红外线遥控技术模拟公交车自动报站的系统--毕业设计.doc

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摘要

本设计介绍了一种利用红外线遥控技术,模拟公交车自动报站的系统。

以AT89C52为主芯片。

公交车上的接收电路收到站台信息后解码，解码后把信号传送给AT89C52单片机，启动LCD12864显示站名。

同时，应用语音模块播报站名，还可以实现手动报站功能。

系统由红外线的发射模块、接收模块、LCD12864显示模块及ISD4004语音播报模块组成。

语音芯片ISD4004,采用模拟数据半导体存储器直接存储的专利技术，即将模拟语音数据直接写入单个存储单元，不需经过A/D、D/A转换，因此能够较好地真实再现语音的自然效果，避免了一般固体语音电路因为量化和压缩造成的量化噪声和失真现象，配合LCD12864屏显示，就使得该报站系统更加实用。

关键词：

AT89C52；红外线编码技术；LCD12864；ISD4004

Abstract

Thisdesignintroducesauseofinfraredremotecontroltechnology,simulationbusstopautomatedsystem.TothemainchipAT89C52.Receivercircuitbusstationinformationreceivedafterthedecoding,afterdecodingthesignaltransmittedtotheAT89C52microcontroller,displaystationnamesstartLCD12864.Atthesametime,theapplicationofvoicebroadcaststationmodule.Canalsomanuallystopfunction.Stoptime.Systemmodulefromtheinfraredtransmittermodule,receivermodule,LCD12864displaymoduleandtheISD4004voicebroadcastmodule.SpeechsynthesischipISD4004adoptsthepatentedtechnologyforsemiconductormemorydirectlysimulateddatastorageofanalogvoice,thatanalogvoicedataiswrittendirectlytotheindividualstorageunits,notthroughA/DandD/Aconversion,sowecanreceivethenaturalemergenceofbettervoiceeffectsandavoidthequantizationofnoiseanddistortioncausedbythequantizationandcompressioninthegenerallysolidvoicecircuit.Besides,LCD12864makesthereportingsystemmorepractical.

Keywords：

AT89C52；Infra-redcodingtechnology；LCD12864；ISD4004

目录

摘要 I

Abstract II

目录 III

1绪论 1

1.1课题研究的背景及意义 1

1.2报站器的动态发展趋势 1

1.3设计的主要目标任务 2

2方案的设计与分析 3

2.1方案的设计 3

2.2方案的分析 3

2.2.1无线收发模块的分析与论证 3

2.2.2控制模块的分析与论证 3

3系统硬件设计 5

3.1系统硬件设计 5

3.1.1系统总体方框图 5

3.2单元电路的设计与分析 5

3.2.1AT89C52单片机介绍 5

3.2.2晶振电路 6

3.2.3复位电路 7

3.2.4遥控收发电路 7

3.2.5AT89C52控制的LCD12864电路 10

3.2.6ISD4004语音录放电路 14

3.2.7本设计总原理图 21

4系统软件设计 22

4.1系统流程图 22

4.1.1LCD12864流程图 22

4.1.2定时器中断0服务子程序流程图 23

4.1.3遥控接收程序流程图 23

4.1.4定时中断1子程序流程图 24

4.1.5外部中断1子程序流程图 24

4.1.6ISD4004放音程序 25

4.1.7ISD4004录音程序 26

5系统测试 27

5.1调试软件—KeilC51简介 27

5.2软件程序测试 27

5.3系统电路功能仿真 28

5.4Keil与Proteus对系统联调 28

参考文献 32

结束语 33

致谢 34

附录一：

系统总原理图 35

附录二：

LCD12864显示模块参考程序 36

附录三：

ISD4004语音播报程序 52

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宁夏理工学院毕业论文

1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起来了，语音报站器也被广泛使用，这在相当大的程度上免除了乘务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。

