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公交車(chē)報(bào)站器電子信息工程畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-展示頁(yè)

2025-07-06 22:38本頁(yè)面
  

【正文】 輸入電路 鍵盤(pán)各按鍵功能表按鍵公交車(chē)報(bào)站狀態(tài)時(shí)間設(shè)置狀態(tài)S0逐次播放上行各站提示語(yǔ),每按一次按順序播放一個(gè)無(wú)效S1逐次播放下行各站提示語(yǔ),每按一次按順序播放一個(gè) 無(wú)效S2播放警告用語(yǔ)“車(chē)輛拐彎,請(qǐng)注意安全”無(wú)效S3播放提示語(yǔ)“車(chē)上有老弱病殘?jiān)谐丝?,?qǐng)讓座”無(wú)效S4播放娛樂(lè)音樂(lè)或廣告無(wú)效S5進(jìn)入設(shè)置時(shí)間狀態(tài)設(shè)置切換S6顯示在時(shí)間/日期/年之間切換增加S7打開(kāi)或關(guān)閉數(shù)碼管減小3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 語(yǔ)音處理 語(yǔ)音處理是建立在語(yǔ)言學(xué)和數(shù)字信號(hào)處理基礎(chǔ)之上的綜合學(xué)科。段信號(hào)高有效,位信號(hào)低有效。段信號(hào)高有效,位信號(hào)低有效。若IN腳輸入高電平,對(duì)應(yīng)的OUT腳接地;IN腳輸入低電平,對(duì)應(yīng)的OUT腳截止輸出。 顯示電路圖 顯示電路中只要有ULN2003A、WD0521CX和WD05643CX等元器件組成。整個(gè)顯示過(guò)程中采用動(dòng)態(tài)顯示,即六位顯示器逐一輪流顯示,每位持續(xù) 1ms,10ms或 20ms之內(nèi)循環(huán)一遍,刷新速度不要小于每秒三十楨。簡(jiǎn)單易用,(兩顆電池)即可工作。 音頻輸出電路 SPY0030芯片是一個(gè)音頻驅(qū)動(dòng),其增益可以通過(guò)外部電阻(最長(zhǎng)增益調(diào)整為20)。SPCE061A的音頻輸出采用雙通道數(shù)/模轉(zhuǎn)換DAC方式,即數(shù)字信號(hào)通過(guò)10位DAC轉(zhuǎn)換成3mA驅(qū)動(dòng)的電流模擬信號(hào)輸出。 SPR4096電路圖 音頻輸出電路設(shè)計(jì) SPCE061A內(nèi)置2路10位精度的 DAC,芯片輸出的音頻信號(hào)功率較小,在報(bào)站時(shí)要求比較大的聲音,就要對(duì)芯片輸出的聲音信號(hào)進(jìn)行功率放大,因此電路選用了SPY0030音頻功率放大電路。SPR4096 的SCK接SPCE061A的IOB0,SDA接 SPCE061A的IOB1。SPR4096按串行接口模式工作,要把CF2~CF0 均接高電平。本設(shè)計(jì)使用品行模式,;VDDQ是專(zhuān)門(mén)為I/O供電的。SPR4096還內(nèi)置了一個(gè)4K8bit的SRAM。本次設(shè)計(jì)選用SPR4096芯片。它有三個(gè)引腳,引腳1接地,引腳2為輸入電壓,引腳3為輸出電壓。它有三個(gè)引腳,引腳1為輸入電壓,引腳2為+5V輸出電壓,引腳3接地。LM7805是常用的三端正電源穩(wěn)壓電路,使用的是TO220封裝,能提供直流電源5V的輸出電壓,內(nèi)含短路和熱過(guò)載保護(hù)電路,應(yīng)用范圍非常廣泛。