示器，显示分辨率为 128X64。内置中文字库，总共提供 8192

12、个 16X16 点阵的汉字和 128 个 16X8 点阵的字符.它可以提供三种传输模式，分别是 8 位并行模式、4 位并行模式和串行模式。5功能说明忙标志（BF）BF 标志提供内部工作情况，BF=1 表示模块在进行内部操作，此时模块不接受外部指令和数据；BF=0，表示模块为准备状态，可接受外部指令和数据。利用 STATUS RD 指令，可以将 BF 读到DB7 总线 ，从而检验模块的工作状态。地址计数器（AC）地址计数器（AC)用来存储 DDRAM/CGRAM/GDRAM 之一的地址，可由指令改变，之后读取或写入DDRAM/CGRAM/GDRAM 的值时，地址计数器（AC）的值就会自动加 1。

13、当 RS=0，RW=1和 RE=1 时，地址计数器（AC）的值将被读到 DB6-DB0 中。中文字型 ROM（CGROM）和半宽字型 ROM（HCGROM）字型产生 ROM 提供 8192 个中文字型和 128 个数字符号，利用两个字节将字型编码写入 DDRAM，对应的内容将显示出来。字型产生 RAM（CGRAM）字型产生 RAM 提供图像定义（造字）功能，可提供 4 组 1616 点的自定义图像空间，使用者可将6内部没有提供的图像字型自定义到 CGRAM 中，便可和 CGROM 中的定义一样地通过CGRAM 显示在屏幕中。显示数据 RAM（DDRAM）模块内部显示数据 RAM 提供 642

14、个位元组的空间，最多可控制 4 行 16 字（64 个字）的中文字型显示，当写入显示数据 RAM 时，可分别显示 CGROM 与 CGRAM 的字型；模块可显示三种字型，分别是半角英数字型(168)、CGRAM 字型及 CGROM 的中文字型，三种字型的选择，由在DDRAM 中写入的编码选择，在 0000H0006H 的编码中（其代码分别是 0000、0002、0004、0006共 4 个）将选择 CGRAM 的自定义字型，02H7FH 的编码中将选择半角英数字的字型，至于 A1 以上的编码将自动的结合下一个位元组，组成两个位元组的编码形成中文字型的编码BIG5（A140D75F），GB（A1

15、A0-F7FFH）。光标/闪烁控制电路模块提供硬件光标及闪烁控制电路，由地址计数器的值来指定 DDRAM 中的光标或闪烁位置。指令说明模块提供两套控制命令，基本指令和扩充指令如下：指令表 1：（RE=0，基本指令）78时序图9串行模式资料传输当 PSB 脚接低电平时，液晶模块将进入串行传输模式，串行模式下将使用两条传输线作为串行资料的传输，主控系统将配合同步脉冲（SCLK）和资料线（SID），来完成串行资料的传输。当同时驱动多个模块时，需要配合 CS 脚使用，CS=1，输入的资料才被接收。CS=0，模块内部的串行传输计数器和串行资料将被重置。对于一个最小系统，一个模块和一个微处理器，只有 SC

16、LK 和 SID 引脚是必须的，CS 脚可以固定为高电平。模块的串行时钟（SCLK）是由 MPU 内部产生的异步时钟。因为模块内部没有缓冲区，当有连续多个指令需要传送时，要考虑指令的执行时间，必须保证第一个指令完全执行后，才能传送下一资料。开始传输时，必须先传送 5 个连续的“1”(同步字符），串行传输计数器将被重置和同步。其次是两位标志，读/写（RW）和寄存器/数据选择（RS）。最后一位则为“0”。在收到同步字符、RW 和 RS 位后，每 8 位指令/数据将被分成两组，高 4 位（DB7-DB4）被放在第一部份，之后跟随着 4 个“0”，低 4 位（DB3-DB0）被放在第二部份，之后也跟随

17、10着 4 个“0”。读写时序图113.2.3 LM2576 芯片LM2576 系列是美国国家半导体公司生产的 3A 电流输出降压开关型集成稳压电路，它内含固定频率振荡器(52kHz)和基准稳压器(1.23V)，并具 有完善的保护电路，包括电流限制及热关断电路等，利用该器件只需极少的外围器件便可构成高效稳压电路。LM2576系列包括 LM2576(最高输入电压 40V)及 LM2576HV(最高输入电压 60V)二个系列。各系列产品均提供有 3.3V(-3.3)、5V(-5.0)、 12V(-12)、15V(-15)及可调(-ADJ)等多个电压档次产品。此外，该芯片还提供了工作状态的外部控制引

