公交车自动语音报站器设计

公交车自动语音报站器 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 学号: *************************** 本科毕业论文 公交车自动语音报站器设计 Design Of Bus Automatic Voice Announcer 姓 名: 专 业: 指导教师姓名: 指导教师职称: 2014年5月 长春师范大学本科毕业论文 摘 要 公交车为人们提供了方便快捷的服务，已经成为一般工薪族和学生族出门必须的交通工具，而公交报站直接影响了服务的质量，结合公交车辆的使用特点及实际运营环境，本论文设计了一种基于GPS定位的公交报站系统，使用AT89C51单片机作为主控芯片完成主控电路的设计，辅助电路包括语音电路、LCD液晶显示电路等。 本设计中利用GPS进行数据采集，报站器中的CPU读取经配置存储于EPROM中的站台信息(经纬度坐标值、站台序号和站名等)，同时接收GPS接收机传过来的位置、时间、速度等即时信息，将有效的GPS信息与站台位置信息进行比较、计算，判断车辆的当前位置和到站、出站情况，通过对液晶模块及语音模块的综合控制实现全自动语音报站的效果。这种智能报站系统实现了公交车自动语音报站，及LCD显示等功能，保证乘客能准确及时的获得站点信息，能够满足公交智能化需求，避免驾驶员在驾驶过程中因兼顾报站而带来的安全隐患，同时也为公交企业和社会带来很大经济和社会效益。具体 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 现在以下几个方面:首先是较完美的公交上对乘客的服务，其次是减少了驾驶员的负担，先进、实用，提升了城市形象，带动了其他相关产业的发展。 关键词:GPS AT89C51单片机 液晶显示 自动语音 I 长春师范大学本科毕业论文 Abstract The bus provides convenient service for people, has become the general wage earners and students go to the family vehicle, and bus station reported directly affect the quality of services, combined with the characteristics of public transport vehicles and the actual operating environment, the bus station system this paper designed a based on GPS positioning, design AT89C51 microcontroller as the main control chip to complete the main control circuit, auxiliary circuit comprises a speech circuit, LCD display circuit etc.. Use GPS data collection in this design, the CPU reads the newspaper standing platform information configured storage in EPROM (latitude longitude coordinates, station number and name of the station and so on), while receiving GPS receiver over time, location, speed and other information, the effective GPS information and the platform location information for comparison, calculation, to determine the current position of the vehicle and station, a station, automatic voice station reporting results through comprehensive control of LCD module and the voice module. The intelligent report station system realizes the automatic bus stop voice, and LCD display and other functions, to ensure the passenger can accurate and timely access to the site information, can meet the demand of intelligent transportation, avoid the driver in the driving process for both stations and bring security risks, but also bring great economic and social benefits for the public enterprises and society. Specific performance in the following aspects: first is the bus is perfect on service to passengers, followed by a decrease of the driver's burden, advanced, practical, enhance the image of the city, drive the development of other related industries. : GPS AT89C51 LCD Automatic SpeechKey words II 长春师范大学本科毕业论文 目 录 摘 要 .................................................................. I Abstract ............................................................... II 第一章 绪 论 .......................................................... 1 1.1课题研究背景及意义 ................................................. 1 1.2 GPS国内外的发展现状 ............................................... 1 1.3 课题研究的内容及目标 .............................................. 