IOB100 除用作普通的 IO端口,還可作為如下功能: IOB10:通用異步串行數(shù)據(jù)發(fā)送管腳 Tx IOB9:TimerB 脈寬調(diào)制輸出管腳 BPWMO IOB8:TimerA 脈寬調(diào)制輸出管腳 APWMO IOB7:通用異步串行數(shù)據(jù)接收管腳 Rx IOB6:雙向 IO 端口 IOB5:外部中斷源 EXT2 的反饋管腳 IOB4:外部中斷源 EXT1 的反饋管腳 IOB3:外部中斷源 EXT2 IOB2:外部中斷源 EXT1 IOB1:串行接口的數(shù)據(jù)傳送管腳IOB0:串行接口的時(shí)鐘信號(hào) DAC1輸出DAC1 數(shù)據(jù)輸出管腳 DAC2輸出DAC2 數(shù)據(jù)輸出管腳OSCI輸入32768Hz晶振輸入管腳 OSCO輸出32768Hz晶振輸出管腳 VCP輸入PLL的 RC 濾波器連接管腳 AGC輸入AGC 的控制管腳MICN輸入麥克風(fēng)負(fù)向輸入管腳MICP輸入麥克風(fēng)正向輸入管腳 VREF2輸出電壓源 的驅(qū)動(dòng)電流,可用作外部 ADC Line_In 通道的最高參考輸入電壓,不可作為電壓源使用 MICOUT輸出麥克風(fēng) 1 階放大器輸出管腳,管腳外接電阻決定AGC增益倍數(shù) OPI輸入麥克風(fēng) 2 階放大器輸入管腳 VRTPAD輸入ADC Line_In 通道的最高參考輸入電壓管腳VMIC輸出麥克風(fēng)電源VCM輸出AD 參考電壓(由內(nèi)部 ADC 產(chǎn)生)VDD輸入邏輯電源的正向電壓VSS輸入邏輯電源和 IO 口的參考地VDDIO輸入IO 端口的正向電壓管腳VSSIO輸入IO 端口的參考地AVDD輸入模擬電路(A/D、D/A 和 2V 穩(wěn)壓源)正向電壓 AVSS輸入模擬電路(A/D、D/A 和 2V 穩(wěn)壓源)參考地RSETB輸入低電平有效的復(fù)位管腳SLEEP輸出睡眠模式(高電平激活)ICE輸入激活 ICE(高電平激活I(lǐng)CECLK輸入ICE 串行接口時(shí)鐘管腳ICESDA輸入輸出ICE 串行接口數(shù)據(jù)管腳TEST輸入測(cè)試模式時(shí)接高電平,正常模式時(shí)接地 GND 或懸浮ROMT輸入測(cè)試閃爍存儲(chǔ)器,正常模式時(shí)懸浮 NC輸入正常使用時(shí)接地 系統(tǒng)電源設(shè)計(jì) ,,。 SPCE061A簡(jiǎn)介 SPCE061A型單片機(jī)是凌陽(yáng)科技公司推出的一款16位微處理器,具有體積小、集成度高、易擴(kuò)展、可靠性高、功耗低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、中斷處理能力強(qiáng)等特點(diǎn),內(nèi)嵌32K字閃存FLASH,處理速度高,能夠很方便的完成普通單片機(jī)的功能,尤其適應(yīng)于數(shù)字語(yǔ)音播報(bào)和識(shí)別等應(yīng)用領(lǐng)域,是數(shù)字語(yǔ)音識(shí)別與語(yǔ)音信號(hào)處理的理想產(chǎn)品,得到廣泛的應(yīng)用。系統(tǒng)電路原理圖見(jiàn)附錄一。SPR4096能夠存儲(chǔ)大量語(yǔ)音數(shù)據(jù),符合任務(wù)書(shū)所給要求?;赟PCE061A公交報(bào)站系統(tǒng),SPCE061A芯片有語(yǔ)音處理能力使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化,外圍電路較少?;贕PS的公交報(bào)站系統(tǒng)用先進(jìn)的衛(wèi)星定位,進(jìn)站、出站自動(dòng)播報(bào)站名及服務(wù)用語(yǔ),準(zhǔn)確、及時(shí)、完全不需要人工介入,實(shí)現(xiàn)了公交車(chē)報(bào)站器的完全智能化。基于MP3/U盤(pán)的公交報(bào)站系統(tǒng)能夠作為U盤(pán)與電腦連接,可自行下載報(bào)站器的播放內(nèi)容,也可方便地更改播放內(nèi)容,播放高品質(zhì)的音樂(lè),無(wú)報(bào)站播放時(shí)可作為MP3播放器,提高公交車(chē)服務(wù)質(zhì)量。兩路10位精度的DAC,只需要外接功放(SPY0030A)即可完成語(yǔ)音的播放。SPCE061A作為整個(gè)系統(tǒng)的核心控制,并且負(fù)責(zé)語(yǔ)音的輸出。