畢業(yè)論文（設(shè)計）基于單片機的公交車報站系統(tǒng)設(shè)計

1、誠信聲明本人簽名:本人鄭重聲明：本論文及其研究工作是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo) 下獨立完成的，在完成論文時所利用的一切資料均已在參考文獻(xiàn)中 列出。年 月 fi畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目：基丁單片機的公交車報站系統(tǒng)設(shè)計系部：機械工程系專業(yè): 機械電子工程 學(xué)號:112012212學(xué)生：指導(dǎo)教師(含職稱):(講師)1 課題意義及目標(biāo)學(xué)習(xí)并掌握單片機及相關(guān)知識；實現(xiàn)公交車語音報站并有誤報糾錯功能，能播報 語音提示信息及服務(wù)用語；在查閱資料的基礎(chǔ)上，完成系統(tǒng)整體方案設(shè)計；完成系統(tǒng) 硬件設(shè)計，完成控制、顯示及語音部分的設(shè)計，完成系統(tǒng)元器件的選型，在掌握電子 線路圖繪制工具軟件的基礎(chǔ)上，完成系統(tǒng)組成框圖的繪制、完成

2、相關(guān)電路圖及系統(tǒng)原 理圖的繪制；完成系統(tǒng)軟件設(shè)計包括軟件流程圖的繪制及程序的編制及調(diào)試。2. 主要內(nèi)容(1) 、認(rèn)真閱讀任務(wù)書，通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，在了解課題研究目的意義及現(xiàn)狀 等基礎(chǔ)上，構(gòu)建設(shè)計方案并進(jìn)行充分論證，并撰寫開題報告；(2) 、進(jìn)行系統(tǒng)總體設(shè)計，熟悉開發(fā)環(huán)境；(3) 、系統(tǒng)硬件設(shè)計，系統(tǒng)軟件設(shè)計；(4) 、畢業(yè)設(shè)計說明書；3. 主要參考資料1 李曉林單片機原理與接口技術(shù)m北京：電子工業(yè)出版社，20132 徐沐龍單片機原理及應(yīng)用m.北京：機械工業(yè)出版社，20134. 進(jìn)度安排設(shè)計各階段名稱起止 fi期1閱讀任務(wù)書，通過查閱資料，撰寫開題報告 并進(jìn)行開題答辯；2015-03-03

3、s 2015-03-232系統(tǒng)總體方案設(shè)計，硬件選型及原理圖繪制；2015-03-242015-04-133繪制軟件流程圖，中期答辯；2015-04-142015-05-044程序編制及調(diào)試；2015-05-05 s 2015-06-015撰寫設(shè)計說明書，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯2015-06-022015-06-22基于單片機的公交車報站系統(tǒng)設(shè)計摘 要：公交車作為常用的交通工具為人們的出行提供了方便快捷的服務(wù)，公交車的 報站則肓接影響服務(wù)的質(zhì)量。針對當(dāng)前普遍使用的公交報站器，木課題在其基礎(chǔ)上進(jìn) 行了改進(jìn)，設(shè)計了一款基于單片機的手動公交報站系統(tǒng)。該系統(tǒng)以at89c51單片機為核心控制部分集合了 lcd顯示

4、,isd4004語音播放, 按鍵控制等多個模塊。主要實現(xiàn)的功能為：進(jìn)站和出站時，通過鍵盤手動控制報站， 同時可將信息及服務(wù)用語在顯示屏上顯示，使得乘客能及時了解所需信息，為市民提 供更人性化，更完善的服務(wù)。與此同時，還增加了誤報糾錯功能使系統(tǒng)更加完善。關(guān)鍵詞：公交報站，lcd, at89c51單片機design of bus station system based on mcuabstract： bus as the commonly used transport for people to travel to provide a convenient and fast service.th

5、e newspaper station directly affects the quality of service. aiming at the bus stop which is used widely today.this thesis has canied on the improvement, designs a manual public transportation station system based on scm.the system takes single-chip microcomputer as the core control part of the coll

6、ection of lcd display, isd4004 voice playback, buttons control and other modules. the main function is: the driver can control the report station through the keyboard manual when inbound and outbound.at the same time, the information of station will be displayed on the lcd screen so that the passeng

7、ers can understand the required information in time. this will provide the public with more humane and more perfect service. at the same time, it also adds the error correction function to make the system more perfect.keywords: bus station, lcd, at89c51 microcontroller目錄1前言11.1選題的背景及意義11.2公交報站系統(tǒng)的研究現(xiàn)

