单片机的公交车自动报站系统的设计
目录
引言 1
一、系统硬件元器件选择 1
（一）单片机 2
（二）LCD显示器 3
（三）时钟芯片 4
（四）语音芯片 4
二、系统硬件电路设计 5
（一）单片机最小系统 5
（二）语音提示电路 6
（三）时钟芯片电路 6
（四）液晶显示电路 7
（五）键盘接口电路 8
三、系统软件设计 8
（一）主程序流程图 8
（二）液晶显示程序设计 8
（三）DS1302时钟程序设计 10
（四）语音播报程序设计 11
四、系统仿真 11
（一）仿真软件介绍 11
（二）系统仿真 11
总结 13
参考文献 14
致谢 15
附录一 电路原理图 16
附录二 PCB图 17
附录三 主程序 18
引言
现如今公交车是居民出行的必不可少的交通方式，其的方便快捷性在城市生活中是必不可缺的。高速、方便、快捷的交通系统为了该地的所有居民都提供了极大的便利。随之诞生的公交站台播报系统也是必不可少的，它为了减少无谓的人流量、便利人们的出行做出了极大的贡献。
公交车站台播报系统从一开始的人工报站发展自如今的半自动报站。所谓的人工报站就是由乘务人员进行报站，这种方法很快便遭到了废弃。后来的半自动报站是由驾驶员手动按按钮而进行站台的播报，这种方法很明显解决了人工报站的不便之处，但是也有很多的不足之处，比如它的报站具有不准确性，因为毕竟是由人工控制的，会出现驾驶员遗忘或者按错的可能性，这样就会漏报或者连 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
续播报好几个站名的情况，这样就会对从外地来的游客人们造成一个很坏的印象。同时驾驶员要一边注意行驶安全，一边也要注意操作系统，这样就会给行车安全带来隐患。还有一种无线信标语音报站器，它是在每个站台都设置一个无线发射信标点，在公交汽车接近时会接受到它发出来的信号，而在车内广播播出该站台的名字。这种方法造价高昂，并且在多辆公交车之间会造成互相干扰，故应用不广泛。
目前我国大多数城市的私家车数量已经接近饱和，这不止给该城市的出行带来严重的压力，同时也加剧了该城市的空气污染。鉴于此，大力发展城市公交系统是解决城市拥堵的主要措施，为了达到给市民福利，同时也减轻政府的财政压力，而传统的交通系统较难达到这些要求。
本论文所提出的公交站台报站系统，即为公交车在进站时自动在液晶显示屏上显示出相应的站台名称等信息，并且自动播报站台名称。
一、系统硬件元器件选择
当本系统开始语音录入时，语音录入电路会获取到提供给它的语音信息，并且把该语音信息输送给语音芯片。而语音芯片会把这个语音信息数字化，一个语音库的设置，就是把数字化的语音信息给保存到存储芯片中。当需要播报语音的时候，系统就会从存储芯片中提取出数字语音信息，合成模拟语音信息，经过语音输出电路播出语音。同时，单片机读出系统所给出的信息，在显示屏上显示出预先设置好的文字。根据汽车到达的一个车站，司机通过键盘来运行系统工作的原理，系统组成结构如图1所示：
图1系统硬件结构
（一）单片机
MCS-51系列单片机是一个高端的8位单片机，由美国英特尔在1980推出的。这种单芯片以其稳定的性能，高性价比和良好的相容性，被广泛应用于各个领域，中国是目前使用这种单片机最广泛的国家。本系统使用89C51单片机。
l 内部结构
在单片机内部，是由一个CPU和八个外围芯片组成，它们由同一根且唯一的总线连接。这九个部分分别为：1个8位的中央处理器，4KB/8KB程序寄存器，128B/256B的数据寄存器，32条I/O接口线，中断控制逻辑，定时器控制逻辑，串行接口控制逻辑，21个专用寄存器和片内振荡器及时钟电路。
l 外部引脚
MCS-51单片机都采用了40只引脚的双列直插这种封装的方式，如下图2所示。
图2 89C51外部引脚图
表1 89C51引脚功能图
电源引脚（2根） Vss（20脚）：接地。
Vcc（40脚）接+5V电源。
外接晶体振荡器引脚2根（ XTAL1,XTAL2） XTAL1(18脚)：接外部晶体或者外部时钟引脚的介绍。
XTAL2（19脚）：接外部石英晶体的引脚或者引入外部时钟。
