【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