【正文】 也是效益的增長。另外由于受到各種因素如雨雪天路滑，車上擁擠，乘務(wù)員心情的變化等的影響，會出現(xiàn)報錯 ,漏報的情況，給乘客帶來了不必要的麻煩，特別是給不熟悉本市地形的外來乘 客帶來了不必要的麻煩 ,從而影響到了一個城市的窗口形象工程建設(shè)，因此公共汽車自動報站系統(tǒng)的研發(fā)勢在必行。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)，使得公交車報站器的實現(xiàn)成為可能，從而為市民提供了更加人性化的服務(wù)。從而給乘客帶來了極大的方便；不會因坐車過站而走冤枉路 ,為我們城市的窗口形象工程建設(shè)貢獻(xiàn)一份力 。目前公交車報站有三種方式： (1)利用 GPS 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的公交車報站系統(tǒng)即在司機(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，目前美國部分城市投入使用，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； (2)手動電子報站； (3)人工報站；目前我國部分城市采用手動電子報站和人工報站的方式，而它們都離不開司務(wù)人員，加大司乘人員的工作強(qiáng)度。 然而各個公交車站并沒有對現(xiàn)有報站系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，根據(jù)調(diào)查走訪，主要原因在于現(xiàn)今仍然沒有一個性能比較好且制作改裝成本低、可以普及的報站系統(tǒng)，因而一直沒有對報站系統(tǒng)進(jìn)行改良。 研究步驟和方法 第一：理論準(zhǔn)備階段，理解題目，研究題目所涉及到的內(nèi)容，能夠較好的掌握有關(guān)題目的知識。 第五：根據(jù)系統(tǒng)控制過程完成軟件設(shè)計部分 ， 繪制出主流程圖。 系統(tǒng)設(shè)計的重點： （ 1）接口電路的設(shè)計 （ 2） RS232 與 TTL 的電平轉(zhuǎn)換電路 （ 3）其他外圍電路的設(shè)計 2 系統(tǒng)的硬件方案設(shè)計 4 2 系統(tǒng)的硬件方案設(shè)計 系統(tǒng)功能及技術(shù)要求 公交車無線自動報站系統(tǒng)是針對公共 汽車公司需求而設(shè)計開發(fā)的，與其他國內(nèi)同類產(chǎn)品區(qū)別在于：采用全自動的方式進(jìn)行自動報站，完全不需要駕駛員在進(jìn)站前操作鍵盤，分散注意力，真正實現(xiàn)自動報站功能。1 ℃ 3) LCD 字符顯示 4) 實時時鐘 5) 語音報站 6) 使用電源：直流： 12V 7) 使用環(huán)境：溫度：－ 40℃ ～＋ 50℃ 采用的研究方案 根據(jù)公交車無線自動報站系統(tǒng)的功能要求及技術(shù)要求，為實現(xiàn)全自動報站，將本系統(tǒng)分成兩個子系統(tǒng)：站臺系統(tǒng)和車載系統(tǒng)。當(dāng)車輛駛進(jìn)入到無線數(shù)據(jù)模塊收發(fā)的距離范圍（具體可參考下一章）之內(nèi)，站臺系統(tǒng)接收到車載系統(tǒng)發(fā)來的正確命令數(shù)據(jù)后（具體數(shù)據(jù)協(xié)議參考下一章），將本站的站臺信息回發(fā)到車載系統(tǒng)，車載系統(tǒng)接收到站臺系統(tǒng)回發(fā)的數(shù)據(jù)后，根 據(jù)數(shù)據(jù)協(xié)議，解析數(shù)據(jù)查表得到本站信息，然后通過語音芯片進(jìn)行語音輸出，并利用 LCD 進(jìn)行文本滾動提示乘客。為此，該子系統(tǒng)硬件設(shè)計較簡單。3 系統(tǒng)接口電路的分析與設(shè)計 7 3 系統(tǒng)接口電路的分析與設(shè)計 系統(tǒng)接口電路的設(shè)計系統(tǒng)的最重要的 部分，在確定系統(tǒng)功能要求及系統(tǒng)硬件方案后，選定芯片，查閱芯片的使用手冊及其引腳的定義的后，根據(jù) CPU 總線與 I/O 設(shè)備之間信號要求及時序進(jìn)行相應(yīng)的接口設(shè)計，通常設(shè)計接口時應(yīng)對完成的功能所需要的硬件和軟件作統(tǒng)籌考慮，確定那些功能由硬件完成，哪些功能由軟件實現(xiàn)，兩者之間做出合理的接口電路設(shè)計思路。我們 通過選取和對比各種型號的微處理器芯片的功能特性和價格，發(fā)現(xiàn) AT98C5X 以其低廉的價格、強(qiáng)大的功能，完全符合經(jīng)濟(jì)的原則并且完全滿足本系統(tǒng)的功能要求。兩個子系統(tǒng)的 CPU 及外圍芯片的供電均需要穩(wěn)定的 5V 電源，因此兩個子系統(tǒng)的電源電路的設(shè)計類似，因此在本設(shè)計中以車載系統(tǒng)的電路設(shè)計為例，必須給 CPU 提供一個比較穩(wěn)定的＋ 5V 電源電壓。