1、 本科毕业设计 （ 20 届） 带语音提示的出租车计价器 所在学院 专业班级 电子信息工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 2 摘 要 随着国民经济的不断上涨，人们生活水平的日益提高，人性化的服务宗旨也被越来越多的人所重视。于是，语音播报系统应运而生，它应用在 很多领域，比如医院的排队叫号系统、计费系统、话费查询等。本课题就是在计费系统上添加语音播报的一种应用。 出租车计价器是一种安装在出租车上，能显示乘客应付给司机租金的一种专门的计量器具。目前广泛使用的都是“哑巴计价器”。长时间从事同一种收费、计价、提示服务，容易给司机带来生理上与精神上的疲劳，以致造成工作效率下降，服务态
2、度恶劣，甚至于由于精神不集中而造成工作失误。大大影响人们对该城市的印象。为了改变这种现象，将语音播报系统添加到计价系统是十分有必要的，以便更加人性化，高效化的为乘客服务。 本设计以 SPCE061A 为核心，外扩 SPLC501 液晶显示模组，以此为客户提供友好的用户界面，并利用 PWM 模拟脉冲输入，按照现行的出租车计价系统来计算行驶费用。 关键词： SPCE061A 芯片； SPLC501 液晶显示模组； C语言；语音播报 3 Abstract As the national economy continues to rise, increasing the living standard
3、s of people, the purpose of serving humanity is more and more people are paying attention. Thus, voice broadcast system came into being which is applied in many areas, such as hospitals, call queuing system, billing system, calls inquiry. This topic is an application about to add voice broadcast in
4、the billing system. The milometer is a specialized measuring instrument installed in the taxi, which can show passengers rent should pay to the driver. The most widely used are the dumb milometer. For a long time in the same charges , pricing , prompt service, easy to drivers lead to physical and me
5、ntal fatigue, resulting in reduced efficiency, service bad attitude, even as lack of concentration caused by errors in the work. Greatly influence peoples impression of the city. To change this phenomenon, the voice broadcast system added to the pricing system is very necessary, for more humane, eff
6、icient service for passengers. The design by SPCE061A chips, SPLC501 LCD module, key components of several parts， can provide passengers with a friendly user interface. The system uses analog PWM pulse input, in accordance with the existing milometer of the system to calculate the running costs. Key
7、 words: SPCE061A chips； SPLC501 LCD module； C language； voice broadcast 4 目 录 1 引言 . 1 1.1 出租车计价器系统比较 . 1 1.2 语音播报系统 . 2 1.2.1 语音播报系统的定义 . 2 1.2.2 语音播报系统的分类 . 3 1.2.3 语音播报系统的发展前景 . 3 1.3 本课题研究对象 . 3 2 总体设计 . 5 2.1 设计目标 . 5 2.2 设计方案 . 5 3 硬件设计 . 7 3.1 总体框图 . 7 3.2 SPCE061A 概述 . 7 3.2.1 SPCE061A 模块结构
