【正文】 基于單片機(jī)的公交車自動報(bào)站系統(tǒng)畢業(yè)論文目 錄第一章 緒 論 1 本課題的研究意義 1 目前幾種公交車報(bào)站器詳細(xì)比較 1 GPS公交車自動報(bào)站器 1 手動式公交車自動報(bào)站器 1 基于單片機(jī)的公交車自動報(bào)站系統(tǒng) 2第二章 系統(tǒng)方案的確定 3 系統(tǒng)主要要實(shí)現(xiàn)的功能 3 無線傳輸模塊的選擇 3 控制模塊的選擇 3 液晶顯示模塊及語音模塊的選擇 3 3第三章 系統(tǒng)功能模塊詳細(xì)介紹 5 單片機(jī)AT89C51 5 管腳說明 7 外部晶振的選擇 8 復(fù)位電路 8 按鍵電路設(shè)計(jì) 9 無線收發(fā)模塊PT2262/PT2272 10 PT2262/PT2272引腳圖 10 PT2262/2272接線圖以及工作原理 12 無線數(shù)傳模塊F05V/J05V 13 顯示模塊LCD1602 14 排阻Respack8 14 LCD1602的引腳定義 14 液晶LCD1602常用的11條指令 16 語音模塊ISD4004 18 蜂鳴器和LED指示燈 20第四章 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 21 系統(tǒng)仿真主程序流程圖 21 程序子函數(shù)模塊 22 延時(shí)函數(shù) 22 檢查忙函數(shù) 22 寫指令函數(shù) 22 寫數(shù)據(jù)函數(shù) 23 光標(biāo)位置函數(shù) 23 初始化函數(shù) 23 其他數(shù)組定義以及端口定義 23 主程序流程圖 24第五章 系統(tǒng)仿真實(shí)現(xiàn) 28 開發(fā)環(huán)境KeilC51介紹 28 仿真環(huán)境PROTEUS介紹 28 仿真運(yùn)行結(jié)果截圖 28 仿真結(jié)果 29結(jié) 束 語 31致 謝 33參考文獻(xiàn) 34附錄A 系統(tǒng)仿真全部代碼 351閩南理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第一章 緒 論 本課題的研究意義近些年來，隨著城市人口的不斷增加，人們生活節(jié)奏的不斷加快，公交車在大城市以及中小城市已經(jīng)普及，并且有了日新月異的發(fā)展，在人民生活中起著重要作用，因此，公交車的正常運(yùn)行與人們的正常生活息息相關(guān)。傳統(tǒng)公交車報(bào)站大多是由乘務(wù)人員來人工報(bào)站，但是因?yàn)榉窖缘牟町惢蛘呷硕鄷r(shí)語音嘈雜，這種方式不利于人民生活的和諧。所以根據(jù)這種需要市面上產(chǎn)生流行了多種公交車報(bào)站器也方便人們的生活。目前雖然現(xiàn)在在一些大城市的公交車上已經(jīng)采用GPS定位系統(tǒng)自動報(bào)站，但其造價(jià)昂貴，難以在一些中小城市實(shí)現(xiàn)普及。另外，現(xiàn)在也有一些城市正在使用的一種半自動語音報(bào)站系統(tǒng)，這種系統(tǒng)需要由司機(jī)在車子進(jìn)出站的時(shí)候人工操作，由于這兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)往往是路面情況最復(fù)雜的時(shí)刻，因此也給行駛中的車輛帶來了安全隱患。所以本設(shè)計(jì)針對目前常見公交車報(bào)站系統(tǒng)的主要缺陷，研究介紹了一種基于單片機(jī)控制的公交車自動報(bào)站系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在到站時(shí)的自動語音報(bào)站和LCD液晶顯示，而且該系統(tǒng)造價(jià)廉價(jià)，可以在中小城市中普及。 目前幾種公交車報(bào)站器詳細(xì)比較公交車對社會影響巨大，對城市發(fā)展起著最基本的推動作用。隨著公交車的不斷普及市面上也出現(xiàn)各種各樣的公交車報(bào)站器，現(xiàn)在市面上流行的幾種報(bào)站器主要有下列幾種類型： GPS公交車自動報(bào)站器利用GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的公交車報(bào)站系統(tǒng)，在司機(jī)座位后面隔板上，安裝了一臺15英寸的液晶電視和 GPS信號接收器，安裝了這套設(shè)備后，公交車在語音報(bào)站的同時(shí)，通過液晶電視還可以顯示到站站名的字幕，這樣如果沒聽清報(bào)站的話，通過顯示屏，乘客也可以一目了然。