【正文】 運(yùn)行期間顯示和語(yǔ)音的同步，提高了車輛的服務(wù)質(zhì)量。因此，在中小城市中迫切需要智能化的公交車報(bào)站系統(tǒng)。 GPS。大型公共汽車對(duì)解決上下班客運(yùn)高峰時(shí)間的乘車擁擠情況起了很大的作用。第三種是手動(dòng)電子報(bào)站方式，此方式價(jià)格低廉，但操作較為繁瑣，現(xiàn)已逐漸被淘汰。 （ 2）半自動(dòng)報(bào)站：這種報(bào)站方式是現(xiàn)在運(yùn)用普遍的，但由于這種報(bào)站系統(tǒng)需要駕駛員來(lái)控制，故會(huì)有誤報(bào)現(xiàn)象且還存在安全隱患。 AT89C51 是美國(guó)ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS8 位單片機(jī)。芯片內(nèi)部包含有自動(dòng)增益控制、麥克風(fēng)前置擴(kuò)大器、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)線路、振蕩器與內(nèi)存等的全方位整合系統(tǒng)功能。它均由 LCD 矩陣塊組成。 將行列總線 通過 74245 接在單片機(jī)的 I0 口，實(shí)現(xiàn)行掃描控制，在單片機(jī)通過 74LS595接入列總線實(shí)現(xiàn)列掃描的控制。動(dòng)態(tài)時(shí)取決于掃描頻率（ 1/8或 1/16秒），單點(diǎn) 瞬間電流可達(dá) 80160mA。 內(nèi)部有多次充電式備份電池 。工作流程如圖 . 單片機(jī) AT89C51 GPS 模塊 LED 顯示屏 ISD1730 放音電路 圖 系統(tǒng)框圖 7 第 3章 硬件電路設(shè)計(jì) 硬件電路包括 四大 部分： 單片機(jī)模塊，語(yǔ)音電路， LED 顯示模塊和 GPS 模塊 。 2. 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM(128B)，用以存放可以讀／寫的數(shù)據(jù)，如運(yùn)算的中間結(jié)果、最終結(jié)果以及欲顯示的數(shù)據(jù)等， SST89 系列單片機(jī)最多提供 1K 的 8 RAM。 6. 五個(gè)中斷源的中斷控制系統(tǒng)。 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： P3 口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(shí)器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。注意加密方式 1 時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng)/EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。但是對(duì)電源噪聲很敏感，布局尺寸面積較大。 復(fù)位電路 運(yùn)行的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，由于環(huán)境惡劣，在工作的過程中一旦因干擾失控，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)“死機(jī)”的現(xiàn)象，它表現(xiàn)為系統(tǒng)無(wú)法繼續(xù)正常的運(yùn)行，處在一種癱瘓狀態(tài)，它的硬件電路并沒有損壞，只是內(nèi)部程序運(yùn)行出現(xiàn)了錯(cuò)誤，這時(shí)，即使干擾消失，系統(tǒng)也不會(huì)恢復(fù)正常，這就需要采取一些措施來(lái)保障系統(tǒng)失控后能自動(dòng)恢復(fù)正常，“程序運(yùn)行監(jiān)視系統(tǒng)”（ watchdog 看門狗 ）就是常用的一種抗干擾措施，用以保證系統(tǒng)因干擾失控后能自動(dòng)復(fù)位。系統(tǒng)上電、掉電以及供電電壓降低時(shí) , 第 7腳產(chǎn)生復(fù)位輸出 , 復(fù)位脈沖寬度的典型值為 200ms,高電平有效復(fù)位，門限的典型值為 。 電源故障輸入 PFI 通過一個(gè)電阻分壓器監(jiān)測(cè)未穩(wěn)壓的直流電源。