【正文】 有實(shí)際驗(yàn)證，現(xiàn)在只有部分專家支持，并沒有實(shí)際使用。 公交車以一定速度在路上行駛，在到站前會(huì)經(jīng)過路下線圈，路下線圈切割車上通電線圈所產(chǎn)生的磁場而產(chǎn)生感應(yīng)電流。對(duì)維護(hù)運(yùn)營秩序、提高運(yùn)營效率、保證運(yùn)營安全和促進(jìn)智能公交的發(fā)展都具有積極意義。 方案比較 方案一： 基于 GPS/GPRS 的公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)設(shè)計(jì) 該系統(tǒng)由公交車內(nèi)各終端 (信息屏、腰牌等 )、自動(dòng)報(bào)站器、 GPRS／ GSM 通信網(wǎng)絡(luò)、公交監(jiān)控調(diào)度中心組成。提供舒適，安全、便捷的乘車環(huán)境，對(duì)于公交企業(yè)來說，不僅是應(yīng)盡的責(zé)任，亦是不斷追求的目標(biāo) 。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。作為公共汽車還要求有醒目和減少乘務(wù)人員勞動(dòng)強(qiáng)度的電子報(bào)站器，電子顯示路牌，無人售票裝置，前后電視監(jiān)視系統(tǒng)等新技術(shù)的采用也將越來越普及。在聲學(xué)領(lǐng)域，微機(jī)技術(shù)與各種語音芯片相結(jié)合，即可完成語音的合成技術(shù)，使得汽車報(bào)站器的實(shí)現(xiàn)成為可能，從而為市民提供了更加人性化的服務(wù)。 本文針對(duì)這一問題，在原有的語音報(bào)站基礎(chǔ)上 附加了可以用肉眼看到的數(shù)字顯示器和紅外二極管發(fā)光燈，數(shù)字顯示器可以直觀的顯示出已經(jīng)經(jīng)過的車站數(shù)，乘客可以根據(jù)顯示器上的數(shù)字來確定 目的地是否到達(dá)，并且在即將到達(dá)下一站的時(shí)候放置在車上的二極管會(huì)連續(xù)閃動(dòng)來提醒準(zhǔn)備下車的乘客收拾行李物品準(zhǔn)備下車。摘要 摘 要 隨著多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，許多 舊的生產(chǎn)生活方式逐漸被新科技所取代， 在公交車報(bào)站方面，也由傳統(tǒng)的人工報(bào)站逐漸改變?yōu)橛晌㈦娔X控制的語音文字報(bào)站系統(tǒng)。 語音報(bào)站器的廣泛使用 給多數(shù)人的生活帶來了極大的便利，但也有不周到的地方，比如說它沒有考慮到 少數(shù)聽力不好的老年人或者殘疾人，他們 不能 正確分辨正在報(bào)的是哪一站，所以也會(huì)坐過站。近年來，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)技術(shù)已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 公交車輛自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng) 的研究成果 公共汽車行駛在現(xiàn)代文明程度高的市區(qū)，它是一道流動(dòng)的風(fēng)景線，因而對(duì)整車外形乃至色彩都有更高的要求。當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)，調(diào)度中心將會(huì)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(tái)會(huì)發(fā)出相應(yīng)的提示音；駕駛員也可以通過相應(yīng)的基于單片機(jī)的公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng) 2 工具進(jìn)行回復(fù) 。 城市公共交通是市民出行的主要交通工具之一。 方案的選擇與論證 在進(jìn)行方案選擇之前，對(duì)幾個(gè)方案進(jìn)行簡單的比較，下面是幾個(gè)方案的比較。 圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 GPS 接收器 自動(dòng)報(bào)站器 公交車信息屏 公交車腰牌 公交車調(diào)度中心 GPRS 模塊 GPRS/GSM 網(wǎng)絡(luò) 基于單片機(jī)的公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng) 4 基于 GPS 的公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)能完全實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能，能大大降低司乘人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，加大公共交通運(yùn)營管理力度，增強(qiáng)公交車管理的科學(xué)性。 方案二： 基于電磁波理論的公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng) 可利用公交車上現(xiàn)有的移動(dòng)電視來接收電磁波，從而顯示信息，并在車底部安裝線圈并通以微量電流；在距站點(diǎn)數(shù)百米處的車道下埋設(shè)數(shù)匝線圈，其兩端連向站牌；并在站牌上安裝相關(guān)裝置。 該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是能準(zhǔn)確報(bào)站，不但給乘客帶來方便，而且能讓司機(jī)更加專心于駕駛，加強(qiáng)了道路安全性。 其中一種的技術(shù)關(guān)鍵是對(duì)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(duì)比，即可確定 報(bào)站時(shí)刻，達(dá)到準(zhǔn)確自動(dòng)的目的。該方式應(yīng)用 89C51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。 另外一種基于單片機(jī)的公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)就是利用無線數(shù)傳模塊來實(shí)現(xiàn)的。 但公交線路多處于繁華地帶。