公交车语音报站及汉字显示系统设计.docx

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公交车语音报站及汉字显示系统设计

摘要

公共汽车成为城市人们出行的必备选择后所面临的问题是乘客们如何能够在正确的车站下车，如何知道这辆车开向哪里，途中还会经过哪些车站。

在一些需要提示乘客注意的情况，比如车在转弯需要注意，或者需要让座等等，这时该怎么办？

解决的办法就是利用公交车报站器播放语音，提示乘客。

在当今社会，即使在私家车越来越多的今天，公交车仍然是人们出行的首选，因为公交车具有方便、快捷、车票便宜等优点。

传统的公交车报站主要由售票员报站，但是有些售票员有着浓重的地方口音，给外地人乘坐公交车造成了困难，另外，随着无人售票车逐渐增多，公交车报站器就越显得重要了。

本文应用单片机技术、语音合成技术设计了一种公交车语音报站和汉字显示系统，它能很好的模仿人完成报站任务，从而解决了人工报站不准确不方便等问题。

本文设计的新型的公交车语音报站系统，AT89C52单片机为核心，外扩ISD1730语音芯片，LED显示器和行列驱动芯片。

主要有单片机的线编程模块，话筒，语音芯片，功放、键盘按钮、LED显示程序。

通过对单片机语音模块的编程，实现语音播报，再有扬声器、及放大电路放大，同时也可以手动触发音频播放，设置站台号，再通过LED显示程序显示出来。

该公交语音报站系统，方便简单、功能稳定，具有一键智能操作等功能。

【关键词】单片机、语音芯片、LED显示器

Abstract

Busbecomenecessarychoiceofcitypeopletravelafterfacingthequestionishowthepassengerstogetoffthetrainattheright,howtoknowthecaropentowhere,willalsobeonthewaythroughwhichthestation.Insomeofthepassengersneedtopayattentiontothesituation,suchascarinturnneedtopayattentionto,orneedtogiveupherseat,etc.,thenwhatshouldIdo?

Thesolutionistousethebusstopsplaythevoiceandpromptpassengers.

Intoday'ssociety,evenintoday,moreandmoreprivatecars,busesarestillamongtheirfirstchoicesofinvestmentwithpeopletravel,becausethebushastheadvantagesofconvenient,quickandtheyarecheaper.Traditionalbusstopsismainlycomposedoftheconductorstops,butsomeoftheconductorhasastronglocalaccent,causeddifficultforoutsiderstoridethebus,ontheotherhand,astheunmannedvehicle,busstops,themoreimportantthe.

Thispaperintroducesthedesignprincipleofanewbusautomaticstopreportingsystem,whichcentersAT89C52SingleChipMicyoco,concerningISD1730speechchip,dotmatrixLEDcharacterdisplayscreenandlinedriverchip.thissystemmainlyincludethesinglechipmicrocomputerlineprogrammingmodule,microphone,voicechip,poweramplifier,thekeyboardbutton,liquidcrystaldisplayprogram.Basedonsinglechipmicrocomputervoicemoduleprogramming,therealizationofspeech,nospeaker,andamplifyingcircuitamplifier,atthesametimecanalsomanuallytriggeraudioplayback,setuptheplatform,throughtheLEDdisplayprogram.Changetobusvoicestopssystem,simple,convenientandstablefunction,generalpromotionvalue

【keywords】singlechip、voicechip、LEDdisplay

一、绪论

1.1研究背景及意义

公共汽车是目前世界各国使用最广泛的公共交通工具。

它起始于1905年的美国纽约，当时用公共汽车代替原有的公共马车，20世纪30年代得到了迅速的发展。

随着现代社会的建设，公交车越来越为大众所喜爱，不仅仅可以在低消费下达到目的地，同时也能省去很多的自驾麻烦，是打工族和学生族的常用交通工具，公交车便成为了现代文明城市的一道流动的风景线。