芯片內(nèi)部包含有自動(dòng)增益控制、麥克風(fēng)前置擴(kuò)大器、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)線路、振蕩器與內(nèi)存等的全方位整合系統(tǒng)功能。 多種采樣頻率對(duì)應(yīng)多種錄放時(shí)間 錄音結(jié)束后，錄音指針自動(dòng)移向下一個(gè)有效地址。在放音期間 LED 閃爍。 如果芯片正在播放最一段語(yǔ)音，那么此時(shí)，放音停止，播放指針返回到第一段語(yǔ)音，緊接著播放第一段語(yǔ)音。 E、復(fù)位操作： 如果用 RESET 控制此管腳，建議 RESET 管腳與地之間連接 一個(gè) μ F 電容。在錄音期 間按下 FT 鍵，會(huì)同時(shí)錄下 Analn 進(jìn)入的語(yǔ)音信號(hào)。此管腳空閑時(shí)，必須拉高。出廠默認(rèn) 設(shè)置為 AUD 。 Interrupt(SPI 模式 ) 在完成 SPI 命令后，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)低信號(hào)的中斷。在報(bào)站狀態(tài)下，只需要單片機(jī)控制 P1口，輸送所需要的報(bào)站名和其它相應(yīng)存儲(chǔ)地址，開始放音，通過改變地址信息，可以播放不同的預(yù)錄語(yǔ)音信息。最大耗電量是啟動(dòng)時(shí)或全亮等極端情況時(shí)的耗電量 ,最大耗電量是交流電供電 (線徑 ,開關(guān)等 )必須考慮的要素。如果采用驅(qū)動(dòng)芯片自身采用掃描方式，那么一塊主流的驅(qū)動(dòng)芯片就能一次驅(qū)動(dòng)多路 LED 器件，將會(huì)使應(yīng)用成本降低許多。這里所說的圖形，是指由單 一亮度線條組成的任意圖形，以便于不同亮度（灰度）點(diǎn)陣組成的圖像相區(qū)別。這樣依照所需顯示的圖形文字，按顯示屏的各行各列逐點(diǎn)填寫顯示數(shù)據(jù)，就可以構(gòu)成一個(gè)顯示數(shù)據(jù)文件。顯示采用動(dòng)態(tài)顯示，使得圖形或文字能夠?qū)崿F(xiàn)靜止、移入移出等多種顯示方式。 LED 點(diǎn)陣塊的單點(diǎn)靜態(tài)電流一般在 10mA 左右，由于占空比是 1/16，所以單點(diǎn)的動(dòng)態(tài)電流最大可以達(dá)到160mA。它輸入端允許 500nS 的上升（下降）時(shí)間，對(duì)嚴(yán)重畸形的時(shí)鐘脈沖仍能檢測(cè)。穩(wěn)定系統(tǒng)電壓，旁路掉電源中的高頻脈動(dòng)成份。 21 顯示電路 設(shè)計(jì)采用以 AT89C51 單片機(jī)為核心芯片 ,16*16LED 漢字顯示 4 個(gè)字，即為16*64 點(diǎn)陣漢字顯示， 采用重疊處理的方法。隨著全球性空間定位信息應(yīng)用的日益廣泛， GPS 提供的全時(shí)域、全天候、高精度定位服務(wù)將給空間技術(shù)、地球物理、大地測(cè)繪、遙感技術(shù)、交通調(diào)度、軍事作戰(zhàn)以及人們的日常生活帶來(lái)巨大的變化和深遠(yuǎn)的影響。 GPS 接收機(jī)的結(jié)構(gòu)分為天線單元和接收單元兩大部分。 GPS 模塊的特性： 使用 SiRF 第三代低耗電量 (LP)，高效能晶片 ,大大降低耗電量。 將 GPS 模塊接入單片機(jī)的 RXD/TXD 引腳，做數(shù)據(jù)的讀取和寫入，當(dāng)公交車到達(dá)某一站點(diǎn)時(shí)，由 GPS 進(jìn)行定位，將定位的信號(hào)傳入單片機(jī)中，觸發(fā)單片機(jī)工作進(jìn)而實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音與漢字顯示的工作。 匯編語(yǔ)言是一種效率很高的語(yǔ)言，在對(duì)資源利用、實(shí)時(shí)響應(yīng)等方面具有高級(jí)語(yǔ)言難以比擬的優(yōu)點(diǎn)，但它同時(shí)存在可讀性、可移植性和可維護(hù)性差的弱點(diǎn)。在51系列單片機(jī)的開發(fā)過程中，程序設(shè)計(jì)是重 點(diǎn)也是難點(diǎn)。字碼表初址賦值 MOV R1,00H ； 。 C51是 MCS51系列單片機(jī)的 C 語(yǔ)言。用 C 語(yǔ)言編寫的程序可 以較好地解決匯編語(yǔ)言存在的這些不足。