单片机的公交自动报站系统
摘 要本文以公交自动报站为研究核心，经过了资料查阅、器件对比选择、软硬件设计以及调试等过程，最终设计了一款能够实现对公交入站自动播报并且能够对内温度实时检测显示功能的公交自动报站控制系统，本系统突破了目前市面上相关产品的高价格弊端，在主控上使用了51单片机来担任主控核心，不但使得成本大大降低，更是将系统的功耗特性以及使用性能得到大大提升。在软硬件设计上，本文以先搭建硬件系统后进行软件程序代码编写的顺序进行设计，通过Protel、Keil以及Visio等软件平台的辅助，大大加快了毕业设计的进程，最终经过了大量的试验验证以及改进优化，本系统实现了预期拟设的所有功能指标。
目录
一、 引言 1
（一） 公交自动报站控制系统的发展背景 1
（二） 公交自动报站系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） 主控器的选取 3
（二） STC89C51单片机简介 4
（三） DS18B20温度传感器介绍 5
（四） SC8035语音芯片电路设计 5
（五） LCD1602型液晶屏介绍 6
三、 硬件系统设计 8
（一） 公交自动报站系统的系统原理框图设计 8
（二） STC89C51单片机最小系统设计 8
1. 晶振电路设计 8
2. 复位电路设计 9
（三） 车厢温度检测电路设计 9
（四） 站台信息播报电路设计 10
（五） 液晶屏电路设计 10
（六） 按键电路 11
四、 软件系统设计 12
（一） 公交自动报站系统的软件工作流程设计 12
（二） DS18B20温度传感器工作流程设计 13
（三） 语音芯片驱动流程设计 14
（四） 液晶屏显示流程设计 14
1. 写指令流程 14
2. 写数据流程 15
硬件调试与安装 16
（五） 实物展示 16
（六） 问题总结 17
总结 18<
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
br /> 参考文献 19
致谢 20
附录一原理图 21
附录二 PCB图 22
附录三元件列表 23
附录四 实物图 24
附录五 程序 25
引言
公交自动报站控制系统的发展背景
公交自动报站控制系统就是指一种内部嵌入单片机等微处理器作为主控芯片，在单片机片外搭配高清晰度真人语音芯片、液晶屏、按键、报警器以及某些无线收发模块，这些系统所表现出的特点往往是以单片机作为核心部分，在软件上以SPI、IIC或者串口等一些典型接口进行相互之间数据收发。本课题将要设计的这种公交自动报站控制系统主要为了完成公交进站后能够自动进行报站并且对车厢内环境的温度检测显示等功能，能够实现这种功能的系统或者机械结构在很早以前就已经出现了，较早期的公交自动报站系统在组成上以机械结构占据主要部分，在功能的实现上也主要是以机械结构来实现的，随着电子技术逐渐发展后，设计者将一些简易的电子功能融入到传统公交自动报站系统中，虽然这些功能在实现难度上非常容易，但是诸如自动报站、智能监控以及公安联网等功能的加入，使得传统公交自动报站系统更加具有实用性，使用者在用这种传统公交自动报站系统时能够得到更高的使用体验感，因此设计者们意识到这一趋势之后，不断将当时较为先进的电子技术和成熟控制技术嵌入到传统公交自动报站系统内部。在二十世纪后半页半导体技术和单片机技术实现大发展后，传统公交自动报站系统迎来了发展的新契机，单片机丰富的控制方式和成熟的控制性能得到了设计师的一致好评，这一时机的公交自动报站系统设计人员纷纷将单片机控制系统进行嵌入，通过将集成式语音播报芯片、高性能无线通信模块、GSM模块等模块的搭配，实现了智能监控以及公安联网等新型智能功能。上世纪七十年代后期集成传感器技术的成熟为新型公交自动报站控制系统的发展注入了新鲜的血液，这些外型小巧、测量灵敏的传感器探头往往能够按照被测对象的变化而按规律输出相应能够被测量到的电压/电流信号，通过单片机等微处理器与集成传感器的搭配，是实现更高性能公交自动报站系统的最佳搭配。
公交自动报站系统的国内外发展现状
