【導讀】的公交報站系統(tǒng)具有語音和顯示報站的基本功能，但由于報站時采用司機手動切換，漏下，對于公交運營產(chǎn)生了很大負面影響，更會對乘客造成很多不必要的影響。站前語音報站，并且有LED數(shù)碼管顯示，到總站時公交車可向總站發(fā)送到站信息，方便總站安排公交車次。本課題要求設計一公交車自動報站系統(tǒng)，以實現(xiàn)公交車的。LED點陣電路進行漢字顯示。本設計要求利用AT89C51作為主控芯片完成主控電路

　　

【正文】 和十六進制輸出的鎖存譯碼驅(qū)動器MC14495 等。 ② 軟件譯碼 當 LED 顯示器用于微處理器或微控制器應用系統(tǒng)時，利用微處理器的強大功能，通過軟件查表方式對所需要顯示的字符到筆段字形碼的變換實現(xiàn)譯碼不 是一件困難的事，所以目前大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)應用都是采用這種軟件譯碼方式。 (3) LED 顯示器驅(qū)動方式 LED 顯示器驅(qū)動方式可以分成靜態(tài)顯示驅(qū)動和動態(tài)顯示驅(qū)動兩種。靜態(tài)顯示驅(qū)動一般是通過數(shù)字集成電路對所需要顯示的字符筆段連續(xù)施加電壓；而動態(tài)顯示驅(qū)動則是利用矩陣少秒方式間斷向所需要顯示的字符筆段輪流施加電壓。 ① 靜態(tài)顯示驅(qū)動 當 LED 顯示器工作于靜態(tài)顯示驅(qū)動方式時，不同數(shù)位 LED 數(shù)碼管的公共極（共陰極或共陽極）將被連接在一起并接地或 +5V，而每個數(shù)位的 8 段筆段分別與一個8 位鎖存器相連。不同數(shù)位的數(shù)碼管相互獨立 ，分別用不同的驅(qū)動器件進行驅(qū)動，它們的顯示字符一旦確定，只要不改變顯示字符，相應的鎖存器的輸出就將一直維持不變。 這種驅(qū)動方式的優(yōu)點是編程容易、管理簡單、顯示亮度高、穩(wěn)定性好，占用 CPU時間較少；但缺點是占用硬件電路和微處理器系統(tǒng)接口資源較多、引線多、印刷板布線復雜、硬件投入成本高。 ② 動態(tài)顯示驅(qū)動 當 LED 顯示器工作于動態(tài)顯示驅(qū)動方式時，通常把不同數(shù)位的同名筆段互連起來，共用一個顯示驅(qū)動器。每一個數(shù)位上的字符顯示都需要靠筆段字形驅(qū)動和數(shù)位驅(qū)動相配合，如果數(shù)位顯示該位字符，持續(xù)施加一段時間的電壓，然后再顯 示下一個數(shù)位的字符。這樣輪回掃描所有的數(shù)位，利用人眼的視覺暫留現(xiàn)象，只要掃描時 間恰當，就會感覺到不同數(shù)位上在同時穩(wěn)定地顯示不同的字符。 動態(tài)顯示驅(qū)動方式的優(yōu)點是引線少、線路簡單、硬件成本相對較低。其缺點是需要不斷刷新，當采用軟件掃描時，占用 CPU 的時間較多；當采用硬件掃描時，又會增加硬件成本， LED 顯示數(shù)位越多，顯示亮度越低，若處理不好或數(shù)位太多，將會引起顯示閃爍。 （ 4） 數(shù)據(jù)輸入接口方式 數(shù)據(jù)輸入接口方式有并行輸入方式和串行輸入方式兩種。 ① 并行輸入 數(shù)據(jù)并行輸入方式是以并行方式傳送數(shù)據(jù)，其優(yōu)點是傳送 數(shù)據(jù)速度快，其缺點是需要占用較多的 I/O 接口線。 ② 串行輸入 數(shù)據(jù)串行輸入方式是以串行方式傳送數(shù)據(jù)，其優(yōu)點是占用 I/O 接口資源少，其缺點是傳送數(shù)據(jù)的速度相對較慢。 6116 芯片簡介 隨機存取存儲器簡稱 RAM，也叫做讀 /寫存儲器，既能方便地讀出所存數(shù)據(jù)，又能隨時寫入新的數(shù)據(jù)。 RAM 的缺點是數(shù)據(jù)的易失性，即一旦掉電，所存的數(shù)據(jù)全部丟失。 芯片引腳排 A0～ A10 是地址碼輸入端， D0～ D7 是數(shù)據(jù)輸出端， CS 是選片端， OE 是輸出使能端， WE 是寫入控制端。 芯片工作方式和控制信號之間的關系 表 3－ 2 所列是 6116 的工作方式與控制信號之間的關系，讀出和寫入線是分開的，而且寫入優(yōu)先。 表 3－ 2 靜態(tài) RAM6116 工作方式與控制信號之間的關系 /CS /OE /WE A0A10 D0D7 工作狀態(tài) 1 高阻態(tài) 低功耗維持 0 0 1 穩(wěn)定 輸出 讀 0 0 穩(wěn)定 輸入 寫 LED 點陣漢字顯示電路的設計 本電路采用 16*256 的 LED 點陣顯示屏來顯示 16 個 16*16 的漢字，采用顯存U14 來存放漢字點陣 信息。顯示屏分 32 頁，每頁由 16 行 8 列 LED 發(fā)光二極管構成，在 LED 點陣顯示屏中，用一片 416 譯碼器 74LS154 進行行譯碼，將地址 A0A3 譯碼形成行信號，用兩片 416 譯碼器 74LS154 組成一個 532 譯碼器，進行頁譯碼，將地址 A4A8 譯碼形成頁選通信號，分別用以選通一片 74LS244，系統(tǒng)通過此74LS244 的數(shù)據(jù)線向該頁的某行（由 A0A3 譯碼選通）上的 8 個發(fā)光二極管送入顯示信息。 九位地址線 A0—A8 的地址范圍為 0—511，分別對應顯示屏的第 1 頁的第1 行到第 32 頁的第 16 行，地址線 A0—A8 與 顯存 U14 的地址輸入管腳相連接，因此 U14 中的第 1 到第 512 字節(jié)中的數(shù)據(jù)存放的是對應顯示屏中第 1 頁的第 1 行到第32 頁的第 16 行的顯示數(shù)據(jù)信息。系統(tǒng)通過循環(huán)地址的方法將 U14 中的每個單元的數(shù)據(jù)送入顯示屏的第 1 頁的第 1 行到第 32 頁的第 16 行，適當選擇循環(huán)周期，即可實現(xiàn)漢字的顯示。循環(huán)的地址信號由計數(shù)器 U13 所構成的九位二進制循環(huán)計數(shù)器產(chǎn)生，并通過緩沖器 U7 和 U9 的第 1 組通道送給 U14 和上述三片譯碼器的 A0—A8端，作為地址信號。顯存中的數(shù)據(jù)由單片機在需要時寫入，寫入時，單片機的 置低電平 (平時為高電平 )， 封鎖計數(shù)器 U13 的計數(shù)脈沖 CP(注： CP 為占空比為 10：1 的方波信號 )，同時選通緩沖器 U8 和 U9 的第 2 組通道 (經(jīng)非門 U11A 反向輸出的高電平封鎖緩沖器 U7 和 U9 的第 1 組通道 )，使單片機送入的地址信號 A0—A8 通過緩沖器 (U U9)作為顯存的地址信號，單片機送來的數(shù)據(jù) (P0． 0—P0． 