毕业设计公交车站自动报站器的设计.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流毕业设计公交车站自动报站器的设计.精品文档.摘要 公交车已经成为一般工薪族和学生族出门必须的交通工具,目前公交车上采用的公交报站系统具有语音和显示报站的基本功能,但由于报站时采用司机手动切换,一方面增加了司机的劳动强度,另一方面由于司机的误报或漏报,造成乘客误下或漏下,对于公交运营产生了很大负面影响,跟会对乘客造成很多不必要的影响。为此,研究公交车自动报站系统是非常必要的。本课题主要研究的是基于AT89C51单片机、GPS9543LP全球定位模块和ISD1700S语音芯片的公交车自动报站系统,该系统利用GPS模块测得的经纬度信息与存储在单片机
2、中的站点的经纬度信息相比对,无论上行线路,还是下行线路,均能准确判断是否到站。同时,采用基于文本的语音合成技术,真正实现了全自动、准确地播报站名。Abstract The public transportation has already became the general wage race and the student race went out must the transportation vehicle, at present on the public transportation uses the public transportation newspaper station
3、 system had the basic function which the pronunciation and the demonstration newspaper stood, but because the newspaper stood time used the driver manual cut, on the one hand increased drivers labor intensity, on the other hand because drivers misinformation or failed to report, created the passenge
4、r by mistake under or the mild chronic bloody vaginal discharge, has had the very greatly negative influence regarding the public transportation operation, could have very many nonessential influences to the passenger.Therefore, studies the public transportation automatic newspaper station system is
5、 extremely essential.This topic main research is based on at89C51,GPS9543LP,ISD1700S public transportation automatic newspaper station system front, System that uses longitude measured information and store the GPS module in single-chip microcomputer in the longitude of sites compare information on,
6、uplink, is also a downward line, are able to determine accurately whether arrives.At the same time, based on the text of the speech synthesis technology, truly automatic, accurate broadcast stations. 目录1 绪论.31.1 课题研究的背景及意义.31.2 报站器的动态发展趋势.31.3 设计的主要目标任务.42 方案.53 系统器件选型.63.1 AT89C51的简介.63.1.1 主要性能.63
7、.1.2 引脚功能说明.73.2 GPS9543LP定位模块.93.3 ISD1700S语音芯片.104 系统硬件研究与设计.124.1 各部分电路.134.1.1 单片机的最小系统.134.1.2 JHD162A液晶显示电路.134.1.3 ISD1700S音频输出电路及按键电路.134.1.4 GPS模块接口电路.135 系统软件研究与设计.155.1主程序流程图.155.2语音模块子程序.175.3 JHD162A液晶显示子程序.186 结论.19参考文献.20附录.211 绪论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了起来,语音报站器也被广泛使用,这在相当大程度上免除了乘务
8、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。 1.1 课题研究的背景及意义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,设计了一种由单片机控制的公交车自动报站系统 。公交车自动报站器的设
9、计主要是为了弥补改变传统语音报站器必须有司机操控才能工作的落后方式,进站、出站自动播报站名及服务用语,为市民提供更人性化,更完善的服务 。1.2 报站器的动态发展趋势 公共汽车行驶在现代文明程度高的市区,它是一道流动的风景线,因而对整车外形乃至色彩都有更高的要求。作为公共汽车还要求有醒目和减少乘务人员劳动强度的电子报站器,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也将越来越普及。公交车报站器在公交事业中占有举足轻重的地位,它直接影响到公交车的服务质量。目前公交车报站有三种方式,一种是利用GPS全球卫星定位系统的公交车报站系统,在司机座位后面隔板上,安装了一台15英寸的液晶电视和
10、 GPS信号接收器,安装了这套设备后,公交车在语音报站的同时,通过液晶电视还可以显示到站站名的字幕,这样如果没听清报站的话,通过显示屏,乘客也可以一目了然。当出现紧急情况时,调度中心将会给公交车发出相应的信息,以短信的形式传送到显示屏上,同时车载台会发出相应的提示音;驾驶员也可以通过相应的工具进行回复 。目前在美国部分城市GPS卫星定位系统已经投入使用,国内也有此类产品的研制开发,其功能强大,系统稳定,但其投资昂贵,尤其是一些中小城市无法承受。另外两种是手动电子报站和人工报站的方式,而它们都离不开司务人员,加大司乘人员的工作强度。手动电子报站一般有司机或者乘务员控制,经常出现错报,误报的情况