公交自动报站控制系统在我国的研究起步期相对较晚，其开始时间大约可以追溯到二十世纪初，当时单片机控制系统在国内飞速普及后，使得国内一些技术从业人员开始将目光对准了将单片机系统嵌入到公交自动报站控制系统内部，国内的相关技术人员不断从国外一些先进的成熟系统中进行学习，在此基础上能够实现一些简单的开环控制系统，但是对于公交自动报站系统的复杂控制，相对于当时国外一些发达国家还有一定的差距。目前国内外对于公交自动报站控制系统的研究仍旧处于一种热情的状态，由于微处理器技术不断发展，这在很大程度上不断促进公交自动报站系统向前发展，得益于微处理器的处理速度、处理性能、生产成本以及稳定性的逐渐提升，使得公交自动报站系统也在不断提高其性价比。
本文主要研究内容
1、本次论文结构安排如下：
第一章为论文设计的绪论部分，对公交自动报站系统的发展背景以及发展现状做了简要介绍，并通过将国内外相关企业、研究小组对该系统的实现程度进行了对比，最终确立了本文的研究目标和指标。
第二章对控制系统的总体设计方案进行了设计，主要对控制系统所使用的控制器、液晶屏、传感器以及其他一些所需器件进行了简要介绍，为下文的软硬件电路设计做了铺垫。
第三章为公交自动报站控制系统的硬件电路设计章节，对51单片机最小系统以及外围电路的详细原理图进行了设计。
第四章为公交自动报站控制系统的软件部分设计，通过对主程序以及子程序的流程图分析来描述系统的设计思路。
2、公交自动报站系统将实现如下的目标和功能：
（1）以STC89C51单片机作为主控芯片，将设计其最小系统电路，包括复位电路以及晶振电路；
（2）报站语音产生方式将通过高清晰度OTP型真人语音播报芯片来实现，将播报内容烧录到芯片内部，通过单片机的控制实现语音内容的输出；
（3）公交车厢内环境温度检测将通过集成式温度传感器来实现，配置DS18B20温度传感器电路，通过该传感器将环境温度进行采集并声称数字信号送入单片机；
（4）站台信息以及温度等参数信息将通过高清晰度液晶屏进行显示，配置LCD1602液晶屏电路，通过STC89C51单片机的驱动，实现显示界面的刷新；
方案选择及元器件介绍
主控器的选取
对于主控器的选择主要结合了主控芯片性能、成本以及自身的使用经历等多方面因素，通过这些因素的权衡最终来决定本系统选用的主控器芯片，在进过了预期的筛选和对比后，最终选出了ATMEL公司的AT89C51单片机和德州仪器公司的TMS320F28335型DSP作为最终的考虑对象，由于这两款主控器芯片对于本文所设计的系统来说都具有足够的适合性，因此下面对这两款芯片分别作介绍。
目录
一、 引言 1
（一） 公交自动报站控制系统的发展背景 1
（二） 公交自动报站系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） 主控器的选取 3
（二） STC89C51单片机简介 4
（三） DS18B20温度传感器介绍 5
（四） SC8035语音芯片电路设计 5
（五） LCD1602型液晶屏介绍 6
三、 硬件系统设计 8
（一） 公交自动报站系统的系统原理框图设计 8
（二） STC89C51单片机最小系统设计 8
1. 晶振电路设计 8
2. 复位电路设计 9
（三） 车厢温度检测电路设计 9
（四） 站台信息播报电路设计 10
（五） 液晶屏电路设计 10
（六） 按键电路 11
四、 软件系统设计 12
（一） 公交自动报站系统的软件工作流程设计 12
（二） DS18B20温度传感器工作流程设计 13
（三） 语音芯片驱动流程设计 14
（四） 液晶屏显示流程设计 14
1. 写指令流程 14
2. 写数据流程 15
硬件调试与安装 16
（五） 实物展示 16
（六） 问题总结 17
总结 18<
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
br /> 参考文献 19
致谢 20
附录一原理图 21
附录二 PCB图 22
附录三元件列表 23
附录四 实物图 24
附录五 程序 25
引言
公交自动报站控制系统的发展背景
