毕业设计论文
题目 公交车语音报站系统的设计
班 级＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
姓 名＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
指导教师＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
前 言
随着国民经济的持续发展和各级政府对县域经济的高度关注，乡镇的城市化正在全国如火如荼地展开，基础设施得到了突飞猛进的发展。在这个过程中，乘坐公交车逐步取代了以前落后的出行方式，成为广大城乡人民短途出行的首选。近年来城市公交事业迅速发展，以前靠售票员报站的方式已经不能满足实际需要，很多大中城市都在推广实行无人售票。在广大乡镇，公交车如何实现自动报站还缺乏人们的重视。
目前，公交车自动报站主要有以下几种方式：一种是通过全球定位系统（GPS）的用户终端接收工作卫星的导航信息，从而解算出车辆的经纬度信息，进而计算出实时坐标，将其与站点坐标相比较，当车辆驶入站点一定距离范围内时，不用人工干预，系统自动报站；另一种是利用无线射频识别（Radio Frequency Identification）技术，在每一个公交站台设置一个具有唯一ID的射频发射器，采用间歇工作方式发射信号，当公交车即将到达车站时，车载系统接收到站信号并解码出站台的ID号，由单片机控制自动播放对应站台编号的报站语音；还有一种是对车轮轴的转角脉冲进行计数，将计数值和预置值对比，即可确定报站时刻，达到准确报站的目的。
然而，这三种方式都不太适合乡镇的发展现状。第一种设备造价过高，定位精度也难以达到要求；第二种站台建设投入较大，站点一旦变更，射频发射装置即须移动，较为麻烦；第三种需要公交线路严格固定，稍有改变，报站就难以准确。为此，本文试图设计一种既方便易行又经济实惠的公交车自动报站系统。
本设计采用人工按键的操作方式，实现公交车对站名的语音提示和文字显示功能。当公交车到达某一站时，司机或乘务人员只需按动按键，就可以使单片机控制语音模块对站名进行语音提示，并控制显示模组在液晶屏上显示站数和站名。系统由一片八位单片机，一个语音模块，一个液晶模组，一块稳压芯片，若干电阻电容和与非门等组成。经过本课题的研究，我们得到了一种公交车自动报站的低成本解决方案。
目 录
前 言 .................................................................................................................................... II 1 方案设计 ............................................................................................................................. 4
1.1 原理 .......................................................................................................................... 4 1.2 框图 .......................................................................................................................... 4 1.3 简介 .......................................................................................................................... 4 2 硬件设计 ............................................................................................................................. 6
2.1 微控制器 .................................................................................................................. 6 2.2 语音提示 .................................................................................................................. 9
2.2.1 内部结构 ......................................................................................................... 9 2.2.2 引脚描述 ......................................................................................................... 9 2.2.3 操作规则 ....................................................................................................... 11 2.3 文字显示 ................................................................................................................ 16
2.3.1 组成结构 ....................................................................................................... 17 2.3.2 引脚功能 ....................................................................................................... 17 2.3.3 液晶模组与单片机的连接 ........................................................................... 19 2.4 键盘接口 ................................................................................................................ 19 2.5 电源 ........................................................................................................................ 23
2.5.1 芯片介绍 ....................................................................................................... 23 2.5.2 稳压电路 ....................................................................................................... 25
3 软件设计 ........................................................................................................................... 27
3.1 语音提示应用实现 ................................................................................................ 27
3.1.1 放音程序 ..................................................................................................... 27 3.1.2 录音程序 ....................................................................................................... 28 3.1.3 语音提示程序 ............................................................................................... 29 3.2 文字显示应用实现 ................................................................................................ 34 3.3 键盘接口应用实现 ................................................................................................ 40 4 结论 ................................................................................................................................... 42 5 致 谢 ............................................................................................................................... 43 6 参考文献 ........................................................................................................................... 44 附录一 系统原理图 ............................................................................................................... 45
1 方案设计
1.1 原理
本系统使用八位单片机作为控制器件。当系统进行语音再生时，单片机控制语音合成电路中的语音芯片来读取其外接的存储器内部的语音信息，并合成语音信号，再通过语音输出电路，进行语音报站和提示。同时，单片机通过程序读取文字信息，送入液晶显示模组来进行站数和站名的显示。当汽车到达某站时，司机或乘务人员通过键盘来控制系统进行工作。而且，系统具有根据公交车的行驶方向确定报站顺序的功能（司机或乘务人员可以通过按键来控制）。当系统进行语音录制时，语音信号通过语音录入电路送给语音合成电路中的语音芯片，由语音芯片进行数据处理，并将生成的数字语音信息存储到语音存储芯片中，从而建立语音库。
1.2 框图
语音提示模块 晶振 文字显示模组 复位 单 片 机 键盘接口电路 电源 存储器 图2.1 系统组成结构
1.3 简介
为了降低控制仪器成本并减小体积，系统采用了Intel生产的8031单片机作为主控芯片。8031内部没有程序存储器，需要外部扩展存储器，选用一片8KB UVEPROM存储器芯片2764
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就可以满足应用要求。同时，8031还需要外接晶振和复位电路。
语音提示模块选用ISD4004系列语音芯片，外接话筒和音箱组成语音录制和播放电路。其中，音箱由音频功率放大器LM386驱动。
音箱 放音 驱动 语音芯片 录音 控制 电话筒 音频功率放大器 单片机 源 图2.2 语音提示模块组成结构
文字显示模组采用12864液晶屏作为显示单元，其驱动芯片为带有中文字库的ST7920控制器系列。模组使用ST7920作为控制器和行驱动器，同时使用ST7921作为列驱动器。与单片机的连接，我们采用并行间接访问方式。
键盘接口电路采用独立按键设计，通过触发器来消除按键抖动。
电源采用LM2576作为稳压器件，将公交车上的+24V直流电压转变为+5V直流电压。LM2576是NS生产的3A电流输出降压开关型稳压集成芯片，能够较好地解决LM7805因输入电压过高而发热量较大的问题。
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