基于gps定位的公交車(chē)自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-在線瀏覽
2024-08-07 17:46本頁(yè)面
【正文】 計(jì)，下面具體分析各種設(shè)計(jì)方案的優(yōu)缺點(diǎn)。FPGA在通信、數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡(luò)、儀器、工業(yè)控制、軍事和航空航天等眾多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。 缺點(diǎn)：用VHDL語(yǔ)言編寫(xiě)的程序很難實(shí)現(xiàn)符合這個(gè)課題的效果，在邏輯算法上也不及51單片機(jī)來(lái)得靈活。 方案二：基于AT89C51單片機(jī)設(shè)計(jì) 優(yōu)點(diǎn)：51單片機(jī)具有高效能，資源占用率低等特點(diǎn)。使用C語(yǔ)言編程可以實(shí)現(xiàn)豐富的功能，在Proteus仿真環(huán)境上也可以很好地體現(xiàn)出本設(shè)計(jì)欲達(dá)到的效果。在多任務(wù)的處理能力上根本無(wú)法與基于嵌入式操作系統(tǒng)構(gòu)架的方案同日而語(yǔ)。由于本課題屬于小型項(xiàng)目，信息處理量不大，采用FPGA的設(shè)計(jì)存在成本高，開(kāi)發(fā)過(guò)程復(fù)雜等情況，本項(xiàng)目并不能發(fā)揮出這些芯片的強(qiáng)大功能。選用ATMEM公司的AT89C51作為控制芯片，成本低，開(kāi)發(fā)周期短，配合各種專用芯片的使用能夠?qū)崿F(xiàn)豐富的功能。本論文主要考慮了兩種語(yǔ)音芯片，ISD1700S語(yǔ)音芯片和OTP語(yǔ)音芯片，并且對(duì)它們做了分析比較。該芯片提供多項(xiàng)新功能，包括內(nèi)置專利的多信息管理系統(tǒng)，新信息提示（vAlert）,雙運(yùn)作模式（獨(dú)立amp。芯片內(nèi)部包含有自動(dòng)增益控制、麥克風(fēng)前置擴(kuò)大器、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)線路、振蕩器與內(nèi)存等的全方位整合系統(tǒng)功能。 可錄、放音十萬(wàn)次，存儲(chǔ)內(nèi)容可以斷電保留一百年 216。 可處理多達(dá) 255 段以上信息 216。 多種采樣頻率對(duì)應(yīng)多種錄放時(shí)間 216。 工作電壓：－，最高不能超過(guò)6V 216。 工作電流:20mA 可利用振蕩電阻來(lái)自定芯片的采樣頻率，從而決定芯片的錄放時(shí)間和錄放音質(zhì)，而芯片的采樣率可以通過(guò)外部振蕩電阻來(lái)調(diào)節(jié)方案二：語(yǔ)音芯片OTPOTP可以PWM直接驅(qū)動(dòng)喇叭，也可以通過(guò)三極管放大后驅(qū)動(dòng)喇叭，TGTG2只能作為輸入觸發(fā)端（和正電源導(dǎo)通時(shí)，觸發(fā)語(yǔ)音播放）另外的TG1TG12既可以作為輸入觸發(fā)端，也可以作為輸出驅(qū)動(dòng)端，可以選擇播放語(yǔ)音時(shí)TG11/TG12輸出1HZ閃光、3HZ閃光、6HZ閃光或者常亮模式，這樣就能實(shí)現(xiàn)在播放語(yǔ)音的同時(shí)LED閃光或者執(zhí)行其他動(dòng)作，如電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)等。 性能高度集成外圍無(wú)需任何元件,只需一個(gè)104濾波電容。 體積超小有DIP8，SOP8兩種封裝方便客戶使用、低電壓供電，靜態(tài)基本不耗電。 音質(zhì)效果好，音量大216。 批量?jī)r(jià)格具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì),交貨周期短7天。 輸出方式有PWM ，DSK驅(qū)動(dòng)喇叭。方案一采用ISD1700 系列芯片具有優(yōu)質(zhì)語(yǔ)音錄放功能，芯片內(nèi)部包含有自動(dòng)增益控制、麥克風(fēng)前置擴(kuò)大器、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)線路、振蕩器與內(nèi)存等的全方位整合系統(tǒng)，具有更大的靈活性和更低的成本，能夠充分發(fā)揮單片機(jī)的效能。第三章 系統(tǒng)的硬件研究與設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件電路主要包括按鍵電路，JHD162A液晶顯示電路，ISD1700S音頻輸出電路和GPS模塊接口電路。AT89C51單片機(jī)的時(shí)鐘電路可以由三種方式構(gòu)成，即內(nèi)部時(shí)鐘方式、有源晶振方式和外部時(shí)鐘信號(hào)方式。電路如圖31所示復(fù)位電路主要完成系統(tǒng)的上電自動(dòng)復(fù)位和系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)用戶的手動(dòng)按鍵復(fù)位功能。經(jīng)實(shí)踐使用證明，其復(fù)位邏輯穩(wěn)定、可靠。圖31單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖 JHD162A液晶顯示電路為了能方便直觀的了解到當(dāng)前地段的站名和信息，顯示的內(nèi)容主要為16字符x 2行，字符點(diǎn)陣為5 x 8點(diǎn)，采用的驅(qū)動(dòng)方式為1/16D。