单片机语音报站控制系统设计
引言 1
一、绪论 2
（一）课题背景 2
（二) 公交发展的前景 2
（三）课题研究的主要任务 3
二、方案的论述与确定 3
（一）报站方式的选择 3
（二）单片机的选型 5
（三）按键的选型 5
三、硬件设计 6
（一）按键电路的设计 6
（二）单片机最小系统的电路设计 6
（三) 语音输出电路的设计 7
（四）音频放大电路的设计 9
（五）录音电路的设计 10
（六）元件清单 11
（七）整体显示电路设计 11
四、软件设计 13
（一）主控程序的设计 13
（三）软件程序设计 14
五、系统调试 14
（一）软件与硬件调试 14
（二）常见故障 14
总结 15
参考文献 16
谢辞 17
附录 18
引言
城市人口的急速增长，导致机动车也越来越多，这给城市交通造成很大的影响，同时也给城市环境造成很大的影响，因此发展交通事业成为我国最迫切的任务，公共交通成为居民出行的重要途径的一种。也是中国解决交通的重要措施。从而减少了机动车的数量，因而减少了废气的排放，更给城市一个清新的环境，所以公共交通不仅满足人们出行的需要还还给城市一个美好的明天。公交车报站系统是公共交通系统的一个重要的组成部分，为了方便居民更好的出行。研究公交车自动报站系统是非常必要的。
随着科技的日益发展和进步，公交车是现代人一种很重要的交通工具，随着人类生活水平的提高，人们的要求越来越高， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
在实际生活中，大家都希望能使用简便、智能、人性化的产品。在公交车自动报站方面，由于我国现状，人口众多，口音复杂，对于乘客而言，原来的人工报站存在着很多的问题。为了跟随科技发展，提高公交系统的服务质量，提升城市形象。开发一种能够节省人力和物力，而又能让乘客方便快捷的知道站台报站器就成为一种必然。因此本次毕业设计中提出一个以AT89C51单片机为核心的公交车到站自动报站系统。
一、绪论
（一）课题背景
公共汽车是现代文明城市的一道流动的风景线，因此对整车的外形甚至车身的色彩都有了较高的要求。为了使免除乘务人员的麻烦也使乘客方便清楚的知道所到的站名以及实时时间，公共汽车配备的一些列的电子装置，其中最为普遍就是无人报站器、电子显示路牌、无人售票装置、前后电视监视系统等新技术的采用。
随着科学技术的日益发展和进步,无人售票公交车在街头多起来了，语音报站器也被广泛使用，这在相当大的程度上免除了乘务人员沿途报站的麻烦，给许多不熟悉公交线路的乘客带来了方便。公共汽车为外出的人们提供了方便快捷的服务，而公共汽车的报站直接影响服务的质量。传统由乘务人员人工报站，该方式因其效果太差和工作强度太大，在很多大城市已经被淘汰。近年来，随着科学技术的日益发展和进步，微型计算机技术已经在许多领域得到了广泛的应用。在声学领域微机技术与各种语音芯片相结合，即可完成语音的合成技术，使得汽车报站器的实现成为可能，从而为市民提供了更加人性化的服务。鉴于传统公交车报站系统的不足之处，结合公交车辆的使用特点及实际营运环境。
本课题设计了一种由单片机控制的公交车自动报站系统。该设计的创新之处在于它应用AT89C51单片机的高速计数器端口进行脉冲计数，以距离来控制报站时刻。本系统功能强大、成本低、系统稳定、无需人工介入、语音音质好、很好的实现了车辆报站的自动化，具有很强的实用性。
(二)公交发展的前景
当今社会，公交车已经成为城市居民外出的重要的交通工具之一，虽然现在的公交虽然比起以前的好很多。但是由于公交还是使用着普遍的老式的人工按键报站系统，此系统存在以下二个不可忽略的弊端
1.存在隐形的安全隐患因为每次驾驶员都要在车辆行驶时，通过按键才可以使报站器发生报站语音，这样就会使驾驶员分心不能专注开车，尤其是车辆在进出站的时候交通情况一般都很混乱，因此给行驶中的车辆和行人带来一定的安全隐患。
2.报站不够准确因为驾驶员在行驶的过程中操作报站系统时，时常会忘按键或者按错键，有时在调整报站系统时会连续报站，这样会给不熟悉路线的乘客带来不便。
目前我国的大部分城市公交自动报站的方式主要有三种
1.人工进行报站一般是由乘务人员用方言来进行报站，这样会给外地乘客带来很大的不便，但这种方式现在基本已经被淘汰。
2.半自动报站这种报站方式是现在普遍运用的，这种报站系统需要驾驶员通过控制安装好的按键来控制，故会有误报现象并且还存在安全隐患。
