【正文】 GPS 接收模塊 GPS是英文 Navigation Satellite Timing and Ranging/Global Positioning System的縮寫，譯為利用衛(wèi)星導(dǎo)航進(jìn)行測(cè)時(shí)和測(cè)距 /全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)。 SPR4096最高工作在 頻率下，最大讀電流為 ，最大編程 /擦寫電流 。 VDDI 范圍在 ，這個(gè)電源是給內(nèi)部的 Flash 與邏輯控制單元供電的。芯片具有 BMI（ Bus Memory Interface）并行接口總線與 SIF（ Serial Interface）串行接口總線。 SPR4096 是一個(gè)高性能的 4M 位 FLASH，分為 256 個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)為 2K 字節(jié)。 圖 音頻輸出電路 SPR4096 外接存儲(chǔ)器模塊 公交車 自動(dòng) 報(bào)站系統(tǒng) 需要存儲(chǔ)大量的語(yǔ)音文字信息，這就要求系統(tǒng)擴(kuò)展外部存儲(chǔ)空間，本設(shè)計(jì)采用凌陽(yáng)公司的 SPR4096 模組電路，配合 PC 機(jī)使用 ResWriter 工具，通過(guò) EZprobe 下載線，完成對(duì) R4096 存儲(chǔ)器芯片的擦除、寫入、校驗(yàn)等功能。 音頻輸出模塊 SPCE061A 內(nèi)置 2 路 10 位精度的 DAC，只需要外接功放電路即可完成語(yǔ)音的播放。如果在送出一個(gè)指令前不檢查 BF標(biāo)志，則在前一個(gè)指令和這個(gè)指令中間必 須延遲一段較長(zhǎng)的時(shí)間，即等待前一個(gè)指 令確定執(zhí)行完成。 ● 地址計(jì)數(shù)器 AC 地址計(jì)數(shù)器是用來(lái)貯存 DDRAM/CGRAM 之一的地址 ,它可由設(shè)定指令暫存器來(lái)改變，之后只要讀取或是寫入 DDRAM/CGRAM 的值時(shí)，地址計(jì)數(shù)器的值就會(huì)自動(dòng)加一，當(dāng) RS 為 “0” 時(shí)而 R/W 為 “1” 時(shí)，地址計(jì)數(shù)器的值會(huì)被讀取到 DB6—— DB0 中。 ● 顯示數(shù)據(jù) RAM（ DDRAM）模塊內(nèi)部顯示數(shù)據(jù) RAM 提供 642 個(gè)位元組的空間，最多可控制 4行 16字（ 64 個(gè)字）的中文字型顯示，當(dāng)寫入顯示數(shù)據(jù) RAM時(shí)，可分別顯示CGROM 與 CGRAM 的字型；此模塊可顯示三種字型，分別是 半角英數(shù)字型 (16*8)、 CGRAM字型及 CGROM 的中文字型，三種字型的選擇，由在 DDRAM 中寫入的編碼選擇，在0000H— 0006H 的編碼中（其代碼分別是 0000、 000 000 0006 共 4個(gè)）將選擇 CGRAM的自定義字型， 02H— 7FH 的編碼中將選擇半角英數(shù)字的字型，至于 A1以上的編碼將自動(dòng)的結(jié)合下一個(gè)位元組，組成兩個(gè)位元組的編碼形成中文字型的編碼 BIG5（ A140— D75F）， GB（ A1A0F7FFH）。 DFF=1 為開(kāi)顯示（ DISPLAY ON),DDRAM 的內(nèi)容就顯示在屏幕上， DFF=0 為關(guān)顯示（ DISPLAY OFF)。 表 管腳號(hào) 管腳名 電平 管腳功能描述 1 VSS 0V 電源地 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 9 2 VCC +5V 電源負(fù) 3 V0 對(duì)比亮度調(diào)整 4 RS（ CS） H/L RS=“ H” ，表示 DB7—— DB0為顯示數(shù) 據(jù) RS=“ L” ,表示 DB7—— DB0為指令數(shù)據(jù) 5 R/W（ SID） H/L R/W=“ H” ， E=“ H” ，數(shù)據(jù)被讀到 DB7—— DB0 RW=“ L” ， E=“ H— L” , DB7—— DB0的數(shù)據(jù)被寫到 IR或DR 6 E（ SCLK） H/L 使能信號(hào) 7 DB0 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 8 DB1 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 9 DB2 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 10 DB3 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 11 DB4 