LM7805 是我們最常用到的穩(wěn)壓芯片了，他的使用方便，用很簡(jiǎn)單的電路即可以輸入一個(gè)直流穩(wěn)壓電源 ,他的輸出電壓恰好為 5v，剛好是 51系列單片機(jī)運(yùn)行所需的電壓， 很符合本設(shè)計(jì)的要求， 電路圖如 圖 所示 ： 圖 GPS模塊 23 24 第 4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì)是軟件開發(fā)工作的重要部分，而軟件開發(fā)是工程性的工作，所以要有規(guī)范。 晶片內(nèi)建 1920 次 / 頻率硬體 , 提高接收傳送搜尋衛(wèi)星訊號(hào)。實(shí)際上，也可以將天線單元和接收單元制作成一個(gè)整體，而在觀測(cè)時(shí)將其安置在測(cè)站點(diǎn)上。導(dǎo)航衛(wèi)星至少 24顆，均勻分布在 6個(gè)極地軌道上，軌道的夾角為 60度，距地平均高度為 20200 公里，每 12 恒星時(shí)繞地球一周。為了達(dá)到重疊處理的目的，列數(shù)據(jù)的顯示就需要具有鎖存功能。 3． 集成驅(qū)動(dòng)芯片 在本設(shè)計(jì)中集成驅(qū)動(dòng)芯片是為了節(jié)省 I/O 口，通過整合驅(qū)動(dòng)信號(hào)做到時(shí)間上的匹配，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 74HC595 并行輸出端與 LED 模塊列線之間通過 20Ω 的電阻連接，這里電阻起到分壓，去除紅色 LED 的并聯(lián)嵌位作用。試驗(yàn)表明當(dāng)輸入 LED的電流為 15mA 時(shí)，維持時(shí)間至少需要 1ms，否則 LED 呈微亮狀態(tài)。至此，一幅完整的文字信息就顯現(xiàn)出來(lái)。 文字的點(diǎn)陣格式比較規(guī)范，可以采用現(xiàn)行計(jì)算機(jī)通用的字庫(kù)字模。 LED 圖文顯示屏的外觀可以做成條形，叫做條形圖文顯示屏（簡(jiǎn)稱條屏），也可以按一定高度比例做成矩形的平面圖文顯示屏。所以多種規(guī)格的顯示板 (或單元箱體 )配合不同控制技術(shù)的控制器就可以組成許多種 LED 顯示屏 ,以滿足不同環(huán)境 ,不同顯示要求的需要。 要想要 LED 顯示屏工作，需要驅(qū)動(dòng)芯片，可分為通用芯片和專用芯片。語(yǔ)音播放的原理圖如圖 所示： 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中語(yǔ)音接口的基本特點(diǎn)是 :語(yǔ)音輸出的許多詞匯是相同的 ,如操作提示、運(yùn)行結(jié)果報(bào)告等。 17 VSSD 數(shù)字地 語(yǔ)音電路設(shè)計(jì) 本部分采用 ISD1730 語(yǔ)音芯片以及外圍電路實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音報(bào)站功能，該芯片內(nèi)部包含片上時(shí)鐘，麥克風(fēng)前置放大器，自動(dòng)增益放大器，帶通濾波器，平滑濾波器和功率放大器。 AGC 自動(dòng)增益控制 /VOL 音量控制 ROSC 振蕩電阻， ROSC 用一個(gè)電阻連接到地，決定芯片的采樣頻率 VCCA 模擬電路電源 /FT 在獨(dú)立芯片模式下，當(dāng) FT 一直為低， Analn 直通線路被激活。空閑時(shí)，需要拉高 VSSA 模擬地 圖 ISD1730芯片 16 AnaIn 芯片錄音或直通時(shí)，輔助的模擬輸入。 ISD1730 在 SCLK 下降沿之前的半個(gè)周期將數(shù)據(jù)放置在 MISO 端。 F、音量操作： 點(diǎn)按一下 VOL 鍵將 VOL 管腳拉低會(huì)改變音量大小。點(diǎn)按一下 ERASE 健將 ERASE 管腳拉低，這時(shí)具體的擦除情況要看播放指針的狀態(tài)： C、 快進(jìn)操作： 點(diǎn)按一下 FWD 按鈕將 FWD 端拉低，會(huì)啟動(dòng)快進(jìn)操作。 放音操作 ： 放音操作有兩種模式，分別是邊沿觸發(fā)和電平觸發(fā)，都由 PLAY 管腳觸發(fā)。 工作電壓： 可錄、放音十萬(wàn)次，存儲(chǔ)內(nèi)容可以斷電保留一百年 把分壓接到未穩(wěn)壓的直流電源是為了更早地對(duì)電源故障告警 . 