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公交車報站器電子信息工程畢業(yè)設計畢業(yè)設計論文-展示頁

2025-07-06 22:38本頁面
  

【正文】 輸入電路 鍵盤各按鍵功能表按鍵公交車報站狀態(tài)時間設置狀態(tài)S0逐次播放上行各站提示語,每按一次按順序播放一個無效S1逐次播放下行各站提示語,每按一次按順序播放一個 無效S2播放警告用語“車輛拐彎,請注意安全”無效S3播放提示語“車上有老弱病殘孕乘客,請讓座”無效S4播放娛樂音樂或廣告無效S5進入設置時間狀態(tài)設置切換S6顯示在時間/日期/年之間切換增加S7打開或關閉數(shù)碼管減小3 系統(tǒng)軟件設計 語音處理 語音處理是建立在語言學和數(shù)字信號處理基礎之上的綜合學科。段信號高有效,位信號低有效。段信號高有效,位信號低有效。若IN腳輸入高電平,對應的OUT腳接地;IN腳輸入低電平,對應的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。整個顯示過程中采用動態(tài)顯示,即六位顯示器逐一輪流顯示,每位持續(xù) 1ms,10ms或 20ms之內循環(huán)一遍,刷新速度不要小于每秒三十楨。簡單易用,(兩顆電池)即可工作。 音頻輸出電路 SPY0030芯片是一個音頻驅動,其增益可以通過外部電阻(最長增益調整為20)。SPCE061A的音頻輸出采用雙通道數(shù)/模轉換DAC方式,即數(shù)字信號通過10位DAC轉換成3mA驅動的電流模擬信號輸出。 SPR4096電路圖 音頻輸出電路設計 SPCE061A內置2路10位精度的 DAC,芯片輸出的音頻信號功率較小,在報站時要求比較大的聲音,就要對芯片輸出的聲音信號進行功率放大,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。本設計使用品行模式,;VDDQ是專門為I/O供電的。SPR4096還內置了一個4K8bit的SRAM。本次設計選用SPR4096芯片。它有三個引腳,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,內含短路和熱過載保護電路,應用范圍非常廣泛。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 脈寬調制輸出管腳 BPWMO IOB8:TimerA 脈寬調制輸出管腳 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:串行接口的時鐘信號 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輸入麥克風負向輸入管腳MICP輸入麥克風正向輸入管腳 VREF2輸出電壓源 的驅動電流,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 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 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輸出麥克風電源VCM輸出AD 參考電壓(由內部 ADC 產生)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ICECLK輸入ICE 串行接口時鐘管腳ICESDA輸入輸出ICE 串行接口數(shù)據(jù)管腳TEST輸入測試模式時接高電平,正常模式時接地 GND 或懸浮ROMT輸入測試閃爍存儲器,正常模式時懸浮 NC輸入正常使用時接地 系統(tǒng)電源設計 ,,。 SPCE061A簡介 SPCE061A型單片機是凌陽科技公司推出的一款16位微處理器,具有體積小、集成度高、易擴展、可靠性高、功耗低、結構簡單、中斷處理能力強等特點,內嵌32K字閃存FLASH,處理速度高,能夠很方便的完成普通單片機的功能,尤其適應于數(shù)字語音播報和識別等應用領域,是數(shù)字語音識別與語音信號處理的理想產品,得到廣泛的應用。系統(tǒng)電路原理圖見附錄一。