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 12 DB5 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 13 DB6 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 14 DB7 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 15 PSB H/L H:8位或 4位并口方式， L：串口方式 16 NC — 空腳 17 /RESET H/L 復(fù)位端，低電平有效 18 VOUT — LCD驅(qū)動(dòng)電壓輸出端 19 A VDD 背光源正端（ +5V） 20 K 背光源負(fù)端 控制器接口信號(hào)說(shuō)明： RS， R/W 的配合選擇決定控制界面的 4 種模式： RS R/W 功能說(shuō)明 L L MPU 寫指令到指令暫存器（ IR） 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 10 L H 讀出忙標(biāo)志（ BF）及地址記數(shù)器（ AC）的狀態(tài) H L MPU 寫入數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)暫存 器（ DR） H H MPU 從數(shù)據(jù)暫存器（ DR）中讀出數(shù)據(jù) E 信號(hào) E狀態(tài) 執(zhí)行動(dòng)作 結(jié)果 高 —— 低 I/O 緩沖—— DR 配合 /W 進(jìn)行寫數(shù)據(jù)或指令 高 DR—— I/O緩沖 配合 R 進(jìn)行讀數(shù)據(jù)或指令 低 /低—— 高 無(wú)動(dòng)作 ● 忙標(biāo)志 :BF BF標(biāo)志 表明 內(nèi)部工作情況 .BF=1時(shí)才能對(duì) 模塊 進(jìn)行內(nèi)部操作 ,此時(shí)模塊不接受外部指令和數(shù)據(jù) .BF=0 時(shí) ,模塊為準(zhǔn)備狀態(tài) ,能夠 接受外部指令和數(shù)據(jù) . 每次操作之前最好先進(jìn)行狀態(tài)字檢測(cè) ,只有在確認(rèn) BF=0 之后 ,才能訪問(wèn)模塊 。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡(jiǎn)潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。 C 3410 4 C 3610 412J 1 0C O N 2VI2 31V VG N DIN O U TU3S P Y 00 2 9C 3522 0uC 3322 0uD3D I O D ED4D I O D ER 14 0R 15 0R 16 0R 17 0R 19 0R 21 0R 22 0V D D _AV D D _PV D DV D D H 3V S SA V S S 1A V S S 2P O W E RV M ICA V S S 1 A G C 圖 電源模塊電路 LCD 顯示模塊 設(shè)計(jì) LCD128 X64 簡(jiǎn)介及功能 帶中文字庫(kù)的 128X64 是一種具有 4 位 /8位并行、 2 線或 3 線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國(guó)標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體中文字庫(kù)的點(diǎn)陣圖形液晶顯示 模塊 ；其顯示分辨率為12864, 內(nèi)置 8192 個(gè) 16*16 點(diǎn)漢字，和 128 個(gè) 16*8 點(diǎn) ASCII 字符集 .利用該模塊靈活的接口方式和簡(jiǎn)單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面。 SPY0029 是凌陽(yáng)公司設(shè)計(jì)的電壓調(diào)整 IC，采用 CMOS 工藝，具有靜態(tài)電流低、線性調(diào)整出色等特點(diǎn)。n SP+I C EXI/RXOICE_SCKICE_SDAICE_ENCPVIO B7 （ R XD ） IO B1 0 （ TXD ）串行異步通訊接口Watchdog 圖 SPEC061A內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖 SPEC061A引腳結(jié)構(gòu)圖 、 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 7 SPCE061A 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 最小系統(tǒng)接線如圖 所示，在 OSCO、 OSCI 端接上晶振及諧振電容，在鎖相環(huán)壓控振蕩器的阻容輸入 VCP 端接上相應(yīng)的電容電阻， 復(fù)位電路 其他不用的電源端和地端接上 F 的去耦電容提高抗干擾能力。