系統(tǒng)由脈沖檢測、脈沖計(jì)數(shù)、 CPU 控制、控制信號(hào)、輸出顯示等組 成。對(duì)于自動(dòng)考核中的超速、低速的判斷，只需在系統(tǒng)中設(shè)置一計(jì)數(shù)器（計(jì)算車輪轉(zhuǎn)過的圈數(shù)），用單位時(shí)間內(nèi)車輪轉(zhuǎn)過的圈數(shù)來判斷車速超、低速情況，同時(shí)將超、低速時(shí)的時(shí)間和行駛的里程數(shù)記錄在系統(tǒng)中。這里要說明的是：所謂里程數(shù)＝車輪轉(zhuǎn)數(shù) *車輪周長。這是該系統(tǒng)的核心，所有的指令都是由 89C51 發(fā)出的。 時(shí)鐘電路：系統(tǒng)要穩(wěn)定的工作必須有可靠的時(shí)鐘。 （二）顯示部分電路 顯示部分主要是顯示數(shù)字 的。 （三）計(jì)數(shù)部分電路 車輛在運(yùn)行過程中，我們?nèi)绾斡?jì)算車輛行駛的里程，如何判斷車輛超速、低速，這些都是通過計(jì)數(shù)部分電路來實(shí)現(xiàn)的。 AT89C51 單片機(jī)簡介 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓 ,高性能 CMOS8 位微處理器 ,俗稱單片機(jī)。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中 ,ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器 ,AT89C2051 是它的一 種精簡版本。 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 5 個(gè)中斷源 GND：接地。在 FIASH 編程時(shí) ,P0 口作為原碼輸入口 ,當(dāng)FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí) ,P0輸出原碼 ,此時(shí) P0外部必須被拉高。 P2 口： P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口 ,P2 口緩沖器可接收 ,輸出 4個(gè) TTL 門電流 ,當(dāng) P2 口被寫“ 1”時(shí) ,其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高 ,且作為輸基于單片機(jī)的公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng) 10 入。在給出地址“ 1”時(shí) ,它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢 ,當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí) ,P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。作為輸入 ,由于外部下拉為低電平 ,P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí) ,地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí) ,將跳過一個(gè) ALE 脈沖。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止 ,置位無效。 /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí) ,則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH） ,不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。在芯片擦操作中 ,代碼陣列全被寫“ 1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前 ,該操作必須被執(zhí)行。在掉電模式下 ,保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器 ,禁止所用其他芯片功能 ,直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。在組成單片機(jī)系統(tǒng)時(shí)多采用第一種方法，這種方式的結(jié)構(gòu)緊湊，成本低廉，可靠信強(qiáng)。 CL(負(fù)載電容 )： 30PF+3PF。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時(shí)才撤銷復(fù)位信號(hào)，以防電源開關(guān)或電源插頭分 合過程中引起的抖動(dòng)而影響復(fù)位。 圖 RC復(fù)位電路 XTAL1 XTAL2 X1 12M C2 30pF C3 30pF Ch 104 E1 22u Sm R1/10K VCC E1 22u RST Sm R1 10k Ch 104 VCC RST 第三章 硬件部分 15 圖 ，在電源電壓瞬間下降時(shí)使電容迅速放電，一定寬度的電源毛刺也可令系統(tǒng)可靠復(fù)位。 Q1 的放大作用也能改善電路的負(fù)載特性，但跳變門檻電壓 Vt 受 VCC 影響是該電路的突出缺點(diǎn)，使用穩(wěn)壓二極管可使 Vt 基本不受 VCC 影響。但是這個(gè)電路要想起到重新復(fù)位的作用，只能先下電，再上電才行。集成穩(wěn)壓器具有穩(wěn)壓精度特別高，工作穩(wěn)定可靠，外圍電路簡單，體積小，重量有輕的優(yōu)點(diǎn)，常見的有：金屬圓形封裝，金屬菱形封裝，塑料封裝，帶散熱板封裝， 扁平式封裝，雙列直插式封裝等。下圖給出了一個(gè)采用三端固定正電壓集成穩(wěn)壓器7805 來得到 +5V 穩(wěn)定電壓的圖示 供參考。 2. 霍爾器件 工作磁體的設(shè)置 用磁場作為被傳感物體的運(yùn)動(dòng)和位置信息載體時(shí)，一般采用永久磁鋼來產(chǎn)生工作磁場。在計(jì)算總有效工作氣隙時(shí)，應(yīng)從霍爾片表面算起。 在遮斷方式中，工作磁體和霍爾器件以適當(dāng)?shù)拈g隙相對(duì)固定，用一軟磁（例如軟鐵）翼片作為運(yùn)動(dòng)工作部件，當(dāng)翼 片進(jìn)入間隙時(shí)，作用到霍爾器件上的磁力線被部分或全部遮斷，以此來調(diào)節(jié)工作磁場。 第三章 硬件部分 19 3. 