2 第二章 系统 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设计 .................................................... 4 2.1 系统设计原理 ...................................................... 4 2.2 整体框架结构图 .................................................... 4 2.3 系统器件选型 ...................................................... 4 第三章 系统硬件设计 .................................................... 8 3.1 主控电路 .......................................................... 8 3.2 语音模块 ......................................................... 13 3.3 液晶显示模块 ..................................................... 17 3.4 GPS模块 .......................................................... 20 3.5 键盘模块 ......................................................... 22 第四章 系统软件设计 ................................................... 25 4.1主程序 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 ........................................................ 25 4.2 语音模块流程 ..................................................... 26 4.3 LCD1602液晶显示程序流程 .......................................... 26 致 谢 ................................................................. 29 参考文献 ............................................................... 30 附 录 ................................................................. 31 长春师范大学本科毕业论文(设计)原创性声明 ............... 错误～未定义书签。 长春师范大学本科毕业论文(设计)版权使用授权书 ........... 错误～未定义书签。 III 长春师范大学本科毕业论文 第一章 绪 论 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。 1.1课题研究背景及意义 近年来，随着城市建设和道路建设规模扩大，人们生活水平的不断提高，车辆逐年增加，给城市交通系统带来巨大压力。公交车辆的监控调度和合理管理已成为交通系统中的一个重要问题。而城市公交事业的迅速发展，国内公交车报站的方式已经有了很大的改善，目前，各个城市的公交报站方式主要分为三种，一种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;另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;还有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，由单片机控制自动播放对应站台编号的报站语音。 然而，这几种方式都没能实现完全智能报站。第一种方式站报道，虽然手动是很方便，但很容易出现报告站不及时，或错误，遗漏现象，并且驾驶者按钮也是在行车过程中的安全隐患。第二种方法需要严格的固定公交线路，一点点变化，就很难精确地报告站。第三种方式需要一个较大的站台建设，站点一旦改变，射频发射装置将需要移动很麻烦，本文试图设计一个自动语音报站模式基于GPS的。 1.2 GPS国内外的发展现状 目前，随着以GPS卫星导航产业为代表，成为八大国际公认的无线行业之一的行业。随着技术的进步，提高了应用的需求，全球定位系统突出特点的全天候，高精度，自动化，高效率，并以其独特的定位和导航，授时校频，精密测量等多方面的强大功能，已涉足众多的应用程序， GPS定位系统已成为蜂窝移动通信和互联网的后全球第三个新的IT经济增长点。 虽然具有GPS定位功能的公交车市场潜力颇为看好，就现阶段而言仍有几项障碍亟待克服:首先，不论公交车采用的是内建GPS芯片或是用外接GPS模块作为解决方案，将无可避免地提高公交车成本，也影响消费者购买的意愿;最后，目前具有提供整合GPS芯片与无线通信技术的公司仍屈指可数，且公交车制造大厂是否愿意采用现有的解决方案，或是另外自行开发仍是未定之数。 通过近20年的发展，GPS产品已逐渐转变为消费电子产品，且所能应用的范围已扩 1 长春师范大学本科毕业论文 展到日常生活中的通信、PDA、定位信息等。不过，以现阶段来看，由于 GPS接收机的单芯片化技术、价格以及市场应用服务等仍未臻成熟，因此，在乐观地看待此市场发展时，诸如GPS IC设计的技术是否能达到公交车或PDA所需的最小体积、成本是否能降低以及内建GPS的新公交车系统是否能引起消费者的青睐等问题，仍必须审慎地深入评估。 国内GPS市场呈现出两个重点发展趋势。 (1)以车载导航为核心的移动目标监控、管理与服务系统。 在GPS应用领域，车辆应用所占的比例较大。最初GPS车辆应用一般分为车辆跟踪和车辆导航两大系统。但当摩托罗拉公司推出集车辆导航与跟踪于一体的车辆信息系统后，它就成了发展的方向。 GPS车辆定位监控系统主要有自导航应用和中心监控两种方式。车辆监控系统是集GPS技术、无线通信技术和地理信息系统技术于一体的综合车辆管理系统。一般行业用户的车船队监控都采用中心监控方式，系统由监控中心、位于监控中心的主站和安装在移动车辆上的子站等3部分构成。系统的工作原理是:安装在车辆上的GPS接收机根据收到的卫星信息计算出车辆的当前位置，通信控制器从GPS接收机输出的信号中提取所需要的位置、速度和时间信息，结合车辆身份等信息形成数据包，然后通过无线信道发往控制中心。控制中心的主站接收子站发送的数据，并从中提取出定位信息，根据各车辆的车号和组号等，在监控中心的电子地图上显示出来。同时，控制中心的系统管理员可以查询各车辆的运行状况，根据车流量合理调度车辆。 (2)面向个人消费者的GPS终端产品。 芯片的小型化技术、生产成本的降低、体积与耗电量的减小等有利因素，使GPS产品走下神坛、深入到人们的日常生活中。目前面向个人消费者的产品主要有车载自主导航系统、移动监控终端以及消费类电子产品。 