8、狀與發(fā)展方向22系統(tǒng)的方案設(shè)計42.1系統(tǒng)的工作原理42.2方案比較與選擇43硬件設(shè)計63.1主控電路設(shè)計63.1.1單片機選型63.1.2振蕩電路63.1.3復(fù)位電路83.2語音電路設(shè)計103.3 顯示電路設(shè)計143.4按鍵電路設(shè)計143.4.1按鍵的確認(rèn)163.4.2按鍵防抖動技術(shù)16343按鍵保護(hù)164軟件設(shè)計174.1主程序流程圖174.2模塊程序設(shè)計18421語音播放流程圖184.2.2顯不模塊流程圖204.2.3按鍵模塊215總結(jié)22參考文獻(xiàn)24致謝25附錄261前言1.1選題的背景及意義當(dāng)今社會在伴隨著經(jīng)濟快速發(fā)展，城市化進(jìn)程提高的同時，對于交通出行的要求 也越來越高。而作為一個

9、人口大國，這一問題尤為明顯。近年來人們的個人收入都有 了很大的提高，因此越來越多的人都有了私家車，但這最肓接的后果就是增大了城市 交通的壓力。公交車的存在極大的緩解了城市交通的壓力，公交線路遍布整個城市， 完全能夠滿足人們?nèi)粘５某鲂?，不僅方便快捷而且經(jīng)濟實惠，與此同時更減少了汽車 尾氣排放,發(fā)展公共交通事業(yè)是城市發(fā)展建設(shè)中非常重要的一環(huán)。想要吸引市民乘坐 公交車出行，首要的方法就是提高公交車運營服務(wù)水平。作為市民出行的主要交通工具之一，公交車的服務(wù)系統(tǒng)配置將直接影響乘客的出 行體驗。對于公交車大家都是非常熟悉的，在工作日出行最避免不了的就是擠公交了, 過去，公交車上通常是由司機或者售票員在到站

10、時報站，由于各地的方言口音等都存 在或多或少的差異，很容易給乘客造成困擾，導(dǎo)致坐錯或坐過站，有時需要售票員喊 好幾遍，這種方式既費時費力又有很多弊端，這點在過去木人也深有體會。隨著科技進(jìn)步，現(xiàn)在大多數(shù)城市中公交車都已經(jīng)實現(xiàn)了無人售票方式，而微機技 術(shù)和語音芯片等技術(shù)的發(fā)展使得公交報站器誕生了，手動公交報站即由司機手動操 作，通過操作系統(tǒng)的按鍵，當(dāng)汽車進(jìn)站時，按下按鍵，系統(tǒng)調(diào)用程序中當(dāng)前站點的信 息通過語音芯片由擴音設(shè)備播放給乘客；出站時同理，提醒乘客下一站的站名?，F(xiàn)在 的報站系統(tǒng)除了基木的報站功能外還添加了許多服務(wù)用語，例如：在上車時提醒乘客 給老人、孕婦讓座，下車時注意安全等。這些功能使得公

11、交系統(tǒng)更加完善同時也為乘 客提供了更加人性化的服務(wù)。手動公交報站雖然操作簡便但也存在一些弊端，司機在開車的同時，還要分出精 力操作報站器，容易分散注意力也增加了工作量，尤其是上下班高峰期，車輛擁堵、 路況復(fù)雜，這種情況下會存在很大的安全隱患，這就是為什么大家有時在乘車時會發(fā) 現(xiàn)司機沒有報站。另一方面，由于是人工操作，出現(xiàn)差錯是必不可少的，如錯報、漏 報等在所難免，有時沒有報站，下一站又連報了好幾站的情況相信大家也是遇到過的。針對上述情況，木課題模擬設(shè)計了一款手動公交報站系統(tǒng)，具有基木的報站功能。同時增加了改錯功能，即出現(xiàn)錯報、漏報時，司機可以通過按鍵選擇上一站或下一站 重新報站，減少了報站出錯

12、帶來的影響；另外，系統(tǒng)配備了液晶顯示屏，能夠顯示當(dāng) 前站及下一站站名。因為就木人所見的公交車上都是在車內(nèi)一側(cè)設(shè)有公交線路站牌， 到一站后該站紅燈亮，由于方位問題很多乘客不容易看到，對于不熟悉線路的乘客如 果沒聽清報站很容易坐過站，而通過車載液晶屏可以及時獲取站臺信息，很好的避免 了上述情況發(fā)牛。1.2公交報站系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展方向公交車自誕牛以來一直伴隨著城市交通事業(yè)的變化發(fā)展。在不同的城市，受到人 口、環(huán)境、人均收入等各種因素影響公交系統(tǒng)稍有差別。根據(jù)公交車報站的方式可以 將起分為：人工報站、手動語音報站、自動報站。過去在鄉(xiāng)鎮(zhèn)中乘車人數(shù)很少，地域 也小，到目的地時只要乘務(wù)人員提醒一下即可；