8、. 8 3.3 SPCE061A 芯片介绍 . 9 3.4 SPCE061A 外围电路 . 9 3.4.1 晶振输入模块、锁相环电路和复位电路 . 9 3.4.2 电源电路 . 10 3.4.3 音频输出电路 . 10 3.5 SPLC501 液晶显示模组概述 . 12 3.5.1 SPLC501 驱动控制芯片 . 12 3.5.2 SPLC501 液晶显示模组接口电路 . 14 3.6 键盘连接电路 . 14 4 软件设计 . 15 4.1 软件开发环境 . 15 4.2 软件编程 . 15 4.2.1 主程序流程图 . 15 4.2.2 子程序 . 18 5 制作和调试 . 26 5.1
9、硬件制作和调试 . 26 5.1.1 PCB 版图制作和调试 . 26 5.2 软件的调试 . 27 6 结论 . 29 6.1 系统的优点 . 29 6.2 系统的缺点 . 29 7 工作总结 . 30 致 谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 31 附录 1 系统实物图 . 33 附录 2 毕业设计作品的说明 . 34 1 1 引言 1.1 出租车计价器系统比较 目前市场上的出租车计价器功能主要有数据复位功能、白 天 /晚上转换功能、计时计价功能等，但是能够具有语音播报的数据信息输出功能的计价器还是比较少见的。借此，我们可以在原有基础上增加单击输出、单击调整、显示当前系统时间、语音播
10、报数据信息等功能。 具体比较两种方案。方案一，采用数字电路控制 1。其原理如图 1-1。采用传感器件，输出脉冲信号，经过放大整形作为移位寄存器的脉冲以此实现计价。但是由于这种电路过于简单，性能不够稳定，而且不能够调节单价，也不能够根据天气调节计费标准，故而此电路不够使用。方案二采用单片机控制 2。利用单片机丰富的 IO 端口，及其控制的灵活性 ，实现基本的里程计价功能、价格调节和时钟显示功能。比如利用 89S51 单片机来实现。两项比较，很明显单片机方案有较大活动空间，既能实现所要求的功能还能在很大程度上对程序进行扩展，又可以在今后对系统进行升级。 电 源 电 路及 保 护 电 路里 程 传
11、感 器 移 位 寄 存 器单 价显 示金 额显 示图 1-1 数字电路方案 在出租车计价器系统中，具有语音播报是一个很大的优势。在利用单片机方案来实现此功能的时候，我们还需要语音芯片的帮助。语音芯片是语音播报系统中的核心成员。语音芯片分为：可录放型，即可随录随放型；一次性（ OTP）；掩膜型 (MASK)3； 可录放型包括 ISD 系列、 AP 系列、 PM50 系列， WT 系列。其中 ISD 语音芯片采用直接存放模拟音频的技术，语音音质好，但是价格高。 WT 系列的特点是录放电路简单，由于其只能存储一段语音，故语音存储时间较短，价格较廉。2 图 1-2就是其中一款芯片。 图 1-2 ISD
12、0819 语音芯片 一次性型的语音芯片包括了 APLUS 系列，该系列的芯片内部是 PROM 存储器，将语音文件烧录进去，以后不能再度更改。此系列优点在于控制灵活方便、且价格较低 4。 掩膜型的语音芯片包括了标准型和定制声源。标准声源型，如各 种报警声、倒车语音等大量生产出来的标准品，优点在于价格低廉，但是其不能随意更改，包括音质、音调等。而定制声源型则是生产商根据客户自己的需求专门制作生产的，优点在于可岁用户心意而变化，缺点是不能批量生产，首期投入较大。 1.2 语音播报系统 1.2.1 语音播报系统的介绍 语音播报系统就需要将系统所对应的提示语音先进行压缩、存储，然后才能在适当的时候通过
13、DAC1 通道输出语音资料并且播放。语音播报系统可以通过凌阳单片机、 DSP、 FPGA 等方法来实现 5。 3 1.2.2 语音播报系统的分类 随着现代科学技术的发展 ，单片机集成化程度的不断提高，现代单片机已经具备了数字信号处理功能，使用单片机处理语音信号实现成为可能。而语音播报系统的运用领域也越来越广泛，不仅深入到诸如 银行营业厅的叫号系统、车载计费系统等 日常生活中， 还涉及到了科技军事上，比如声波测距系统、导航系统等。 语音播报系统一般分为两类，一类是传统的人工语音广播系统 6；另一类是智能语音播报系统。传统的人工语音广播系统一般都有以下几个缺点： 1.发音不规范。比如具有严重的地方
14、化口音，抑扬顿挫不规则。 2.易出错。比如在候车大厅，每日需播报的车次到达和出发信息以及找 人寻物等临时信息，容易看错、念错、错播、漏播。 3.语音播报状态不佳。播音员天天从事大量重复性的工作，因而容易产生疲惫，精神状态不佳，导致语音播放状况不良。 4.浪费人力。需要安排多人专职轮流播音，耗费管理成本。而智能语音播报系统恰恰可以解决此类问题，它通过先对播报的语音进行输入、压缩、存储、然后在系统要播报的时候再从语音资源中提取并通过数模转换输出播报。为了打造更加高效化、人性化的服务，智能语音播报系统将得到更大的发展空间。 1.2.3 语音播报系统的发展前景 随着语音与信号处理技术的迅速发展，语音播