當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)，調(diào)度中心將會給公交車發(fā)出相應(yīng)的信息，以短信的形式傳送到顯示屏上，同時(shí)車載臺會發(fā)出相應(yīng)的提示音；駕駛員也可以通過相應(yīng)的工具進(jìn)行回復(fù)。目前在美國部分城市GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)已經(jīng)投入使用，國內(nèi)也有此類產(chǎn)品的研制開發(fā)，其功能強(qiáng)大，系統(tǒng)穩(wěn)定，但其投資昂貴，尤其是一些中小城市無法承受。 手動式公交車自動報(bào)站器手動式公交車自動報(bào)站器通過主機(jī)上的漢字顯示器，顯示當(dāng)前車站名稱，即將達(dá)到站名指示功能；通過主機(jī)屏幕的顯示，可直觀的觀察到進(jìn)站和下一站信息；通過按鍵，可播放進(jìn)站，出站，服務(wù)用語等語音。但是該種報(bào)站器需要由司機(jī)在車子進(jìn)出站的時(shí)候人工操作，由于這兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)往往是路面情況最復(fù)雜的時(shí)刻，因此也給行駛中的車輛帶來了安全隱患，不利于公交車的安全行駛。 基于單片機(jī)的公交車自動報(bào)站系統(tǒng)基于單片機(jī)的公交車自動報(bào)站系統(tǒng)，而這種系統(tǒng)又大致分為兩種技術(shù)支持。其中一種的技術(shù)關(guān)鍵是對車輪轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)角的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，將計(jì)數(shù)值與預(yù)置值對比，即可確定報(bào)站時(shí)刻，達(dá)到準(zhǔn)確自動的目的。該方式應(yīng)用單片機(jī)的高速計(jì)數(shù)器端口進(jìn)行脈沖計(jì)數(shù)，以距離來控制報(bào)站時(shí)刻，首次實(shí)現(xiàn)了模糊控制，改變現(xiàn)有設(shè)備的不足。做到簡單實(shí)用自動化程度高。傳感器在公交車上的應(yīng)用極大的提高了設(shè)備功能。另外一種基于單片機(jī)的公交車自動報(bào)站系統(tǒng)就是利用編碼解碼芯片PT2262/PT2272進(jìn)行解碼編碼，利用無線數(shù)傳模塊F05V/J05V和天線進(jìn)行發(fā)射和接收來實(shí)現(xiàn)的。在每個(gè)站牌上設(shè)置一個(gè)編碼發(fā)送裝置PT2262和無線數(shù)傳模塊F05V，通過公交車上設(shè)置的接收裝置J05V和譯碼裝置PT2272進(jìn)行譯碼并傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)。發(fā)送裝置按照延時(shí)3到5秒不斷發(fā)送信號，公交車在距離站牌10到20米的時(shí)候就能接收到信號，然后根據(jù)程序來實(shí)現(xiàn)語音報(bào)站，LCD液晶顯示。這種報(bào)站系統(tǒng)軟件編寫比較簡單，也容易修改，并且芯片價(jià)格低廉，大批生產(chǎn)能夠獲得比GPS系統(tǒng)達(dá)到更高的性價(jià)比，是公交車自動報(bào)站系統(tǒng)的較佳選擇。綜合上述各種公交車自動報(bào)站系統(tǒng)，本設(shè)計(jì)選擇了基于單片機(jī)的公交車自動報(bào)站系統(tǒng)，并利用無線數(shù)傳模塊來實(shí)現(xiàn)公交車的自動報(bào)站。第二章 系統(tǒng)方案的確定 系統(tǒng)主要要實(shí)現(xiàn)的功能該系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)無線信號收發(fā)確認(rèn)，到站時(shí)的公交車站名的液晶顯示以及自動語音提示。系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮了性價(jià)比，用最少的器件設(shè)計(jì)出滿足要求的硬件電路。