基于单片机的公交车自动报站系统设计 毕业设计(论文

本科毕业设计（论文）说明书

系 别 电子信息工程系

专业班级 自动化（2）班

学生姓名 刘少杰

指导教师 聂茹

提交日期 2011年 5 月 26日

华南理工大学广州汽车学院

学位论文原创性声明

本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究

所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名： 日期： 年 月 日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同

意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华南理工大学广州汽车学院可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

保密□，在

本学位论文属于

不保密□。

（请在以上方框内打“√”）

学位论文作者签名： 日期： 年 月 日

指导教师签名： 日期： 年 月 日

华 南 理 工 大 学 广 州 汽 车 学 院

毕 业 设 计 （论文） 任 务 书

兹发给 班学生 毕业设计（论文）任务书，内容如下：

1.毕业设计（论文）题目：

2.应完成的项目：

（1） 设计一个公交车自动报站系统，以实现公交车的语音自动报站，即在进站、出站时候自动播报语音提示信息及服务用语，同时进行显示。

3.参考资料以及说明：

4.本毕业设计（论文）任务书于 年 月 日发出，应于 年 月 日前完成，然后提交毕业考试委员会进行答辩。

专业教研组（系）负责人

指导教师

毕业设计（论文）评语：

毕业设计（论文）总评成绩：

毕业设计（论文）答辩小组负责人签字：

年

日 月

摘 要

根据STC89C52单片机的特点和公交车报站的特点，本文提出了一种用单片机控制语音芯片进行公交车语音模拟报站的方法，同时给出了软硬件设计的方法，设计过程中包括硬件电路设计和软件程序编写两个方面。

本系统硬件利用STC89C52作为CPU进行总体控制，通过ISD4004语音芯片建立语音信息库，对语音信息进行自由组合，形成变化多样的语音信息，利用LM386功能播出语音信息以及提示语音，同时运用LCD液晶显示器进行站数显示。

本系统软件利用软件keilC51进行C语言编程，将系统要实现的LCD显示，ISD4004语音播报，红外控制中断服务程序等进行编程，把程序通过串口写到STC89C52中去，反复进行调试，将系统完善。

当公交车到达某站点，用键盘控制本系统工作，或者通过红外遥控触发系统工作，通过语音电路输出语音信息和提示，LCD液晶显示器同时显示时间、温度信息。时间采用实时时钟芯片DS1302来获取信息，通过手动键盘，识别语音播放地址，驱动扬声器播放相应站名，温度采用温度传感芯片DS18B20来获取温度信息，再通过单片机处理由液晶器显示出来，该公交车报站器结构简单，使用灵活，功能稳定，音质自然、清晰，无论对于社会或者科研都有一定的研究价值。

关键词：公交车，液晶显示器，单片机，语音芯片

I

The design of bus station-voice reported were based on the

MCU

Abstract

According to the characteristics of the STC89C52 microcontroller and the characteristics of bus-stop, this paper, a voice chip whit a microprocessor controlled voice synthesizer reported the bus station, and gives the hardware and software design methods, design process, including hardware design and two aspects of software programming.

The system hardware using STC89C52 as the CPU for overall control, the establishment by ISD4004 voice chip voice information database, and a free combination of voice information to form a diverse voice message, voice message broadcast using LM386 amplifier and voice prompts.

The system software uses the C programming language software keilC51, the system to achieve the LCD display, ISD4004 voice broadcast, infrared control program such as interrupt service routine, the procedure to go through the serial port writes STC89C52, repeated testing,to make the system perfect.

While the use the keyboard to control the system work, Or by infrared remote trigger system work，the output voice information through voice circuits and tips, LCD simultaneously shows time, temperature Information, real time clock chip DS1302 used to obtain time information by manual keyboard, voice broadcast address recognition, driving speaker broadcast station name, Temperature using temperature sensor chip DS18B20 to obtain temperature information, and then processing through the MCU out of the liquid crystal displays. The bus-stop device structure is simple, flexible, functional stability, and sound natural, regardless of social or scientific research has some value.

Keyword: Bus, LCD, MCU, Voice Chip

II

目 录

摘 要 ................................................................. I ABSTRACT .............................................................. II