13、在城市中人口流動大，交通線路復(fù)雜 只靠乘務(wù)人員很難承擔(dān)這樣的工作量，因此一套智能公交報站系統(tǒng)是必不可少的，而 手動報站器造價低廉，操作簡單，低成木即可實現(xiàn)所需的各種功能。在交通線路繁多 的城市是首選方案；在較為發(fā)達(dá)的大城市中人流量極大，經(jīng)濟科技條件完全可以建立 自動報站系統(tǒng)設(shè)施，可以達(dá)到報站零錯誤的同時也減輕了司機的工作量。公交車報站系統(tǒng)的研究不論是在國內(nèi)還是國外都經(jīng)歷了很久的歷史：(1) 國內(nèi)研究現(xiàn)狀我國由于經(jīng)濟起步較晚，所以從事該方面硏究的時間較短。城市公共交通設(shè)施的 建設(shè)和發(fā)展一直都落后于其他國家，公交車在其中的作用也一直沒有受到過重視。肓 到近些年來隨著車輛的急劇增加導(dǎo)致的交通擁擠、尾

14、氣污染、環(huán)境惡化等一系列問題 引起了人們的重視，政府認(rèn)識到了公交車在其中的重要性，開始加大對公交設(shè)施建設(shè) 的投資。由此產(chǎn)牛的公交車報站系統(tǒng)也有了很大進(jìn)步，到目前為止全國大多城市已基 木普及了智能報站系統(tǒng)，而部分發(fā)達(dá)城市已經(jīng)建立了完整的自動報站設(shè)施，由總站統(tǒng) 一調(diào)度，能讓資源得到充分的利用。(2) 國外研究現(xiàn)狀在國外對于這方面的研究要比國內(nèi)早幾十年，而其中較早的則是日木，大約是在20世紀(jì)70年代研制出了公共汽車定位系統(tǒng)，這一研究就是智能公交系統(tǒng)的雛形。而 后來人們所知道的ctcs系統(tǒng)也是由日木設(shè)計開發(fā)的；之后稍晚一些從事該方面研究 的是美國。與日木不同，美國的側(cè)重點在對幽行者性息、電子收費、車隊

15、管理以及交 通需求管理等方面的研究，而其中也包括了車輛自動定位系統(tǒng)；歐洲各國家城市都有 著悠久的歷史，基于街道較為狹窄的特點，其研究重點在于建設(shè)公交專用道和公交信 號優(yōu)先。無論是何種的研究方向，其最終目的都是為人們提供更加方便快捷更加舒適的出 行體驗。通過這些我們不難看擊公交報站器將逐漸由人工手動向自動化、智能化發(fā)展, 實現(xiàn)完全自動化是其必然的發(fā)展方向。2系統(tǒng)的方案設(shè)計2. 1系統(tǒng)的工作原理根據(jù)公交報站器的功能要求，設(shè)計了如圖2的結(jié)構(gòu)圖，其中包括單片機核心控 制部分、單片機最小系統(tǒng)（電源、振蕩、復(fù)位電路等）、按鍵電路、顯示模塊、語音 模塊。木系統(tǒng)使用八位單片機作為控制器。當(dāng)系統(tǒng)接收到報站按鍵指

16、令時，單片機通過 語音芯片調(diào)用語音模塊錄制好的語音信息，再通過語音輸擊電路進(jìn)行語音報站。同時, 單片機通過程序讀取站點信息，送入液晶顯示模塊，將站名、站數(shù)等信息顯示在屏幕 上。當(dāng)汽車到達(dá)某站時，司機或乘務(wù)人員通過鍵盤來控制系統(tǒng)進(jìn)行工作。顯示部分語音部分單片機最小系統(tǒng) i單片機按鍵部分圖2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2.2方案比較與選擇方案一：公交車自動報站器就目前來說，常見的自動報站方式有如下幾種：一種是基于gps的公交報站系統(tǒng), 其原理是通過gps定位系統(tǒng)確定汽車當(dāng)前所在位置的坐標(biāo)，當(dāng)公交車到達(dá)預(yù)設(shè)站點一 定范圍內(nèi)時即自動播報站臺信息以及服務(wù)用語等等，同樣離開該范圍后，亦會播放出 站語音；另一種是無線射頻

17、識別技術(shù)，在各個站臺建設(shè)一個無線信號發(fā)射裝置，而車 上配備有接收裝置，到達(dá)站點范圍內(nèi)，解碼接收到的信號，調(diào)用程序，對站臺信息進(jìn) 行播報；除此之外 還有一種是通過對車輪軸的轉(zhuǎn)角脈沖進(jìn)行計數(shù)，將計數(shù)值和預(yù)置 值對比，即可確定報站時刻，達(dá)到準(zhǔn)確報站的目的。還有一些使用很少的方式，這里 就不一一列舉了。這種報站方式最顯著的優(yōu)點就是節(jié)約勞動力，全程自動實現(xiàn)，無需人工操作而且 準(zhǔn)確快捷。但其最大的前提是要花費大量人力物力進(jìn)行系統(tǒng)的建設(shè)，一旦建成所帶來 的效益也是不容忽視的。方案二：手動報站在公交車上配有控制器，到站時司機只需按下按鍵，即可調(diào)用程序控制輸出模塊 進(jìn)行報站。與自動報站的方式相比較，手動報站功能

