【正文】 ...................................... 5 MCU 微處理控制器的方案對(duì)比選擇 ................................ 6 LCD 液晶顯示模塊的方案對(duì)比選擇 ................................ 6 語(yǔ)音芯片的方案對(duì)比選擇 ....................................... 7 ．實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路的方案對(duì)比選擇 .................................. 7 控制方式方案選擇 ............................................. 8 第三章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)電路及元件說(shuō)明 .................................... 9 MCU 微控制器電路 .................................................. 9 LCD 液晶顯示電路 ................................................. 11 語(yǔ)音芯片電路 .................................................... 14 ISD4004 引腳的說(shuō)明 ........................................... 14 ISD4004 的操作模式說(shuō)明 ....................................... 16 功放電路 ........................................................ 17 紅外無(wú)線控制電路及控 制說(shuō)明 ...................................... 18 按鍵控制 ........................................................ 20 實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路 .................................................... 20 溫度傳感模塊 .................................................... 21 IV 晶振電路 ........................................................ 22 系統(tǒng)電源供電電路 ................................................ 23 第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ................................................. 25 中斷服務(wù)程序 ..................................................... 25 錄音 /放音控制程序 ................................................ 27 紅外遙控解碼程序 ................................................. 28 主程序設(shè)計(jì) ....................................................... 29 第五章 系統(tǒng)的制作、焊接與調(diào)試 ......................................... 31 系統(tǒng)的制作 ....................................................... 31 系統(tǒng) 的焊接 ....................................................... 31 系統(tǒng)的調(diào)試 ....................................................... 31 第六章 系統(tǒng)的驗(yàn)證及改進(jìn) ............................................... 33 系統(tǒng)的驗(yàn)證 ....................................................... 33 系統(tǒng)的待改進(jìn)的模塊 ............................................... 33 設(shè)計(jì)總結(jié) .............................................................. 35 參考文獻(xiàn) .............................................................. 37 致謝 .................................................................. 39 附錄 .................................................................. 41 附錄一 系統(tǒng)的主程序清單 .............................................. 41 附錄二 基本單片機(jī)公交車自動(dòng)報(bào)站 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原理圖 ...................... 50 附錄三 基本單片機(jī)公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)設(shè)計(jì)的 PCB 圖 ...................... 51 附錄四 基于單片機(jī)公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)設(shè)計(jì)的元器件清單 .................. 