基于單片機的公交車報站系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-16 12:50 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 化和壓縮造成的量化噪聲和金屬聲。由于設(shè)計成和微處理器通過串行接口控制芯片的方法,使本器件引出端數(shù)減到最少。其產(chǎn)品主要特點如下：（1）單片8 至16 分鐘語音錄放。（2）內(nèi)置微控制器串行通信接口。（3）3V 單電源工作。（4）多段信息處理。（5）工作電流2530mA,維持電流1μA。（6）不耗電信息保存100 年(典型值)。（7）自動靜噪功能。（8）片內(nèi)免調(diào)整時鐘,可選用外部時鐘。ISD4004有多種封裝形式，本設(shè)計采用28引腳的SOIC封裝。 TDA2822芯片簡介TDA2822是意法半導體(ST)開發(fā)的雙通道單片功率放大集成電路，通常在袖珍式盒式放音機（WALKMAN）、收錄機和多媒體有源音箱中作音頻放大器。具有電路簡單、音質(zhì)好、電壓范圍寬等特點，可工作于立體聲以及橋式放大(BTL)的電路形式下。其芯片的主要特點如下：（1）電源電壓范圍寬（～15V，TDA2822M）。（2）靜態(tài)電流小，交越失真也小。（3）適用于單聲道橋式（BTL）或立體聲線路兩種工作狀態(tài)。 ISD4004電路設(shè)計因為ISD4004的特殊性，設(shè)計的時候需要對其進行單獨的+3V供電，所以通過ASM1117芯片對主控制電路提供的+5V的電源進行電源變換，然后對ISD4004提供電源。在輸出端，通過采用雙聲道小功率功放TDA2822對ISD4004的輸出信號進行適當?shù)姆糯?，然后供給揚聲器。在ISD4004控制端，通過主控制器的SPI口用SPI協(xié)議對其進行控制。 ISD4004語音模塊電路設(shè)計原理圖。 ISD4004語音模塊電源原理圖由于射頻模塊用于自動檢測功能，要求穩(wěn)定性高，其硬件調(diào)試比較困難。所以從經(jīng)濟性上面來考慮，我們選擇從網(wǎng)上購買本模塊用于這次的系統(tǒng)設(shè)計。本模塊我們選用MIFARE522_MODULE，供電電壓為+5V~+9V，模塊在輸出端采用USART TTL電平輸出，可以直接和核心微控制器（atmage16）連接，只要兩線就可以實現(xiàn)通信，無需再使用電平轉(zhuǎn)換電路，接口簡單方便實用。其中本模塊在整個系統(tǒng)中屬于從屬地位，它是采用以命令響應(yīng)的工作方式，在系統(tǒng)工作過程中命令由系統(tǒng)主控制器通過通信協(xié)議發(fā)出，然后本模塊響應(yīng)。模塊響應(yīng)的工作過程為：當通信協(xié)議（USART）送出讀卡命令時，通過串口線將信號先送到STM8S103F的串口上，然后STM8S103F開始接受發(fā)送過來的命令，接受完命令以后，STM8S103F開始處理相關(guān)命令的作用，然后通過SPI接口將信息送到射頻IC MFRC52X，MFRC52X開始工作，發(fā)出射頻卡檢測信息，模塊開始探測射頻卡的信號，當探測到卡以后，通過射頻信號將卡的信息傳遞給MFRC52X，然后接著通過SPI接口返回給STM8S103F，然后STM8S103F接著將接受到的數(shù)據(jù)信息通過USART接口通往系統(tǒng)主控制器。這是整個模塊的工作流程過程。 電源模塊設(shè)計本系統(tǒng)采用的供電模塊是電瓶供電方式，電瓶的電壓輸出為+12V，對整個系統(tǒng)我們不能對其直接使用，所以這里需要提供一個電源穩(wěn)壓電路，將+12V的輸入轉(zhuǎn)換成我們需要的+5V。我們選用的電源芯片為LM2596，LM2596開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器是降壓型電源管理單片集成電路，具有很好的線性和負載調(diào)節(jié)特性。 