霍爾器件 與外電路的接口 霍爾開關(guān)電路的輸出級(jí)一般是一個(gè)集電極開路的 NPN 晶體管，其使用規(guī)則和任何一種相似的 NPN 開關(guān)管相 同。輸出電流較大時(shí)，管子的飽和壓降也會(huì)隨之增大，使用者應(yīng)當(dāng)特別注意，僅這個(gè)電壓和你要控制的電路的截止電壓（或邏輯 “ 零 ” ）是兼容的。 霍爾器件的開關(guān)作用非常迅速，典型的上升時(shí)間和下降時(shí)間在 400nS 范圍內(nèi)，優(yōu)于任何機(jī)械開關(guān) 。紅外發(fā)射二級(jí)管由紅外輻射效率高的材料（常用砷化鎵）制成 PN 結(jié)，外加正向偏壓向 PN 結(jié)注入電流激發(fā)紅外光。一般來說，其紅外輻射功率與正向工作電流成正比，但在接近正向電流的最大額定值時(shí)，器件的溫度因電流的熱耗而上升，使光發(fā)射功率下降。輻射功率隨環(huán)境溫度的升高 ( 包括其本身的發(fā)熱所產(chǎn)生的環(huán)境溫度升高 ) 會(huì)使其輻射功率下降。不同封裝工藝型號(hào)的紅外發(fā)光二極管的輻射角度有所不同。共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極 COM 接到 +5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陽極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用 I/O 端口多，如驅(qū)動(dòng) 5 個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要 58 ＝ 40 根 I/O 端口來驅(qū)動(dòng)，要知道一個(gè) 89S51 單片機(jī)可用的 I/O 端口才 32 個(gè)呢：），實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加譯碼驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，增加了硬件電路的復(fù)雜性。 本設(shè)計(jì)采用倆位七段數(shù)碼管顯示經(jīng)過的站數(shù)，方便簡潔，乘客很直觀的就可以看懂。 RP1 為上拉電阻用來催動(dòng)下一級(jí)工作，這些器件都連在 51 單片機(jī)上實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)的控制。 計(jì)算機(jī)中的程序在港澳臺(tái)地區(qū)稱為程式。 sbit led = P3^7。 char code led_seg_code[10]={0x3f,0x06,0x05b,0x04f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}。 //脈沖的個(gè)數(shù) t_distance=0。 i=k/10。 delay(100)。 P2amp。 } //中斷計(jì)數(shù) /* void init0() interrupt 0 { if(D_t=5) D_t++。 } } */ /* void init0() interrupt 0 { D_t++。 } } */ void caled() { led = 0。 } void keyscan() { if(add == 0) { delay(10000)。 if(dec == 0) { 第四章 軟件部分 29 while(!dec)。 //用 T1 計(jì)時(shí) 8 位自動(dòng)裝載定時(shí)模式，不用 T0 TH1=0x19。 //開中斷 // EX0 = 1。 //定時(shí)器 T1 P1 = 0xff。 D_t++。 caled()。 if(flag == 1) { t_distance。 但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，公交系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量必然會(huì)有更大的發(fā)展。其次 ,將快速閃存作為存儲(chǔ) 介質(zhì) ,無需電源即可保存數(shù)據(jù)長達(dá) 100年 ,重復(fù)記錄 10000次以上 。 基于單片機(jī)的公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng) 32 本文討論的語音報(bào)站器主要是指裝在車上的放音電路 ,不包含錄音電路 .而在實(shí)際應(yīng)用中 ,錄音電路則完成報(bào)站內(nèi)容的錄音工作 ,并收錄內(nèi)容存儲(chǔ)到語音芯片中 .本文主要結(jié)合 ISD4004 在放音電路中的使用介紹 ISD4004 的典型應(yīng)用 。放音部分主要由 ISD4004 構(gòu)成 ,包含配套的變壓電路、功放電路等 。 和 控制外圍顯示電路 ,在報(bào)站器工作 過程中顯示當(dāng)前的站號(hào) 。 此外 ,由于 ISD4004 的工作電壓為 3V,而單片機(jī)所需供電電壓為 5V,因此需要采用變壓電路得到 3V電壓供ISD4004 使用 。減一鍵按下后 ,則使程序放音內(nèi)容轉(zhuǎn)向上一站 ,相應(yīng)的站號(hào)顯示也將隨之刷新 。 該部 分程序主要完成放音操作 ,把獲得的放音內(nèi)容的地址送到 ISD4004 中 ,完成放音 。研究工作不能只停留在表面，必須深入問題的本質(zhì)，力求有所突破， 站在一定的高度向更高的方向努力，否則研究就會(huì)喪失意義。正是不斷的嘗試和實(shí)踐，不斷的探求和 修正，成功的路才會(huì)越來越清晰。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我從對(duì)知識(shí)的不了解到 學(xué)習(xí)實(shí)踐 ，基本掌握了 單片機(jī)制作的流程和方法， 通過上機(jī)實(shí)踐，認(rèn)識(shí)到自身的不足，以此激勵(lì)自己不斷的學(xué)習(xí)和實(shí)踐。謝謝！ 基于單片機(jī)的公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng) 38 參考文獻(xiàn) 39 參考文獻(xiàn) [1]. 楊文龍 .單片機(jī)原理及應(yīng)用 [M].西安 :西安電子科技大學(xué)出版社 .～ 81 [2]. GPS 自動(dòng)語音報(bào)站器 . ,2021 [3]. ISD4004系列 .,2021 [4]. 梁子