7)就可以通過緩沖器 U12 寫入顯存 ( 已為低電平 )中的對應地址單元內(nèi)，顯示信息完全寫入后， 被置成高電平 (緩沖器 U8 和 U9 的第 2 組通道被封鎖，緩沖器 U7 和 U9的第 1 組通道開鎖 )，計數(shù)脈沖 CP 開鎖，計數(shù)器 U13 工作， 循環(huán)提供 9 位地址信號，使顯存中的點陣數(shù)據(jù)被循環(huán)送入顯示屏 (此時， U12 輸出高阻態(tài)，實現(xiàn)顯示屏的數(shù)據(jù)總線與單片機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線間的隔離 )，以實現(xiàn)漢字提示信息的顯示輸出。 4 軟件設計 程序就是為計算機某一算式或完成某一工作的若干指令的有序集合。計算機的全部工作概括起來就是執(zhí)行這一指令序列的過成。這一指令序列稱為程序。本章主要講了主控部分、語音輸出部分以及 LED 顯示部分的程序設計。 主控程序的設計 在本設計中，單片機的 到 組成按鍵組，其功能說明如表 4－ 1 所示：表 4－ 1 按鍵功能說明 — 名稱 功能 手 /自動鍵 選擇手動、自動操作 輸入鍵 進行初始值的輸入 正 /反向鍵 選擇正向、反向行駛報站 錄音鍵 錄制語音報站信息 執(zhí)行鍵 分段錄音 公交車站與站之間的距離必須在第一遍行駛時，手動存入單片機內(nèi)，其具體過程如下：① 按下手 /自動鍵，使 為低電平，即選擇手動操作；② 啟動開始計數(shù)；③ 到第一個站時，按輸入鍵，將此時的計數(shù)值存入地址為 2020H 的片外數(shù)據(jù)存儲器單元內(nèi)；④ 復位，準備開始下一段計數(shù)；⑤ 如此反復③④ 操作，將站與站之間的距離依次存入存儲器。 公交車自動報站行駛過程：首先是啟動開始計數(shù)，然后將計數(shù)值與原來存于系統(tǒng)內(nèi)的初始值進行比較，相等時停止計數(shù)，同時調(diào)用語音報站程序進行報站；汽車到一站后，準備重新開始下一段計數(shù)。 流程圖 流程圖如圖 4－ 1 所示： 語音報站及站點漢字顯示 啟動公交車自動報站系統(tǒng) 89C51 開始計數(shù) 判斷 是否是低電平 第一遍 行駛存 入 站間 計數(shù)值 判斷行駛方向 未到站繼續(xù)比較 計數(shù)值與手動操作的預存值比較 相等即到站 圖 4－ 1 整體流程圖 計數(shù) 判斷手 /自動鍵是否按下 判斷正 /反向鍵是否按下 比較判斷到站否 調(diào)用語音報站和漢字程序 調(diào)用手動操作 程序 調(diào)用反向程序 Y Y Y N N N 開始 返回 返回 語音報站程序的設計 流程圖 流程圖如圖 4－ 2 所示 （ a）錄音 （ b）放音 圖 4－ 2 語音程序流程圖 LED 漢字顯示程序的設計 LED 漢字顯示過程：首先 置低電平 (平時為高電平 )，封鎖計數(shù)器 U13 的計數(shù)脈沖 CP，同時選通緩 沖器 U8 和 U9 的第 2 組通道，使單片機送入的地址信號A0—A8 通過緩沖器 (U U9)作為顯存的地址信號，單片機送來的數(shù)據(jù) (P0． 0—P0． 7)就可以通過緩沖器 U12 寫入顯存 ( 已為低電平 )中的對應地址單元內(nèi)，顯示信息完全寫入后， 被置成高電平，計數(shù)脈沖 CP 開鎖，計數(shù)器 U13 工作，循環(huán)提供9 位地址信號，使顯存中的點陣數(shù)據(jù)被循環(huán)送入顯示屏 )，以實現(xiàn)漢字提示信息的顯示輸出。 