本次設(shè)計(jì)主要是完成實(shí)現(xiàn)基本的仿真，該系統(tǒng)仿真電路的總體結(jié)構(gòu)以51單片機(jī)為核心，由模擬接收電路、LCD（Liquid Crystal Display,液晶顯示屏）顯示電路等組成。 無線傳輸模塊的選擇PT2262/PT2272集成芯片。方案采用低功耗、低價(jià)位、通用編解碼電路，發(fā)送用高β的達(dá)林頓管，所以在靈敏度和抗干擾性方面有保障。無線數(shù)傳模塊F05V/J05V（典型遙控應(yīng)用電路）：F05V采用的SMT工藝，優(yōu)點(diǎn)是低電壓微功率、體積小、低功耗發(fā)射模塊，適合單片機(jī)數(shù)據(jù)傳輸以及短距離無線遙控報(bào)警。J05V作為接收模塊優(yōu)點(diǎn)是低電壓、體積小，兩者連接在PT2262/2272配合使用 控制模塊的選擇所學(xué)專業(yè)課中學(xué)習(xí)過51單片機(jī)，并且單片機(jī)體積小，重量輕，具有很強(qiáng)的靈活性而且價(jià)格便宜，所以控制模塊選用單片機(jī)。 液晶顯示模塊及語音模塊的選擇隨著科學(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)域得到廣泛應(yīng)用。LCD與微機(jī)技術(shù)結(jié)合，比傳統(tǒng)的LED顯示效果更佳。所以結(jié)合公交車報(bào)站的使用特點(diǎn)和運(yùn)營環(huán)境，設(shè)計(jì)一種由單片機(jī)控制、LCD顯示的公交車報(bào)站顯示系統(tǒng)。公交車報(bào)站顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用單片機(jī)，LCD顯示，使到站信息及提示信息以顯示的方式告知市民，為市民提供人形化、完美的服務(wù)。所以本次設(shè)計(jì)中重點(diǎn)使用了LCD1602液晶顯示模塊鑒于使用Proteus仿真，在仿真中使用蜂鳴器代替語音模塊，使用蜂鳴器的連續(xù)間斷發(fā)聲作為提示。為了以后實(shí)際需要，在文章中介紹了常用的語音模塊ISD4004。根據(jù)系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能，以及各個(gè)模塊的選擇，確定了整個(gè)報(bào)站系統(tǒng)主要組成部分分為兩個(gè)模塊。發(fā)射模塊即電子站牌部分主要由AT89C51單片機(jī)，PT2262編碼裝置，無線傳輸模塊F05V和天線組成。接收控制模塊即車載部分是主要部分，選擇AT89C51為核心的控制器，PT2272譯碼裝置和無線數(shù)傳模塊J05V以及天線作為接收信號裝置，語音錄放芯片ISD4004組成的語音播放電路以及LCD1602液晶顯示屏構(gòu)成液晶顯示模塊。系統(tǒng)各部分框圖如下圖所示。通過天線（Antenna）發(fā)射信號，間隔5秒。無線數(shù)傳模塊F05VPT2662信號發(fā)射AT89C51單片機(jī)產(chǎn)生周期信號 圖21 公交車站牌發(fā)射部分方框圖接收天線接收無線數(shù)傳模塊J05VLCD1602液晶顯示PT2272信號接收AT89C51單片機(jī)控制ISD4004語音模塊晶振，外部中斷復(fù)位電路按鍵控制圖22 公交車車載接收部分方框圖公交車自動報(bào)站系統(tǒng)就是利用編碼解碼芯片PT2262/PT2272進(jìn)行解碼編碼，利用無線數(shù)傳模塊F05V/J05V和天線進(jìn)行發(fā)射和接收來實(shí)現(xiàn)的。在每個(gè)站牌上設(shè)置一個(gè)編碼發(fā)送裝置PT2262和無線數(shù)傳模塊F05V，通過公交車上設(shè)置的接收裝置J05V和譯碼裝置PT2272進(jìn)行譯碼并傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)。發(fā)送裝置按照延時(shí)3到5秒不斷發(fā)送信號，公交車在距離站牌10到20米的時(shí)候就能接收到信號，然后根據(jù)程序來實(shí)現(xiàn)語音報(bào)站，LCD液晶顯示。發(fā)射部分通過編碼芯片PT2262，無線數(shù)傳模塊F05V和天線不停發(fā)射周期信號，發(fā)射的一個(gè)周期的內(nèi)容包括本站點(diǎn)的地址、站名等信息的編碼信息。