在 LQFP80 封裝中有 9個(gè)空余腳，用戶使用時(shí)這 9個(gè)空余腳接地。 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及芯片引腳概述 SPCE061A 有兩種封裝模式，一種為 84 個(gè)引腳， PLCC84 封裝形式；另一種為 80 個(gè)引腳， LQFP80 封裝。 SPEC06A 主要性能 及內(nèi)部結(jié)構(gòu) 主要性能： ? 16 位μ ’ nSP?微處理器； ? 工作電壓 (CPU) VDD 為 ~ (I/O) VDDH 為 ~ ? CPU 時(shí)鐘： ~ ； ? 內(nèi)置 2K 字 SRAM； ? 內(nèi)置 32K FLASH； ? 可編程音頻處理； ? 晶體振蕩器 。較高的處理速度使 用μ ’nSP ?能非常容易地、快速地處理復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)。 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 5 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) GPS 公交車報(bào)站器硬件模塊包括：凌陽(yáng) SPCE061A 單片機(jī)模塊、 GPS 模塊、SPR4096 存儲(chǔ)電路、 LCD 顯示模塊、音頻輸出模塊和鍵盤控制模塊組成。把獲得經(jīng)度、緯度、高度、時(shí)間等信息發(fā)送給單片機(jī)控制模塊。 GPS 接收模塊 ，通過(guò)天線接收衛(wèi)星發(fā)來(lái)的相關(guān)地理、時(shí)間信息并對(duì)其進(jìn)行處理。串口通信能夠及 時(shí)處理 GPS 接受到得經(jīng)緯度信息。 SPCE061A 芯片集成 A/D、 D/A 功能，配合語(yǔ)音函數(shù)庫(kù)可以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音功能。當(dāng)系統(tǒng)工作在全自動(dòng)報(bào)站方式時(shí)，凌陽(yáng)單片機(jī)接收 GPS 的信息，其中包括時(shí)間、地理位置、速度和方向等信息， GPS 通信遵循 NMEA0138 協(xié)議，凌陽(yáng)單片機(jī)按照協(xié)議提取有用信息，根據(jù)公交車的實(shí)時(shí)運(yùn)行信息，進(jìn)行上行、下行判斷，并準(zhǔn)確播報(bào)報(bào)站信息、廣告及提示語(yǔ)，在 LCD 點(diǎn)顯示，并通過(guò)揚(yáng)聲器播放出來(lái)。圖 為 GPS 語(yǔ)音報(bào)站系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖。 第二章 系統(tǒng)方案論證 4 圖 為 GPS 語(yǔ)音報(bào)站系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖。 本次設(shè)計(jì)的任務(wù)是利用現(xiàn)有的 GPS 系統(tǒng)結(jié)合凌陽(yáng)單片機(jī)語(yǔ)音技術(shù)研制一套車輛自動(dòng)報(bào)站的系統(tǒng)，包括系統(tǒng)的軟件與硬件，要求系統(tǒng)具有建設(shè)費(fèi)用少、維護(hù)費(fèi)用低、定位精度高等特點(diǎn)。 方案論證 目前公交車報(bào)站器技術(shù)主要有以下幾種：一般公交車報(bào)站器 ,到站前由司機(jī)按進(jìn)站按鈕開(kāi)始報(bào)站，出站時(shí)按下出站按鈕，開(kāi)始預(yù)報(bào)下站的站名，通過(guò)序號(hào)來(lái)記錄各個(gè)站點(diǎn)；第二種是 門控公交車報(bào)站器，將開(kāi)門、關(guān)門時(shí)轉(zhuǎn)換信號(hào)和語(yǔ)音報(bào)站器連接，開(kāi)門和關(guān)門時(shí)自動(dòng)報(bào)站；第三種是無(wú)線收發(fā)公交車報(bào)站器，它是在每個(gè)公交車站點(diǎn)設(shè)置發(fā)射信號(hào)同步模塊，公交車臨近到站點(diǎn)左右會(huì)收到信號(hào)，開(kāi)始自動(dòng)報(bào)站，出站后信號(hào)消失，開(kāi)始預(yù)報(bào)下一站，此報(bào)站器報(bào)站準(zhǔn)確，但需要為每個(gè)站點(diǎn)組建無(wú)線發(fā)射模組，實(shí)施工程復(fù)雜、價(jià)格昂貴，大部分站點(diǎn)無(wú)電源供應(yīng)，公交車數(shù)量多時(shí)存在頻率干擾很嚴(yán)重影響報(bào)站的準(zhǔn)確性，每路公交車修改站點(diǎn)非常不方便，系統(tǒng)維護(hù)成本高；第四種就是 GPS自動(dòng)語(yǔ)音公交車報(bào)站器，此報(bào)器是在公交車上安裝 GPS 自動(dòng)語(yǔ)音報(bào)站器，自動(dòng)識(shí) 別站點(diǎn)并報(bào)告站點(diǎn)信息。 