有集成了GPS芯片和地理信息系统数字地图的移动通信手机、GPS手持机、GPS 手表，甚至GPS相机等，也有基于掌上电脑和笔记本电脑等移动设备的插卡(CF卡式GPS接收机)式、外接(GPS接收机)式等集成产品。 1.3 课题研究的内容及目标 自动报站系统是智能公交系统的组成部分，公交车自动报站系统是利用全球定位系统(GPS)进行数据采集，根据公交车所处的位置进行自动报站、温磬提示等服务，它将电子、控制、计算机、通信等实用技术集中运用于公共交通系统，改造旧的服务模式，建立全新的服务体系，不但提高了其服务质量，同时也将为公交公司和社会带来较大的经济和社会效益。 1(课题的主要研究的内容 针对我国的中小城市，自主研发一套基于GPS的公交车自动报站系统。该系统采用GPS卫星定位技术，彻底改变传统公交车语音报站必须由司机操控才能工作的落后方式，在公交车进站、出站、拐弯时能及时、准确地自动播报站名及服务用语，实现公交车报 2 长春师范大学本科毕业论文 站的完全智能化。 在进行系统设计时，除了实现系统要求的功能以外，同时，由于系统是安装在公交车上，属于车载终端设备，所以必须兼顾电源、功耗、体积等因素，且还要考虑到产品成本、开发工具、研发周期等问题。基于以上因素，整个系统采用了AT89C51单片机作为主控制器的设计思路。 2(课题研究的目标 本课题研究的是基于GPS的公交车自动报站系统，目的是使公交车通过GPS定位，准确获知并且确定车辆位置，然后通过液晶显示站点信息，提示灯变亮，再由音频系统自动播报站名，从以前完全手动控制变为选择性自动控制，以提高公交系统的准确性和安全性。 3 长春师范大学本科毕业论文 第二章 系统方案设计 2.1 系统设计原理 本设计采用的方案是基于AT89C51单片机、GPS—9543LP全球定位模块和ISD4004语音芯片的自动报站系统。GPS接收模块接受GPS卫星发送的定位数据，经简单的字符串操作可分别找出GPS信号中的经度、纬度以及相应的格林威治时间等定位信息。然后，将这些经纬度信息通过串口发送给单片机处理。每颗GPS卫星时刻发布其位置和时间数据信号，用户接收机测量每颗卫星信号到接收机的时间延迟，根据信号传输的速度计算出接收机到不同卫星的距离。同时接收到至少4颗卫星数据时，就可以算出三维坐标、速度和时间。 2.2 整体框架结构图 本设计的整体思路是:通过按键电路和GPS定位系统输入地段信息，直接输出数字信号给单片机AT89C51进行处理，在LCD液晶频上显示当前站名信息。同时通过语音芯片输出放大后的语音信息。其结构框图如图所示: 图2-1 整体框架结构图 2.3 系统器件选型 目前基于此课题的设计方案主要有两种，分别是基于FPGA的VHDL语言设计，基于AT89C51单片机设计，下面具体分析各种设计方案的优缺点。 方案一:基于FPGA的VHDL语言设计 优点: FPGA是一种高密度的可编程逻辑器件，器件集成度高，方便易用。FPGA在通信、数据处理、网络、仪器、工业控制、军事和航空航天等众多领域得到了广泛应用。随着功耗和成本的进一步降低，FPGA还将进入更多的应用领域。 缺点:用VHDL语言编写的程序很难实现符合这个课题的效果，在逻辑算法上也不及51单片机来得灵活。在仿真环境上无法体现出需要实现的功能，不太适合用在这个课题上。 方案二:基于AT89C51单片机设计 优点:51单片机具有高效能，资源占用率低等特点。目前51单片机的使用非常广 4 长春师范大学本科毕业论文 泛，关于51单片机设计开发的资料非常丰富，很适合初学者自学。使用C语言编程可以实现丰富的功能，在Proteus仿真环境上也可以很好地体现出本设计欲达到的效果。 缺点:对多线程同时需要共享资源的任务处理性能有限，无法满足现今对执行效率和存储容量都有较高要求的信息家电等的需要。在多任务的处理能力上根本无法与基于嵌入式操作系统构架的方案同日而语。 本设计采取方案二以AT89C51作为单片机。由于本课题属于小型项目，信息处理量不大，采用FPGA的设计存在成本高，开发过程复杂等情况，本项目并不能发挥出这些芯片的强大功能。基于以上优缺点的分析我选择了第2种设计方案。选用ATMEM公司的AT89C51作为控制芯片，成本低，开发周期短，配合各种专用芯片的使用能够实现丰富的功能。可以在Proteus仿真环境中很好的体现出设计所要实现的效果。 本论文主要考虑了两种语音芯片，ISD4004语音芯片和OTP语音芯片，并且对它们做了分析比较。 方案一:语音芯片ISD4004 ISD4004 系列工作电压3V,单片录放时间8 至16 分钟,音质好,适用于移动电话及其他便携式电子产品中。芯片采用CMOS 技术,内含振荡器、防混淆滤波器、平滑滤波器、音频放大器、自动静噪及高密度多电平闪烁存贮陈列。芯片设计是基于所有操作必须由微控制器控制,操作命令可通过串行通信接口(SPI 或Microwire)送入。芯片采用多电平直接模拟量存储技术, 每个采样值直接存贮在片内FLASH存贮器中,因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声,避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和"金属声"。采样频率可为 4.0,5.3,6.4,8.0kHz,频率越低,录放时间越长,而音质则有所下降,片内信息存于FLASH存贮器中,可在断电情况下保存100 年(典型值),反复录音10 万次。 特点: 1.单片8 至16 分钟语音录放; 2.内置微控制器串行通信接口; 3.3V 单电源工作; 4.多段信息处理; 5.工作电流25-30mA,维持电流1μA; 6.不耗电信息保存100 年(典型值); 7.高质量、自然的语音还原技术; 8.10 万次录音周期(典型值); 9.自动静噪功能; 可利用振荡电阻来自定芯片的采样频率，从而决定芯片的录放时间和录放音质，而芯片的采样率可以通过外部振荡电阻来调节 方案二:语音芯片OTP OTP可以PWM直接驱动喇叭，也可以通过三极管放大后驱动喇叭，TG1、TG2只能作 5 长春师范大学本科毕业论文 为输入触发端(和正电源导通时，触发语音播放)另外的TG11、TG12既可以作为输入触发端，也可以作为输出驱动端，可以选择播放语音时TG11/TG12输出1HZ闪光、3HZ闪光、6HZ闪光或者常亮模式，这样就能实现在播放语音的同时LED闪光或者执行其他动作，如电机运转等。 OTP语音芯片特点 1.性能高度集成外围无需任何元件,只需一个104滤波电容; 2.体积超小有DIP8，SOP8两种封装方便客户使用、低电压供电，静态基本不耗电; 3.音质效果好，音量大; 4.支持多种控制方式，按键控制和单片机串行脉冲控制.语音可分成32段; 5.批量价格具有绝对优势,交货周期短7天; 6.输出方式有PWM ，DSK驱动喇叭; 本系统中采用方案一。方案一采用ISD4004系列芯片具有优质语音录放功能，芯片内部包含有自动增益控制、麦克风前置扩大器、扬声器驱动线路、振荡器与内存等的全方位整合系统，具有更大的灵活性和更低的成本，能够充分发挥单片机的效能。而由于方案二中芯片价格相对较高，且本程序较小不需要如此高性能芯片，所以相比之下选择方案一最适合。 目前市场上GPS模块较多，由于系统对GPS模块无特殊精度要求，出于成本考虑，选用价格相对便宜的LeadtekGPS—9543LP定位模块。