18、雖然落后很多，但其最大的優(yōu)勢在于造 價低廉，系統(tǒng)簡單，易于實現(xiàn)。雖然在一定程度上增加了司機的工作，但由于低付出 高回報，只需少量操作即可達(dá)到接近自動報站的效果，使得手動報站在很多地區(qū)仍占 有較大的比例。對上述方案進(jìn)行比較，自動報站系統(tǒng)普遍造價較高，定位精度能否符合要求，有 待研究；站臺裝置建設(shè)不僅費時費力，同時不同線路的信號干擾問題也須要考慮。而 h旦公交線路發(fā)牛變化，增減站臺等都會造成系統(tǒng)無法正常運行。由此也可以看出 自動報站系統(tǒng)尚處于研究發(fā)展階段，還存在一些缺陷。自動報站與手動報站在輸出部分基木上相同，區(qū)別在于輸入信號是來源于手動還 是其他方式。綜合上述分析結(jié)合單片機系統(tǒng)設(shè)計的原則，木設(shè)計

19、選用手動報站系統(tǒng)。 與自動報站相比可靠性和性價比較高同時操作簡單，更重要的是設(shè)計周期短，易于實 現(xiàn)和檢測，發(fā)現(xiàn)問題也能夠及時修正。3硬件設(shè)計3. 1主控電路設(shè)計3.1.1單片機選型單片機的選擇對于后續(xù)的電路設(shè)計和軟件編程的工作量和復(fù)雜程度都有著很大 的影響，在選型時應(yīng)遵循基木原則，功能最低要求要能夠達(dá)到設(shè)計要求，在此基礎(chǔ)上 考慮可靠性以及性價比等。同時在設(shè)計時還要盡量用芯片完成，少用外圍器件，因為 過多的外接電路不僅會增加成木還會增加系統(tǒng)復(fù)雜性出錯率也會相應(yīng)提高，因此要簡 化外圍電路，盡可能用軟件功能取代硬件功能。綜合上述原則，木人選用了 at89c51 單片機。at89c51是一種帶4k字節(jié)

20、flash存儲器的低電壓、高性能cmos 8位微處理 器。選擇該型號是基于以下幾點：指令簡單，易學(xué)易懂；外圍電路簡單，硬件設(shè)計方 便；10 口操作簡單，無方向寄存器；資源豐富，一般設(shè)計足夠用了，要實現(xiàn)木設(shè)計的 功能完全足夠了；價格便宜、容易購買，資料豐富容易查到，程序燒寫簡單等多種優(yōu) 點。同時在單片機的學(xué)習(xí)中我們教學(xué)使用的也是該型號，因此對其功能和指令都較為 熟悉，在設(shè)計時也方便很多。3.1.2振蕩電路單片機系統(tǒng)內(nèi)都有晶體振蕩器，它通過與單片機內(nèi)部電路結(jié)合產(chǎn)生系統(tǒng)所需的吋 鐘頻率，而晶振頻率的高低直接決定了單片機運行的快慢。主要由一個單級反相器組 成。xtal1為反相器的輸入，xtal2為反相

21、器的輸出?？梢岳盟鼉?nèi)部的振蕩器產(chǎn) 生時鐘，只要在xtal1和xtal2引腳上外接一個晶體及電容組成的并聯(lián)諧振電路， 便構(gòu)成一個自激振蕩器，此方法稱為內(nèi)部方式。另一種方法為外部時鐘方式，外部振蕩信號通過xtal2端直接接至內(nèi)部時鐘電 路內(nèi)部反相放大器的輸入端xtal1端接地。上述兩種方式作用都是一樣的，即向系統(tǒng)提供時鐘，其區(qū)別是外部方式頻率穩(wěn)定 且精度高而內(nèi)部方式一般不夠準(zhǔn)確，存在一定誤差。在應(yīng)用時如果對準(zhǔn)確性要求不高 的話可以選用內(nèi)部時鐘方式。木設(shè)計采用內(nèi)部時鐘方式，這種方式的結(jié)構(gòu)緊湊，成木低廉，可靠性高。振蕩 器的電路中包括外接的反饋元件，即片外晶體振蕩器及電容cl, c2,它們組成的并

