公交车语音报站器的设计【毕业设计】.doc

1、1本科毕业论文（20 届）公交车语音报站器的设计所在学院专业班级 电子信息工程学生姓名指导教师完成日期2目 录摘 要 .1Abstract .2前 言 .3第一章 绪 论 .41.1 课题研究的背景 .41.2 课题研究的意义 .41.3 课题研究的主要内容 .4第二章 设计方案和选择 .62.1 单片机的选择 .62.2 液晶显示显示屏的选择 .62.3 语音模块的选择 .72.4 时钟芯片的选择 .7第三章 硬件设计 .83.1 设计框架 .83.2 单片机芯片模块 .83.3 语音芯片模块 .103.4 液晶显示屏模块 .123.5 时钟模块 .13第四章 系统软件设计 .164.1 系

2、统的主流程图 .164.2 键盘扫描模块设计 .17第五章 系统分析与调试 .18第六章 总结与展望 .196.1 课题总结 .196.2 进一步开发的展望 .19参考文献致 谢附录 程序1摘 要公共交通车作为目前海内客运量最大的运输工具，随着城乡人口的大幅增长,乘坐公共交通车出行是解决我国城乡交通拥挤情况和减少空气污染，绿色出行的有效途径。本设计是利用主控制中心STC89C52 单片机来实现公交车语音报站，具体是处理怎样播报指示乘客到站的情况，利用WT588D语音芯片模拟人声进行报站和预报站，对所报站数和站名以及当天的日期和温度都能通过LCD12864 液晶屏进行文字和站名显示，通过手动按钮

3、，实现站点的准确报站。关键字：单片机，语音报站，液晶显示，手动按钮2AbstractThe bus as the current domestic passenger traffic volume is the largest public transport, with the sharp increase of city population, is an effective way to solve the problem of city traffic development in China and the practice of low carbon environmental p

4、rotection green travel travel by bus.This design is the use of control of the core components of STC89C52 single chip to achieve the bus station sound processing, content is how to broadcast the passenger arrival situation, stops and forecasting station voice simulating using WT588D voice chip, repo

5、rted on the number of stations and station names and the date and day temperature can text and station name display through the LCD12864 LCD screen, through artificial keys, accurately reported to realize site station.Keywords: SCM ;voice station reporting liquid; crystal display ;manual button3前 言芝

6、加哥是美国公交管理委员会（芝加哥运输局，简称 CTA）宣布，其下属的 142 辆公交车辆，逐步安装自动报站设备。车厢内，除采用育婴设备播报下一个到达站的站名外，还在车辆前点挡风玻璃窗上方，安装了发光二极管屏幕，显示下一交叉路口的站名，以及当天的温度，日期和时间。在播报站名的时候，还提醒乘客们乘车以后向里面走，而且还会提醒乘客们禁止在车厢内吸烟，把零食垃圾扔在垃圾桶里。我国交通仍存在交通管理落后，交通环境拥挤，各种污染等问题，我国经济快速发展建设，因此这些交通问题更需要及时解决，尤其是交通问题，据几个 150 万以上人口的城市的统计说明，运输高峰期的平均车速在 12km/h 以下，严重影响市民的

7、工作和生活。因此，提高公共交通服务水平和交通运输效率，已经成为市民的迫切要求和政府的迫切工作。全文共分为六章。第一章内容是介绍该论文的背景和课题意义，第二章主要是详细讲解了各种芯片的对比以及选择的理由，第三章关于硬件部分，重点讲述了单片机，语音芯片，液晶屏等各个模块的结构具体介绍，第四章介绍系统软件部分，设计如何实现最终所要求的成果的流程图，第五章分析了整个模块测试情况以及相应的调试工作，第六章总结了整个从最开始的课题选择到最后成品实现的心得体会以及对未来的展望。4第一章 绪 论1.1 课题研究的背景 随着城乡公共汽车交通体系的快速发展，大众汽车已经为走出的人们提供了很多方便，大量公共汽车的开