其定位精度10m，能满足设计要求。 LeadtekGPS—9543LP提供一个双列20针的对外接口。它有两组全双工的异步串行接口，便于和单片机通讯。在加电以后开始运行，其基本运行过程如下: (1)自检 加电后开始自检，通过输出通道报告自检结果，其过程将坚持RAM、Flash、接收器、实时时钟和晶体振荡器。 (2)初始化 自检完毕后，将开始卫星探测和跟踪过程。整个探测过程是完全自动的。正常情况下，LeadtekGPS—9543LP将用45s的时间获取定位信息(在已知星历表时只需8s)，之后通过输出通道传送有效地位置、速度和时间信息。 (3)导航 探测完毕后，LeadtekGPS—9543LP通过输出通道发送有效地导航信息，包括经纬度、海拔、速度、日期/时间、误差估计、卫星和接收机状态。 (4)卫星数据收集 运行时，LeadtekGPS—9543LP将自动更新卫星轨道数据。 LeadtekGPS—9543LP采用美国国家海洋电子协会制定的NMEA—0183通信 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 格式。其输出数据采用ASC2码，内容包含纬度、经度、高度、速度、日期、时间、航向以及卫星状况等信息。一条$GPGGA输出语句包括17个字段:语句标识头，世界时间，纬度，纬度半球，经度，经度半球，定位质量指示，使用卫星数量，水平精确度，海拔 6 长春师范大学本科毕业论文 高度，高度单位，大地水准面高度，高度单位，差分GPS数据期限，差分参考基站标号，校验和结束标记(用回车符和换行符)，分别用14个逗号分隔。如单片机收到以下定位信息: $GPGGA，114641,3002.3232，N，12206.1157，E，1，05，12.9,53.2，M，11.6，M，*4A 表示使用“$GPGGA”格式语句，世界(格林威治)时间为11时46分41秒，位置在北纬30度2.3232分，东经122度6.1157分，定位有效，接收到5颗卫星，水平精度12.9m，天线离海平面高度53.2m，所在地离地平面高度11.6m，校验和为4AH。 从GPS版接受的数据流是文本字符串，可根据GPS输出数据NMEA—0183通信标准格式所定义的各种记录语句的结构组成特点，编制程序解析其中有用的信息。由于帧内各种数据段由逗号分隔，因此在处理缓存数据时一般通过搜寻ASC2码“$”判断是否是帧头。在识别帧头的类别(GPGGA)后，通过对所经逗号个数判断当前正在处理的是哪一种定位导航参数，并作出相应处理。 7 长春师范大学本科毕业论文 第三章 系统硬件设计 系统硬件电路主要包括按键电路，LCD1602液晶显示电路，ISD4004音频输出电路和GPS模块接口电路。每块电路通过与单片机的连接组合，实现其各自的功能。 3.1 主控电路 AT89C51单片机的结构框图如图3-1所示。它主要由下面几个部分组成:1个8位中央处理器(CPU)、片内Flash存储器、片内RAM、4个8位的双向可寻址I/O口、1个全双工UART(通用异步接收发送器)的串行接口、2个16位的定时器/计数器、多个优先级的嵌套中断结构，以及一个片内振荡器和时钟电路。在AT89C51单片机结构中，最显著的特点是内部含有Flash存储器，而在其他方面的结构，则和Inter公司的8051的结构没有太大的区别。 外部 中断 ETC 片内 定时器1 Flash 计数器 片内 中断控制 存储器 定时器0 RAM 输入 CPU 振荡器 总线控制 4I/O端口 串行端口 P0 P2 P1 P3 TXD RXD 地址/数据 图3-1 AT89C51单片机的结构框图 AT89C51单片机主要性能有以下几个方面: 1 与MCS-51 兼容 2 4K字节可编程闪烁存储器 寿命:1000次写/擦循环 数据保留时间:10年 3 全静态工作:0Hz-24Hz 4 三级程序存储器锁定 5 128*8位内部RAM 8 长春师范大学本科毕业论文 6 32可编程I/O线 7 两个16位定时器/计数器 8 6个中断源 9 可编程串行通道 10 片内振荡器和时钟电路 另外，AT89C51是用静态逻辑来设计的，其工作频率可下降到0Hz，并提供两种可用软件来选择的省电方式——空闲方式(Idle Mode)和掉电方式(Power Down Mode)。在空闲方式中，CPU停止工作，而RAM、定时器/计数器、串行口和中断系统都继续工作。在掉电方式中，片内振荡器停止工作，由于时钟被“冻结”，使一切功能都暂停，故只保存片内RAM中的内容，直到下一个硬件复位为止。 AT89C51引脚图如图3-2所示 图3-2 AT89C51引脚图 VCC:供电电压。 VSS:接地。 P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8个TTL门电流。当P1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，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。 9 长春师范大学本科毕业论文 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。作为输入，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AT89C51的一些特殊功能口，如下所示: 口管脚 备选功能 P3.0 RXD(串行输入口) P3.1 TXD(串行输出口) P3.2 /INT0(外部中断0) P3.3 /INT1(外部中断1) P3.4 T0(记时器0外部输入) P3.5 T1(记时器1外部输入) P3.6 /WR(外部数据存储器写选通) P3.7 /RD(外部数据存储器读选通) P3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:当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，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:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2:来自反向振荡器的输出。 10 长春师范大学本科毕业论文 89系列单片机与其他微处理器一样，在启动的时候都需要复位，使CPU及系统各部件处于确定的初始状态，并从初始状态开始工作。89系列单片机的复位信号是从RST引脚输入到芯片内的施密特触发器中的。当系统处于正常工作状态时，且振荡器稳定后，如RST引脚上有一个高电平并维持2个机器周期(24个振荡周期)，则CPU就可以响应并将系统复位。复位时序如图3-3所示，因外部的复位信号是与内部时钟异步的，所以在每个机器周期的S5P2都对RST引脚上的状态采样。当在RST端采样到“1”信号且该信号维持19个振荡周期以后，将ALE和/PSEN接成高电平 ，使器件复位。在RST端电压变低后，经过1-2个机器周期后退出复位状态，重新启动时钟，并恢复ALE和/PSEN的状态。如果在系统复位期间将ALE和/PSEN引脚拉成低电平，则会引起芯片进入不定状态。 | S5 | S6 | S1 | S2 | S3 | S4 | S5 | S6 | S1 | S2 | S3 | S4 | S5 | S6 | S1 | S2 | S3 | RST: ALE: /PSEN: INST ADDR INST ADDR INST ADDR INST ADDR INST ADDR INST P0: 11振荡周期 19振荡周期 图3-3内部复位定时时序 AT89C51的上电复位电路如图3-4所示，只要在RST复位输入引脚上接一电容至VCC端，下接一个电阻到地即可。对于CMOS型单片机，由于在RST端内部有一个下拉电阻，故可将外部电阻去掉，而将外接电容减至1uF。 上电复位的过程是在加电时，复位电路通过电容加给RST端一个短暂的高电平信号，此高电平信号随着Vcc对电容的充电过程而逐渐回落，即RST端的高电平信号必须维持足够长的时间。 上电时，Vcc的上升时间约为10ms，而振荡器的起振时间取决于振荡频率，如晶振频率为10MHz，起振时间为1ms;晶振频率为1MHz，起振时间则为10ms。 在图3-4的复位电路中，当Vcc掉电时，必然会使RST端电压迅速下降到0V以下，但是，由于内部电路的限制作用，这个负电压将不会对器件产生损害。另外，在复位期间，端口引脚处于随机状态，复位后，系统将端口置为全“1”态。 如果系统在上电时得不到有效的复位，则在程序计数器PC中将得不到一个合适的初值，因此，CPU可能会从一个未被定义的位置开始执行程序。 11 长春师范大学本科毕业论文 Vcc Vcc + 10uF AT89C51 RST 8.2k GND 图3-4上电复位电路 当系统复位时，内部寄存器的状态如表3-1所列，即在SFRS中，除了端口锁存器、堆栈指针SP和串行口的SBUF外，其余的寄存器全部清0，端口锁存器的复位值为0FFH，堆栈指针值为07H，SBUF内为不定值。内部RAM的状态不受复位的影响，在系统上电时，RAM的内容是不定的。 表3-1 特殊功能寄存器的复位值 专用寄存器 复位值 专用寄存器 复位值 PC 0000H TCON 00H ACC 00H B 00H PSW 00H SP 07H DPTR 0000H P0-P3 FFH IP ×××00000B IE 0××00000B TMOD 00H TH0 00H TL0 00H TH1 00H TL1 00H SCON 00H SBUF 不定 PCON(CHMOS) 0×××0000B 在本设计中复位电路采用的是上电复位，即如图3-4所示。 12 长春师范大学本科毕业论文 3.2 语音模块 图3-5 ISD4004的内部结构 ISD4004引脚描述如下: (1)电源(V,V) 芯片内部数字电路电源正极引脚和模拟电路电源正极引CCDCCA 脚,为使噪声最小,芯片的数字电路和模拟电路使用不同的电源供电,并且分别引 到外封装的不同管脚上,数字和模拟电源端最好分别走线,尽可能在靠近供电端处 相连,而去耦电容应尽量靠近器件。 (2)地线(V,V) 芯片内部数字电路电源地线和模拟电路电源地线引脚,芯SSDSSA 片的数字电路和模拟电路也要使用不同的地线。 图3-6 ISD4004芯片引脚 13 长春师范大学本科毕业论文 (3)同相模拟输入(ANA IN+) 录音信号的同相输入端。输入放大器可用单端或差分驱动,单端输入时,信号由耦合电容输入,最大幅度为峰-峰值32mV,耦合电容和本端的3KΩ电阻输入阻抗决定了芯片频带的低端截止频率,差分驱动时,信号最大幅度为峰-峰值16mV。 (4)反相模拟输入(ANA IN-) 差分驱动时,这是录音信号的反相输入端,信号通过耦合电容输入,最大幅度为峰-峰值16mV。 (5)音频输出(AUD OUT) 提供音频输出,可驱动5KΩ的负载。 (6)片选() 此端为低,即向ISD4004芯片发送指令，两条指令之间为高电SS 平。 (7)串行输入(MOSI) 此端为串行输入端，主控制器应在串行时钟上升沿之前半个周期将数据放到本端,以供输入。 (8)串行输出(MISO) 此端为串行输出端，芯片未被选中时,本端呈高阻态。 (9)串行时钟(SCLK) 时钟输入端,由主控制器产生,用于同步MOSI 和MISO的数据传输,数据在SCLK上升沿锁存到芯片,在下降沿移出芯片。 (10)中断() 本端为漏极开路输出,芯片在任何操作(包括快进)中检测INT 到EOM或OVF时,本端变低并保持。中断状态在下一个SPI周期开始时清除,中断状态也可用RINT指令读取(OVF标志指示芯片的录/放操作已到达存储器的末尾;EOM标志只在放音中检测到内部的EOM标志时,此状态位才置1)。 (11)行地址时钟(RAC) 漏极开路输出。每个RAC周期表示芯片存储器的操作进行了一行(ISD4004系列中的存储器共2400行),该信号保持高电平175ms,低电平25ms,快进模式下,RAC 218.75μs是高电平，31.25μs为低电平,该端可用于存储管理技术。 (12)外部时钟(XCLK) 本端内部有下拉元件。芯片内部的采样时钟在出厂前已调校,误差在1%以内,商业级芯片在整个温度和电压范围内, 频率变化在2.25%以内,工业级芯片在整个温度和电压范围内,频率变化在4%以内,此时建议使用稳压电源。若要求更高精度,可从本端输入外部时钟,由于内部的防混淆及平滑滤波器已设定,故上述推荐的时钟频率不应改变,输入时钟的占空比无关紧要,因内部首先进行了分频,在不外接时钟时,此端必须接地。 (13)自动静噪(AM CAP) 当录音信号电平下降到内部设定的某一阈值以下时,自动静噪功能使信号衰弱,这样有助于滤除无信号(静音)时的噪声,通常本端对地接1µF的电容,构成内部信号电平峰值检测电路的一部分,检出的峰值电平与内部设定的阈值作比较,决定自动静噪功能的翻转点,大信号时,自动静噪电路不衰减,静音时衰减6dB,1µF 的电容也影响自动静噪电路对信号幅度的响应速度。本端接V则禁止自动静噪。 CCA 14 长春师范大学本科毕业论文 ISD4004操作规则如下: (1)串行外设接口 ISD400系列语音芯片工作于SPI串行接口。SPI协议是一个同步串行数据传输协议，设定微控制器的SPI移位寄存器在SCLK的下降沿将数据送至MISO引脚。以ISD4004为例，协议的具体内容如下: ?所有串行数据传输开始于SS下降沿。 ?SS在传输期间必须保持低电平，在两条指令之间则保持高电平。 ?数据在时钟上升沿移入，在下降沿移出。 ?SS变低，输入指令和地址后，ISD4004才能开始录/放操作。 ?指令格式是(八位控制码)加(十六位地址码)。 ?ISD4004的任何操作如果遇到EOM或OVF，则产生一个中断，该中断状态在下一个SPI周期开始时被清除。 ?使用“读”指令使中断状态位移出ISD4004的MISO引脚时，控制及地址数据也应同步从MOSI端移入。因此，要注意移入的数据是否与器件当前进行的操作兼容。当然，也允许在一个SPI周期里，同时执行读状态和开始新的操作(即新移入的数据与器件当前的操作可以不兼容)。 ?所有操作在运行位(RUN)置1时开始，置0时结束。 ?所有指令都在SS端上升沿开始执行。 (2)信息快进 用户不必知道信息的确切地址就能快进跳过一条信息。