閃存電路USB接口電路LED點(diǎn)陣顯示電路MP3解碼及DAC電路語(yǔ)音輸入電路MCU功放電路鍵盤(pán)指示電路 方案一系統(tǒng)框圖 基于GPS的公交車(chē)自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 GPS的公交車(chē)自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)利用GPS,通過(guò)GPS接收單元接收衛(wèi)星發(fā)送的信號(hào)確認(rèn)車(chē)輛的動(dòng)態(tài)位置(經(jīng)度、緯度)、時(shí)間、狀態(tài)等信息,與公交線路信息庫(kù)中存儲(chǔ)的車(chē)站的位置進(jìn)行比較,根據(jù)預(yù)先設(shè)定的距離和規(guī)則向乘客通報(bào)車(chē)站和線路的語(yǔ)音信息;并且能把車(chē)輛運(yùn)行的詳細(xì)情況記錄下來(lái),對(duì)公共汽車(chē)的運(yùn)營(yíng)狀況進(jìn)行全程監(jiān)控并記錄。該列表文件可在Windows下利用記事本打開(kāi),編輯所需播放的MP3名稱(chēng)。這樣通過(guò)程序的設(shè)定,公交車(chē)可通過(guò)鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)MP3格式聲音信號(hào)的報(bào)站以及各種信息的廣播。利用FAT16在K9F1208上實(shí)現(xiàn)文件系統(tǒng),形成一個(gè)Windows可識(shí)別訪問(wèn)的64MB尋址區(qū)域??梢栽陲@示屏上顯示當(dāng)前的時(shí)間,具有時(shí)間日期的設(shè)置功能,還可以播放音樂(lè)或廣告。這些優(yōu)點(diǎn)使得本方案成為制作公交報(bào)站器一種最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的選擇。因此設(shè)計(jì)一款能夠方便地更換報(bào)站信息、播放高音質(zhì)語(yǔ)音信息的公交車(chē)報(bào)站器愈顯重要。前者成本低,但音質(zhì)較差,且更改報(bào)站信息不靈活,當(dāng)公交車(chē)輛臨時(shí)改道時(shí)必須重新對(duì)語(yǔ)音芯片編程。 目前我國(guó)公交車(chē)輛己從原有的人工語(yǔ)音報(bào)站發(fā)展到現(xiàn)在的自動(dòng)語(yǔ)音報(bào)站。目錄1 系統(tǒng)總體方案 3 公交車(chē)報(bào)站器可選方案 3 設(shè)計(jì)方案的可行性分析和選擇 5 公交車(chē)報(bào)站器的硬件框圖 52 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 6 SPCE061A簡(jiǎn)介 6 系統(tǒng)電源設(shè)計(jì) 10 語(yǔ)音存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì) 10 音頻輸出電路設(shè)計(jì) 12 顯示電路設(shè)計(jì) 13 鍵盤(pán)電路設(shè)計(jì) 143 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 15 語(yǔ)音處理 15 主函數(shù)流程圖 17 初始化函數(shù) 24 語(yǔ)音播放的實(shí)現(xiàn) 29 更新時(shí)間 32 設(shè)置時(shí)間 33參考文獻(xiàn) 46謝辭 47附錄一 公交車(chē)報(bào)站器電路圖 49附錄二 公交車(chē)報(bào)站器程序 50在當(dāng)今社會(huì),即使在私家車(chē)越來(lái)越多的今天,公交車(chē)仍然是人們出行的首選,因?yàn)楣卉?chē)具有方便、快捷、車(chē)票便宜等優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)的公交車(chē)報(bào)站主要由售票員報(bào)站,但是有些售票員有著濃重的地方口音,給外地人乘坐公交車(chē)造成了困難,另外,隨著無(wú)人售票車(chē)逐漸增多,公交車(chē)報(bào)站器就越顯得重要了。就報(bào)站語(yǔ)音而論,絕大多數(shù)報(bào)站裝置都采用IsD系列的語(yǔ)音芯片,部分報(bào)站產(chǎn)品也有采用最新的數(shù)字語(yǔ)音處理合成技術(shù),兩者各有優(yōu)缺點(diǎn)。