8、设，使得乘客们的出行的范围变得越来越广阔，相对于公交车报站系统直接影响到乘客的心情和汽车公司的服务质量。以前，公交车报站都是人为说话，有时候会出现报错站的情况，在嘈杂的车上，一般乘客很难听清楚报站的地点，使得一些非本地的或不熟悉的乘客错过自己要下的站点，甚至乘客会反应乘务人员的态度问题而引发口角问题，再加上各个地方的语言问题，这个问题日益突出，只对于乘客和公交车公司的多方利益考虑，所以智能化的报站必须及时应用在公交车上，本设计针对于公交车人为按键自动报站的智能化设计，大大的降低了司机的负担，减少了大量的报站人员所付出的多余开支，语言又清晰。1.2 课题研究的意义 公共交通车交通系统是城乡交通的

9、的重要主城部分，做好公共交通车报站的智能化对于改进市民出行状况，促进交通公司的经济发展和提升社会的效益，都具有很大的意义。随着私家车的数量日益增多，空气污染也日益严重，再加上严重的堵车，所以做好公交车的智能设计对于空气也有很好的帮助，人们会更多的选择公交作为日常出行的交通工具。因此，智能化的报站有助于乘客及时被告知到达站点，以免出现下错站点和人为漏报站的缺点，有利于公交车公司，以及司机和乘客的和平共利益的发展，语音报站最重要的优点就是守时报站，时间规划表很好的使乘客可以选择上车的时间，更好的自由安排出行或者旅游的时间安排。1.3 课题研究的主要内容 本课题主要是利用单片机作为主控制芯片，通过液

10、晶显示屏获取站点的内容和当天的温度和时间，针对不同得站台，采用驾驶员手动按钮来实现站点的准确报站，通过选定的语言模块，使整个模块可播报自己设置的站台信息，显示当天时间等功能。5方案的选择要符合芯片功能的要求，既要体现出方便操作，易懂的特点，又能让师傅减少不必要的报站错误，整个模块在 C 语言的状态下开发，硬件原理图在 protel99SE状态下画出。本文研究设计主要实现通过司机师傅人工按键，整个模块可播报到达的站台所对应的设置得站台信息，然后在液晶显示屏上显示当天时间和日期等功能，采用单片机和语音芯片的完美结合，达成公交车站信息的播放的效果，用液晶显示屏，实现公交站名的显示。6第二章 设计方案

11、和选择本课题主要是利用单片机作为主控制模块通过时钟模块来实现出当天的日期和时间，液晶显示屏则获取并显示出站点及日期时间等信息，通过语言模块，手动按钮，系统可播报相应的车站信息，来实现公交车一条线路上对各个站点播报的功能。2.1 单片机的选择 选择 一： STC89C52 有很多功能，比如说它的 RAM 是五百一十二字节那么大， I/O 口线达到了三十二位，三个十六 位定时器，中断结构更是 7 向量 4 级，全双工串行口，除此之外还有 4 个外部中断，内置 EEPROM 拥有 4K 字节的空间。它的频率很高，可以达到 35MHZ，当然 6 或 12T 都可以选择。在空闲的模式下，它是可以让里面的

12、RAM、定时器、中断、计数器、串口接着运行，但是 CPU 却结束了运行。即使突然没有了电的提供，它的信息还是可以被保留下来，不会消失，但是此时它却结束了所有的工作，直到 REST 的到来。选择 二：AT89C52 含有的可重复擦写的 Flash 只读程序存储器占到 8k bytes，单片机具有低压，高能 CMOS 8 位的特点，随机存取数据占到两百五十六字节大小的存储器（RAM） ，片内含有 Flash 存储单元和八位中央处理器，器件凭借非易失性保存技术，兼容标准 MCS-51 指令系统 的高科技、高密度的特点来生产， AT89C52 单片机其实在电子信息技术上得到了很大提升的利用。考虑上述思

13、路，联想到本人对单片机 STC89C52 使用熟悉及管脚了解，选择单片机STC89C52 作主控制芯片。2.2 液晶显示显示屏的选择 选择 一：LCD1602 是可以显示两行的，每行出现十六个字符液晶模块，即显示的内容为 16X2，体积小、控制简单，实用方便。另外连接它的线路很少，只要 8 根数据线和3 根控制线选择 二：LCD12864 具有 4 位/ 8 位并行中国点阵图形液晶显示器，它具有的12864 显示分辨率以及多线串行多种接口方式的特点，内置大量汉字，和 128 个 16*8 点 ASCII 字符 集使得它能够实现液晶显示屏显示多行文字，它具备的低电压、功耗少的功用让它成为线下的焦