控制引脚（4根） RST/Vpp（9脚）：复位信号引脚。
ALE/PROG（30脚）：地址锁存允许信号。
PSEN（29脚）：外部程序存储器读信号。
EA /VDD(31脚)：访问程序存储器选择控制信号。
输入输出引脚（32根） P0.0～P0.7（39～32）：P0口的8只引脚应用于两种不同的情况，一是作为双向 I/ O接口，二是当做地址和数据使用。
P1.0～P1.7（1～8）：P1口可作为8位准双向I/O口来用。
P2.0～P2.7（21～28）：这组引脚它也有有两种功能，一种是可作为准双向I/O接口来使用，另一个功能是用于传输外部传感器的高8位地址。
P3.0～P3.7（10～17）：此端口可当做准双I/O口使用。
（二）LCD显示器
采用LCD1602字符型液晶，能够分2行来显示汉子、符号以及数字。图3所示该芯片的引脚图。
图3 LCD1602液晶显示器引脚图
本设计采用的是LCD1602型液晶显示器，使用的电源为5V电源，由左到右共16个引脚。
引脚接口说明
VSS （1脚）： 电源地。
VDD（2脚）：+5V逻辑电源。
V0（3脚）：这是一个可以调整对比度的端口，从正电源到地级之间，对比度又弱到强，该操作是通过接入一个10K的电阻来达成的。
RS（4脚）：作用是用来选择数据寄存器或指令寄存器。
RW（5脚）：RW为读写信号线，高电平时读取，低电平时写入。
E（6脚）：E端为使能控制口，此端低电平有效。
DB0～DB7（7～14脚）:8位数据线引线。
（三）时钟芯片
采用DS1302时钟芯片，该芯片可以使用24小时模式也可以使用AM/PM12小时模式。图4为该芯片的引脚图
ISD1730语音芯片采用的是CMOS技术。因此它的操作非常简单。ISD1730的按键工作方式很简单方便。因为它具有很多一键式的功能，比如快进、擦除和复位等功能。这些功能只需按键就可以轻松完成。当系统处于工作状态时，LED的输出管会闪烁来显示它的工作状态。
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引言 1
一、系统硬件元器件选择 1
（一）单片机 2
（二）LCD显示器 3
（三）时钟芯片 4
（四）语音芯片 4
二、系统硬件电路设计 5
（一）单片机最小系统 5
（二）语音提示电路 6
（三）时钟芯片电路 6
（四）液晶显示电路 7
（五）键盘接口电路 8
三、系统软件设计 8
（一）主程序流程图 8
（二）液晶显示程序设计 8
（三）DS1302时钟程序设计 10
（四）语音播报程序设计 11
四、系统仿真 11
（一）仿真软件介绍 11
（二）系统仿真 11
总结 13
参考文献 14
致谢 15
附录一 电路原理图 16
附录二 PCB图 17
附录三 主程序 18
引言
现如今公交车是居民出行的必不可少的交通方式，其的方便快捷性在城市生活中是必不可缺的。高速、方便、快捷的交通系统为了该地的所有居民都提供了极大的便利。随之诞生的公交站台播报系统也是必不可少的，它为了减少无谓的人流量、便利人们的出行做出了极大的贡献。
公交车站台播报系统从一开始的人工报站发展自如今的半自动报站。所谓的人工报站就是由乘务人员进行报站，这种方法很快便遭到了废弃。后来的半自动报站是由驾驶员手动按按钮而进行站台的播报，这种方法很明显解决了人工报站的不便之处，但是也有很多的不足之处，比如它的报站具有不准确性，因为毕竟是由人工控制的，会出现驾驶员遗忘或者按错的可能性，这样就会漏报或者连 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
续播报好几个站名的情况，这样就会对从外地来的游客人们造成一个很坏的印象。同时驾驶员要一边注意行驶安全，一边也要注意操作系统，这样就会给行车安全带来隐患。还有一种无线信标语音报站器，它是在每个站台都设置一个无线发射信标点，在公交汽车接近时会接受到它发出来的信号，而在车内广播播出该站台的名字。这种方法造价高昂，并且在多辆公交车之间会造成互相干扰，故应用不广泛。