程序運(yùn)行“死機(jī)”及相應(yīng)對(duì)策，程序正常運(yùn)行時(shí)，由主程序在小于 的時(shí)間間隔內(nèi)周期性地從 P1． 7端向 MAX813L 的 WDI輸入端發(fā)送一個(gè)脈沖信號(hào)，以清除芯片內(nèi)部的看門狗定時(shí)器。如果在 即第 6腳無(wú)脈沖輸入 , 第8腳輸出一個(gè)低電平信號(hào)。它所提供的復(fù)位信號(hào)為高電平。 由于 AT89C51 的振蕩器特性可知道， XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。 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。另外，該引腳被略微拉高。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2 口輸出地址的高八位。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 7. 一個(gè)全雙工 UART(通用異步接收發(fā)送器 )的串行 I／ O 口，用于實(shí)現(xiàn)單片機(jī)之間或單機(jī)與微機(jī)之間的串行通信。但也有一些單片機(jī)內(nèi)部不帶 ROM/EPROM，如 8031， 8032， 80C31 等。 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) AT89C51 簡(jiǎn)介 AT89C51有 40個(gè)引腳， 4個(gè) 8位并行 I/O口， 1個(gè)全雙工異步串行口，同時(shí)內(nèi)含 5個(gè)中斷源， 2個(gè)優(yōu)先級(jí)， 2個(gè) 16位定時(shí) /計(jì)數(shù)器。超強(qiáng)定位運(yùn)算程式 , 在戶外任何環(huán)境 , 皆可提供優(yōu)越導(dǎo)航效果 。 4 定位 模塊 在定位系統(tǒng)中有很多種選擇，但如若想要達(dá)到智能化，自動(dòng)化報(bào)站，我認(rèn)為 6 最應(yīng)該選擇 GPS 全球衛(wèi)星定位，既準(zhǔn)確又方便，而且提高了效率 。 通過比較最終選擇方案三。但所需的元件較多，且不容易進(jìn)行操作，可讀性差，一旦設(shè)定后，很難再加入其他的功能。 芯片 ISD1730 提供多項(xiàng)創(chuàng)新功能，包括多信息管理系統(tǒng)， 新信息提示， 雙運(yùn)作模式，以及可定制的信息操作指示音效?？臻e模式下， CPU 暫停工作， AT89S51僅支持并行編程，而 AT89C51 不但支持并行編程還支持 ISP 在 線編程。 雖然國(guó)能外都在研究公交自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)，但采用的技術(shù)手段不一樣， 有 些開發(fā)成本較高，且難以實(shí)現(xiàn)普及，特別是一些中小城市難以負(fù)擔(dān)，故開發(fā)一種綜合性強(qiáng)的、且價(jià)格交低、易于實(shí)現(xiàn)普及的系統(tǒng)是公交事業(yè)迫切需要的。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 提供較為完美的乘客信息服務(wù)。在我國(guó)中小城市里，公交車仍然是城市交通的主體，它的服務(wù)質(zhì)量與市民們的生活息息相關(guān)，也是衡量一個(gè)城市的文明指標(biāo)。 ISD1730 III 目 錄 第 1 章 緒 論 ........................................................................................................... 1 課題研究的背景和意義 ............................................................................ 1 公交車報(bào)站系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀 .................................................................... 2 論文的任務(wù)和工作內(nèi)容 .............................