SPR4096能夠存儲大量語音數(shù)據(jù),符合任務書所給要求?;赟PCE061A公交報站系統(tǒng),SPCE061A芯片有語音處理能力使得系統(tǒng)設計簡化,外圍電路較少?;贕PS的公交報站系統(tǒng)用先進的衛(wèi)星定位,進站、出站自動播報站名及服務用語,準確、及時、完全不需要人工介入,實現(xiàn)了公交車報站器的完全智能化?;贛P3/U盤的公交報站系統(tǒng)能夠作為U盤與電腦連接,可自行下載報站器的播放內容,也可方便地更改播放內容,播放高品質的音樂,無報站播放時可作為MP3播放器,提高公交車服務質量。兩路10位精度的DAC,只需要外接功放(SPY0030A)即可完成語音的播放。SPCE061A作為整個系統(tǒng)的核心控制,并且負責語音的輸出。閃存電路USB接口電路LED點陣顯示電路MP3解碼及DAC電路語音輸入電路MCU功放電路鍵盤指示電路 方案一系統(tǒng)框圖 基于GPS的公交車自動報站系統(tǒng)設計方案 GPS的公交車自動報站系統(tǒng)利用GPS,通過GPS接收單元接收衛(wèi)星發(fā)送的信號確認車輛的動態(tài)位置(經度、緯度)、時間、狀態(tài)等信息,與公交線路信息庫中存儲的車站的位置進行比較,根據(jù)預先設定的距離和規(guī)則向乘客通報車站和線路的語音信息;并且能把車輛運行的詳細情況記錄下來,對公共汽車的運營狀況進行全程監(jiān)控并記錄。該列表文件可在Windows下利用記事本打開,編輯所需播放的MP3名稱。這樣通過程序的設定,公交車可通過鍵盤實現(xiàn)MP3格式聲音信號的報站以及各種信息的廣播。利用FAT16在K9F1208上實現(xiàn)文件系統(tǒng),形成一個Windows可識別訪問的64MB尋址區(qū)域。可以在顯示屏上顯示當前的時間,具有時間日期的設置功能,還可以播放音樂或廣告。這些優(yōu)點使得本方案成為制作公交報站器一種最經濟實用的選擇。因此設計一款能夠方便地更換報站信息、播放高音質語音信息的公交車報站器愈顯重要。前者成本低,但音質較差,且更改報站信息不靈活,當公交車輛臨時改道時必須重新對語音芯片編程。 目前我國公交車輛己從原有的人工語音報站發(fā)展到現(xiàn)在的自動語音報站。目錄1 系統(tǒng)總體方案 3 公交車報站器可選方案 3 設計方案的可行性分析和選擇 5 公交車報站器的硬件框圖 52 系統(tǒng)硬件設計 6 SPCE061A簡介 6 系統(tǒng)電源設計 10 語音存儲電路設計 10 音頻輸出電路設計 12 顯示電路設計 13 鍵盤電路設計 143 系統(tǒng)軟件設計 15 語音處理 15 主函數(shù)流程圖 17 初始化函數(shù) 24 語音播放的實現(xiàn) 29 更新時間 32 設置時間 33參考文獻 46謝辭 47附錄一 公交車報站器電路圖 49附錄二 公交車報站器程序 50在當今社會,即使在私家車越來越多的今天,公交車仍然是人們出行的首選,因為公交車具有方便、快捷、車票便宜等優(yōu)點。傳統(tǒng)的公交車報站主要由售票員報站,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造成了困難,另外,隨著無人售票車逐漸增多,公交車報站器就越顯得重要了。就報站語音而論,絕大多數(shù)報站裝置都采用IsD系列的語音芯片,部分報站產品也有采用最新的數(shù)字語音處理合成技術,兩者各有優(yōu)缺點。后者受信息容量、語音音質的限制,且更換信息仍需專業(yè)設備。本方案利用單片機的語音處理功能,以及其強大的處理能力,完成語音的合成技術,再配合存儲器 ,擴大存儲容量,很容就可以實現(xiàn)公交車報站器,從而為市民提供了更加人性化的服務。1 系統(tǒng)總體方案公交報站系統(tǒng)的設計要求報站系統(tǒng)可以完整地播放一條公交線路的站名。經過查閱資料,可選方案有基于MP3/U盤的公交車報站設計,基于GPS的公交車報站器系統(tǒng)設計和基于SPCE061A的公交車報站系統(tǒng)設計等. 