信息快进只用于放音模式，放音速度是正常的1600倍，遇到EOM后停止，然后内部地址计数器1，指向下一条信息的开始处。 (3)上电顺序 器件延时TPUD(8KHz采样时，约为25ms)后才能开始操作。因此，用户发完上电指令后，必须等待TPUD，才能发出下一条操作指令。 例如，从00处放音，应遵循如下时序: ?发POWER UP命令; ?等待TPUD(上电延时); ?发地址值为00的SET PLAY命令; ?发PLAY命令。 器件会从00地址开始放音，当出现EOM时，立即中断，停止放音。 如果从00处录音，则按以下时序: ?发POWER UP指令; ?等待TPUD(上电延时); ?发POWER UP命令; ?等待2倍TPUD; ?发地址值为00的 SET REC命令; ?发REC命令。 器件便从00地址开始录音，一直到出现OVF(存储器末尾)时，录音停止。 15 长春师范大学本科毕业论文 (4)指令码 表3-2 ISD4004的指令码 指令 控制码 操作 POWERUP 00100xxx 上电:等待TPUD后可以工作 SETPLAY 11100xxx 从指定地址开始放音 PLAY 11110xxx 从当前地址开始放音 SETREC 10100xxx 从指定地址开始录音 REC 10110xxx 从当前地址开始录音 SETMC 11101xxx 从当前地址开始快进 MC 11111xxx 执行快进，直到EOM STOP 0x110xxx 停止当前操作 STOPWRDN 0x01xxxx 停止当前操作并掉电 RINT 0x110xxx 读状态OVF和EOM 注:快进只能在放音操作开始时选择。 (5)SPI端口的控制位 MISO0 0 OVF EOM P0~P15 0 0 0 0 OO MOSI C4 C3 C2 C1 C0 X X X A15~A0 快进模式 操作是否使用指令地址 电源控制 录/放模式 允许/禁止操作 图3-7 ISD4004的SPI控制位 (6)SPI控制寄存器 SPI控制寄存器控制器件的每个功能，如录音、放音、 信息检索(快进)、上电/掉电、开始/停止操作、忽略地址指针等。 16 长春师范大学本科毕业论文 C4~C0 X X X MOSI 输入移位寄存器 A15~A0 当IAB=0时 加载到行计数器 选择逻辑字节 行计数器 P15~P0 OVF EOM MISO 输出移位寄存器 图3-8 ISD4004的SPI端口 3.3 液晶显示模块 图3-9 液晶模组的组成结构 LCD1602液晶显示模块的主要的技术参数如下表: 表3-3 LCD1602主要技术参数 显示容量 16*2个字符 芯片工作电压 4.5 - 5.5V 工作电流 2.0mA(5.0V) 模块最佳工作电压 5.0V 字符尺寸 2.95*4.35(WXH)mm 17 长春师范大学本科毕业论文 LCD1602液晶显示模块的引脚说明如下表: 表3-4 LCD1602引脚说明 编号 符号 引脚说明 编号 符号 引脚说明 1 VSS 接地电源 9 D2 Data I/O 2 VDD 电源正极 10 D3 Data I/O 3 VL 液晶显示偏压信号 11 D4 Data I/O 4 RS 数据/命令选择端(H/L) 12 D5 Data I/O 5 R/W 读/写选择端(H/L) 13 D6 Data I/O 6 E 使能信号 14 D7 Data I/O 7 D0 Data I/O 15 BLA 背光源正极 8 D1 Data I/O 16 BLK 背光源负极 为了能方便直观的了解到当前地段的站名和信息，显示的内容主要为16字符x 2行，字符点阵为5 x 8点，采用的驱动方式为1/16D。基本操作时序为: 读状态:RS,L，RW,H，E,H ; 写指令:RS,L，RW,L，D0~D7=指令码，E,高脉冲; 读数据:RS,H，E,H ; 写数据:RS,H，RW,L，D0~D7=数据，E,高脉冲 ，数码管的4，5,6分别与单片机的P2.0—P2.2相连;7~14分别与P0.0~P0.7相连，通过单片机的信息处理，从而在液晶显示频上显示各段信息。 LCD1602引脚功能如下: (1):VSS为接地电源 (2):VDD为接5V正电源 (3):V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度 (4):RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。 (5):RW为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据。 (6):E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。 (7,14):D0,D7为8位双向数据线。 另外引脚"A"和"K"为背光引脚,"A"接正,"K"接负便会点亮背光灯。这两个管脚可以不接置空。 LCD1602液晶显示模块指令说明如下表: 18 长春师范大学本科毕业论文 表3-5 LCD1602指令说明 指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 清显示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 光标返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 S 置输入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D * 显示开/关控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 光标或字符移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 置功能 0 0 0 0 1 DL N F * * 置字符发生存储器地址 0 0 0 1 字符发生存储器地址 置数字存储器地址 0 0 0 显示数据存储器地址 读忙标志或地址 0 1 1 计数器地址 写数到CCRAM或DDRAM 1 0 要写的数 从CCRAM或DDRAM读数 1 1 读出的数据 它的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。(说明:1为高电平、0为低电平) 指令1:清显示，指令码01H,光标复位到地址00H位置 指令2:光标复位，光标返回到地址00H 指令3:光标和显示模式设置 I/D:光标移动方向，高电平右移，低电平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高电平表示有效，低电平则无效 指令4:显示开关控制。 D:控制整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示 C:控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标 B:控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁 指令5:光标或显示移位 S/C:高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标 指令6:功能设置命令 DL:高电平时为4位总线，低电平时为8位总线 N:低电平时为单行显示，高电平时双行显示 F: 低电平时显示5x7的点阵字符，高电平时显示5x10的点阵字符 指令7:字符发生器RAM地址设置 指令8:DDRAM地址设置 指令9:读忙信号和光标地址 BF:为忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或者数据，如果为低电平表示不忙。 