18、脚。 LM2576 系列开关稳压集成电路的主要特性如下2： 最大输出电流：3A; 最高输入电压：LM2576 为 40V，LM2576HV 为 60V; 输出电压：3.3V、5V、12V、15V 和 ADJ(可调)等可选; 振东频率：52kHz; 转换效率：75%88%(不同电压输出时的效率不同);管脚如图 所示。12图 ：LM317 引脚分布LM2576 工作原理：LM2576 的输入最高电压为 60 多伏，输出电压 1.23V-37V.电流 3.0A.不过在用的时候要注意功耗问题.注意散热问题。LM2576 有三个引脚.一个输入一个输出一个电压调节。输入引脚输

19、入正电压,输出引脚接负载, 电压调节引脚一个引脚接电阻(200 左右)在输出引脚,另一个接可调电阻(几 K)接于地.输入和输出引脚对地要接滤波电容.LM2576 应用电路图如图13图 ：LM2576 应用电路图3.3 硬件各部分设计3.3.1 电源电路电路图如图 3.3.1 所示：图 3.3.1 电源电路3.3.2 液晶屏显示电路 在这次显示电路的设计中使用了 12864 液晶屏，通过单片机控制，进行汉字的显示。电路图如图 3.3.2 所示：14图 3.3.2 液晶屏显示电路3.3.3 按键控制电路利用按键与单片机相关引脚进行连接，我们都知道单片机的引脚在工作状态时无负载时均是高

20、电平，故如果需要进行相关控制，只需其通过按键与地连接，然后通过程序控制，当按键按下时，程序控制其他的引脚高低变化，从而让汉字显示。电路图如图 3.3.3 所示。图 3.3.3 按键控制电路图本章节主要是对电路的硬件个部分的设计，电路的各部分硬件功能设计基本完成。4 软件部分的设计4.1 软件总体设计流程图如图 4.1 所示。15开始单片机、液晶屏初始化按键扫描AN 键是否按下去斗处理PLAY 模式AN 键是否按下？汉字显示AN 键是否按下？停止键是否按下？图 4.1 主程序流程图主程序主要调用了 4 个子程序，分别是延时子程序、液晶屏初始化程序、按键扫描程序、显示程序等。4.2 软件各模块设计

21、4.2.1 延时子程序 为了精确的控制单总线接口的特殊时序要求，延时函数是相当关键的，它是所有读控制和写控制的组成部分以及显示时延时用；下面 us 的延时(12M)延时子程序和 ms的延时(12M)延时子程序。void delay1(void)16 int16 i; for (i=0;i50;i+) ;void delay(unsigned int time) /延时 n 微秒while(time!=0)time-;void delayms(unsigned char g)/*延时 gms*/ unsigned char i,j; for(i=0;ig;i+) for(j=0;j17)zhan

22、1=17;if(k2=0)19delay(10);if(k2=0)while(!k2);lcd_init();if(zhan10)zhan1-;if(k3=0)delay(10);if(k3=0)while(!k3)while(1)if(k3=0)delay(10);if(k3=0)while(!k3);lcd_init();if(zhan20)20zhan2-;if(k4=0)delay(10);if(k4=0)while(!k4);lcd_init();zhan2+;if(zhan217)zhan2=17;if(k1=0)delay(10);if(k1=0)while(!k1);retur

23、n;xianshiweizhi_pos(0,0);/ 设置显示位置为第一行i = 0;21while(dis2zhan2i != 0)/ 显示字符write_dat(dis2zhan2i);i+;xianshiweizhi_pos(1,0);/ 设置显示位置为第二行i = 0;while(diszhan2i != 0)write_dat(diszhan2i);/ 显示字符i+;xianshiweizhi_pos(0,0);/ 设置显示位置为第一行i = 0;while(dis1zhan1i != 0)/ 显示字符write_dat(dis1zhan1i);i+;xianshiweizhi_po

24、s(1,0);/ 设置显示位置为第二行第二个字符i = 0;22while(diszhan1i != 0)write_dat(diszhan1i);/ 显示字符i+; 通过本章节完成了延时程序、按键扫描程序以及液晶屏示程序，从而完成了对电路软件的设计工作。5 系统调试5.1 常见硬件故障调试逻辑错误由于设计错误和焊接所造成的，包括错线，开路，短路，相位错等几种，其中短路是最常见的故障。可靠性差如金属化孔，接插件接触不良造成系统时好时坏，经不起振动；器件负载过大等造成逻辑电平不稳定。电源故障电压值不符合设计要求，电源引出线和插座不对应，电源功率不足，负载能力差等故障。脱机调试是在样机加电之前，先

25、用万用表等工具，根据硬件电器原理图和装配图仔细检查样机线路的正确性，并核对元件的型号、规格和安装是否符合要求。应特别注意电源的走线，防止电源之间的短路和极性错误，并重点检查扩展系统是否存在相互间的短路或与其他信号线的短路。5.2 软件程序调试235.2.1 调试软件KeilC51 简介 Keil C51 软件是众多单片机应用开发的优秀软件之一，它集编辑、编译、仿真于一体，支持汇编语言、PLM 语言和 C 语言的程序设计，界面友好，易学易用。(1) Keil 的 Vision3 可以进行纯粹的软件仿真(仿真软件程序，不接硬件电路)；也可以利用硬件仿真器，搭接上单片机硬件系统，在仿真器中载入项目程