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

本课题要求设计一公交车自动报站系统[1]，以实现公交车的语音自动报站，即公交车快要进站、出站时候通过红外接收模块的LED发亮接着按下按键本系统就可以自动播报语音提示信息及服务用语，同时利用LCD12864电路进行汉字显示。

本设计要求利用AT89C52作为主控芯片完成主控电路的设计，辅助电路要求包括语音电路、LCD12864显示电路等。

2方案的设计与分析

2.1方案的设计

用AT89C52单片机来设计一个公交车自动报站系统[2]。

要求用遥控模拟实现当公交车靠近站点时可以用文字来显示站名，语音播报站名。

2.2方案的分析

2.2.1无线收发模块的分析与论证

方案一：

无线AP。

由无线AP构成，通信的效果好，数据传送量大，但是其成本比较高，由于采用IEEE802.11b和IEEE802.11g的通信协议，因此它比较适合用于移动上网。

方案二：

无线数传模块。

采用专用收发集成电路的无线数传模块构成，所以性能相对较好，而且容易实现，并且在功耗，抗干扰性等方面都比较优越，但是由于基于此芯片的无线传输模块价格和无线AP模块差不多，所以成本相对偏高。

方案三：

PT2262/PT2272-L4集成芯片。

方案采用低功耗、低价位、通用编解码电路，发送用高β的达林顿管，所以在灵敏度和抗干扰性方面有保障。

方案四：

红外遥控。

可以用现有的遥控装置，我们只要了解其编解码原理，就可以采用现成的简易装置来模拟应用。

以上四种都是可供参考的方案，在考虑了诸多因素之后，决定采用方案四。

虽然在软件解码方面比较复杂，但其工作稳定，可靠性高。

2.2.2控制模块的分析与论证

方案一：

采用GPRS作为系统的控制器GPRS即“通用分组无线业务”（GeneralPacketRadioService的英文简称）是在现有GSM网络上开通的一种新型的分组数据传输技术相对于原来GSM以拨号接入的电路交换数据传送方式GPRS是分组交换技术具有“永远在线”、“自如切换”、“高速传输”等优点。

GPRS可作为实现各种复杂的逻辑功能，规模大,但其成本非常高。

方案二：

采用嵌入式ARM的32位单片机LPC2138。

LPC2138功能庞大，内部资源丰富，易于数据的采集，不但具有一般单片机的所有功能，还内置了PWM，具有很强的串行通信功能，引脚非常丰富，功耗低，稳定性好，易于功能扩展,其在线仿真技术，软硬件调试方便,但ARM板成本较高。

方案三：

采用AT89C52单片机控制，它简单易用、成本低廉，软件编程自由度大，可用编程实现各种控制算法和逻辑控制,采用AT89C52单片机为控制核心，系统功能强大，资源配置灵活，运行可靠稳定，是一套相对完善工业低压控制系统，采用板式结构、安装牢靠，操作简洁。

综上所说ARM虽功能强但成本高,且用单片机也能很好的控制，所以该系统的设计选用单片机编程即可，我们所以选择方案三。

3系统硬件设计

3.1系统硬件设计

本设计采用红外遥控来实现无线数据的收发，采用AT89C52单片机[3]为控制核心，实现公交车的自动报站功能。

3.1.1系统总体方框图

图3.1系统总体方框图

3.2单元电路的设计与分析

3.2.1AT89C52单片机介绍

随着计算机技术的发展，单片机技术已成为计算机技术中的一个独特的分支，单片机的应用领域也越来越广泛，特别是在工业控制和仪器仪表智能化中扮演着极其重要的角色。

实际上，单片机几乎在人类生活的各个领域都表现出强大的生命力，使计算机的应用范围达到了前所未有的广度和深度。

单片机的出现尤其对电路工作者产生了观念上的冲击。

过去经常采用模拟电路、数字电路实现的电路系统，现在相当大一部分可以用单片机予以实现，传统的电路设计方法已演变成软件和硬件相结合的设计方法，而