22、聯(lián)諧振回路構(gòu)成了一個自激振蕩器，向內(nèi)部時鐘電路提供振蕩時鐘。電容的大小取決 于片外晶體的振蕩頻率。振蕩器的電路如圖3所示。圖3.1振蕩電路圖在單片機中對所使用的振蕩晶體的參數(shù)要求如下：esr （等效串聯(lián)電阻）:根據(jù)所需頻率按圖3. 2選取。co （并聯(lián)電容）:最大7.0pfocl （負(fù)載電容）:3opf+3pf。其誤差及溫度變化的范圍要按系統(tǒng)的要求來確定。圖3. 2 esr與頻率的關(guān)系曲線在本設(shè)計中，在xtal1和xtal2引腳上外接一個12mhz的品振及兩個20nf 的電容。3. 1.3復(fù)位電路所有單片機在啟動的時候都需要復(fù)位，使cpu及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀 態(tài)，并從初始狀態(tài)開始工作。

23、at89c51單片機的復(fù)位信號是從rst引腳輸入到芯片內(nèi) 的施密特觸發(fā)器中的。當(dāng)時鐘電路工作后，持續(xù)給出2個機器周期的高電平即可完成 復(fù)位操作。復(fù)位方式分為手動復(fù)位和上電復(fù)位：1、手動復(fù)位手動復(fù)位需要人為在復(fù)位輸入端rst上加入高電平。通常采取的辦法是在rst端 和正電源vcc之間接一個按鈕。按下按鈕后電源端的高電平就會直接加到rst端。 由于人的動作即使很快也能使按鈕保持接通數(shù)十毫秒，保證能滿足復(fù)位的時間要求。2、上電復(fù)位at89c51的上電復(fù)位電路，只要在rst復(fù)位輸入引腳上接一電容至vcc端，下 接一個電阻到地即可。上電復(fù)位的過程是在加電時，復(fù)位電路通過電容加給rst端一個短暫的高電平信

24、號，此高電平信號隨著vcc對電容的充電過程而逐漸回落，即rst 端的高電平信號必須維持足夠長的時間。上電復(fù)位適用于較為成熟的產(chǎn)品中，而手動按鍵復(fù)位比較適合樣木制作或?qū)嶒炚{(diào) 試等場合，因此木設(shè)計中采用手動復(fù)位方式，電路圖如圖3.3所示3、復(fù)位后寄存器的狀態(tài)當(dāng)系統(tǒng)復(fù)位后，內(nèi)部寄存器的狀態(tài)如表3.1所列，即在sfrs中，除了端口鎖存 器、堆棧指針sp和串行口的sbuf外，其余的寄存器全部清0,端口鎖存器的復(fù)位 值為0ffh,堆棧指針值為07h, sbuf內(nèi)為不定值。內(nèi)部ram的狀態(tài)不受復(fù)位的影 響，在系統(tǒng)上電時，ram的內(nèi)容是不定的。表3.1復(fù)位后寄存器狀態(tài)專用寄存器復(fù)位值專用寄存器復(fù)位值pc000

25、0htconoohaccoohboohpswoohsp07hdptr0000hp0-p3ffhipxxx 00000bieox x00000btmodoohthooohtlooohth1oohtl1oohsconoohsbuf不定pcon(chmos)ox x x0000b3.2語音電路設(shè)計報站系統(tǒng)中語音部分也是重要的一塊，隨著科技產(chǎn)品集成化提高，語音芯片的研 究和應(yīng)用也越來越廣泛，因此也造成了芯片的種類繁多，功能各異，要從眾多芯片中 做擊合適的選擇，要考慮多方面的因素。在選擇時首先要考慮設(shè)計的功能要求，木設(shè)計為公交報站器，因此芯片要以放音 功能為主，但同時考慮到站點變更等因素，也需要具有錄音

26、功能；由于報站器的使用 時間會很久，因此語音內(nèi)容保存的時間要久。通常有錄音功能的芯片也具有放音功能。就目前市場上常見的一些語音芯片中wtn3、wt5s、wth等系列是一次性語音 的，不作考慮；排除其它音質(zhì)不好的，語音長度不合適的芯片后，我選擇了 isd4004 系列語音芯片。首先該系列語音芯片采用多電平肓接模擬量存儲技術(shù)，每個采樣值肓接存貯在片 內(nèi)閃爍存貯器中,因此能夠非常真實、自然地再現(xiàn)語音、音樂、音調(diào)和效果聲，避免了 一般固體錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪聲和”金屬聲j在音質(zhì)上完全可以滿足報站的要求；同時芯片單片錄放時間為8到16分鐘，非常適用于移動電話及其他便 攜式電子產(chǎn)品中。語音信息