15、报应用在 各个领域得到了充分展示。在日常生活中，我们经常可以看到。比如具有语音提示的电子称重系统或者温度计等等。语音播报系统在生活当中的运用不仅可以帮助普通人减少工作量，缓解工作压力，而且还可以帮助身有残疾的人更好的生活。 语音播报系统并不仅仅用在生活中，其实在科学技术上也可以常见它的身影。比如运用在超声波测距系统中的语音播报功能，在导航系统中的语音播报功能等。语音播报系统的应用将会越来越广泛，语音播报会是智能生活空间一个不可或缺的元素，语音播报系统的前景一片光明 。 1.3 本课题研究对象 本课题就是 设计一个带有语音 提示功能的出租车计费系统。本系统所拥有的4 功能如下：当出租车开始运行，
16、本系统也相应运行计费，并且伴随“欢迎上车，请系安全带”等语音提示。在行驶过程中，液晶显示屏实时显示当前单价、行驶里程数、低速等待时间和金额等信息。当出租车停止行驶，该系统则显示总行驶里程数和最后的金额，并且伴随语音提示，比如“请检查您的随身物品，再见”。 本设计的总体方案是以 SPCE061A 为核心，外扩 SPLC501 液晶显示模组，使用 PWM 脉冲输入，并按照现行的出租车计价系统计算行驶费用。系统通过 PWM模拟脉冲的输入，按下代表行驶的按键开始 计价。本设计包括硬件设计和软件设计两部分。硬件设计包括了以凌阳单片机 SPCE061A芯片为核心的系统和 SPLC501液晶显示模组。其中凌
17、阳单片机系统包括 SPCE061A 芯片及其外围基本模块。外围模块包括：晶振输入模块（ OSC）、锁相环外围电路（ PLL）、复位电路（ RESET）、指示灯（ LED）等 7。 SPLC501 液晶显示模组提供的 LCD 显示器，采用凌阳 SPLC501液晶驱动芯片。软件部分则是在凌阳公司提供的 IED 软件开发仿真环境下通过 C语言编程来实现。 本系统共分 7 章，分别为引言、总体设计、硬件设计、软 件设计、制作和调试、结论、工作总结。 第一章 引言。介绍简略描述出租车计价器系统设计及其相关背景。 第二章 总体设计。总体介绍出租车计价器系统的设计方案及其设计目标。本系统按照现行出租车计费方
18、式计算且具有友好的用户界面和语音提示。 第三章 硬件设计。详细介绍出租车计价器系统硬件部分的各个设计。重点介绍 SPCE061A 和液晶显示模组。 第四章 软件设计。详细介绍本系统软件部分的各个设计。 第五章 制作和调试。简略介绍系统制作过程以及解决制作过程中的问题。 第六章 结论。总结系统的功能，分析其优缺点。 第七章 工作总结。总结系统制作过程中的心得体验。 5 2 总体设计 2.1 设计目标 本设计利用 SPCE061A 单片机配合 SPLC501 液晶显示模组，实现基本的出租车计价器功能。 1. 里程计量 单片机对按键脉冲进行计数，并将脉冲数换算成里程数。 每公里对应的脉冲数可以调整。
19、 2. 费用计算 费用包括行使费用和低速等待费用。规则是按照目前出租车现行行使的计价系统来计算。 3. 用户操作 用户通过按键操作，并通过液晶显示器显示当前的行使状态、行使时间、行使里程、费用等信息。 空车状态下，液晶显示器可以显示日期、时间等信息，且可调。 进入 行使状态和到达目的地时，都伴随语音提示，比如费用总额、行使总时间等。 行使状态下，播报当前行使里程、时间和费用等。液晶显示器则显示当前金额、时间、保持单价等。 2.2 设计方案 本设计的总体方案是以 SPCE061A 为核心，外扩 SPLC501 液晶显示模组，使用 PWM 模拟输入，按照现行的出租车计价系统计算行驶费用。本系统利用
20、凌阳单片机 SPCE061A 的语音功能来实现语音提示，配合 SPLC501 液晶显示模组，从而为客户提供友好的用户界面，比如显示时间日期、里程、实时费用等。本设计框图如图 2-1 所示。 6 P W M 脉冲输入按键操作SP C E 061 ASPL C 501 液晶显示扬声器图 2-1 系统总体框图 本设计包括了硬件设计和软件设计。 硬件部分使用 SPCE061A 芯片为核心的最小系统，其中包括晶振输入模块、锁相环外围电路、复位电路、指示灯等。并且其外扩 SPLC501 液晶显示模组、按键模组以及扬声器 8。由于拥有现成的SPCE061A 芯片最小系统模组和 SPLC501 液晶显示模组等
21、，硬件部分的设计则是通过使用 protel 软件，绘制硬件部分电路图的设计，制作 PCB 版图，完成 PCB版图的封装等来实现，其中包括 SPCE061A 芯片及其外围电路 、 SPLC501 液晶显示模组的接口电路等。软件部分，本设计选择 C语言作为主要开发语言，在 IDE软件开发仿真环境上编码完成主程序、液晶驱动程序、按键扫描程序、语音播报程序、计价管理程序。 本设计采用 SPCE061A 为主控制器，通过 IOA2 口接收 PWM 模拟的脉冲输入，对脉冲进行计数，然后换算成里程数，并按照现行规矩计算费用。用户可以通过操作按键，来控制由 SPLC501 液晶显示模组显示的用户界面，并且播报语音提示。
