公交车自动报站系统
公交车自动报站系统[20200410143502]
摘 要
随着电子技术的深入发展，公交车报站系统的设计越来越人性化，技术含量也越来越高。本设计主要解决怎样准确无误地提示乘客到站以及车辆起步和转弯安全的问题。具有显示站名和提示信息的语音与文字功能。包含按键输入，液晶显示，语音输出三大模块。
本文提出的公交车自动报站系统设计方案是一种基于STC89C52单片机的设计方案。本方案采用STC89C52单片机作为控制核心，由Nokia5110液晶显示器，SYN6288语音芯片，4×4矩阵键盘组成的语音报站系统。液晶显示模块采用Nokia5110，这种LCD显示的字符更多，性价比高，接口简单。使用SYN6288中文语音合成芯片，通过异步串行通信方式接收文本数据的合成，从而实现将文本转换成语音。键盘按键功能明确，驾驶员可根据车辆行驶情况选择播报的内容。系统可靠性高，操作简单方便，人机界面友好。是一种比较实用的公交车报站系统。
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关键字:公交车自动报站液晶显示语音芯片
Key Words: Bus; Automatic station; LCD; voice chip目 录
1.绪论 1
1.1课题研究的背景与意义 1
1.2公交车自动报站系统的发展状况 1
1.3课题研究的主要内容 2
1.4论文章节安排 2
2. 公交车自动报站系统的硬件设计 3
2.1系统设计方案 3
2.2 单片机的简介 3
2.3 单片机的最小系统 5
2.3.1晶振电路 5
2.3.2电源电路 5
2.3.3复位电路 6
2.4下载电路 7
2.5按键电路 8
2.6液晶电路 10
2.7语音电路 11
2.7.1芯片概述 11
2.7.2语音模块 15
2.7.3扬声器输出 18
3.公交车自动报站系统的软件设计 19
3.1 系统流程图 19
3.2 按键扫描 19
3.3液晶显示部分设计 20
3.3.1液晶初始化 20
3.3.2清屏 21
3.3.3 写数据/命令 22
3.3.4 设置写的位置 22
3.3.5字模的提取 22
3.4 语音部分软件设计 23
3.4.1串口简介 23
3.4.2串口初始化 24
3.4.3语音发送程序 24
4.电路的调试 26
4.1电路调试 26
4.2系统调试 27
5.总结与展望 29
5.1 总结 29
5.2 展望 29
参考文献 30
附录 系统电路原理图 31
致谢 32
1.绪论
1.1课题研究的背景与意义
随着科学技术的发展，绿色出行日益提倡。一个城市最基本的交通工具非公交车莫属，它代表着整个城市的交通文明，而绿色出行又赋予公交车环保的任务。无人售票的公交车越来越多，语音报站器也被广泛使用。如今公交车的报站系统已经发展到GPS卫星定位，从而提高了公交车的信息化水平，以及公交车的服务和营运水平。但是采用GPS全球卫星定位系统报站的公交系统价格昂贵，与公交车的运营理念背道而驰。目前公交车的报站系统基本上还都是是通过驾驶员按下报站的按键，通过液晶显示和语音播报来提示乘客站点信息。本设计系统采用STC89C52单片机作为主控制器，利用液晶显示器显示站名，汉字显示的同时语音模块通过扬声器播放站名。整个系统包括键盘控制模块，液晶显示模块，语音报站模块。
1.2公交车自动报站系统的发展状况
科学技术的进步，促使公交系统也日新月异。公交车是一座城市靓丽的风景线，不仅有美丽的外观，乘坐起来也要有很好的舒适度。目前国内一线和二线城市的公交车已经非常先进，公交车早已由有人售票车改成无人售票车，作为公交车必须要求有醒目的提示装置，以便提示乘客乘车信息。很多公交车上的装有车载电视，电子监视系统。电子提示装置也更加完善，除了必要的站点信息，还有时间日期、车内温度、空气湿度等。然而公交报站系统的先进程度同样也对公交车起到至关重要的作用。
目前为止，公交报站系统大致分为三种。第一种是最为先进的报站形式，该报站系统利用GPS全球卫星定位系统来工作，原理是对行驶中的公交车进行全程的定位，把一台接收GPS信号的接收装置安装在公交车上，对公交站牌发送的信息进行接收，从而播报该站点的信息，信息通过语音和文字两种方式传播。也就是说乘客如果没有听到语音播报的内容，可以通过电子屏幕读取站点信息。在欧美等发达国家，该系统已经投入到应用中。由于该系统稳定、精确，国也在积极地开发类似产品。不过，该系统价格昂贵，部分中小城市难以承受，目前还是无法普及。第二种是当前的公交车上主流的报站系统，该系统同样可以通过电子屏幕显示站点信息，也有语音播报功能，但是在车辆起步以及车辆到站的时候需要驾驶员按下报站的按键，该系统便宜实用，虽然经常出现报错站的情况，总体效果还算理想。第三种是人工报站，该报站系统已经逐渐淘汰。
公交车是我们出行首选的交通工具，良好的乘坐环境，安全快捷的出行方式是乘客所期望，也是公交公司的义务与不断的追求。本设计重点研究一款报站方便，成本低的报站系统。