第二章 系統(tǒng)方案論證 3 第二章 系統(tǒng)方案論證 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 要求設(shè)計(jì)一個(gè)操作友好且成本很低的公交車報(bào)站器，具體要求如下： 可以存放較多的 服務(wù)用語(yǔ)和廣告詞 ； 要求操作簡(jiǎn)單，每站可自動(dòng)播報(bào)全部報(bào)站內(nèi)容（前方將要到達(dá)的站名，上下車提示服務(wù)用語(yǔ)） ； 要求具有 LCD 站點(diǎn)信息顯示 ； 要求語(yǔ)音播報(bào)具有 自動(dòng)和手動(dòng)兩種 功能； 要求站牌信息及服務(wù)信息等都能通過(guò)液晶屏顯示出來(lái)； 時(shí)間、日歷播報(bào)、顯示和調(diào)整功能。 GPS 衛(wèi)星定位語(yǔ)音報(bào)站系統(tǒng)具有定位精度高、語(yǔ)音自動(dòng)播報(bào)等特點(diǎn)。 有集成了 GPS 芯片和地理信息系統(tǒng)數(shù)字地圖的移動(dòng)通信手機(jī)、 GPS手持機(jī)、 GPS 手表，甚至 GPS 相機(jī)等，也有基于掌上電腦和筆記本電腦等移動(dòng)設(shè)備的插卡 (CF 卡式 GPS接收機(jī) )式、外接 (GPS 接收機(jī) )式等集成產(chǎn)品。 芯片的小型化技術(shù)、生產(chǎn)成本的降低、體積與耗電量的減小等有利因素，使 GPS產(chǎn)品走下神壇、深入到人們的日常生活中。同時(shí)，控制中心的系統(tǒng)管理員可以查詢各車輛的運(yùn)行狀況，根據(jù)車流量合理調(diào)度車輛。系統(tǒng)的工作原理是：安裝在車輛上的 GPS接收機(jī)根據(jù)收到的衛(wèi)星信息計(jì)算出車輛的當(dāng)前位置，通信控制器從 GPS接收機(jī)輸出的信號(hào)中提取所需要的位置、速度和時(shí)間信息，結(jié)合車輛身份等信息形成數(shù)據(jù)包，然 后通過(guò)無(wú)線信道發(fā)往控制中心。車輛監(jiān)控系統(tǒng)是集GPS技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)和地理信息系統(tǒng)技術(shù)于一體的綜合車輛管理系統(tǒng)。但當(dāng)摩托羅拉公 司推出集車輛導(dǎo)航與跟蹤于一體的車輛信息系統(tǒng)后，它就成了發(fā)展的方向。 在 GPS應(yīng)用領(lǐng)域，車輛應(yīng)用所占的比例較大。 國(guó)內(nèi) GPS市場(chǎng)呈現(xiàn)出兩個(gè)重點(diǎn)發(fā)展趨勢(shì)。 通過(guò)近 20年的發(fā)展， GPS產(chǎn)品已逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橄M(fèi)電子產(chǎn)品，且所能應(yīng)用的范圍已擴(kuò)展到日常生活中的通 信、 PDA、定位信息等。隨著技術(shù)的進(jìn)步、應(yīng)用需求的增加， GPS以全天候、高精度、自動(dòng)化、高效率等顯著特點(diǎn)及其所獨(dú)具的定位導(dǎo)航、授時(shí)校頻、精密測(cè)量等多方面的強(qiáng)大功能，已涉足眾多的應(yīng)用領(lǐng)域， 使 GPS成為繼蜂窩移動(dòng)通信和互聯(lián)網(wǎng)之后的全球第三個(gè) IT經(jīng)濟(jì)新增長(zhǎng)點(diǎn)。能夠顯示多條站點(diǎn)信息、并能夠進(jìn)行相關(guān)站點(diǎn)信息提醒，保證乘客盡可能小的下錯(cuò)或者上錯(cuò)站。往往 不能提前做好下 車準(zhǔn)備，甚至 很多要走回頭路 ；針對(duì)這一問(wèn)題 。為了公交系統(tǒng)的 管理現(xiàn)代化與 安全考慮，需要 對(duì)原有系統(tǒng)更新使其更智能化， 公交 自動(dòng) 語(yǔ)音報(bào)站系統(tǒng) 符合這一要求 。隨著經(jīng)濟(jì) 與科技的持續(xù)發(fā)展，公交運(yùn)輸系統(tǒng) 的要求 越來(lái)越高 。又可以利用報(bào)站器播報(bào)標(biāo)準(zhǔn)的普通話站名，使各城市更利于交流和發(fā)展。因此，對(duì)自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的需求也日益