設(shè)計(jì)電路圖如圖32所示。本系統(tǒng)兼有按鍵操作功能：按下 REC 鍵，/REC 管腳電平變低后開(kāi)始錄音，直到松開(kāi)按鍵使電平拉高或者芯片錄滿時(shí)結(jié)束。（2）放音操作：放音操作有兩種模式，分別是邊沿觸發(fā)和電平觸發(fā)，都由/PLAY 管腳觸發(fā)?？爝M(jìn)操作用來(lái)將播放指針移向下一段語(yǔ)音信息。圖33 ISD1700S音頻電路圖 GPS模塊接口電路由于電源電壓要求為+177。由于該模塊無(wú)需初始化，上電后模塊即可自動(dòng)接收和發(fā)送定位數(shù)據(jù)，故不需要對(duì)其進(jìn)行控制操作，即系統(tǒng)不必向GPS模塊發(fā)出控制指令。具體硬件接口電路如圖34所示：圖34 GPS模塊接口電路 系統(tǒng)整體電路圖系統(tǒng)主要通過(guò)單片機(jī)AT89C51處理：GPS模塊接口電路，按鍵電路，ISD1700S音頻輸出電路以及JHD162A液晶顯示電路。系統(tǒng)總體硬件設(shè)計(jì)電路如圖35所示。在本系統(tǒng)中，主要設(shè)計(jì)了主程序的流程圖，語(yǔ)音模塊子程序流程圖，并且簡(jiǎn)單的分析了各程序的運(yùn)行流程。程序初始化后，系統(tǒng)出現(xiàn)開(kāi)機(jī)界面，液晶顯示頻顯示下一站站名。程序接收到信息后語(yǔ)音將自動(dòng)播報(bào)到站信息，液晶顯示頻顯示下一站，下車(chē)的指示燈亮。主程序流程圖41所示。流程圖如圖42所示開(kāi)機(jī)界面P25輸出一個(gè)負(fù)脈沖，語(yǔ)音芯片內(nèi)部指針指向本站點(diǎn)語(yǔ)音段頭 P26輸出一個(gè)負(fù)脈沖，播放當(dāng)前指針指向的語(yǔ)音段 結(jié)束收到信號(hào)開(kāi)始是否接收信號(hào)？是否播報(bào)語(yǔ)音信息？NYY圖42 語(yǔ)音模塊流程圖 JHD162A液晶顯示子程序JHD162A液晶顯示子程序主要通過(guò)接收主程序發(fā)出的信號(hào)，將其設(shè)置輸入為模式子函數(shù)形式，并初始化LCD子函數(shù)，顯示定位子函數(shù)，顯示字符子函數(shù)，站點(diǎn)信息設(shè)置及調(diào)用，最后顯示站名信息。開(kāi)機(jī)界面顯示站名信息接收信號(hào)設(shè)置輸入模式子函數(shù)LCD_SetInput()初始化LCD子函數(shù)LCD_Initial()顯示定位子函數(shù)GotoXY()站點(diǎn)信息設(shè)置及調(diào)用結(jié)束顯示字符子函數(shù)開(kāi)始是否初始化LCD？YN圖43 JHD162A液晶顯示流程圖第五章 系統(tǒng)校驗(yàn)軟件的調(diào)試主要使用的是Proteus集成開(kāi)始環(huán)境和Keil 軟件。編譯后調(diào)試運(yùn)行，生成HEX文件后直接燒寫(xiě)到AT89C51芯片中，進(jìn)行系統(tǒng)的軟件仿真。 GPS接收端收到信號(hào)后會(huì)從高點(diǎn)平跳變?yōu)橐粋€(gè)持續(xù)的低電平直到信號(hào)消失，由于Proteus里沒(méi)有語(yǔ)音器件所以用開(kāi)關(guān)來(lái)替代。 D1：播放 燈亮說(shuō)明/PLAY使能，模擬按鍵開(kāi)關(guān)的負(fù)脈沖 216。 216。 216。在每個(gè)SIGNAL信號(hào)的下降沿跳變顯示下一站站名，否則保持不變。 這期間可分為三段。 T1:公交車(chē)從接收到信號(hào)到?？康秸?216。 T3：馳離公交站，信號(hào)消失 216。然后D3指示燈亮。 T2期間，指示燈D3保持亮的狀態(tài)。 216。當(dāng)系統(tǒng)開(kāi)機(jī)時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入初始化界面。圖51 系統(tǒng)初始化界面系統(tǒng)接收到GPS發(fā)送的信息后，單片機(jī)P25端口輸出一個(gè)負(fù)脈沖信號(hào)，語(yǔ)音芯片內(nèi)部指針指向本站點(diǎn)語(yǔ)音段頭，語(yǔ)音芯片指針下移一位，此時(shí)控制開(kāi)關(guān)閉合LED2BLUE燈亮。公交車(chē)?yán)^續(xù)向前行駛，根據(jù)GPS定位系統(tǒng)向單片機(jī)輸入信息，液晶顯示下一站站名更新，即“JuYuan Z”，待公交車(chē)?？空军c(diǎn)后，LED燈滅。全球定位系統(tǒng)GPS已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。利用GPS實(shí)現(xiàn)公交車(chē)的智能報(bào)站，大大減少駕駛員的工作量，提高公交車(chē)運(yùn)行過(guò)程中的安全系數(shù)，是公交智能化的重大改進(jìn)。提出了以AT89C51單片機(jī)作為主控制器的硬件總體設(shè)計(jì)方案，語(yǔ)音報(bào)站和信息顯示同步。分析設(shè)計(jì)了各部分電路，包括液晶顯示電路、音頻輸出電路及按鍵電路，GPS接口電路等，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)硬件電路的功能。研究分析了系
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