1.3课题研究的主要内容
本设计主要研究键盘控制模块，液晶显示模块，语音报站模块三个模块。键盘控制模块主要实现按键控制报站的功能，每个按键对应不同的信息，执行完该指令以后，键盘要回到初始状态。液晶显示模块要求实现汉字的显示，所显示汉字为公交站点的信息，也就说当驾驶员按下键盘的按键，该按键执行对应功能，同时在液晶显示器上会显示所按下的按键该播报的站点。语音模块播放该按键对应的语音，实现汉字的显示和语音的播报。本设计包含一个输入模块，两个输出模块。
1.4论文章节安排
本文各章节的内容安排如下：
第一章：绪论，主要介绍本设计的背景及意义和公交车报站系统的基本原理、发展状况以及实现本设计功能的方法，重点介绍研究的主要内容。
第二章：系统硬件电路的设计，详细介绍整个电路系统的硬件设计，通过对电路原理图的阐述，说明硬件工作方式。
第三章：系统软件设计，为实现设计的功能，对软件部分进行系统的分析，利用系统的流程图详细阐述软件设计方案。
第四章：电路的调试，介绍本设计所用调试的方法，重点介绍在调试的时候出现的故障，通过研究解决该问题。
第五章：总结与展望，概括说明本设计在设计的过程当中碰到的问题，分析解决问题，提出设计存在的不足之处，在以后的工作学习中加倍努力。
2. 公交车自动报站系统的硬件设计
2.1系统设计方案
如图2-1所示为本设计的系统设计方案，当按键被按下，主控制器就会执行对应按键的功能，通过液晶显示与语音模块输出。
图 2-1 系统设计方案
2.2 单片机的简介
STC89C52是STC公司生产的一种微控制器。它的特点是功耗较低，而性能很高。可编程的Flash存储器的大小为8K。我们所熟悉的MCS-51内核就被利用在了STC89C52单片机上。经过全面的改进之后，STC89C52具备了以往51单片机所不具备的功能。在单芯片上，它的CPU是8位的，具有可编程Flash。STC89C52单片机具有的功能如下：Flash为8K字节， I/O 口线是32位的，内存是512字节，内置了复位电路，单片机包括有4个外部中断，定时器/计数器的个数是3个，大小为16位，具备全双工串行口。另外 STC89C52 单片机还可0Hz 静态逻辑的时候进行操作。在空闲的时候，CPU不会工作，但是其他部分是可以工作的，例如串口和中断，定时器/计数器也是可以工作的。在掉电保护下，单片机停止工作。它的运作频率最高是35MHz，可有6T/12T供选择。
如图2-2，本设计使用的单片机的引脚图。
图 2-2 STC89C52单片机管脚图
摘 要
随着电子技术的深入发展，公交车报站系统的设计越来越人性化，技术含量也越来越高。本设计主要解决怎样准确无误地提示乘客到站以及车辆起步和转弯安全的问题。具有显示站名和提示信息的语音与文字功能。包含按键输入，液晶显示，语音输出三大模块。
本文提出的公交车自动报站系统设计方案是一种基于STC89C52单片机的设计方案。本方案采用STC89C52单片机作为控制核心，由Nokia5110液晶显示器，SYN6288语音芯片，4×4矩阵键盘组成的语音报站系统。液晶显示模块采用Nokia5110，这种LCD显示的字符更多，性价比高，接口简单。使用SYN6288中文语音合成芯片，通过异步串行通信方式接收文本数据的合成，从而实现将文本转换成语音。键盘按键功能明确，驾驶员可根据车辆行驶情况选择播报的内容。系统可靠性高，操作简单方便，人机界面友好。是一种比较实用的公交车报站系统。
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关键字:公交车自动报站液晶显示语音芯片
Key Words: Bus; Automatic station; LCD; voice chip目 录
1.绪论 1
1.1课题研究的背景与意义 1
1.2公交车自动报站系统的发展状况 1
1.3课题研究的主要内容 2
1.4论文章节安排 2
2. 公交车自动报站系统的硬件设计 3
2.1系统设计方案 3
2.2 单片机的简介 3
2.3 单片机的最小系统 5
2.3.1晶振电路 5
2.3.2电源电路 5
2.3.3复位电路 6
2.4下载电路 7
2.5按键电路 8
2.6液晶电路 10
2.7语音电路 11
2.7.1芯片概述 11
2.7.2语音模块 15
2.7.3扬声器输出 18
3.公交车自动报站系统的软件设计 19
3.1 系统流程图 19
3.2 按键扫描 19
3.3液晶显示部分设计 20
3.3.1液晶初始化 20
3.3.2清屏 21
3.3.3 写数据/命令 22
3.3.4 设置写的位置 22
3.3.5字模的提取 22
3.4 语音部分软件设计 23
3.4.1串口简介 23
3.4.2串口初始化 24
3.4.3语音发送程序 24
4.电路的调试 26
4.1电路调试 26
4.2系统调试 27
