(基于单片机的公交车语音报站器设计).doc
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1、基于单片机的公交车语音报站器设计系 部:学生:专业班级:学 号:指导教师:声 明本人所呈交的 基于单片机的公交车报站器设计 ,是我在指导教师的指导和查阅相关著作下独立进行分析研究所取得的成果。除文中已经注明引用的容外,本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中作了明确说明并表示意。作者签名:日期:摘 要 本次毕业设计主要采用AT89C51、语音芯片ISD2590和键盘来完成一款简易公交报站系统的设计,其中单片机AT89C51作为本设计的核心器件。在文中给出了公交报站器具体的设计方案,并且阐述了在系统设计过程中所用到的各个模块电路、各模块电路
2、的工作原理和主要功能以与利用Protues软件进行电路仿真测试的方法、过程和结果,详细地介绍了系统设计过程中各个模块的软件设计和硬件设计是怎么实现的,成功实现了公交车报站的功能。该报站器使用方便快捷,应用围广,成本低,具有一定的实用价值。【关键词】:公交车报站; 单片机AT89C51; ISD2590芯片;【ABSTRACT】This graduation design mainly AT89C51, voice chip ISD2590 and keyboard to complete a simple and easy design of bus stops system, includi
3、ng microcontroller AT89C51 as the core of this design device. In this paper the concrete design scheme of bus stops is adopted in the system design process and use various modules of the circuit, working principle and main functions of each module circuit and using Protues software circuit simulatio
4、n test method, process and results, detailed introduces the system design process in the various modules of the software design and hardware design is how to implement, successfully realized the function of the bus stops. The newspaper stand fast and convenient to use, wide application, low cost, ha
5、s certain practical value. 【Key words】 : bus stops; Single chip microcomputer AT89C51 ; ISD2590 chips; 目 录摘要III一、引言1(一)设计背景与意义1(二)设计要求1(三)主要设计思路1(四)核心器件的选择2二、硬件设计2(一)主控电路21.单片机AT89C51性能概述3(二)语音芯片电路设计51.语音芯片ISD2590性能特点52.电路连接6(三)功放电路的设计6(四)键盘接口电路7三、软件设计7(一)主流程图8(二)功能模块设计91.语音程序92.按键程序11四、性能测试13(一)仿真工
6、具13(二)仿真过程13(三)仿真测试13五、总结14致15参考文献16附录1:电路原理图17附录2:仿真测试图18一、引言(一)设计背景与意义现代社会,环境污染已越来越严重,4月22日是世界地球日而6月5日则是世界环境日,由此可见环境问题在日常生活中是多么的重要。在城市中机动车的尾气排放成了污染空气的主要直接污染源,因此很多国家提倡人们乘坐公共汽车出行减少机动车尾气对空气的污染,有的国家甚至将工交出行列入法律以告诫人们,一个良好的生活环境是人类赖以生存的基础忙。同时也可预见,在不久的将来公共汽车必将成为现代城市生活中的首选交通设备之一。为了节约人工成本,提高管理效率,目前大多数国家的城市都推
7、行的是无人售票的公共汽车。无人售票公共汽车所面临的首要问题就是乘客们如何获取必要的乘车信息,例如:车辆的行驶路线如何,停靠站台与行车、开关门等信息。尤其是在新型的无障碍公共汽车上,更应该考虑到上述信息获取的便利,提高人性化服务的质量。因此,设计一款功能齐全、使用方便的公交车语音报站系统,是非常有实用意义的。随着单片机技术的不断发展,单片机的功能越来越完善,已经被广泛的应用于工业自动化过程的实时控制和数据处理,各种智能IC卡、安全保障系统、以与其它电子设备当中。单片机具有体积小、功能齐全、价格低廉等优点,使用单片机设计制造的设备非常实用。本文拟采用单片机为核心器件,完成一款公交报站器的设计。该设
8、计简单、方便,有一定的实用价值。(二)设计要求通过对如今公交系统的了解和现实社会的需求,本设计要实现以下几种功能:(1)能够完整的播放一条公交线路的所有站台名称;(2)能够提前告知乘客下一站点的信息;(3)播放错误时,可以返回上一条或者下一条信息;(4)能够播放多种行车提示信息。(三)主要设计思路本次设计拟采用模块化设计的方法,将整个公交报站系统分为电源、单片机、语音芯片、语音输出电路和按键电路几个模块,各个模块之间通过硬件的接口设计与软件设计进行控制。整体电路框图如图1.1所示。图1.1原理框图整个设计方案的整体框架是以单片机为核心器件,语音芯片的语音输出由按键电路负责控制以便播放相关的各种
9、语音信息。(四)核心器件的选择单片机因体积较小、成本低、使用方便、易于产品化的优点以与强大的面向控制的能力,使它广泛应用于工业控制生产、智能化仪表、外设控制仪器、家用电器、军事装置等各种领域。本设计主要考虑了现实生产生活中的实用性和价格低廉两大因素而选择美国atmel公司生的AT89C5x系列的AT89C51单片机。语音芯片同样是本设计的核心部分之一。美国ISD(Information StorageDevices)公司生产的ISD2590语音合成芯片是目前比较常用的高性能单片语音录/放芯片之一, 具有音质真实自然、使用方便、在掉电状态下可以保存信息100多年等许多特点。本设计将采用ISD25
10、90完成语音输出电路部分的设计,其电气特性详见硬件设计部分。二、硬件设计(一)主控电路AT89C51单片机是一种高性能CMOS 8位单片机,片含4K字节的能够反复擦写的只读存储器。在AT89C51单片机结构中,最显著的特点是部含有Flash存储器,而在其他方面的结构,则和Intel公司的8051的结构差不多。1.单片机AT89C51性能概述1)与51系列单片机可以兼容;2)系统可存储8bite字节;3)可来回擦写的次数为1000次;4)数据可以保留10年之久;5)静态操作的围为0Hz至33Hz;6)节约能源模式;7)全双工UART串行通道;8)输出端口可进行32次编程;9)指针所产生的数据为双
11、份;10)中断源的个数为五;11)电源中断后可自动提示;12)定时器采用一款看门狗的一软件;13)具有断电时的标志符号 图2.1 AT89C51引脚图电源的电压接管脚40(VCC)。电源的接地端接单片机管脚20(VSS)。P0口:P0口作为输出口,每8个TTL逻辑电平通常能够消耗掉一位,可以认为是一个双向输入输出口的,并且是8位漏极开路的。倘若端口显示的数字为1的话,此时的电平则为高阻。P0口能够用于外部ROM、RAM,它既可以作为数据低八位也可以作为地址的低八位使用,也就是说P0口是唯一可以数据和地址分时复用的I/O口。P1口:P1口也作为输出口,P1口每一个管脚都自带上拉电阻,也是一个双向
12、的输入输出口位,与P0口不同的是每4个TTL逻辑电平能够消耗掉其中的一位。当部被上拉为高时,P1口可以作为输入使用,此时P1口的各个引脚均为“1”。 当P1口有电流输出时,P1口的各个管脚肯定都为“0”,这是P1口自带上拉电阻的一大特点。P2口:P2口也是个双向输入输出口,每4个TTL逻辑电平通常能够消耗掉P2口的一位,当P2各个管脚都写为“1”后,此端口作为输入使用。P2口当用于外部ROM或16位的地址外部RAM进行存取时,P2口将读取高八位的地址并将其输出。如果已给的地址是高电平状态,P2口就会利用部上拉的特点,P2口只有在读写外部八位地址数据存储器时才会把它的特殊功能寄存器的容输出。 P
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