3.自动报站系此报站方式已智能化即无需驾驶员参与系统将自动识别站点虽然比较准确但也容易出现问题且价格昂贵所以这种方式运用的不是很普遍。
（三）课题研究的主要任务
本课题要求设计一公交车自动报站系统，以实现公交车的语音自动报站，即在进站、出站时候自动播报语音提示信息及服务用语.本设计要求利用AT89C51作为主控芯片完成主控电路的设计，辅助电路要求包括语音电路、按键电路、电源电路等
二、方案的论述与确定
（一）报站方式的选择
方案一：公交车站自动报站器的设计，对车轮轴的转角的脉冲进行计数，将计数值与预置值对比，即可确定报站时刻，达到准确自动的目的。以AT89C51为主控芯片，对外来脉冲计数，结合语音芯片ISD4004输出语音。系统由脉冲检测、脉冲计数、CPU控制、控制信号、语音芯片、放音电路等组成。自动报站原理框图见图2－1
1.脉冲检测：该系统关键是对转轴所转过的圈数进行计数，考虑到车辆将在复杂的环境中运行，故采用可靠的霍尔元件DN6848作为信号的采集装置，再经光电耦合器4N25输入给单片机。
2.脉冲计数：光电耦合器的信号进入C51后，采用中断方式对脉冲计数。外部晶振12MHz。
3. CPU控制：程序中将计数值于预置值进行比较，判断是否到站，当到站时就输出信号控制语言芯片进行报站。
4.控制按键：用于手动控制、手动调整、预置值的输入等。
5.语言芯片：由专用语音芯片ISD4004组成，可擦写，便于在不同公交线上使用。
6.预置存储：采用两种方式存储，一种是在烧写器上将数据写入，另一种是在车上，单片机处于输入状态，车辆行驶一遍，将站与站之间的脉冲数写入片内。
方案二：利用8031单片机作为CPU来进行总体控制，当汽车到达某站时，汽车司机通过键盘来控制本系统进行工作，并且，系统将使用状态指示电路，向司机指示出当前的行驶方向及站号（如与实际方向不符，司机可通过键盘来调整）。非自动报站原理框图见图2－2
图3-1按键电路
（二）单片机最小系统的电路设计
单片机的最小系统是指单片机能正常工作所必须的外围元件，主要可以分成时钟电路和复位电路。该部分由AT89C51构成。它的片内带有4K字节的程序存储器，不必外接EPROM，只需加少量的外围电路即可，电路芯片使用很方便。
一、绪论 2
（一）课题背景 2
（二) 公交发展的前景 2
（三）课题研究的主要任务 3
二、方案的论述与确定 3
（一）报站方式的选择 3
（二）单片机的选型 5
（三）按键的选型 5
三、硬件设计 6
（一）按键电路的设计 6
（二）单片机最小系统的电路设计 6
（三) 语音输出电路的设计 7
（四）音频放大电路的设计 9
（五）录音电路的设计 10
（六）元件清单 11
（七）整体显示电路设计 11
四、软件设计 13
（一）主控程序的设计 13
（三）软件程序设计 14
五、系统调试 14
（一）软件与硬件调试 14
（二）常见故障 14
总结 15
参考文献 16
谢辞 17
附录 18
引言
城市人口的急速增长，导致机动车也越来越多，这给城市交通造成很大的影响，同时也给城市环境造成很大的影响，因此发展交通事业成为我国最迫切的任务，公共交通成为居民出行的重要途径的一种。也是中国解决交通的重要措施。从而减少了机动车的数量，因而减少了废气的排放，更给城市一个清新的环境，所以公共交通不仅满足人们出行的需要还还给城市一个美好的明天。公交车报站系统是公共交通系统的一个重要的组成部分，为了方便居民更好的出行。研究公交车自动报站系统是非常必要的。
随着科技的日益发展和进步，公交车是现代人一种很重要的交通工具，随着人类生活水平的提高，人们的要求越来越高， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
在实际生活中，大家都希望能使用简便、智能、人性化的产品。在公交车自动报站方面，由于我国现状，人口众多，口音复杂，对于乘客而言，原来的人工报站存在着很多的问题。为了跟随科技发展，提高公交系统的服务质量，提升城市形象。开发一种能够节省人力和物力，而又能让乘客方便快捷的知道站台报站器就成为一种必然。因此本次毕业设计中提出一个以AT89C51单片机为核心的公交车到站自动报站系统。
一、绪论
（一）课题背景
公共汽车是现代文明城市的一道流动的风景线，因此对整车的外形甚至车身的色彩都有了较高的要求。为了使免除乘务人员的麻烦也使乘客方便清楚的知道所到的站名以及实时时间，公共汽车配备的一些列的电子装置，其中最为普遍就是无人报站器、电子显示路牌、无人售票装置、前后电视监视系统等新技术的采用。