27、存存放在閃爍存儲器中，可在斷電情況下保存一百年（典型 值），可反復(fù)錄音十萬次。表3. 2管腳功能管腳名稱pdip/soic管腳tsop管腳引腳說明vcc122數(shù)字電路電源/led223led指示信號輸出/rese324芯片復(fù)位miso425sp1接口的串行輸出。mosi526spi接口的數(shù)據(jù)輸入端口。sclk627spi接口的時鐘。/ss728為低吋，開啟spi接口。vssa81模擬地analn92芯片錄音或直通時，輔助的模擬輸mic+103麥克風(fēng)輸入+mig114麥克風(fēng)輸入vssp125負(fù)極pwm喇叭驅(qū)動器地sp-136喇叭輸出vccp147pwm喇叭驅(qū)動器電源sp+158喇叭輸出+vssp

28、169正極pwm喇叭驅(qū)動器地aud/1710輔助輸岀，用來輸岀一個aud或agc1811自動增益控制/vol1912咅量控制rosc2013振蕩電阻，決定芯片的采樣頻率vcc2114模擬電路電源/ft2215在獨立芯片模式下，當(dāng)ft 一直為/pla2316播放控制端/rec2417錄音控制端/era2518擦除控制端/fwd2619快進(jìn)控制端rdy/2720一個開路輸岀。vssd2821數(shù)字地isd4004與外圍設(shè)備的連接：語音芯片isd4004主要與三部分外圍設(shè)備連接，即單片機控制電路、語音錄入電路和語音播放電路。電路圖如圖3. 4所示：iiltsu 34-6_8 p101t121314ss

29、sclkndsirxcdnfisoxcikvssdintncracncvssancncncncncncncncvssavccavssaauain+audoutauanamcapncisemom28 sclk27 ycc3.3 三2625 kly3(l1)24 kac232210uc19104876yain- ain+ bin- bin-aout vcc boutcm)功放21 i918 vcc3a i?沖16715r60.22uf1h10 c1e v、 i|vcvt103圖3.4 isd4004外圍電路連接圖j2speak3.3顯示電路設(shè)計顯不屏共分為電了顯不屏（led）和液晶顯不屏（lcd）

30、兩種。兩種顯示器各有 特點，并不能簡單的作比較。由于液晶顯示器lcd （liquid crystal display）廣泛應(yīng) 用于微型計算機系統(tǒng)中，具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富等特點，lcd在大小和 形狀上更加靈活，接口簡單，不但可以顯示數(shù)字、字符，還可以顯示文字和圖形。而 且現(xiàn)在lcd已經(jīng)是單片機應(yīng)用設(shè)計中最常用的信息顯示器件了。因此木設(shè)計選用的 是lcd 1602液晶顯不屏。該顯示屏能同時顯示16列2行即32個字符，是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符 號等的點陣型液晶模塊。1602采用14腳接口，與單片機的連接電路如圖3. 5所示：圖3.5 lcd 1602與單片機連接電路圖3.4按鍵電

31、路設(shè)計最后是輸入部分的設(shè)計，木設(shè)計使用最簡單的鍵盤輸入。鍵盤是由一些按鍵或開 關(guān)組合而成的輸入設(shè)備，它是單片機系統(tǒng)中最常用的人機聯(lián)系的設(shè)備。操作人員可以 向系統(tǒng)輸入一些簡單的數(shù)據(jù)或指令。鍵盤按其結(jié)構(gòu)形式可分為編碼式鍵盤和非編碼式鍵盤兩種類型。編碼式鍵盤通過 其內(nèi)部的硬件電路自動產(chǎn)生被按鍵的編碼。這種鍵盤使用方便但是價格較為昂貴;非 編碼式鍵盤則通過軟件程序來識別按鍵及鍵值；這種方式結(jié)構(gòu)簡單，但是不如編碼式 的使用起來方便，按鍵識別程序的編制也比較麻煩。此外鍵盤還可分為獨立式鍵盤和矩陣式鍵盤。當(dāng)所用按鍵較少時可選用獨立式按 鍵；矩陣式則用于按鍵較多的地方。木設(shè)計中需要實現(xiàn)的功能有進(jìn)站及出站語音報

32、站 還有在報錯時，可以調(diào)節(jié)到上一站和下一站，因此一共需要四個按鍵，所以選擇獨立圖3.6按鍵電路在選定鍵盤后還必須要解決以下問題：3.4. 1按鍵的確認(rèn)每一個按鍵即是一個機械開關(guān)，按下按鍵后，首先要判斷按鍵是否按下，而鍵的 閉合與否則取決于口線的高低電平上。由于是機械開關(guān)，考慮到機械觸點的彈性及電 壓突跳的因素，往往在觸電閉合或斷開的瞬間會出現(xiàn)電壓抖動，很容易造成按鍵確認(rèn) 失誤，因此就需要按鍵防抖動技術(shù)。3. 4. 2按鍵防抖動技術(shù)為了使系統(tǒng)對一次按鍵動作只確認(rèn)一次鍵值，必須排除抖動的影響，主要有硬件 及軟件兩種解決手段。硬件方法就是在按鍵電路中加入與非門電路，這樣即使按鍵吋反生抖動也不會影 響