11、。城市公共交通是市民出行的主要交通工具之一。提供舒适,安全、便捷的乘车环境,对于公交企业来说,不仅是应尽的责任,亦是不断追求的目标 。1.3 设计的主要目标任务本课题要求设计以公交车自动报站系统,以满足以下要求:1、具备GPS定位模块,自动记录公交车行进速度,位置,时间等信息;2、通过GSM或其他无线方式发送本车相关信息;3、到站和离站自动语音提醒;4、公交站点自动显示该路车还有多少时间到达;5、具有人机交互界面完成上述信息设定和查询。目标是:熟悉单片机系统和了解GPS定位系统。2 方案本设计采用的方案是基于AT89C51单片机、GPS9543LP全球定位模块和ISD1700S语音芯片的自动报
12、站系统。GPS接收模块接受GPS卫星发送的定位数据,经简单的字符串操作可分别找出GPS信号中的经度、纬度以及相应的格林威治时间等定位信息。然后,将这些经纬度信息通过串口发送给单片机处理。每颗GPS卫星时刻发布其位置和时间数据信号,用户接收机测量每颗卫星信号到接收机的时间延迟,根据信号传输的速度计算出接收机到不同卫星的距离。同时接收到至少4颗卫星数据时,就可以算出三维坐标、速度和时间。整体思路是:通过按键电路和GPS定位系统输入地段信息,直接输出数字信号给单片机AT89C51进行处理,在LCD液晶频上显示当前站名信息。同时通过语音芯片输出放大后的语音信息。其结构框图如下图所示:GPS模块音频输出
13、音频放大AT89C51扬声器LCD按键电路3 系统器件选型本系统所用器件有:AT89C51、GPS9543LP、ISD1700S等。3.1 AT89C51的简介 AT89C单片机的结构框图如图31所示。它主要由下面几个部分组成:1个8位中央处理单元(CPU)、片内Flash存储器、片内RAM、4个8位的双向可寻址I/O口、1个全双工UART(通用异步接收发送器)的串行接口、2个16位的定时器/计数器、多个优先级的嵌套中断结构,以及一个片内振荡器和时钟电路。在AT89C单片机结构中,最显著的特点是内部含有Flash存储器,而在其他方面的结构,则和Inter公司的8051的结构没有太大的区别。CP
14、U中断控制振荡器片内Flash存储器总线控制片内RAM4I/O端口ETC定时器1定时器0串行端口外部中断P0 P2 P1 P3地址/数据TXD RXD计数器输入图31 AT89C单片机的结构框图3.1.1 主要性能 1. 与MCS-51 兼容 2. 4K字节可编程闪烁存储器 寿命:1000次写/擦循环 数据保留时间:10年 3. 全静态工作:0Hz-24Hz 4. 三级程序存储器锁定 5. 128*8位内部RAM 6. 32可编程I/O线 7. 两个16位定时器/计数器 8. 6个中断源 9. 可编程串行通道 10. 片内振荡器和时钟电路另外,AT89C51是用静态逻辑来设计的,其工作频率可下
15、降到0Hz,并提供两种可用软件来选择的省电方式空闲方式(Idle Mode)和掉电方式(Power Down Mode)。在空闲方式中,CPU停止工作,而RAM、定时器/计数器、串行口和中断系统都继续工作。在掉电方式中,片内振荡器停止工作,由于时钟被“冻结”,使一切功能都暂停,故只保存片内RAM中的内容,直到下一个硬件复位为止。3.1.2 引脚功能说明AT89C51引脚图如图32所示。VCC:供电电压。VSS:接地。P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8个TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的低
16、八位。在FIASH编程时,P0 口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。P1口:P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。P2口:P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储
17、器进行存取时,P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口:P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。作为输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口,如下表所示:口管脚 备选功能 P3.0 RXD(串行输入口) P3.1 TXD(串行输出口) P3.2 /INT0(外部中断0
18、) P3.3 /INT1(外部中断1) P3.4 T0(记时器0外部输入) P3.5 T1(记时器1外部输入) P3.6 /WR(外部数据存储器写选通)P3.7 /RD(外部数据存储器读选通)P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST:复位输入。当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。在平时,ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是:每当用作外部数
19、据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时, ALE只有在执行MOVX,MOVC指令是ALE才起作用。另外,该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止,置位无效。 /PSEN:外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN信号将不出现。 /EA/VPP:当/EA保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH),不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时,/EA将内部锁定为RESET;当/EA端保持高电平时,此间内部程序存储器。在FLAS
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