公交自动报站控制系统就是指一种内部嵌入单片机等微处理器作为主控芯片，在单片机片外搭配高清晰度真人语音芯片、液晶屏、按键、报警器以及某些无线收发模块，这些系统所表现出的特点往往是以单片机作为核心部分，在软件上以SPI、IIC或者串口等一些典型接口进行相互之间数据收发。本课题将要设计的这种公交自动报站控制系统主要为了完成公交进站后能够自动进行报站并且对车厢内环境的温度检测显示等功能，能够实现这种功能的系统或者机械结构在很早以前就已经出现了，较早期的公交自动报站系统在组成上以机械结构占据主要部分，在功能的实现上也主要是以机械结构来实现的，随着电子技术逐渐发展后，设计者将一些简易的电子功能融入到传统公交自动报站系统中，虽然这些功能在实现难度上非常容易，但是诸如自动报站、智能监控以及公安联网等功能的加入，使得传统公交自动报站系统更加具有实用性，使用者在用这种传统公交自动报站系统时能够得到更高的使用体验感，因此设计者们意识到这一趋势之后，不断将当时较为先进的电子技术和成熟控制技术嵌入到传统公交自动报站系统内部。在二十世纪后半页半导体技术和单片机技术实现大发展后，传统公交自动报站系统迎来了发展的新契机，单片机丰富的控制方式和成熟的控制性能得到了设计师的一致好评，这一时机的公交自动报站系统设计人员纷纷将单片机控制系统进行嵌入，通过将集成式语音播报芯片、高性能无线通信模块、GSM模块等模块的搭配，实现了智能监控以及公安联网等新型智能功能。上世纪七十年代后期集成传感器技术的成熟为新型公交自动报站控制系统的发展注入了新鲜的血液，这些外型小巧、测量灵敏的传感器探头往往能够按照被测对象的变化而按规律输出相应能够被测量到的电压/电流信号，通过单片机等微处理器与集成传感器的搭配，是实现更高性能公交自动报站系统的最佳搭配。
公交自动报站系统的国内外发展现状
公交自动报站控制系统在我国的研究起步期相对较晚，其开始时间大约可以追溯到二十世纪初，当时单片机控制系统在国内飞速普及后，使得国内一些技术从业人员开始将目光对准了将单片机系统嵌入到公交自动报站控制系统内部，国内的相关技术人员不断从国外一些先进的成熟系统中进行学习，在此基础上能够实现一些简单的开环控制系统，但是对于公交自动报站系统的复杂控制，相对于当时国外一些发达国家还有一定的差距。目前国内外对于公交自动报站控制系统的研究仍旧处于一种热情的状态，由于微处理器技术不断发展，这在很大程度上不断促进公交自动报站系统向前发展，得益于微处理器的处理速度、处理性能、生产成本以及稳定性的逐渐提升，使得公交自动报站系统也在不断提高其性价比。
本文主要研究内容
1、本次论文结构安排如下：
第一章为论文设计的绪论部分，对公交自动报站系统的发展背景以及发展现状做了简要介绍，并通过将国内外相关企业、研究小组对该系统的实现程度进行了对比，最终确立了本文的研究目标和指标。
第二章对控制系统的总体设计方案进行了设计，主要对控制系统所使用的控制器、液晶屏、传感器以及其他一些所需器件进行了简要介绍，为下文的软硬件电路设计做了铺垫。
第三章为公交自动报站控制系统的硬件电路设计章节，对51单片机最小系统以及外围电路的详细原理图进行了设计。
第四章为公交自动报站控制系统的软件部分设计，通过对主程序以及子程序的流程图分析来描述系统的设计思路。
2、公交自动报站系统将实现如下的目标和功能：
（1）以STC89C51单片机作为主控芯片，将设计其最小系统电路，包括复位电路以及晶振电路；
（2）报站语音产生方式将通过高清晰度OTP型真人语音播报芯片来实现，将播报内容烧录到芯片内部，通过单片机的控制实现语音内容的输出；
（3）公交车厢内环境温度检测将通过集成式温度传感器来实现，配置DS18B20温度传感器电路，通过该传感器将环境温度进行采集并声称数字信号送入单片机；
（4）站台信息以及温度等参数信息将通过高清晰度液晶屏进行显示，配置LCD1602液晶屏电路，通过STC89C51单片机的驱动，实现显示界面的刷新；
方案选择及元器件介绍
主控器的选取
对于主控器的选择主要结合了主控芯片性能、成本以及自身的使用经历等多方面因素，通过这些因素的权衡最终来决定本系统选用的主控器芯片，在进过了预期的筛选和对比后，最终选出了ATMEL公司的AT89C51单片机和德州仪器公司的TMS320F28335型DSP作为最终的考虑对象，由于这两款主控器芯片对于本文所设计的系统来说都具有足够的适合性，因此下面对这两款芯片分别作介绍。
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