随着科学技术的日益发展和进步,无人售票公交车在街头多起来了，语音报站器也被广泛使用，这在相当大的程度上免除了乘务人员沿途报站的麻烦，给许多不熟悉公交线路的乘客带来了方便。公共汽车为外出的人们提供了方便快捷的服务，而公共汽车的报站直接影响服务的质量。传统由乘务人员人工报站，该方式因其效果太差和工作强度太大，在很多大城市已经被淘汰。近年来，随着科学技术的日益发展和进步，微型计算机技术已经在许多领域得到了广泛的应用。在声学领域微机技术与各种语音芯片相结合，即可完成语音的合成技术，使得汽车报站器的实现成为可能，从而为市民提供了更加人性化的服务。鉴于传统公交车报站系统的不足之处，结合公交车辆的使用特点及实际营运环境。
本课题设计了一种由单片机控制的公交车自动报站系统。该设计的创新之处在于它应用AT89C51单片机的高速计数器端口进行脉冲计数，以距离来控制报站时刻。本系统功能强大、成本低、系统稳定、无需人工介入、语音音质好、很好的实现了车辆报站的自动化，具有很强的实用性。
(二)公交发展的前景
当今社会，公交车已经成为城市居民外出的重要的交通工具之一，虽然现在的公交虽然比起以前的好很多。但是由于公交还是使用着普遍的老式的人工按键报站系统，此系统存在以下二个不可忽略的弊端
1.存在隐形的安全隐患因为每次驾驶员都要在车辆行驶时，通过按键才可以使报站器发生报站语音，这样就会使驾驶员分心不能专注开车，尤其是车辆在进出站的时候交通情况一般都很混乱，因此给行驶中的车辆和行人带来一定的安全隐患。
2.报站不够准确因为驾驶员在行驶的过程中操作报站系统时，时常会忘按键或者按错键，有时在调整报站系统时会连续报站，这样会给不熟悉路线的乘客带来不便。
目前我国的大部分城市公交自动报站的方式主要有三种
1.人工进行报站一般是由乘务人员用方言来进行报站，这样会给外地乘客带来很大的不便，但这种方式现在基本已经被淘汰。
2.半自动报站这种报站方式是现在普遍运用的，这种报站系统需要驾驶员通过控制安装好的按键来控制，故会有误报现象并且还存在安全隐患。
3.自动报站系此报站方式已智能化即无需驾驶员参与系统将自动识别站点虽然比较准确但也容易出现问题且价格昂贵所以这种方式运用的不是很普遍。
（三）课题研究的主要任务
本课题要求设计一公交车自动报站系统，以实现公交车的语音自动报站，即在进站、出站时候自动播报语音提示信息及服务用语.本设计要求利用AT89C51作为主控芯片完成主控电路的设计，辅助电路要求包括语音电路、按键电路、电源电路等
二、方案的论述与确定
（一）报站方式的选择
方案一：公交车站自动报站器的设计，对车轮轴的转角的脉冲进行计数，将计数值与预置值对比，即可确定报站时刻，达到准确自动的目的。以AT89C51为主控芯片，对外来脉冲计数，结合语音芯片ISD4004输出语音。系统由脉冲检测、脉冲计数、CPU控制、控制信号、语音芯片、放音电路等组成。自动报站原理框图见图2－1
1.脉冲检测：该系统关键是对转轴所转过的圈数进行计数，考虑到车辆将在复杂的环境中运行，故采用可靠的霍尔元件DN6848作为信号的采集装置，再经光电耦合器4N25输入给单片机。
2.脉冲计数：光电耦合器的信号进入C51后，采用中断方式对脉冲计数。外部晶振12MHz。
3. CPU控制：程序中将计数值于预置值进行比较，判断是否到站，当到站时就输出信号控制语言芯片进行报站。
4.控制按键：用于手动控制、手动调整、预置值的输入等。
5.语言芯片：由专用语音芯片ISD4004组成，可擦写，便于在不同公交线上使用。
6.预置存储：采用两种方式存储，一种是在烧写器上将数据写入，另一种是在车上，单片机处于输入状态，车辆行驶一遍，将站与站之间的脉冲数写入片内。
方案二：利用8031单片机作为CPU来进行总体控制，当汽车到达某站时，汽车司机通过键盘来控制本系统进行工作，并且，系统将使用状态指示电路，向司机指示出当前的行驶方向及站号（如与实际方向不符，司机可通过键盘来调整）。非自动报站原理框图见图2－2
图3-1按键电路
（二）单片机最小系统的电路设计
单片机的最小系统是指单片机能正常工作所必须的外围元件，主要可以分成时钟电路和复位电路。该部分由AT89C51构成。它的片内带有4K字节的程序存储器，不必外接EPROM，只需加少量的外围电路即可，电路芯片使用很方便。
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