目前我国大多数城市的私家车数量已经接近饱和，这不止给该城市的出行带来严重的压力，同时也加剧了该城市的空气污染。鉴于此，大力发展城市公交系统是解决城市拥堵的主要措施，为了达到给市民福利，同时也减轻政府的财政压力，而传统的交通系统较难达到这些要求。
本论文所提出的公交站台报站系统，即为公交车在进站时自动在液晶显示屏上显示出相应的站台名称等信息，并且自动播报站台名称。
一、系统硬件元器件选择
当本系统开始语音录入时，语音录入电路会获取到提供给它的语音信息，并且把该语音信息输送给语音芯片。而语音芯片会把这个语音信息数字化，一个语音库的设置，就是把数字化的语音信息给保存到存储芯片中。当需要播报语音的时候，系统就会从存储芯片中提取出数字语音信息，合成模拟语音信息，经过语音输出电路播出语音。同时，单片机读出系统所给出的信息，在显示屏上显示出预先设置好的文字。根据汽车到达的一个车站，司机通过键盘来运行系统工作的原理，系统组成结构如图1所示：
图1系统硬件结构
（一）单片机
MCS-51系列单片机是一个高端的8位单片机，由美国英特尔在1980推出的。这种单芯片以其稳定的性能，高性价比和良好的相容性，被广泛应用于各个领域，中国是目前使用这种单片机最广泛的国家。本系统使用89C51单片机。
l 内部结构
在单片机内部，是由一个CPU和八个外围芯片组成，它们由同一根且唯一的总线连接。这九个部分分别为：1个8位的中央处理器，4KB/8KB程序寄存器，128B/256B的数据寄存器，32条I/O接口线，中断控制逻辑，定时器控制逻辑，串行接口控制逻辑，21个专用寄存器和片内振荡器及时钟电路。
l 外部引脚
MCS-51单片机都采用了40只引脚的双列直插这种封装的方式，如下图2所示。
图2 89C51外部引脚图
表1 89C51引脚功能图
电源引脚（2根） Vss（20脚）：接地。
Vcc（40脚）接+5V电源。
外接晶体振荡器引脚2根（ XTAL1,XTAL2） XTAL1(18脚)：接外部晶体或者外部时钟引脚的介绍。
XTAL2（19脚）：接外部石英晶体的引脚或者引入外部时钟。
控制引脚（4根） RST/Vpp（9脚）：复位信号引脚。
ALE/PROG（30脚）：地址锁存允许信号。
PSEN（29脚）：外部程序存储器读信号。
EA /VDD(31脚)：访问程序存储器选择控制信号。
输入输出引脚（32根） P0.0～P0.7（39～32）：P0口的8只引脚应用于两种不同的情况，一是作为双向 I/ O接口，二是当做地址和数据使用。
P1.0～P1.7（1～8）：P1口可作为8位准双向I/O口来用。
P2.0～P2.7（21～28）：这组引脚它也有有两种功能，一种是可作为准双向I/O接口来使用，另一个功能是用于传输外部传感器的高8位地址。
P3.0～P3.7（10～17）：此端口可当做准双I/O口使用。
（二）LCD显示器
采用LCD1602字符型液晶，能够分2行来显示汉子、符号以及数字。图3所示该芯片的引脚图。
图3 LCD1602液晶显示器引脚图
本设计采用的是LCD1602型液晶显示器，使用的电源为5V电源，由左到右共16个引脚。
引脚接口说明
VSS （1脚）： 电源地。
VDD（2脚）：+5V逻辑电源。
V0（3脚）：这是一个可以调整对比度的端口，从正电源到地级之间，对比度又弱到强，该操作是通过接入一个10K的电阻来达成的。
RS（4脚）：作用是用来选择数据寄存器或指令寄存器。
RW（5脚）：RW为读写信号线，高电平时读取，低电平时写入。
E（6脚）：E端为使能控制口，此端低电平有效。
DB0～DB7（7～14脚）:8位数据线引线。
（三）时钟芯片
采用DS1302时钟芯片，该芯片可以使用24小时模式也可以使用AM/PM12小时模式。图4为该芯片的引脚图
ISD1730语音芯片采用的是CMOS技术。因此它的操作非常简单。ISD1730的按键工作方式很简单方便。因为它具有很多一键式的功能，比如快进、擦除和复位等功能。这些功能只需按键就可以轻松完成。当系统处于工作状态时，LED的输出管会闪烁来显示它的工作状态。
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