指令10:写数据 指令11:读数据 LCD1602液晶显示模块电路图如下 19 长春师范大学本科毕业论文 图3-10 LCD1602与单片机接口电路 3.4 GPS模块 图3-11 GPS模块引脚图 GPS-9543LP采用美国国家海洋电子协会制定的NMEA-0183通信标准格式。其输出数据采用ASCII码，内容包含纬度、经度、高度、速度、日期、时间、航向以及卫星状况等信息。一条$GPGGA输出语句包括17个字段:语句标识头，世界时间，纬度，纬度半球，经度，经度半球，定位质量指示，使用卫星数量，水平精确度，海拔高度，高度单位，大地水准面高度，高度单位，差分GPS数据期限，差分参考基站标号，校验和结束标记(用回车符< CR>和换行符)，分别用14个逗号分隔。如单片机接收到以下定位信息: $GPGGA，114641，3002(3232，N，12206(1157，E，1，05，12(9,53(2，M，11(6,M，*4A 表示使用“$GPGGA”格式语句，世界(格林威治)时间为11时46分41秒，位置在 20 长春师范大学本科毕业论文 北纬30度2(323 2分(东经122度6(1157分，定位有效，接收到5颗卫星，水平精度12(9 m，天线离海平面高度53(2 m，所在地离地平面高度11(6 m，校验和为4AH。 从GPS板接收的数据流是文本字符串，可根据GPS输出数据NMEA-0183通信标准格式所定义的各种记录语句的结构组成特点，编制程序解析其中有用信息。由于帧内各数据段由逗号分隔，因此在处理缓存数据时一般通过搜寻ASCII码“$”判断是否是帧头。在识别帧头的类别(GPGGA)后，通过对所经历逗号个数判断当前正在处理的是哪一种定位导航参数，并作出相应处理。 表3-6为GPS-9543LP主要引脚功能 表3-6 GPS-9543LP引脚功能 引脚号 名称 功能 2、4 VCC 电源引脚 3 BAT 备份电源输入引脚 9 GPIO3 GPS工作指示灯引脚 11、14 TXA、TXB 导航或测量数据串行输出口 12、15 RXA、RXB 导航或测量数据串行输入口 GPS的工作原理为每颗GPS卫星时刻发布其位置和时间数据信号，用户接收机测量每颗卫星信号到接收机的时间延迟，根据信号传输的速度计算出接收机到不同卫星的距离。同时接收到至少4颗卫星数据时，就可以算出三维坐标、速度和时间。GPS接收模块接收GPS卫星发送的定位数据，经简单的字符串操作可分别找出GPS信号中的经度、纬度以及相应的格林威治时间等定位信息。然后，将这些经纬度信息通过串口发送给单片机处理。 其上电后运行过程为: 1.自检 加电后开始自检，通过输出通道报告自检结果，其过程将检测RAM、Flash、接收器、实时时钟和晶体振荡器; 2.初始化 自检完毕后，将开始卫星探测和跟踪过程。整个探测过程是完全自动的，正常情况下，GPS-9543LP将用45 s的时间获取定位信息(在已知星历表时只需8 s)，之后通过输出通道传送有效的位置、速度和时间信息; 3.导航探测完毕后，GPS-9543LP通过输出通道发送有效的导航信息，包括经纬度、海拔、速度、日期,时间、误差估计、卫星和接收机状态; 4.卫星数据收集 运行时，GPS-9543LP将自动更新卫星轨道数据。 21 长春师范大学本科毕业论文 图3-12 GPS模块与单片机接口电路 3.5 键盘模块 键盘是一组按键的组合，是单片机应用系统中不可缺少的输入设备。根据键盘的识别方法分类，有编码键盘和非编码键盘两种。通过硬件识别的键盘称为编码键盘;通过软件识别的键盘称为非编码键盘。全编码键盘能够由硬件逻辑自动提供与键对应的编码，此外，一般还具有去抖和多键、窜键保护电路。这种键盘使用方便，但需要较多的 [6]硬件，价格较贵，一般的单片机应用系统较少采用。非编码键盘只简单地提供行和列的矩阵，其他工作均由软件完成。由于其经济实用，广泛应用于单片机的系统中。 本系统兼有按键操作功能，在由单片机组成的测控系统及智能化仪器中，用得最多的是独立式键盘。独立式按键是指直接用I/O口线构成的单个按键电路。每个独立式按键单独占有一根I/O口线，每个I/O口线的工作状态不会影响其他I/O口线的工作状态。独立式按键电路如图3-13所示，当按键的数量较多时，I/O口线浪费较大，故只在按键数量不多时才采用这种按键电路。根据实际经验，当按键数量为4到8个，并且I/O资源较为富余时，采用独立式按键比较合适。由于本设计中的按键只有五个，考虑系统可靠性和键盘设计的简单所以采用独立式按键。按下 REC 键，/REC 管脚电平变低后开始录音，直到松开按键使电平拉高或者芯片录满时结束。(1)录音结束后，录音指针自动移向下一个有效地址，而放音指针则指向刚刚录完的那段语音地址。(2)放音操作:放音操作有两种模式，分别是边沿触发和电平触发，都由/PLAY 管脚触发。(3)快进 22 长春师范大学本科毕业论文 操作:点按一下 FWD 按钮将/FWD 端拉低，会启动快进操作。快进操作用来将播放指针移向下一段语音信息。 图3-13 独立式按键硬件结构 键的闭合与否反应在电压上就是呈现出高电平或低电平，如果高电平表示断开，那么低电平则表示闭合，通过电平的高低状态的检测可确认键按下与否。 为了确保CPU对一次按键动作只确认一次，并且防止干扰信号的影响，必需加入消除电平抖动的措施，下图3-14为按键抖动示意。消除抖动通常有硬、软硬两种方法，硬件消除抖动可采取双稳态电路或滤波消抖电路;软件消抖是在第一次检测到有键按下时，执行一段延时程序再确认该键是否仍闭合，如果还是闭合状态则确认该键按下，从而消除抖动和干扰影响。当按键较多时，我们多采用硬件滤波防抖动法。 图3-14 按键闭合及断开前后的电压 滤波防抖动原理为利用RC积分电路对干扰脉冲的吸收作用，选择好电路的时间常数，就能在按键抖动信号通过此滤波电路时，消除抖动的影响，下图为滤波防抖动电路图。 23 长春师范大学本科毕业论文 图3-15 滤波防抖动电路图 独立式按键各键相独立，每个按键各接入一根输入线，只要检测输入线的电平就可以识别按键状态。这种方法电路配置灵活，软件结构简单，但每个按键需占用一根输入口。由于该设计方案IO资源浪费大。故此方法只适用于按键少或其他控制功能很简单的场合。 24 长春师范大学本科毕业论文 第四章 系统软件设计 在自动报站系统的硬件电路设计与实现之后，还需要配合设计完善的程序才能完全实现自动报站系统的各项功能。在本系统中，主要设计了主程序的流程图，语音模块子程序流程图，并且简单的分析了各程序的运行流程。 4.1主程序流程 主程序主要涉及各个部分子程序的调用。程序初始化后，系统出现开机界面，液晶显示频显示下一站站名。本程序主要兼有两种控制方式:按键控制和GPS接收控制。程序接收到信息后语音将自动播报到站信息，液晶显示频显示下一站，下车的指示灯亮。