33、系統(tǒng)判斷鍵值；其特點是在每個按鈕上都要加消抖電路，對于按鍵較多的地方并不 適用；本設(shè)計中選用軟件消抖方式，即采用時間延遲的方法避開抖動，當(dāng)程序第一次檢 測到按鍵信號后延遲約10到20毫秒，再次檢測，如果按鍵處的電平狀態(tài)仍然保持不變, 則判定為按鍵按下，在按鍵釋放時同理。3. 4. 3按鍵保護(hù)除上述問題外，還有另外一種情況即有時會有同時按下雙鍵或多個鍵。這種情況 是不在原先考慮情況屮的，因此我們要通過嚴(yán)格的邏輯處理。每次只處理一個按鍵， 期間對任何按鍵的操作不作處理，且不論一次按鍵時間有多長，系統(tǒng)僅執(zhí)行一次的按 鍵程序。4軟件設(shè)計4. 1主程序流程圖圖41主程序流程圖打開系統(tǒng)后，進(jìn)行初始化設(shè)置，

34、使系統(tǒng)各部分恢復(fù)到初始狀態(tài)，木系統(tǒng)旨在模 擬實現(xiàn)報站功能，所以預(yù)設(shè)5個站點。起始時默認(rèn)為上行線，系統(tǒng)開始執(zhí)行按鍵掃描 程序，如有按鍵按下則判斷鍵值，并按照指令調(diào)用程序給語音模塊和顯示模塊執(zhí)行報 站功能，期間程序會不斷檢測是否到達(dá)終點站，如果到達(dá)終點站則會自動切換到下行 線，重復(fù)上述過程。軟件設(shè)計過程采用模塊化設(shè)計，木系統(tǒng)共分為以下幾個模塊：主程序、語音模塊、 顯示模塊、按鍵模塊。4. 2模塊程序設(shè)計4. 2. 1語音播放流程圖語音部分較為簡單，系統(tǒng)運行后執(zhí)行上電操作，并進(jìn)行上電延遲肓至上電結(jié)束后 開始執(zhí)行指令，調(diào)用預(yù)設(shè)地址中的內(nèi)容，進(jìn)行語音播放。v圖4.2語音播放流程圖4. 2. 2顯示模塊流

35、程圖系統(tǒng)上電后，顯示模塊初始化，當(dāng)接收到鍵盤指令后，調(diào)用預(yù)存的字符代碼，解 碼并通過液晶屏幕顯示出來。圖4.3顯示 模 塊 流 程 圖4. 2. 3按鍵模塊在按鍵控制部分，本設(shè)計采取的是軟件處理的方式。系統(tǒng)運行后，開始掃描按鍵 當(dāng)有按鍵按下，程序判斷按鍵電平狀態(tài)，若為低電平，則延時100ms,之后再次檢測 按鍵信號，若按鍵仍為低電平，則認(rèn)為此時為按下狀態(tài)，之后再判斷鍵值，根據(jù)按鍵 執(zhí)行指令，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行語音和顯示程序。否則判定按鍵沒有按下，重新進(jìn)行掃描。模塊 軟件控制流程如圖所示開始v圖4. 4按鍵部分流程圖5總結(jié)經(jīng)過幾個月的努力，本次設(shè)計已接近尾聲。通過后期的調(diào)試、修改，系統(tǒng)已經(jīng)基 本實現(xiàn)了公交

36、報站的功能。本設(shè)計應(yīng)用了單片機的多種功能，從輸入信號采集，到數(shù)據(jù)處理，再到輸出控制 綜合了硬件軟件等手段。首先，本系統(tǒng)成本低，系統(tǒng)簡單穩(wěn)定，只需簡單的操作即可 完成完整的公交報站功能。系統(tǒng)運行時默認(rèn)為上行線，到達(dá)站點吋，按下按鍵即開始 報站，同時在液晶屏上顯示站點信息及服務(wù)用語；出站時提示下一站，到達(dá)終點站白 動切換到下行線。本系統(tǒng)的創(chuàng)新點在于增加了誤報糾錯功能，即出現(xiàn)錯誤吋可通過上 調(diào)和下調(diào)按鍵選擇站點重新報站。就目前的報站系統(tǒng)來說，當(dāng)司機漏報一兩站吋，下 一站就會連按幾下，所以會出現(xiàn)連報數(shù)站的情況，這會對乘客造成一定困擾。因此本 系統(tǒng)對此作出了一些改進(jìn)。在調(diào)試階段，本人也發(fā)現(xiàn)了系統(tǒng)存在的許

