【正文】 ； 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。 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(mén)控公交車報(bào)站器，將開(kāi)門(mén)、關(guān)門(mén)時(shí)轉(zhuǎn)換信號(hào)和語(yǔ)音報(bào)站器連接，開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)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。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)。 為GPS 語(yǔ)音報(bào)站系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖。 語(yǔ)音報(bào)站系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖。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)。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。串口通信能夠及時(shí)處理GPS接受到得經(jīng)緯度信息。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。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。 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)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(pán)控制模塊組成。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)。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) ~ (I/O) ~ ?? 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。 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。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。 SPCE061A單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖。，接SPCE061A的5575腳；VDDP為PLL鎖相環(huán)電源，接SPCE061A的7腳；VDD和VDDA分別為數(shù)字電源與模擬電源，分別接SPCE061A的15腳和36腳；AVSS1是模擬地，接SPCE061A的24腳；VSS是數(shù)字地，接SPCE061A的38腳；AVSS2接音頻輸出電路的AVSS2?？梢燥@示84行1616點(diǎn)陣的漢字. ?；咎匦约肮δ?（1）、低電源電壓（VDD:++）（2）、顯示分辨率:12864點(diǎn) （3）、內(nèi)置漢字字庫(kù)，提供8192個(gè)1616點(diǎn)陣漢字(簡(jiǎn)繁體可選) （4）、內(nèi)置 128個(gè)168點(diǎn)陣字符 （5）、2MHZ時(shí)鐘頻率 （6）、顯示方式：STN、半透、正顯 （7）、驅(qū)動(dòng)方式：1/32DUTY，1/5BIAS （8）、視角方向：6點(diǎn) （9）、背光方式：側(cè)部高亮白色LED，功耗僅為普通LED的1/5—1/10 （10）、通訊方式：串行、并口可選 （11）、內(nèi)置DCDC轉(zhuǎn)換電路，無(wú)需外加負(fù)壓 （12）、無(wú)需片選信號(hào)，簡(jiǎn)化軟件設(shè)計(jì)（13）、工作溫度: 0℃ +55℃ ,存儲(chǔ)溫度: 20℃ +60℃。 =1時(shí)才能對(duì)模塊進(jìn)行內(nèi)部操作,=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。 字型產(chǎn)生ROM（CGROM）提供8192個(gè)此觸發(fā)器是用于模塊屏幕顯示開(kāi)和關(guān)的控制。DFF 的狀態(tài)是指令DISPLAY ON/OFF和RST信號(hào)控制的?！?字型產(chǎn)生RAM(CGRAM)● 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(xiě)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。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。 