52 附錄五 基于單片機(jī)公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)物圖 ...................... 53 附錄六 基于單片機(jī)公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)設(shè)計(jì)的使用說(shuō)明 .................... 54 引言 1 引言 雖 著我國(guó)城市建設(shè)的發(fā)展，對(duì)城市服務(wù)行業(yè)的服務(wù)質(zhì)量要求也越來(lái)越高。公交車作為市民出行的主要交通工具，已經(jīng)被越來(lái)越多的市民所熟悉，公交車服務(wù)質(zhì)量它代表了一個(gè)城市交通發(fā)展的水平。現(xiàn)如今由售 票員人工售票，報(bào)站的公交車已經(jīng)基本沒有了，無(wú)人售票公交車在街頭逐漸多起來(lái)了，語(yǔ)音報(bào)站器也被廣泛使用，這在相當(dāng)大的程度上免除了乘務(wù)人員沿途報(bào)站的麻煩，給許多不熟悉公交線路的乘客帶來(lái)了方便。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)的日益成熟，和多媒體技術(shù)的普通應(yīng)用，使得公交車語(yǔ)音報(bào)站器服務(wù)更加完善。本設(shè)計(jì)結(jié)合單片機(jī)的特點(diǎn)和公交車報(bào)站器的特點(diǎn)，提出了一種基于單片機(jī) STC89C52 來(lái)控制語(yǔ)音芯片 ISD4004 進(jìn)行公交車語(yǔ)音報(bào)站，并通過(guò) LCD1602 來(lái)顯示當(dāng)前實(shí)時(shí)情況。 本設(shè)計(jì)的論文包括硬件電路設(shè)計(jì)和軟件程序設(shè)計(jì)兩個(gè)方面， 其中前者主要在第三章中重點(diǎn)敘述，后者在第四章中敘述。在本設(shè)計(jì)論文的結(jié)尾，分別附有與本設(shè)計(jì)相關(guān)的資料，包括設(shè)計(jì)系統(tǒng)主程序，系統(tǒng)原理圖，系統(tǒng) PCB 圖，系統(tǒng)元件清單，系統(tǒng)實(shí)物圖及系統(tǒng)使用說(shuō)明。 華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 2 第一章 公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義及任務(wù) 3 第一章 公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義及任務(wù) 公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義 隨著城市化進(jìn)程的加快，公交交通作為城市的基礎(chǔ)設(shè)施之一，仍然是絕大多數(shù)出行者的首選交通式。傳統(tǒng)由乘務(wù)人員人工報(bào)站，該方式因其效果太差和工作強(qiáng)度太 大，在絕大多城市已經(jīng)被淘汰。隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展和進(jìn)步，微型計(jì)算機(jī)已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。在聲學(xué)領(lǐng)域，微機(jī)技術(shù)與各種語(yǔ)音芯片的結(jié)合，既可以完成語(yǔ)音的合成技術(shù)，又可以使得公交車報(bào)站器的實(shí)現(xiàn)，從而為市民提供了更加人性化的服務(wù)，鑒于公交車報(bào)站的具體情況，結(jié)合公交車的使用特點(diǎn)及實(shí)際運(yùn)營(yíng)環(huán)境，設(shè)計(jì)了一種由單片機(jī)控制的公交車報(bào)站系統(tǒng)。 公交車報(bào)站 系統(tǒng) 的設(shè)計(jì) 應(yīng)用單片機(jī)， LED 顯示 ， 語(yǔ)音芯片，使得到站信息及提示信息以語(yǔ)音和顯示的方式告知市民， 為市民提供更人性化，更完善的服務(wù)。 選題的研究現(xiàn)狀 如下所述： 目前公交車報(bào) 站系統(tǒng)技術(shù)主要有以下幾種 ： 第一種是目前最常用的系統(tǒng)，到站前由乘務(wù)人員按動(dòng)進(jìn)站按鈕開始報(bào)站，出站時(shí)由乘務(wù)人員按下出站按鈕并且開始預(yù)報(bào)下站的站名 ；第二種是 門控語(yǔ)音報(bào)站器 ， 將開門 、 關(guān)門時(shí)轉(zhuǎn)換信號(hào)和語(yǔ)音報(bào)站器連接 ，開門和關(guān)門時(shí)自動(dòng)報(bào)站 ；第三種是 無(wú)線信標(biāo)語(yǔ)音報(bào)站器 ，它是 在每個(gè)公交車站點(diǎn)設(shè)置發(fā)射信標(biāo)點(diǎn) ， 公交車臨近到站點(diǎn)左右會(huì)收到信標(biāo)信號(hào) ， 開始自動(dòng)報(bào)站 ， 出站后信號(hào)消失 ， 開始預(yù)報(bào)下一站 ，此報(bào)站器 報(bào)站準(zhǔn)確 ，但 需要為每個(gè)站點(diǎn)組建無(wú)線發(fā)射信標(biāo) ， 建設(shè)復(fù)雜 、 費(fèi)用高 ， 大部分站點(diǎn)無(wú)電源供應(yīng) ， 公交車數(shù)量多時(shí)存在頻率干擾問題 ， 且較嚴(yán)重 ， 用戶 修改站點(diǎn)非常不方便 ， 系統(tǒng)維護(hù)成本高 ；第四種就是 GPS 自動(dòng)語(yǔ)音報(bào)站器 ，此報(bào) 器是在公交車上安裝 GPS 自動(dòng)語(yǔ)音報(bào)站器 ， 自動(dòng)識(shí)別站點(diǎn)并報(bào)告站點(diǎn)信息 。 設(shè)計(jì)任務(wù) 公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)任務(wù)如下： 1). 