37、多不足。相比來說，自動報站還是要優(yōu) 于手動報站的，但是由于實現(xiàn)有難度而且能力有限，所以退而求其次選擇了手動報站。 另外本次所用lcd顯示屏只能顯示字符而無法顯示文字，因為文字顯示涉及到了字 模提取等軟件，所以沒有實現(xiàn)。此外語咅部分只有原理設(shè)計也是不足之處。總體來說，本次設(shè)計還是讓我受益匪淺，由最初拿到課題時的茫然無措，再到查 閱資料，方案篩選直到一涉步實現(xiàn)，使我不僅僅對所學(xué)的知識鞏固和加強，更重要的 是讓我學(xué)會了研究問題的方法，只要認(rèn)準(zhǔn)目標(biāo)，知道自己要做什么，剩下的就是一點 點去付諸行動。參考文獻(xiàn)1 李曉林單片機原理與接口技術(shù)（第2版）m 屯子工業(yè)出版社，20132 徐沐龍.單片機原理及應(yīng)用m

38、.機械工業(yè)出版社，20133 陳洪軍，陳和平語咅錄放芯片isd4003及其應(yīng)用m.電子技術(shù),2000-03-124 李華.mcs-51系列單片機實用接口技術(shù)m.北京航空航天大學(xué)出版社，20035 李建榮，錢松.protel軟件在電路設(shè)計中的應(yīng)用m.電子技術(shù)，2010-12-25 唐正.proteus在單片機教學(xué)中的應(yīng)用m.華中科技大學(xué)，2008-06-017何立民.mcs-51系列單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計m.北京航天出版社,1990 郭天祥新概念51單片機c語言教程一一入門、提高、開發(fā)、拓展m.電子工 業(yè)出版社 郭金影.基于單片機的led顯示屏系統(tǒng)設(shè)計與proteus仿真m.大連交通大 學(xué)，2010

39、10 周波公交車自動報站系統(tǒng)的設(shè)ikj.四川理工學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)版，200&11 許連華，李學(xué)慶.基于gps的公交車自動報站系統(tǒng)j計算工程程,2005.12 潘新民、王燕芳微型計算機控制技術(shù).北京：電子工業(yè)出版社，2006.13 v. yu. teplova. v. anisimov. thermostatting system using a single-chipmicrocomputer and thermoelectric modules based on the peltier effect j ,200214 yeager brent.how to troubleshoo

40、t your electronic scalej. powder and bulk engineering. 199515 meehan joanne,muir lindsey.scm in merseyside smes:benefits and barriersj.tqm journal. 2008致謝畢業(yè)設(shè)計終于在老師的悉心指導(dǎo)下完成了。作為一名即將離開大學(xué)校門的學(xué)生, 我把本次設(shè)計看作是大學(xué)中的最后一門功課，投入了巨大的時間和精力。設(shè)計題目是 用單片機實現(xiàn)公交車報站。由于在大學(xué)中重點學(xué)習(xí)的是機械方面的知識，僅靠自己的 力量完成設(shè)計任務(wù)的難度是相當(dāng)大的。在制作設(shè)計的過程中，我確實遇到了許

41、多棘手 的問題，碰到了很多的困難。但是，這些問題和困難在和同學(xué)們的幫助下都被一一解 決。在這段時間里張老師也給予了我很大的幫助，她的一些建議和指導(dǎo)讓我少走了很 多彎路。在本次設(shè)計中，我不僅學(xué)到了很多科學(xué)知識和工作方法，而且學(xué)到了作為一 個研究人員應(yīng)有的治學(xué)態(tài)度和為人處世的道理，這一切都將使我終身受益。謹(jǐn)在此向 致以崇高的敬意！對給予我支持和幫助的所有同學(xué)們表示衷心的感謝！ii112<pi11ws|a1 z"sh»r31c<-1tivsevdtvsi2p-56tdo- 器 0729in1112131«附錄1:系統(tǒng)原理圖廠ro ir宀l?;9lr>

42、u1 us 5笛cj 7 6 5,3k13ss pp-5z sn>s 3u->s s.i* s«jad5 3聖 d6 b7s3 pzqas fzjw9 pzyo p2wau p2.g>2 p2qam pn7./u5 p3.vtxd 乙wm 3u3 ph3 p3§ pwjgw m/wrr>'smibra“temirp1'附錄二：lcd 1602頭文件程序#include <at89x52. h>#ineludeintrins. h>sbit lcdrs=p2 0;sbit lcdrw二p2"l;sbit leden二p2“2;sfr dbport= 0x80;unsigned char lcdwait(void)ledrs二0;ledrw二