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。并且SPR4096可以直接與SPCE061A單片機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)SPCE061A單片機(jī)存儲(chǔ)空間的擴(kuò)展。內(nèi)嵌512K8位高性能Flash存儲(chǔ)器同時(shí)內(nèi)嵌4K8位SRAM。在SPR4096芯片中，使用兩種電源供電，VDDI與VDDQ。只給I/O口供電。這里采用SPR4096的串行接口模式工作，CF02接低電平，CF7接低電平。全球定位系統(tǒng)(Global Positioning SystemGPS)是美國(guó)從20世紀(jì)70年代開(kāi)始研制，歷時(shí)20年，耗資300億美元，于1994年全面建成，為高精度導(dǎo)航和定位而研制的全球被動(dòng)式無(wú)線電衛(wèi)星系統(tǒng)，是集成無(wú)線電導(dǎo)航、定位和定時(shí)于一體的多功能系統(tǒng)。不受天氣的影響。功能多，應(yīng)用廣：　 隨著人們對(duì)GPS認(rèn)識(shí)的加深，GPS不僅在測(cè)量，導(dǎo)航，測(cè)速，測(cè)時(shí)等方面得到更廣泛的應(yīng)用，而且其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。如圖所示，假設(shè)t時(shí)刻在地面待測(cè)點(diǎn)上安置GPS接收機(jī)，可以測(cè)定GPS信號(hào)到達(dá)接收機(jī)的時(shí)間△t，再加上接收機(jī)所接收到的衛(wèi)星星歷等其它數(shù)據(jù)可以確定以下四個(gè)方程式：上述四個(gè)方程式中待測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)x、 y、 z 和Vto為未知參數(shù)，其中di=c△ti (i=4)?！　　鱰i (i=4) 分別為衛(wèi)星衛(wèi)星衛(wèi)星衛(wèi)星4的信號(hào)到達(dá)接收機(jī)所經(jīng)歷的時(shí)間?！　∷膫€(gè)方程式中各個(gè)參數(shù)意義如下：　　x、y、z 為待測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)的空間直角坐標(biāo)?！　t i (i=4) 分別為衛(wèi)星衛(wèi)星衛(wèi)星衛(wèi)星4的衛(wèi)星鐘的鐘差，由衛(wèi)星星歷提供。由以上四個(gè)方程即可解算出待測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)x、y、z 和接收機(jī)的鐘差Vto 。 24顆衛(wèi)星均勻分布在6個(gè)軌道平面內(nèi)，軌道傾角為55度，各個(gè)軌道平面之間相距60度， 即軌道的升交點(diǎn)赤經(jīng)各相差60度。 在兩萬(wàn)公里高空的GPS衛(wèi)星，當(dāng)?shù)厍驅(qū)阈莵?lái)說(shuō)自轉(zhuǎn)一周時(shí)，它們繞地球運(yùn)行二周， 即繞地球一周的時(shí)間為12恒星時(shí)。位于地平線以上的衛(wèi)星顆數(shù)隨著時(shí)間和地點(diǎn)的不同而不同，最少可見(jiàn)到4顆， 最多可見(jiàn)到11顆。這4顆衛(wèi)星在觀測(cè)過(guò)程中的幾何位置分布對(duì)定位精度有一定的影響。但這種 時(shí)間間隙段是很短暫的，并不影響全球絕大多數(shù)地方的全天候、高精度。地面監(jiān)控系統(tǒng) 對(duì)于導(dǎo)航定位來(lái)說(shuō)，GPS衛(wèi)星是一動(dòng)態(tài)已知點(diǎn)。每顆GPS衛(wèi)星所播發(fā)的星歷，是由地面監(jiān)控系統(tǒng)提供的。地面監(jiān)控系統(tǒng) 另一重要作用是保持各顆衛(wèi)星處于同一時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)—GPS時(shí)間系統(tǒng)。然后由地面注入站發(fā)給衛(wèi)星，衛(wèi)星再由導(dǎo)航電文發(fā)給用戶設(shè)備。GPS信號(hào)接收機(jī) GPS 信號(hào)接收機(jī)的任務(wù)是：能夠捕獲到按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測(cè)衛(wèi)星的信號(hào)， 并跟蹤這些衛(wèi)星的運(yùn)行，對(duì)所接收到的GPS信號(hào)進(jìn)行變換、放大和處理，以便測(cè)量出GPS信號(hào)從衛(wèi)星 到接收機(jī)天線的傳播時(shí)間，解譯出GPS衛(wèi)星所發(fā)送的導(dǎo)航電文，實(shí)時(shí)地計(jì)算出測(cè)站的三維位置， 位置，甚至三維速度和時(shí)間。