后者受信息容量、語(yǔ)音音質(zhì)的限制,且更換信息仍需專(zhuān)業(yè)設(shè)備。本方案利用單片機(jī)的語(yǔ)音處理功能,以及其強(qiáng)大的處理能力,完成語(yǔ)音的合成技術(shù),再配合存儲(chǔ)器 ,擴(kuò)大存儲(chǔ)容量,很容就可以實(shí)現(xiàn)公交車(chē)報(bào)站器,從而為市民提供了更加人性化的服務(wù)。1 系統(tǒng)總體方案公交報(bào)站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求報(bào)站系統(tǒng)可以完整地播放一條公交線路的站名。經(jīng)過(guò)查閱資料,可選方案有基于MP3/U盤(pán)的公交車(chē)報(bào)站設(shè)計(jì),基于GPS的公交車(chē)報(bào)站器系統(tǒng)設(shè)計(jì)和基于SPCE061A的公交車(chē)報(bào)站系統(tǒng)設(shè)計(jì)等. 公交車(chē)報(bào)站器可選方案 基于MP3/U盤(pán)的公交車(chē)報(bào)站設(shè)計(jì)方案 采用AT89C51SND1C單片機(jī)(內(nèi)部集成MP3解碼器)作為主控CPU及解碼MP3數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)對(duì)報(bào)站信息播放、點(diǎn)陣字符顯示、文件存儲(chǔ)以及用作優(yōu)盤(pán)功能時(shí)USB與PC機(jī)聯(lián)機(jī)的控制。結(jié)合USB控制器,系統(tǒng)可作為優(yōu)盤(pán)在Windows下使用,從而實(shí)現(xiàn)在Windows下對(duì)文件的管理以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。列表文件在系統(tǒng)對(duì)閃存初始化時(shí)生成,。播放報(bào)站信息的同時(shí)通過(guò)16個(gè)1616的LED點(diǎn)陣顯示相應(yīng)的播放內(nèi)容。 GPS 天線電源 音頻功放CPU語(yǔ)音合成喇叭光耦鍵盤(pán) 方案二系統(tǒng)框圖 基于SPCE061A的公交車(chē)報(bào)站系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案系統(tǒng)以 SPCE061A 為核心,可以劃分為鍵盤(pán)輸入、數(shù)碼管顯示、SPR4096資源存儲(chǔ)與語(yǔ)音播放等部分。SPR4096 作為語(yǔ)音資源的存儲(chǔ)介質(zhì)。單片機(jī)控制系統(tǒng)語(yǔ)音輸出電路語(yǔ)音存儲(chǔ)電路顯示電路鍵盤(pán)電路圖 方案三系統(tǒng)框圖 設(shè)計(jì)方案的可行性分析和選擇這三種方案各有各的優(yōu)勢(shì)。但是MP3操作頁(yè)面對(duì)于司機(jī)來(lái)說(shuō)太小,分散過(guò)多的注意力,實(shí)用性不夠。國(guó)內(nèi)GPS語(yǔ)音自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)處于試驗(yàn)階段,可行性太小。另外具有一套指令系統(tǒng)和集成開(kāi)發(fā)環(huán)境易學(xué)易用效率較高。 公交車(chē)報(bào)站器的硬件框圖 查閱各種相關(guān)資料,設(shè)計(jì)出公交報(bào)站系統(tǒng)。2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)硬件電路設(shè)計(jì)可以分為單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì);語(yǔ)音存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì);音頻輸出電路設(shè)計(jì);顯示電路設(shè)計(jì)。 