通過(guò)大量的參考文獻(xiàn)，了解公交車報(bào)站系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)與概念，并做出一些總結(jié)。 2). 不同公交線路的站名的輸入和更換。 3). 可以完整地手動(dòng)播報(bào)一條公交線路的站名，包括上行線路與下行線路。 4). 使用本系統(tǒng)可以進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)，使報(bào)站器更人性化。 5). 可以在 LED顯示屏上顯示時(shí)間、日期、報(bào)站信息、提示語(yǔ) 和廣告。 6). 利用汽車后門的打開與關(guān)閉實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前站名的播報(bào)和下一站的預(yù)報(bào)，當(dāng)播報(bào)出錯(cuò)時(shí)還可以利用調(diào)試按鈕進(jìn)行對(duì)播報(bào)系統(tǒng)的調(diào)試。 華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 4 第二章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和方案對(duì)比選擇 5 第二章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和方案對(duì)比選擇 本章重點(diǎn)主要 是從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖來(lái)闡述了硬件的設(shè)計(jì)以及從方案上對(duì)比選擇各個(gè)電路部分的原件，目的是使系統(tǒng)達(dá)到一個(gè)低成本、高質(zhì)量、穩(wěn)定可靠的設(shè)計(jì)。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求和設(shè)計(jì)思路，確定該系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖。如圖 21 所示。硬件電路主要有 MCU微處理控制器單元、 LCD 液晶顯示模塊、語(yǔ)音芯片、功放、按鍵控制、紅外電路模塊、溫度測(cè) 試模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、晶振電路、電影模塊等電路組成。 圖 21 系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案對(duì)比選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，結(jié)合實(shí)際情況和設(shè)計(jì)成本要求，對(duì)系統(tǒng)主要部分的電路方案敘述如下。 華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 6 MCU 微處理控制器的方案對(duì)比選擇 方案一： MCU 微處理控制器的種類很多，有 宏晶科技公司生產(chǎn)的 STC89CXX 系列單片機(jī)，其中有 8位的單片機(jī)，也有 16 位的單片機(jī)。 STC89C52 為 8 位的單片機(jī)，它是一種低損耗、高性能的 CMOS 微處理器，片內(nèi)有 8K字節(jié)的存儲(chǔ)空間， 128 字節(jié) RAM、 4個(gè) 8 位并口、 1個(gè)全雙工串行口、 2個(gè) 16位定時(shí) /計(jì)數(shù)器，尋址范圍 64K。并且可以在線進(jìn)行重復(fù)編程、快速擦除、快速寫入程序，能重復(fù)擦除 /寫入 1000 次左右，數(shù)據(jù)保存時(shí)間為十年。 方案二：微處理控制器也有凌陽(yáng)公司生產(chǎn)的，同樣有 8 位的 CPU和 16 位的 CPU。它也有很多特點(diǎn)，比如：體積下、集成度高、可靠行好、易于擴(kuò)展；具有較強(qiáng)的中斷處理能力；功能強(qiáng)、效率高的指令系統(tǒng)及低功耗、低電壓。但是其應(yīng)用領(lǐng)域主要是為控制處理數(shù)據(jù)處理以及數(shù)字信號(hào)處理等領(lǐng)域，其中凌陽(yáng)的 16 位單片機(jī)就是為適應(yīng)這種發(fā)展而設(shè)計(jì)的。 綜上所述，在本設(shè)計(jì)中，考慮到本人對(duì)單片機(jī)的運(yùn)用熟練度和單片機(jī)功能領(lǐng)域，選擇宏晶科技公司生產(chǎn)的 STC89C52 單片機(jī)作為本設(shè)計(jì)的微控制器。 LCD 液晶顯示模塊的方案對(duì)比選擇 方案一 ：顯示的方法有很多種，其中 LED 數(shù)碼管是常用的一種顯示 方法。在這個(gè)設(shè)計(jì)中，可以用 LED 數(shù)碼管來(lái)顯示相應(yīng)站臺(tái)的站號(hào)，提醒司機(jī)自動(dòng)是去向或者 是回向的第幾站，讓司機(jī)心里有數(shù)，同時(shí)增加顯示數(shù)字的可讀性。該設(shè)計(jì)中，顯示站號(hào)，至少要 2 個(gè) LED 數(shù)碼管，顯示時(shí)間信息要 12個(gè)，顯示溫度信息要 2個(gè)，總共需要 16 個(gè) LED數(shù)碼管。單價(jià)是 元，那 16 個(gè)共需要 16 =（元）。另外十幾個(gè)數(shù)碼在布線中會(huì)很累贅，而且顯示效果也不佳，給設(shè)計(jì)帶來(lái)很不方便的使用，也不實(shí)用。 方案二： LCD1602 液晶顯示器是一塊價(jià)廉物美的器件，其體積小，控制簡(jiǎn)單，使用方便。它能顯示 2 行 16 列的數(shù)字 或英文信息，另外它的線很少，只要 8 根數(shù)據(jù)線和 3根控制線，這樣給使用帶來(lái)很大的方便，節(jié)約單片機(jī) I/O 口。市場(chǎng)上一塊 LCD1602 的價(jià)格也就 15元左右，比數(shù)碼管還便宜，況且顯示的站牌能更清晰。 方案三：功能強(qiáng)大、可以顯示中文文字的 LCD12864 液晶顯示器，其價(jià)格貴，體積大，控制比 LCD1602 稍微復(fù)雜點(diǎn)，但是使用也是很方便的。在控制使用上，需要 8 根數(shù)據(jù)線和 3根控制線，其余的 PSB