而動(dòng)態(tài)定位則是用GPS接收機(jī)測(cè)定一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)行軌跡。載體上 的GPS接收機(jī)天線在跟蹤GPS衛(wèi)星的過(guò)程中相對(duì)地球而運(yùn)動(dòng)，接收機(jī)用GPS信號(hào)實(shí)時(shí)地 測(cè)得運(yùn)動(dòng)載體的狀態(tài)參數(shù)（瞬間三維位置和三維速度）。GPS接收機(jī)根據(jù)NMEA0183協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，將位置、速度等信息通過(guò)串口傳送到PC機(jī)、PDA等設(shè)備。NMEA0183協(xié)議定義的語(yǔ)句非常多，但是常用的或者說(shuō)兼容性最廣的語(yǔ)句只有$GPGGA、$GPGSA、$GPGSV、$GPRMC、$GPVTG、$GPGLL等（）。 信息簡(jiǎn)稱序號(hào)命令說(shuō)明最大幀長(zhǎng)1$GPGGA全球定位數(shù)據(jù)722$GPGSA衛(wèi)星PRN數(shù)據(jù)653$GPGSV衛(wèi)星狀態(tài)信息2104$GPRMC運(yùn)輸定位數(shù)據(jù)705$GPVTG地面速度信息346$GPGLL大地坐標(biāo)信息7$GPZDAUTC時(shí)間和日期注：發(fā)送次序$PZDA、$GPGGA、$GPGLL、$GPVTG、$GPGSA、$GPGSV*$GPRMC協(xié)議幀總說(shuō)明：該協(xié)議采用ASCII碼，其串行通信默認(rèn)參數(shù)為：波特率=4800bps，數(shù)據(jù)位=8bit，開(kāi)始位=1bit，停止位=1bit，無(wú)奇偶校驗(yàn)。）CRLF——CR（Carriage Return） + LF（Line Feed）幀結(jié)束，回車和換行①、位置信息（GGA） $GPGGA、M, 112*hhCRLF 1UTC時(shí)間，hh mm ss格式（定位它的） 2經(jīng)度dd mm mmmm 格式（非0） 3經(jīng)度方向 N或S 4緯度ddd mm mmmm 格式（非0） 5緯度方向E或W 6GPS狀態(tài)批示0—未定位 1—無(wú)差分定位信息 2—帶差分定位信息 7使用衛(wèi)星號(hào)（00~08） 8精度百分比 9海平面高度 10*大地隨球面相對(duì)海平面的高度 11差分GPS信息 12差分站ID號(hào) 0000123②、GPS DOP 和活動(dòng)衛(wèi)星 $GPGSA、*hhCRLF 1模式M—手動(dòng)，A—自動(dòng) 2當(dāng)前狀態(tài) 1—無(wú)定位信息，2—2D 3—3D 3PRN號(hào)01~32 4位置精度 5垂直精度 6水平精度③、當(dāng)前GPS衛(wèi)星狀態(tài)（GSV） $GPGSV、77*hhCRLF 1GSV語(yǔ)句的總數(shù)目 2當(dāng)前GSV語(yǔ)句數(shù)目 3顯示衛(wèi)星的總數(shù)目00~12 4衛(wèi)星的PRV號(hào)星號(hào) 5衛(wèi)星 仰角 6衛(wèi)星 旋角 7信噪比 語(yǔ)句共兩條，第條最多包括4顆星的處所。 2當(dāng)前歷書(shū)數(shù)20這個(gè)字段可為空或任意值； 3衛(wèi)星PRN數(shù)不清0到32 4GPS星歷數(shù) 5SV狀態(tài)，每個(gè)歷書(shū)的1724位 6離心率 7星歷參考時(shí)間 8傾角 9上升速率 10半軸 11近地點(diǎn)的末端 12節(jié)經(jīng)度 13近點(diǎn)離角 14Afo 時(shí)間參數(shù) 15 Af1 時(shí)間參數(shù) hh：語(yǔ)句末端的hh為該語(yǔ)句的校檢符，應(yīng)由用戶計(jì)算送給GPS 25板，計(jì)算規(guī)則為：“S”后的所有字節(jié)的8個(gè)計(jì)，每4個(gè)組成一個(gè)BCD碼（A、B、C等應(yīng)用大寫(xiě)）。 GPS型號(hào)選擇本系統(tǒng)采用GPS模塊GS87，GPS模塊GS87是一個(gè)高效能、低耗電的智能型衛(wèi)星接收模塊或稱做衛(wèi)星接收引擎，它采用美國(guó)瑟孚SiRF star III 公司所設(shè)計(jì)的第三代衛(wèi)星定位接收芯片，是一個(gè)完整的衛(wèi)星定位接收器具備全方位功能，能滿足專業(yè)定位的嚴(yán)格要求與個(gè)人消費(fèi)需求。：采用SiRF第三代高效能芯片高靈敏度、低耗電量芯片STAR III。具備