引言 ................................................................... 1

第一章 公交车自动报站系统设计的意义及任务 .............................. 3

1.1 公交车自动报站系统设计的意义 .................................... 3

1.2 设计任务 ........................................................ 3

第二章 系统的硬件设计和方案对比选择 .................................... 5

2.1系统设计结构图 .................................................... 5

2.2系统设计方案对比选择 .............................................. 5

2.2.1 MCU微处理控制器的方案对比选择 ................................ 6

2.2.2 LCD液晶显示模块的方案对比选择 ................................ 6

2.2.3 语音芯片的方案对比选择 ....................................... 7

2.2.4．实时时钟电路的方案对比选择 .................................. 7

2.2.5 控制方式方案选择 ............................................. 8

第三章 系统的硬件设计电路及元件说明 .................................... 9

3.1 MCU微控制器电路 .................................................. 9

3.2 LCD液晶显示电路 ................................................. 11

3.3 语音芯片电路 .................................................... 14

3.3.1 ISD4004引脚的说明 ........................................... 14

3.3.2 ISD4004的操作模式说明 ....................................... 16

3.4 功放电路 ........................................................ 17

3.5 红外无线控制电路及控制说明 ...................................... 18

3.6 按键控制 ........................................................ 20

3.7 实时时钟电路 .................................................... 20

3.8 温度传感模块 .................................................... 21

III

3.9 晶振电路 ........................................................ 22

3.10 系统电源供电电路 ................................................ 23

第四章 系统的软件设计 ................................................. 25

4.1 中断服务程序 ..................................................... 25

4.2 录音/放音控制程序 ................................................ 27

4.3 红外遥控解码程序 ................................................. 28

4.4 主程序设计 ....................................................... 29

第五章 系统的制作、焊接与调试 ......................................... 31

5.1 系统的制作 ....................................................... 31

5.2 系统的焊接 ....................................................... 31

5.3 系统的调试 ....................................................... 31

第六章 系统的验证及改进 ............................................... 33

6.1 系统的验证 ....................................................... 33

6.2 系统的待改进的模块 ............................................... 33

设计总结 .............................................................. 35

参考文献 .............................................................. 37

致谢 .................................................................. 39

附录 .................................................................. 41 附录一 系统的主程序清单 .............................................. 41 附录二 基本单片机公交车自动报站系统设计的原理图 ...................... 50 附录三 基本单片机公交车自动报站系统设计的PCB图 ...................... 51 附录四 基于单片机公交车自动报站系统设计的元器件清单 .................. 52 附录五 基于单片机公交车自动报站系统设计的实物图 ...................... 53 附录六 基于单片机公交车自动报站系统设计的使用说明 .................... 54

IV

引言

引言

虽着我国城市建设的发展，对城市服务行业的服务质量要求也越来越高。公交车作为市民出行的主要交通工具，已经被越来越多的市民所熟悉，公交车服务质量它代表了一个城市交通发展的水平。现如今由售票员人工售票，报站的公交车已经基本没有了，无人售票公交车在街头逐渐多起来了，语音报站器也被广泛使用，这在相当大的程度上免除了乘务人员沿途报站的麻烦，给许多不熟悉公交线路的乘客带来了方便。随着电子技术的不断发展，单片机技术的日益成熟，和多媒体技术的普通应用，使得公交车语音报站器服务更加完善。本设计结合单片机的特点和公交车报站器的特点，提出了一种基于单片机STC89C52来控制语音芯片ISD4004进行公交车语音报站，并通过LCD1602来显示当前实时情况。

本设计的论文包括硬件电路设计和软件程序设计两个方面，其中前者主要在第三章中重点叙述，后者在第四章中叙述。在本设计论文的结尾，分别附有与本设计相关的资料，包括设计系统主程序，系统原理图，系统PCB图，系统元件清单，系统实物图及系统使用说明。

1

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2

第一章 公交车自动报站系统设计的意义及任务

第一章 公交车自动报站系统设计的意义及任务

1.1 公交车自动报站系统设计的意义

随着城市化进程的加快，公交交通作为城市的基础设施之一，仍然是绝大多数出行者的首选交通式。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，在绝大多城市已经被淘汰。随着科学技术的日益发展和进步，微型计算机已经在很多领域得到广泛的应用。在声学领域，微机技术与各种语音芯片的结合，既可以完成语音的合成技术，又可以使得公交车报站器的实现，从而为市民提供了更加人性化的服务，鉴于公交车报站的具体情况，结合公交车的使用特点及实际运营环境，设计了一种由单片机控制的公交车报站系统。

公交车报站系统的设计应用单片机，LED显示，语音芯片，使得到站信息及提示信息以语音和显示的方式告知市民，为市民提供更人性化，更完善的服务。

选题的研究现状如下所述：

目前公交车报站系统技术主要有以下几种：第一种是目前最常用的系统，到站前由乘务人员按动进站按钮开始报站，出站时由乘务人员按下出站按钮并且开始预报下站的站名；第二种是门控语音报站器，将开门、关门时转换信号和语音报站器连接，开门和关门时自动报站；第三种是无线信标语音报站器，它是在每个公交车站点设置发射信标点，公交车临近到站点左右会收到信标信号，开始自动报站，出站后信号消失，开始预报下一站，此报站器报站准确，但需要为每个站点组建无线发射信标，建设复杂、费用高，大部分站点无电源供应，公交车数量多时存在频率干扰问题，且较严重，用户修改站点非常不方便，系统维护成本高；第四种就是GPS自动语音报站器，此报器是在公交车上安装GPS自动语音报站器，自动识别站点并报告站点信息。

1.2 设计任务

公交车自动报站系统的主要设计任务如下：

1). 通过大量的参考文献，了解公交车报站系统的相关技术与概念，并做出一些总结。

2). 不同公交线路的站名的输入和更换。

3). 可以完整地手动播报一条公交线路的站名，包括上行线路与下行线路。

4). 使用本系统可以进行语音播报，使报站器更人性化。

5). 可以在LED显示屏上显示时间、日期、报站信息、提示语和广告。

6). 利用汽车后门的打开与关闭实现对当前站名的播报和下一站的预报，当播报出错时还可以利用调试按钮进行对播报系统的调试。

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