電源設(shè)計原理圖 第4章 公交報站系統(tǒng)的軟件實現(xiàn) 總體軟件控制流程本設(shè)計的主流程就是當公交車到達某一站時，系統(tǒng)自動采集站臺信息，每到一戰(zhàn)都會先通過射頻模塊將到站以后檢測到的信息傳送給主控制器ATMEGE16，然后ATMEGE16主控制器對相關(guān)地理位置進行信息處理和確認，公交車司機根據(jù)信息判斷是否按下按鍵，當公交車按鍵按下時，讀取是否按下的按鍵有效（按鍵是否有效流程后面有介紹），如果有效則發(fā)送命令給管道，Mplayer音頻處理，收到信號后就進行解析，然后執(zhí)行指令。如果為無效的按鍵則不執(zhí)行。 總體軟件控制流程圖 按鍵模塊流程在按鍵控制部分，我們都知道按鍵的信號是不穩(wěn)定的，我們處理按鍵的方式有兩種，第一種是硬件處理，第二中是軟件處理。本設(shè)計采取的是軟件處理的方式。當按鍵按下，則觸發(fā)信號，開始延時100ms，再次檢測按鍵信號，若是按鍵信號仍然為按下信號，我們此時則認為此次按下為成功。否則拋棄此次按下。 按鍵模塊軟件控制流程 現(xiàn)有的音頻解碼方式有兩種：一種是硬解碼，另一種是軟解碼。硬解碼是將程序?qū)懭牖蚬袒谛酒?，軟解碼是將解碼程序調(diào)入內(nèi)存中用cpu解壓。本畢業(yè)設(shè)計采用軟解碼。本設(shè)計采取的是Mplayer的開源工程。在系統(tǒng)開啟的過程中，首先會創(chuàng)建一個無名管道，這個無名管道是把Mplayer的打印信息重定向到管道中去不再打印到屏幕上，使我們看到盡可能少的打印信息。然后將創(chuàng)建一個有名管道，其用來進程間的通信。在 音頻輸出控制流程圖命令發(fā)送端，將命令寫到有名管道中，這時Mplayer就讀取有名管道的內(nèi)容，達到上一站，下一站之間的切換。 命令處理流程當接收到管道的時，Mplayer會做一些命令處理。當接收到下一站的命令時，Mplaer會播放下一站的語音。當接收到為上一站的命令時，Mplayer播放上一站的語音。若接收到為退出的消息時，Mplayer退出。 否則認為一切指令為空指令。 命令處理流程圖 自動播放模塊自動控制的實現(xiàn)實際是依靠RFID射頻信號的實現(xiàn)而實現(xiàn)的。當公交車過站時，RFID會發(fā)射一個射頻信號，公交車的射頻接收模塊則會接收信號。接收到RFID的信號后，公交車的站臺編號加一，在公交車的系統(tǒng)內(nèi)部會判斷編號是否為最大，如果最大就將公交車站臺編號自動置為1，之后，公交車的顯示模塊將更新當前站臺信息，并進行報站。 在沒有檢測到RFID信號時，公交車的自動檢測模塊將阻塞在接收模塊內(nèi)，直到接收到信號才會向下運行。當公交車報站系統(tǒng)停止工作時，公交車會接收到來自內(nèi)部的退出信號，這時退出系統(tǒng)，否則，報站系統(tǒng)一直循環(huán)運行。 自動播放流程圖第5章 公交報站系統(tǒng)的軟件功能調(diào)試本公交報站系統(tǒng)的軟件功能通過方便靈活、移植性好的C語言編程來實現(xiàn)，采用分模塊化程序設(shè)計思想，對不同模塊分別進行調(diào)試后，最后再進行整合調(diào)試。 按鍵控制測試在本公交報站系統(tǒng)的設(shè)計中，需要2個按鍵，第一個是用來糾正到上一站，第二個是用來糾正到下一站。 按鍵測試測試次數(shù)測試結(jié)果解決方案第一次測試站值增加到最后還按鍵直接段錯誤修正了站值最大時不置0的BUG第二次測試正常 顯示測試按鍵到下一站、上一站、或是自動報站時，應(yīng)該要顯示站名和站值到LCD上。將程序下載到單片機。 顯示模塊測試測試次數(shù)測試結(jié)果解決方案第一次測試LCD上沒有顯示值位選不正確，將位選使能。第二次測試閃屏顯示將顯示的時間延長。
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