26、序后进行实时仿真；还可以使用 Vision3 的内嵌模块 Keil Monitor-51，在不需要额外的硬件仿真器的条件下，搭接单片机硬件系统对项目程序进行实时仿真。 (2) uVision3 调试器具备所有常规源极调试，符号调试特性以及历史跟踪，代码覆盖，复杂断点等功能。DDE 界面和 shift 语言支持自动程序测试。5.2.2 软件程序测试(1) 工程设置根据系统电路中晶振参数对工程中 STC89C52 进行设置， 将 Xtal(MHz)项中参数改为12.0，与晶振频率相同。(2) 程序调试 对程序中参数进行调整需进入调试模式，按按钮进入调试模式，由于该模式下可单步执行程序且左边框图同步

27、显示运行时间值，所以可以随意对参数进行设置，直到得到所要求的功能。程序调试图如图 5.2.1 所示。图 5.2.2 程序调试图245.2.3 硬件实现经过软硬件设计、程序调试、硬件仿真之后，所设计的电路是合乎要求的，所编写的控制程序是符合要求并能正常运行的，软硬件也是能够相匹配协调工作的，即设计是能达到设计要求的。接下来焊接实用电路，根据电路原理图，把相应元器件在电路板上进行合理的布局；焊接完成后，进行硬件调试，下面实际焊接电路的运行结果图如图 所示。25图 实物电路板运行结果图布局的原则是本着结构最清晰、走线最简单、模块间相互电磁干扰影响最少的原则进行排版布局；

28、电路已焊接成功并开始调出了设计所要求实现的结果，26结 论本次是基于 12864 液晶屏设计的公交车汉字显示报站系统的毕业设计，实现了STC89C52RC 单片机汉字显示控制系统，通过单片机组成的应用系统来完成汉字的显示以及站点切换的控制，从而实现了单片机对汉字的控制。在正常情况下，通过单片机对按键触发进行处理，同时设定相关汉字显示信息；当到站按键按下时，该系统会发出到站站名及进行汉字提示信息的显示，显示结束时等待下一个到站按键的触发。公交车汉字显示语音报站系统的软硬件电路设计、软件编程调试、模拟仿真运行、并焊接生成了实物电路板，焊接电路板的过程中，在引脚连接、板子的布局、走线、焊接问题上，进

29、行了深入反复的实践，培养了我的动手能力和解决实际问题的能力，学到许多课堂上学不到而实际工作中又极其常用的知识。27参考文献1 余锡存. 单片机原理及接口技术. 西安电子科技大学出版社，20002 王金凤.单片机实用系统设计技术. 国防工业出版社，19993 潘永雄.新编单片机原理与应用. 西安电子科技大学出版社，20034 周航慈.单片机应用程序设计技术. 北京航空航天大学出版社，19995 赵佩山.单片机接口技术及应用. 机械工业出版社，20006 侯国锐.单片机 C 语言编程与实例. 人民邮电出版社，20047 谭浩强.C 程序设计. 清华大学出版社，19998 孙江宏 李良玉 .Prot

30、el99se 电路设计与应用. 机械工业出版社，20049 阎石.数字电子技术基础. 高等教育出版社，199810 童诗白.模拟电子技术基础. 高等教育出版社，200128附录源程序代码#include#include #define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit RS=P26;sbit RW=P25;sbit EN=P27;sbit PSB=P32;/sbit PSB=P33;sbit REST=P34;sbit k1=P10;sbit k2=P11;sbit k3=P12;sbit k4=P13;uchar zhan1,z

31、han2=18;uchar i;uchar code table=0 x30,0 x31,0 x32,0 x33,0 x34,0 x35,0 x36,0 x37,0 x38,0 x39,;uchar code dis11824= 欢迎乘坐公交 325,虎石台到沈阳北站,下一站,下一站,下一站,下一站,下一站,下一站,下一站,下一站,29下一站,下一站,下一站,下一站,下一站,下一站,下一站,下一站,;uchar code dis21824= 下一站,下一站,下一站,下一站,下一站,下一站,下一站,下一站,下一站,下一站,下一站,下一站,下一站,下一站,下一站,下一站,虎石台到沈阳北站,欢迎乘坐 325,30;uchar code dis1816=虎石台,兴盛街,虎石台邮局,虎石台小学,老市场,市益民医院,矿务局中学,詹屯,朱尔屯,三家子,文官屯,西门,望花新村,欧博城,紫竹茗郡,长客总站,省消防总队,沈阳北站,;void delay_1ms(uint t)uint i,j;for(i=t;i0;i-)for(j=110;