芯片內(nèi)部設(shè)有過流保護(hù)、過熱保護(hù)及調(diào)整管安全保護(hù)電路，其所需外接元件少，使用方便、可靠。為了濾除輸入和輸出電壓上的紋波，分別在 LM7805CV 的輸入和輸出 管腳分別接以電解電容和陶瓷電容，使其得到較穩(wěn)定的電源電壓 。 硬件狗現(xiàn)在更多的被采用。程序正常運行時， CPU 在計數(shù)器溢出之前通過 I/O 口對計數(shù)器清零，使計數(shù)器不能溢出，此時由于溢出端與 CPU 的RST 端相連接，所以使單片機(jī)系統(tǒng) “復(fù)位 ”，使其能重新正常運行。 所以本系統(tǒng)采用 MAX813作為電源監(jiān)視和看門狗芯片。如系統(tǒng)死機(jī)導(dǎo)致 無脈沖信號輸出，則 秒后在 MAX813 的第 8 腳輸出低電平。 時鐘電路 在單片機(jī)芯片內(nèi)部有一個高增益反相放大器，其輸入端為單片機(jī)的 XTAL1，其出端為單片機(jī)的 XTAL2。 RS232 標(biāo)準(zhǔn) RS232C 標(biāo)準(zhǔn)（協(xié)議）的全稱是 EIARS232C 標(biāo)準(zhǔn)，其中 EIA(Electronic Industry Association)代表美國電子工業(yè)協(xié)會， RS（ emeded standard）代西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 表推薦標(biāo)準(zhǔn)， 232 是標(biāo)識號， C 代表 RS232 的最新一次修改 （ 1969），在這之前，有 RS232B、 RS232A。 我們這里用的是 EIA； RS232C（簡稱 232， RS232）。 這里我們選用 DB9 連接器，在 AT 機(jī)及以后，不支持 20mA 電流環(huán)接口，使用 DB9 連接器，作為提供多功能 I/O 卡或主板上 COM1 和 COM2 兩個串行接口的連接器。 電纜長度：在通信速率低于 20kb/s 時， RS232C 所直接連接的最大物理距離為 15m（ 50 英尺）。這些接收器具有 的典型門限值及 的典型遲滯，而且可以接收 15? V 的輸入。載頻頻率 430MHZ－ 434MHZ，也可提供 315/868/915MHZ 載頻。 f. 多信道，多速率： LAC－ UP 型模塊標(biāo)準(zhǔn)配置提供 8 個信道，根據(jù)用戶需要，可擴(kuò)展到 16/32 信道。 COM2 由用戶自定義為標(biāo)準(zhǔn)的 RS232/RS485 口。 k. 高可靠性，體積小，重量輕：采用 CC1000 單片射頻集成電路及單片 MCU，外圍電路少，可靠性高，故障率低。 DS18B20 單線數(shù)字溫度計 1) 獨特的單線接口僅需一個端口引腳進(jìn)行通訊 2) 簡單的多點分布應(yīng)用 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 3) 無需外部器件 4) 可通過數(shù)據(jù)供電 5) 零待機(jī)功耗 6) 測溫范 圍 55~+125C? 以 C? 遞增。因為每個 DS18B20 都有一個獨特的片序列號，所以多只 DS18B20 可以同時連在一根單總線上，這樣就可以把溫度傳感器放在許多不同的地方。 當(dāng) DS18B20 處于寫存儲器操作和溫度 A/D 轉(zhuǎn)換操作時，總線上必須有強(qiáng)的上拉，上拉開啟時間最大為 10us。在使用 C 等高級語言進(jìn)行系統(tǒng)程序設(shè)計時，對 DS18B20 操作部分最好采用匯編語言實現(xiàn)。當(dāng)采用普通信號電纜傳輸長度超過 50m 時，讀取的測溫數(shù)據(jù)將發(fā)生錯誤。 (4)在 DS18B20 測溫程序設(shè)計中，向 DS18B20 發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待 DS18B20 的返回信號，一旦 DS18B20 接觸不好或斷線，當(dāng)程序讀該西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 DS18B20 時，將沒有返回信號，程序進(jìn)入死循環(huán)。 實時時鐘 DS12887 的特點和功能 DS12887時鐘芯片的主要 特點： 1) 可作為 IBM AT 計算機(jī)的時鐘和日歷 2) 與 MC146818B和 DS1287的管腳兼容 3) 在沒有外部電源的情況下可工作 10年以上 ,不丟失數(shù)據(jù) 4) 自帶晶體振蕩器及鋰電池 5) 可計算到 2100年前的秒、分、小時、星期、日、月、年 7 種日歷信息，并有閏年補(bǔ)償功能 6) 用二進(jìn)制碼或 BCD 碼代表日歷和鬧鐘信息 7) 有 12和 24小時兩種制式， 12小時制式帶有 PM 和 AM 提示 8) 可選用夏令時模式 9) 可以應(yīng)用于 MOTOROLA和 INTER兩種總線 10) 數(shù)據(jù) /地址總線復(fù)用 11) 內(nèi)建 128字節(jié) RAM單元與軟件接口，其中 14 字節(jié)為時鐘單元和控制 H 狀態(tài)寄存器， 114字節(jié)為通用 RAM，可由用戶使用，所有 RAM 單元數(shù)據(jù)都具有掉電保護(hù)功能（ 非易失性 RAM）； 12) 可編程方波輸出；中斷信號輸出 IRQ 和總線兼容，定鬧中斷、周期性中斷、時鐘更新周期結(jié)束中斷可分別由軟件屏蔽，也可分別進(jìn)行置位測試。