LED 漢字顯示 流程圖 43： 送錄音地址 送錄音控制字 判斷執(zhí)行鍵是否按下 開始錄音 Y N 開始 送放音地址 送放音控制字 自動放音 開始 返回 返回 圖 4－ 3 LED 漢字顯示流程圖顯示漢字 顯示完返回 返回調(diào)用顯示程序 5 系統(tǒng)調(diào)試 公交車站與站之間 的距離必須在第一遍行駛時，手動存入單片機內(nèi)，其具體過程如下：① 按下手 /自動鍵，使 為低電平，即選擇手動操作；② 啟動開始計數(shù)；③ 到第一個站時，按輸入鍵，將此時的計數(shù)值存入地址為 2020H 的片外數(shù)據(jù)存儲器單元內(nèi)；④ 復位，準備開始下一段計數(shù)；⑤ 如此反復③④操作，將站與站之間的距離依次存入存儲器。 公交車自動報站行駛過程：首先是啟動開始計數(shù)，然后將計數(shù)值與原來存于系統(tǒng)內(nèi)的初始值進行比較，相等時停止計數(shù)，同時調(diào)用語音報站程序進行報站；汽車到一站后，準備重新開始下一段計數(shù) 系統(tǒng)調(diào)試就是將硬件與軟件結合起 來調(diào)試，根據(jù)任務書的要求對作品進行調(diào)試。在調(diào)試過程中主要就是顯示問題，剛開始是報站沒有聲音，沒有加延時 ，只能修改程序中的部分，經(jīng)過幾次修改與調(diào)試后使它達到要求才把 程序?qū)戇M單片機中。語音報站就可以了。接下來是加液晶屏無顯示，經(jīng)檢查硬件發(fā)現(xiàn)沒接地，接地后顯示的時間又沒達到要求，這說明程序中還有問題，只能修改程序中的部分，經(jīng)過幾次修改與調(diào)試使它達到要求才把程序重新裝進單片機中，上電后能按照要求正常工作。至此整個 系統(tǒng)調(diào)試工作 也算是 完成 了。 結束語 我畢業(yè)設計的題目是公交車自動報站器的設計，經(jīng)過幾個月的奮斗，終于完 成了設計，使系統(tǒng)實現(xiàn)了自動報站功能。 該設計的創(chuàng)新之處在于它應用 89C51 單片機的高速計數(shù)器端口進行脈沖計數(shù)，以距離來控制報站時刻。 本系統(tǒng)功能強大，成本低，系統(tǒng)穩(wěn)定，無需人工介入，語音音質(zhì)好，很好的實現(xiàn)了車輛報站的自動化，具有很強的實用性。此次設計的公交車自動報站器初始值存入的方式是在車上 ,單片機處于輸入狀態(tài)，車輛行駛一遍，將站與站之間的脈沖數(shù)寫入片內(nèi)，該方式在公交車改變路線時便于修改。系統(tǒng)選用 ISD4004 語音芯片，它的錄音數(shù)據(jù)被存放方法是通過 ISD 多級存儲專利技術實現(xiàn)的，用聲音和聲頻信號的自然形式直接存放 在故態(tài)存儲器，從而提供高質(zhì)量回放語音的保真度，使得該系統(tǒng)與其他語音報站系統(tǒng)相比較，語音質(zhì)量較好。 另外，本設計仍然存在的許多的不足之處，比如它在報站時刻上不能十分的精確，存在一定的誤差。這些問題都需要在今后的研究工作中加以改進，使系統(tǒng)更完善，更好的為人們服務。在科技高速發(fā)展的今天，公交車在城市交通事業(yè)中占有舉足輕重的地位，它給人們外出提供了方便快捷的服務，而報站器直接影響到公交車的服務質(zhì)量，因此，我認為在不久之后，自動報站器將完全取代傳統(tǒng)的人工報站，普遍使用于各大、中、小城市。 參考文獻 【 1】韋宏利 .語 音芯片在