畢業(yè)設(shè)計(jì)---公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(已修改)
2025-06-21 02:40 本頁(yè)面
【正文】 1 公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 前言 根據(jù) AT89C51 單片機(jī)的特點(diǎn)和公交車報(bào)站器的特點(diǎn)，本文提出了一種用單片機(jī)控制語(yǔ)音芯片進(jìn)行公交車語(yǔ)音自動(dòng)報(bào)站的方法。同時(shí)給出了軟硬件設(shè)計(jì)的方法，設(shè)計(jì)過(guò)程中包括硬件電路設(shè)計(jì)和軟件程序編寫(xiě)兩個(gè)方面，解釋了單片機(jī)在應(yīng)用過(guò)程中的方法和可能出現(xiàn)的問(wèn)題。本文主要介紹硬件電路設(shè)計(jì)部分。利用 AT89C51 作為控制器，通過(guò) ISD4004語(yǔ)音芯片建立語(yǔ)音信息庫(kù)，形成變化多樣的語(yǔ)音信息，利用其功放播放語(yǔ)音信息以及提示語(yǔ)音，同時(shí)運(yùn)用 LED數(shù)碼管進(jìn)行站數(shù)顯示。當(dāng)公交車到達(dá)某站點(diǎn)，用鍵盤控制本系統(tǒng)工作 ，通過(guò)語(yǔ)音電路輸出語(yǔ)音信息和提示，同時(shí)站數(shù)信息在 LED 數(shù)碼管上顯示。整個(gè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)包括鍵盤電路、復(fù)位電路、顯示驅(qū)動(dòng)電路、顯示電路、內(nèi)存擴(kuò)展電路模塊。本系統(tǒng)很大程度上提高公交車報(bào)站的準(zhǔn)確性，可靠性。提高了公交系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量。促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展和交通變化的和諧發(fā)展 。 1 方案論證 方案 1 公交車站自動(dòng)報(bào)站器的設(shè)計(jì)，對(duì)車輪軸的轉(zhuǎn)角的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，將計(jì)數(shù)值與預(yù)置值對(duì)比，即可確定報(bào)站時(shí)刻，達(dá)到準(zhǔn)確自動(dòng)的目的。以 AT89C51 為主控芯片，對(duì)外來(lái)脈沖計(jì)數(shù)，結(jié)合語(yǔ)音芯片 ISD4004 輸出語(yǔ)音。 系統(tǒng)由脈沖檢測(cè)、脈沖計(jì)數(shù)、 CPU 控制、控制信號(hào)、語(yǔ)音芯片、輸出顯示等組成。原理框圖如圖所示。 圖 原理框圖 ●脈沖檢測(cè)：該系統(tǒng)關(guān)鍵是對(duì)轉(zhuǎn)軸所轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，考慮到車輛將在復(fù)雜的 環(huán)境中運(yùn)行，故采用可靠的霍爾元件 DN6848 作為信號(hào)的采集裝置，再經(jīng)光電耦合語(yǔ)音芯片 控制信號(hào) 脈沖計(jì)數(shù) CPU 控制 輸出顯示 放音電路 脈沖檢測(cè) 2 器 4N25 輸入給單片機(jī)。 ●脈沖計(jì)數(shù)：光電耦合器的信號(hào)進(jìn)入 C51后，采用中斷方式對(duì)脈沖計(jì)數(shù)。外部晶振 12MHz。 ● CPU 控 制：程序中將計(jì)數(shù)值于預(yù)置值進(jìn)行比較，判斷是否到站，當(dāng)?shù)秸緯r(shí)就輸出信號(hào)控制語(yǔ)言芯片進(jìn)行報(bào)站。 ●控制按鍵：用于手動(dòng)控制、手動(dòng)調(diào)整、預(yù)置值的輸入等 ●語(yǔ)言芯片：由專用語(yǔ)音芯片 ISD4004 組成，可擦寫(xiě)，便于在不同公交線上使用。 ● 輸出顯示： LED 點(diǎn)陣漢字顯示。 ●預(yù)置存儲(chǔ)：采用兩種方式存儲(chǔ)，一種是在燒寫(xiě)器上將數(shù)據(jù)寫(xiě)入，另一種是在車上，單片機(jī)處于輸入狀態(tài)，車輛行駛一遍，將站與站之間的脈沖數(shù)寫(xiě)入片內(nèi)。 方案 2 利用 8031 單片機(jī)作為 CPU 來(lái)進(jìn)行總體控制，當(dāng)汽車到達(dá)某站時(shí)，汽車司機(jī)通過(guò)鍵盤來(lái)控制本系統(tǒng)進(jìn)行 工作，并且，系統(tǒng)將使用狀態(tài)指示電路，向司機(jī)指示出當(dāng)前的行駛方向及站號(hào)（如與實(shí)際方向不符，司機(jī)可通過(guò)鍵盤來(lái)調(diào)整）。原理圖如圖 所示。 圖 原理框圖 本系統(tǒng)使用 8031 作為 CPU，由 CPU 來(lái)控制語(yǔ)音合成芯片 TC8830AF，使其工作在 CPU控制模式下。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行語(yǔ)音再生時(shí)，由 CPU 控制語(yǔ)音合成電路中的語(yǔ)音芯片來(lái)讀取其外接的存儲(chǔ)器內(nèi)部的語(yǔ)音信息，并合成語(yǔ)音信號(hào)，再通過(guò)語(yǔ)音輸出電路，進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)站和提示。 CPU同時(shí)通過(guò)程序讀取漢字信息，送入 LED 點(diǎn)陣顯示電路來(lái)進(jìn)行漢字提示。 當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行語(yǔ)音錄制時(shí)，語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)語(yǔ)音輸入電路輸入給語(yǔ)音合成電路中的語(yǔ)音合成芯片，由語(yǔ)音合成芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并將生成的數(shù)字語(yǔ)音信息存儲(chǔ)到語(yǔ)音存儲(chǔ)芯片中，從而建立語(yǔ)音庫(kù)。 語(yǔ)音合成 電路 8031 小系統(tǒng) LED 點(diǎn)陣顯示電路 語(yǔ)音輸入輸出電路 鍵盤 狀態(tài)指 示電路 3 2 硬件電路的設(shè)計(jì) 單片機(jī)的原理 AT89C51 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示。它主要由下面幾個(gè)部分組成： 1 個(gè) 8位中央處理單元（ CPU）、片內(nèi) Flash 存儲(chǔ)器、片內(nèi) RAM、 4個(gè) 8位的雙向可尋址 I/O 口、1個(gè)全雙工 UART（通用異步接收發(fā)送器）的串行接口、 2 個(gè) 16 位的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、多個(gè)優(yōu)先級(jí)的嵌套中斷結(jié)構(gòu)，以及一個(gè)片內(nèi)振蕩 器和時(shí)鐘電路。在 AT89C51 單片機(jī)結(jié)構(gòu)中，最顯著的特點(diǎn)是內(nèi)部含有 Flash 存儲(chǔ)器，而在其他方面的結(jié)構(gòu)，則和某公司的 8051 的結(jié)構(gòu)沒(méi)有太大的區(qū)別。 圖 AT89C51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖 振蕩器電路的設(shè)計(jì) 圖 外部時(shí)鐘接法 在圖中給出了外接元件，即外接晶體及電容 C1， C2，并組成并聯(lián)諧振電路。在電路CPU 中斷控制 振蕩器 片內(nèi) Flash 存儲(chǔ)器 總線控制 片內(nèi) RAM 4I/O 端口 ETC 定時(shí)器 1 定時(shí)器 0 串行端口 外部 中斷 P0 P2 P1 P3 地址 /數(shù)據(jù) TXD RXD 計(jì)數(shù)器 輸入 XTAL2 XTAL1 GND NC CMOS 門 外部振蕩信號(hào) 4 中，
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