此時，時鐘和 RAM都被保護(hù)起來 。 RESET為復(fù)位端，復(fù)位端對時鐘、日歷、 RAM無效，系統(tǒng)上電時復(fù)位端要西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 保持低電平 200ms 以上 DS12887才可以正常工作；當(dāng)復(fù)位腳為低并且 Vcc高于，以下情況發(fā)生： a. 周期中斷允許（ PIE）位清 0 b. 鬧鐘中斷允許（ AIE）位清 0 c. 更新完成中斷標(biāo)志（ UF）位清 0 d. 中斷請求狀態(tài)標(biāo)志（ IRQF）位清 0 e. 周期中斷標(biāo)志 (PF)位清 0 f. 當(dāng) RESET為低時 DS12887不可操作 g. 鬧鐘中斷標(biāo)志（ AF）位清 0 h. IRQ呈高阻狀態(tài) i. 方波輸出允許（ SQWE）位清 0 j. 更新完成中斷允許 (UIE)位清 0 IRQ （ 中斷請求輸出） 當(dāng)中斷狀態(tài)位和對應(yīng)的中斷允許位有效時， IRQ的輸出保持為低。 SQW為方波輸出端，當(dāng) Vcc低于 時沒有作用； Vcc 為 +5v電源； GND 為接地端。 基于上述情況的不足，根據(jù)實 際錄放時間需求，采用美國 ISD公司的 ISD2560芯片。 ISD2560 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 內(nèi)部時鐘 定時器采樣時鐘放大器放大器前置防混淆濾波器自動增益控制 解碼器模擬收發(fā)器存儲器陣列平滑濾波器（ A G C ）電 源 地 址 緩 沖 器 器件控制線混合揚聲器驅(qū)動器X C L KA N A I NA N A O U TM I CM I C R E FA G CV c c A V s s A V s s D V c c D A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 PD O V F P / R CE E O M A U X I NS P +S P 模擬輸入A91 2 3 4 5 6 7 8 9 10 111213141516171819202122 2324 252627284 8 0 K 圖 ISD2560 內(nèi)部原理框圖 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 圖 ISD2560 管腳分布圖 表 DIP 封裝圖及各引線端功能 引線端 名稱 功能 17 A0/M0~A6/M6 地址 810 A7~A9 地址 11 AUX IN 輔助輸入 12,13 VSSD、 VSSA 數(shù)字和模擬地 14,15 SP+、 SP 揚聲器輸出 16,28 VCCA、 VCCD 模擬、數(shù)字型號電源正極 17,18 MIC、 MIC REF 麥克風(fēng)輸入和輸入?yún)⒖级? 19 AGC 自動增益控制 20,21 ANA IN、 OUT 模擬信號輸入和輸出 22 OVF\ 溢出 23 CE\ 片選（低電平允許芯片工作 ) 24 PD 芯片低功耗狀態(tài)控制 25 EOM\ 錄放音結(jié)束信號輸出 26 XCLK 外部時鐘 27 P/R\ 錄 \放控制選擇 芯片操作模式： 由于 ISD2560內(nèi)置了若干種操作模式，因而可用最少的外圍器件實現(xiàn)最多的功能。操作模式可由微控制器也可由硬件實現(xiàn)。這種操作模式將一直有效，直到 CE再次由高變低，芯片重新鎖存當(dāng)前的地址 /模式端電平并 執(zhí)行相應(yīng)的操作為止。 由圖 ， P/R一直接在高電平，處于放音狀態(tài)。 在此選擇內(nèi)置 8192個 16乘 16點漢字庫和 128個 16乘 8點 ASCII型字符集圖形點陣液晶顯示器 RT12232F。在本系統(tǒng)中，設(shè)置兩種方式訪問的接口電路。 3) 全屏幕點陣 4) 2M ROM(CGROM)總共提供 8192個漢字（ 16乘 16點陣） 5) 16K ROM (HCGROM)總共提供 128個字符（ 16乘 8點陣） 6) 2MHZ頻率 7) 工作溫度： 0 C? ~+60 C? 存儲溫度： 10 C? ~+70 C? 液晶顯示的外形尺寸圖 圖 外形尺寸圖 液晶顯示的接口電路 12345678J4C O N 8GNDV C CV0L+GNDL C D C SS D AS C L 圖 液晶顯示 接口電路 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 表 外部接口信號 管腳號 管腳名稱 LEVER 管腳功能描述 1 VSS 0V 電源地 2 VCC +5V 電源正 3 V0 _ 對比度調(diào)整 4 RS(CS) H/L RS=H,表示 DB7~DB0 為顯示