SPCE061A單片機(jī)的主要性能有:l 16位 u’nSP 微處理器 l 工作電壓(CPU)VDD 為 ~,(I/O)VDDH為 ~ l CPU時(shí)鐘:~ l 內(nèi)置 2K字 SRAM l 內(nèi)置 32K字FLASH l 可編程音頻處理 l 晶體振蕩器 l 系統(tǒng)處于備用狀態(tài)下(時(shí)鐘處于停止?fàn)顟B(tài)),耗電僅為 2uA/ l 2 個(gè)16 位可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器(可自動(dòng)預(yù)置初始計(jì)數(shù)值) l 2 個(gè)10位 DAC(數(shù)/模轉(zhuǎn)換)輸出通道 l 32 位通用可編程輸入/輸出通道 l 14 個(gè)中斷源可來(lái)自定時(shí)器 A/B、時(shí)基、2 個(gè)外部時(shí)鐘源輸入和鍵喚醒 l 具備觸鍵喚醒的功能 l 使用凌陽(yáng)音頻編碼 SACM_S480 可以播放壓縮的語(yǔ)音資源 l 鎖相環(huán) PLL 振蕩器提供系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào) l 32768Hz 實(shí)時(shí)時(shí)鐘 l 7 通道10 位電壓模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和單通道聲音模/數(shù)轉(zhuǎn)換器 l 聲音模/數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入通道內(nèi)置麥克風(fēng)放大器,并具有自動(dòng)增益控制(AGC)功能 l 具備串行設(shè)備接口 l 具備低電壓復(fù)位功能和低電壓檢測(cè)功能 l 內(nèi)置在線仿真電路接口 l 具有 WatchDog 功能 SPCE061A單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖: 圖 SPCE061A 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 , SPCE061A引腳圖表 SPCE061A引腳功能表引腳名稱(chēng)類(lèi)型引腳功能IOA[15:8]輸入輸出OA[15:8]:雙向 IO 端口IOA[7:0] 輸入輸出IOA[7:0]:通過(guò)編程,可設(shè)置成喚醒管腳 IOA[6:0]:與 ADC Line_In 輸入共用 IOB[15:11] IOB10 IOB9 IOB8 IOB7 IOB6 IOB5 IOB4 IOB3 IOB2 IOB1 IOB0輸入輸出 輸入輸出 輸入輸出 輸入輸出 輸入輸出 輸入輸出 輸入輸出 輸入輸出 輸入輸出 輸入輸出輸入輸出輸出 IOB[15:11]:雙向 IO 端口。公交蓄電池12V直流電壓經(jīng)過(guò)7805產(chǎn)生5V電壓。帶散熱片時(shí)能持續(xù)提供1A的電流,如果使用外圍器件,它還能提供不同的電壓和電流。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,驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng),線性調(diào)整出色等特點(diǎn)。 單片機(jī)電源電路 語(yǔ)音存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì) 因?yàn)镾PCE061A的FLASH只有32K字,要存放大量的語(yǔ)音資源,就要外擴(kuò)存儲(chǔ)器。 SPR4096芯片簡(jiǎn)介 SPR4096是一個(gè)高性能的4Mbit(512K8bit)FLASH,分為256個(gè)扇區(qū)(Sector),每個(gè)扇區(qū)為2KB。SPR4096內(nèi)置了一個(gè)總線存儲(chǔ)器接口和一個(gè)串行接口,它允許單片機(jī)通過(guò)8bit并行模式或者1bit串行模式訪問(wèn)FLASH/SRAM存儲(chǔ)區(qū)。最大讀電流為2mA。CF7為低電平時(shí)選中FLAS
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