14、点。利用这个模块多行显示的特点，可以在显示屏上显示出很多设计者需要的内容：时间、日期、温度等。当然，如果需要图形，自己的 LOGO，也是可以通过编程烧录来完成的。比拟同类型的图形点阵液晶模块，不管是体现中文字幕还7是时间都要简洁得多，算下来这个芯片的总值对比下来低廉点，特别划算。 考虑上述思路，联想到本人对显示屏各个管脚作用的详细了解,再加上它的简洁更能体现我需要的作用，所以选择了 LCD12864。2.3 语音模块的选择选择 一：ISD4004 芯片工作电压为 3V，芯片录音和放音时间比较长，为 8 16 分钟，较好的音质使得 ISD4004 适用于移动电话及更多方便携带的电子产品中。芯片可

15、以长期保存信息且不会损坏，能够自动降低噪声甚至消除。选择 二：WT588D 语音芯片是最早可外挂 FLASH 的一款语音芯片，它会根据外挂的不同来决定播放的时间的长度。它可以支持音频达到 6K12K 的采样率，所以它的音质较好，控制灵活，可重复调用已加载的语音到多个地址上。WT588D 是一款拥有单片机内核的语音芯片、实现效果好、音质好、使用范畴广、性能出色的特点的芯片，使它能够填充了过去各种样式语音芯片应用领域狭小的缺点，MP3 控制模式具备音量调节和暂停的功能，相比下，按键模式则比 MP3 多了可循环的功能以及各种触发方式、三线串行控制方式，一线串行控制方式，并行控制方式，有输出模式的三线

16、串行控制端口扩展，让工作的员工能将产品放置在他们能想到的地方，使许多功能实现。综合以上思路，考虑到自己在价格上的承受范围，加上操作的熟练。因此选用WT588D 比较好。 2.4 时钟芯片的选择 现下最畅销的串行时钟芯片有：DS1302、FS1007、PCF8485 。由于这些芯片的端口连接容易，操作简单上手，在价格上又比其他的便宜好多而被许多厂家生产使用。此次论文重点详细的介绍了 DS1302，它即使在没有提供的电的状态下，依旧能够计算时间，当插上电的时候，你能发现它显示的就是当天的时间，而且误差不大。它的使用不会占据太多的硬件空间，更好的是小号的功率很低，节约了成本。它能显示闰年，又能够计算

17、几几年的几月几号、甚至是星期几、当然它还能显示当天具体的时间。工作电压为2.5V5.5V。考虑上述思路，联想到本人对 DS1302 使用熟悉及 I/O 接口了解,以及对这个系统的显示要求，选用 DS1302 方便本设计的使用。8第三章 硬件设计3.1 设计框架公交车语音报站主要是由主控制模块，语音芯片模块，LCD 液晶显示模块，时钟模块等组成。语音模块主要是指 WT588D 芯片 LM386 芯片，利用 WT588D 实现录音功能，LM386 实现功率放大；时钟模块能够实现时间的记录；而 LCD 液晶显示模块用来实现显示到站信息以及当天的日期和时间。基本框架如图 3-1 所示图 3-1 硬件设

18、计框架图3.2 单片机芯片模块3.2.1 STC89C52 芯片介绍STC89C52 的特点是功率消耗量低，性能指标高。STC89C52 有很多功能，比如说它的 RAM 是五百一十二字节那么大， I/O 口线达到了三十二位，三个十六 位定时器，中断结构更是 7 向量 4 级，全双工串行口，除此之外还有 4 个外部中断，内置 EEPROM 拥有 4K 字节的空间。它的频率很高，可以达到 35MHZ，当然 6 或 12T 都可以选择。在空闲的模式下，它是可以让里面的 RAM、定时器、中断、计数器、串口接着运行，但是CPU 却结束了运行。即使突然没有了电的提供，它的信息还是可以被保留下来，不会消失，但是此时它却结束了所有的工作，直到 REST 的到来。3.2.2 STC89C52 芯片特征和参数特点：STC89C52 单片机:程序存储空间 8K 字节；数据存储空间 512 字节；内带EEPROM 存储空间 4K 字节；可直接使用串口下载；按键控制模块STC89C52控制模块时钟模块 液晶模块语音模块