选择NO，则是继续行车报站，选择YES，则停止行车，终止系统。主程序流程图4-1所示。 开机界面 液晶显示下一站 N Y 是否选择 GPS模式? GPS接口电路 按键扫描 N N 接收GPS, 按键按下, Y Y 语音播报当前到站信息 液晶更新显示下一站 下车指示灯亮 N 是否停止行 车, Y 结束 图4-1 主程序流程图 25 长春师范大学本科毕业论文 4.2 语音模块流程 ISD4004语音模块子程序主要是接收主芯片发送过来的音频信号，然后由P25端输出一个负脉冲信号，语音芯片内部指针指向本站点的语音段头，再由P26端输出一个负脉冲信号，经过音频放大，通过扬声器播放当前指针指向的语音段。流程图如图4-2所示 开始 开机界面 N 是否接收 信号, Y 收到信号 P25输出一个负脉冲，语音芯片内 部指针指向本站点语音段头 是否播报 语音信 息, Y P26输出一个负脉冲，播放当前指 针指向的语音段 结束 图4-2 语音模块流程图 4.3 LCD1602液晶显示程序流程 LCD1602液晶显示子程序主要通过接收主程序发出的信号，将其设置输入为模式子函数形式，并初始化LCD子函数，显示定位子函数，显示字符子函数，站点信息设置及调用，最后显示站名信息。流程图如图4-3所示。 26 长春师范大学本科毕业论文 开始 开机界面 接收信号 设置输入模式子函数 LCD_SetInput() N 是否初始 化LCD, Y 初始化LCD子函数站点信息设置及调用 LCD_Initial() 显示定位子函数显示站名信息 GotoXY() 显示字符子函数 结束 图4-3 LCD1602液晶显示流程图 27 长春师范大学本科毕业论文 第五章 结 论 智能交通系统是目前世界上交通运输科学技术的前沿，智能公交系统是智能交通系统研究的一个主要方向，它的建立将最大程度地提高车、路资源的利用率，提高公交服务的质量，从而创造巨大的社会经济效益，因此对智能公交技术的研究具有深远的意义。全球定位系统GPS已经广泛应用于各个领域。GPS可以确定公交车的地理位置，只要把公交站点的位置数据(经度和纬度)记录下来，就可以知道公交车是否处于进站、到站和出站状态。利用GPS实现公交车的智能报站，大大减少驾驶员的工作量，提高公交车运行过程中的安全系数，是公交智能化的重大改进。所以，本文对GPS定位、语音播放，液晶显示等技术作了详细的研究与讨论，总结如下: 1)系统总体方案设计。提出了以AT89C51单片机作为主控制器的硬件总体设计方案，语音报站和信息显示同步。 2)系统硬件电路设计。分析设计了各部分电路，包括液晶显示电路、音频输出电路及按键电路，GPS接口电路等，实现了整个系统硬件电路的功能。 3)系统软件设计。研究分析了系统主程序，液晶显示模块程序设计和语音模块程序设计等。此外，本文还对GPS在车辆定位进行了相关研究，提高系统定位的可靠性和完整性。 28 长春师范大学本科毕业论文 致 谢 毕业设计终于在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,我把本次设计看作是大学中的最后一门功课，投入了巨大的时间和精力。设计题目是用单片机实现公交车自动报站。由于在大学中重点学习的是强电方面的知识，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，碰到了很多的困难。但是，这些问题和困难在和同学们的帮助下都被一一解决。 在这段时间里，范老师言传身教，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，而且学到了作为一个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。谨在此向致以崇高的敬意～对给予我支持和帮助的所有老师和同学们表示衷心的感谢～ 29 长春师范大学本科毕业论文 参考文献 [1]梁子伊. ISD4004系列语音芯片的单片机控制技术[J]. 单片机与嵌入式系统应 用,2003. [2]ISD4004系列. www.hbfydz.com , 2005. [3]ISD4004系列单片机语音录放电路. www.ly-dz.com ,2005[5]安东，崔中兴，组合INS/GPS系统设计方法及其工程实现，航空电子技术，1997.8-22. [4]韦宏利.语音芯片在报站器中的应用[J].现代电子技术,2003. [5]袁成. 自动报站设备[J]. 城市公用事业,2003. [6]顾启泰，尚捷，毛刚等.MS/GPS组合导航系统设计与实验，航空学报，2003.11-13. [7]鲍健.单片机系统高可靠性设计.微型机与应用，1997.10-16. [8]李树忠.远程多点显示控制器的研制.青岛大学学报，1997. [9]孙育才.MCS,51系列单片机微型计算机及其应用[M].南京:东南大学出版 社,2004. [10]周波,冯顽童,胡建龙等.公交车自动报站系统的设计[J].四川理工学院学报:自 然科学版, 2008. [11]张伟，孙颖，赵晶.Protel 99 SE高级应用[M].北京:人民邮电出版社，2007. [12]曹丙霞，赵艳华.Protel 99 SE原理图与PCB设计[M].北京:电子工业出版社，2007. [13]朱定华，黄松，蔡苗.Protel 99 SE原理图与印制板设计[M].北京:清华大学出 版社，2007. [14]GPS自动语音报站器. www.chinaecnet.com ,2005 [15]鲁小龙.基于GPS公交站台自动报站系统的研究.电子信息科学与技术，2007. [16]王峰. 基于单片机的公交车自动报站器. www.automationit.cn , 2004. [17]GPS自动语音报站器. www.chinaecnet.com ,2005. [18] 张毅刚(单片机原理及应用(高等教育出版社,2005. [19]张仁旭、孙雪妓、土培进(用单片机实现公交车的自动考核与报站(微计算机信息,2006. 30 长春师范大学本科毕业论文 附 录 本附录主要分析设计了两个C语言程序，其中包含系统的主程序设计，液晶显示 模块设计。 附录一:主程序设计 主程序代码: #include "REGX52.H" #include "LCD1602.h" #define uchar unsigned char sbit P31=P3^1; //无线信号接收端 sbit P24=P2^4; //控制快进 sbit P25=P2^5; //控制播放 sbit led=P1^0; //到站指示灯 sbit re=P3^0; //GPS发射端 sbit reset=P3^4; //语音芯片复位 char i; uchar code dis1[]="ZhaoHu Z "; //站点内容可更新或增加 uchar code dis2[]="JuYuan Z"; uchar code dis3[]="Jin Shan"; uchar code dis4[]="Shang Du"; uchar code dis5[]="Shi Da "; uchar *p; void Delay1ms(unsigned int count) //延时1ms { unsigned int i,j; for(i=0;i