公交車報站器可選方案 基于MP3/U盤的公交車報站設計方案 采用AT89C51SND1C單片機(內部集成MP3解碼器)作為主控CPU及解碼MP3數(shù)據(jù),實現(xiàn)對報站信息播放、點陣字符顯示、文件存儲以及用作優(yōu)盤功能時USB與PC機聯(lián)機的控制。結合USB控制器,系統(tǒng)可作為優(yōu)盤在Windows下使用,從而實現(xiàn)在Windows下對文件的管理以及數(shù)據(jù)存儲功能。列表文件在系統(tǒng)對閃存初始化時生成,。播放報站信息的同時通過16個1616的LED點陣顯示相應的播放內容。 GPS 天線電源 音頻功放CPU語音合成喇叭光耦鍵盤 方案二系統(tǒng)框圖 基于SPCE061A的公交車報站系統(tǒng)設計方案系統(tǒng)以 SPCE061A 為核心,可以劃分為鍵盤輸入、數(shù)碼管顯示、SPR4096資源存儲與語音播放等部分。SPR4096 作為語音資源的存儲介質。單片機控制系統(tǒng)語音輸出電路語音存儲電路顯示電路鍵盤電路圖 方案三系統(tǒng)框圖 設計方案的可行性分析和選擇這三種方案各有各的優(yōu)勢。但是MP3操作頁面對于司機來說太小,分散過多的注意力,實用性不夠。國內GPS語音自動報站系統(tǒng)處于試驗階段,可行性太小。另外具有一套指令系統(tǒng)和集成開發(fā)環(huán)境易學易用效率較高。 公交車報站器的硬件框圖 查閱各種相關資料,設計出公交報站系統(tǒng)。2 系統(tǒng)硬件設計硬件電路設計可以分為單片機控制系統(tǒng)設計;語音存儲電路設計;音頻輸出電路設計;顯示電路設計。 SPCE061A單片機的主要性能有:l 16位 u’nSP 微處理器 l 工作電壓(CPU)VDD 為 ~,(I/O)VDDH為 ~ l CPU時鐘:~ l 內置 2K字 SRAM l 內置 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(時鐘處于停止狀態(tài)),耗電僅為 2uA/ l 2 個16 位可編程定時器/計數(shù)器(可自動預置初始計數(shù)值) l 2 個10位 DAC(數(shù)/模轉換)輸出通道 l 32 位通用可編程輸入/輸出通道 l 14 個中斷源可來自定時器 A/B、時基、2 個外部時鐘源輸入和鍵喚醒 l 具備觸鍵喚醒的功能 l 使用凌陽音頻編碼 SACM_S480 可以播放壓縮的語音資源 l 鎖相環(huán) PLL 振蕩器提供系統(tǒng)時鐘信號 l 32768Hz 實時時鐘 l 7 通道10 位電壓模/數(shù)轉換器(ADC)和單通道聲音模/數(shù)轉換器 l 聲音模/數(shù)轉換器輸入通道內置麥克風放大器,并具有自動增益控制(AGC)功能 l 具備串行設備接口 l 具備低電壓復位功能和低電壓檢測功能 l 內置在線仿真電路接口 l 具有 WatchDog 功能 SPCE061A單片機的內部結構框圖: 圖 SPCE061A 內部結構圖 , SPCE061A引腳圖表 SPCE061A引腳功能表引腳名稱類型引腳功能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]:通過編程,可設置成喚醒管腳 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直流電壓經過7805產生5V電壓。帶散熱片時能持續(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是凌陽公司設計的電壓調整IC,采用CMOS工藝,具有靜態(tài)電流低,驅動能力強,線性調整出色等特點。 單片機電源電路 語音存儲電路設計 因為SPCE061A的FLASH只有32K字,要存放大量的語音資源,就要外擴存儲器。 SPR4096芯片簡介 SPR4096是一個高性能的4Mbit(512K8bit)FLASH,分為256個扇區(qū)(Sector),每個扇區(qū)為2KB。SPR4096內置了一個總線存儲器接口和一個串行接口,它允許單片機通過8bit并行模式或者1bit串行模式訪問FLASH/SRAM存儲區(qū)。最大讀電流為2mA。CF7為低電平時選中FLAS
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