當(dāng)公交車行駛進(jìn)人該信號范圍內(nèi)，車載部分的通過天線，經(jīng)無線數(shù)傳模塊J05V和PT2272譯碼就會接收到這個(gè)編碼信息，單片機(jī)將編碼信息處理后，向顯示模塊和語音模塊發(fā)送對應(yīng)的信息，就能實(shí)現(xiàn)液晶顯示屏顯示對應(yīng)的站名和語音報(bào)站，完成自動報(bào)站。第三章 系統(tǒng)功能模塊詳細(xì)介紹 單片機(jī)AT89C51隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)已成為計(jì)算機(jī)技術(shù)中的一個(gè)獨(dú)特的分支，單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛，特別是在工業(yè)控制和儀器儀表智能化中扮演著極其重要的角色?？v觀單片機(jī)發(fā)展的30多年來，單片機(jī)正往多功能、高性能、高速度、低電壓、低價(jià)格、低噪聲、低功耗、小體積、大容量、專用化和外圍電路內(nèi)裝化的方向發(fā)展。單片機(jī)的出現(xiàn)使的過去經(jīng)常采用模擬電路、數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的電路系統(tǒng)，轉(zhuǎn)變成現(xiàn)在用單片機(jī)予以實(shí)現(xiàn)，并且傳統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)方法演變成硬件和軟件相結(jié)合的設(shè)計(jì)方法，并且許多電路設(shè)計(jì)問題將轉(zhuǎn)化為純粹的程序設(shè)計(jì)問題。誠然，單片機(jī)的應(yīng)用意義遠(yuǎn)不限于它的應(yīng)用范疇或由此帶來的經(jīng)濟(jì)效益，更重要的是它已從根本上改變了傳統(tǒng)的控制方法和設(shè)計(jì)思想，是控制技術(shù)的一次革命，是一座重要的里程碑微控制器通常將主要的組成部分集成在一個(gè)芯片上，就是把中央處理器（CPU）、隨機(jī)存儲器（RAM）、只讀存儲器（ROM）、中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器以及I/O接口電路等主要部件集成在一個(gè)芯片上。AT89C51俗稱單片機(jī)，可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除1000次。主要特性：一個(gè)CPU，一個(gè)片內(nèi)振蕩器以及時(shí)鐘電路， 4K（RAM）程序存儲器，128B（ROM）數(shù)據(jù)存儲器21個(gè)特殊功能寄存器數(shù)據(jù)能夠保存的時(shí)間：10年與MCS51指令相兼容32個(gè)可編程I/O線（4個(gè)8位并行I/O端口）16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器有兩個(gè)5個(gè)中斷源，兩個(gè)優(yōu)先級嵌套結(jié)構(gòu)一個(gè)可編程全雙工串行接口1低功耗的閑置和掉電模式1片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路盡管目前單片機(jī)種類多，各類單片機(jī)的指令系統(tǒng)各不相同，功能各有所長，但市場占有率最高的是51系列單片機(jī)。單片機(jī)體積小，重量輕，具有很強(qiáng)的靈活性而且價(jià)格便宜，得到越來越廣泛的運(yùn)用。例如工業(yè)控制領(lǐng)域、家電產(chǎn)品，智能化儀器儀表，計(jì)算機(jī)外部設(shè)備，特別是機(jī)電一體化產(chǎn)品中都有重要的用途，其中的51單片機(jī)系列發(fā)展規(guī)模最大。51單片的運(yùn)用廣泛，并且具有優(yōu)異的性能價(jià)格比，集成度高，體積小，有很高的可靠性，并且控制功能強(qiáng)。所以是核心控制期間的最佳選擇。圖31 AT89C51單片機(jī)引腳圖 管腳說明下面對設(shè)計(jì)中用到的一些管腳進(jìn)行簡要的介紹：VCC：供電電壓，一般接+5V電源正端。GND：接地，一般接+5V電源地端。P0口（39~32腳）：~?？梢杂米鳒?zhǔn)雙向輸入/輸出口使用，但由于內(nèi)部無上拉電阻，一般外加上拉電阻：在進(jìn)行片外存儲器擴(kuò)展或I/O擴(kuò)展時(shí)，P0口作為分時(shí)服用的低8位地址總線