5.总结与展望 29
5.1 总结 29
5.2 展望 29
参考文献 30
附录 系统电路原理图 31
致谢 32
1.绪论
1.1课题研究的背景与意义
随着科学技术的发展，绿色出行日益提倡。一个城市最基本的交通工具非公交车莫属，它代表着整个城市的交通文明，而绿色出行又赋予公交车环保的任务。无人售票的公交车越来越多，语音报站器也被广泛使用。如今公交车的报站系统已经发展到GPS卫星定位，从而提高了公交车的信息化水平，以及公交车的服务和营运水平。但是采用GPS全球卫星定位系统报站的公交系统价格昂贵，与公交车的运营理念背道而驰。目前公交车的报站系统基本上还都是是通过驾驶员按下报站的按键，通过液晶显示和语音播报来提示乘客站点信息。本设计系统采用STC89C52单片机作为主控制器，利用液晶显示器显示站名，汉字显示的同时语音模块通过扬声器播放站名。整个系统包括键盘控制模块，液晶显示模块，语音报站模块。
1.2公交车自动报站系统的发展状况
科学技术的进步，促使公交系统也日新月异。公交车是一座城市靓丽的风景线，不仅有美丽的外观，乘坐起来也要有很好的舒适度。目前国内一线和二线城市的公交车已经非常先进，公交车早已由有人售票车改成无人售票车，作为公交车必须要求有醒目的提示装置，以便提示乘客乘车信息。很多公交车上的装有车载电视，电子监视系统。电子提示装置也更加完善，除了必要的站点信息，还有时间日期、车内温度、空气湿度等。然而公交报站系统的先进程度同样也对公交车起到至关重要的作用。
目前为止，公交报站系统大致分为三种。第一种是最为先进的报站形式，该报站系统利用GPS全球卫星定位系统来工作，原理是对行驶中的公交车进行全程的定位，把一台接收GPS信号的接收装置安装在公交车上，对公交站牌发送的信息进行接收，从而播报该站点的信息，信息通过语音和文字两种方式传播。也就是说乘客如果没有听到语音播报的内容，可以通过电子屏幕读取站点信息。在欧美等发达国家，该系统已经投入到应用中。由于该系统稳定、精确，国也在积极地开发类似产品。不过，该系统价格昂贵，部分中小城市难以承受，目前还是无法普及。第二种是当前的公交车上主流的报站系统，该系统同样可以通过电子屏幕显示站点信息，也有语音播报功能，但是在车辆起步以及车辆到站的时候需要驾驶员按下报站的按键，该系统便宜实用，虽然经常出现报错站的情况，总体效果还算理想。第三种是人工报站，该报站系统已经逐渐淘汰。
公交车是我们出行首选的交通工具，良好的乘坐环境，安全快捷的出行方式是乘客所期望，也是公交公司的义务与不断的追求。本设计重点研究一款报站方便，成本低的报站系统。
1.3课题研究的主要内容
本设计主要研究键盘控制模块，液晶显示模块，语音报站模块三个模块。键盘控制模块主要实现按键控制报站的功能，每个按键对应不同的信息，执行完该指令以后，键盘要回到初始状态。液晶显示模块要求实现汉字的显示，所显示汉字为公交站点的信息，也就说当驾驶员按下键盘的按键，该按键执行对应功能，同时在液晶显示器上会显示所按下的按键该播报的站点。语音模块播放该按键对应的语音，实现汉字的显示和语音的播报。本设计包含一个输入模块，两个输出模块。
1.4论文章节安排
本文各章节的内容安排如下：
第一章：绪论，主要介绍本设计的背景及意义和公交车报站系统的基本原理、发展状况以及实现本设计功能的方法，重点介绍研究的主要内容。
第二章：系统硬件电路的设计，详细介绍整个电路系统的硬件设计，通过对电路原理图的阐述，说明硬件工作方式。
第三章：系统软件设计，为实现设计的功能，对软件部分进行系统的分析，利用系统的流程图详细阐述软件设计方案。
第四章：电路的调试，介绍本设计所用调试的方法，重点介绍在调试的时候出现的故障，通过研究解决该问题。
第五章：总结与展望，概括说明本设计在设计的过程当中碰到的问题，分析解决问题，提出设计存在的不足之处，在以后的工作学习中加倍努力。
2. 公交车自动报站系统的硬件设计
2.1系统设计方案
如图2-1所示为本设计的系统设计方案，当按键被按下，主控制器就会执行对应按键的功能，通过液晶显示与语音模块输出。
图 2-1 系统设计方案
2.2 单片机的简介
STC89C52是STC公司生产的一种微控制器。它的特点是功耗较低，而性能很高。可编程的Flash存储器的大小为8K。我们所熟悉的MCS-51内核就被利用在了STC89C52单片机上。经过全面的改进之后，STC89C52具备了以往51单片机所不具备的功能。在单芯片上，它的CPU是8位的，具有可编程Flash。STC89C52单片机具有的功能如下：Flash为8K字节， I/O 口线是32位的，内存是512字节，内置了复位电路，单片机包括有4个外部中断，定时器/计数器的个数是3个，大小为16位，具备全双工串行口
如图2-2，本设计使用的单片机的引脚图。
图 2-2 STC89C52单片机管脚图
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