为了使乘客方便清楚的知道公交车所到站点，公交车配备了一些设备，最普遍的就是报站系统，汉字显示屏，无人售票等装置。

公共汽车之所以被广泛采用，是因为其机动灵活性高，在路面状况良好的城市道路上就可以通行，而且公共汽车组织其运行所需要的附属设施的投资，相较之其它现代化公共交通工具也是最少的。

随着我国公共汽车车辆类型发展趋势，其中按载客量分车型，有小型（载客60～90人）、中型（载客90～130人）和大型（载客130～180人）。

大型公共汽车对于解决上下班客运高峰时间的乘车拥挤情况起了很大解决交通堵塞作用。

城市公共交通是城市建设和发展的重要组成部分，随着城市的扩建，人们生活节奏的加快，公共交通问题显得日益重要。

在我国中小城市里，公交车仍然是城市交通的主体，它的服务质量与市民们的生活息息相关，也是衡量一个城市的文明指标。

而国内大多数城市现有的公交车还是采用传统的公交系统，没有实现智能化，比如公交车报站只能由人工来实现报站，离不开驾驶员或售票员的相应操作，公交车司机一边要开车一边还要兼顾报站，这就增加了驾驶员的操作负担，驾驶员开车时为报站而分散精力，存在一定的安全隐患，同时由于人工报站受到个人素质、工作态度劳动强度等因素影响，往往出现误报、漏报甚至干脆不报等现象，给乘客带来了很大的不便。

因此，在中小城市中，公交车对报站系统的需求也日益强烈。

1.2研究现状

现阶段公交车语音报站在国内外来说主要有以下几种方式：

一是通过用户终端接收工作的全球定位系统卫星导航信息,车辆信息的经度和纬度,然后计算实时协调、配合,当车辆进入该网站在一定距离范围内,无需人工操作,系统会进行语音报站；二是使用无线电频率识别技术,在每个公交车站设置一个射频发射器一个惟一的ID,传输采用间歇工作方式,当公共汽车将要到达车站,车站接收和解码ID的车载系统平台,是由单片机控制的自动播出平台对应的数字语音到站信息；三是车轮轴角脉冲计数,计数的值与预设值对比,确定到站,达到准确到站的目的。

然而,这三个方法不适合大多数国内中小城市的发展现状。

第一种设备成本过高,定位精度满足要求；第二大平台建设,一旦网站的变化,射频发射器必须移动,更多的麻烦；第三个需要公交线路固定严格,稍有变化,所以很难准确的停止。

为此，本文试图设计一种既方便易行又经济实惠的公交车语音报站系统及汉字显示以此来实现一键智能化操作完成报站等任务。

1.3课题研究内容

本课题要求设计公交车语音报站及汉字显示系统，以实现公交车的语音报站，即在进站、出站时候自动播报语音提示信息及服务用语，同时利用LED显示屏进行汉字显示。

在进行系统设计时，除了实现系统要求的功能以外，同时，由于系统是安装在公交车上，属于车载终端设备，所以必须兼顾电源、功耗、体积等因素，且还要考虑到产品成本、开发工具、研发周期等问题[1][2]。

基于以上因素，整个系统采用了AT89C52单片机作为主控制器的设计思路。

本设计的主要任务是研究设计公交车语音报站及汉字显示系统。

在设计中，主要去完成了以下工作：

（1）在整体电路完成的情况下，实现一键智能操作并利用ISD1730进行语音报站，以及利用4块16*16LED显示屏进行文字的显示。

（2）在以AT89C52为主控芯片的情况下，完成了硬件的整合，画出了电路图。

（3）写出了软件源代码，进行软件编程，达到设计目的。

二、系统总体方案设计

2.1方案论证

2.1.1控制模块

本设计采用单片机作为核心控制芯片，单片机选用AT89C52。

AT89C52是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机。

该芯片具有40个引脚，4kBytesFlash片内程序存储器，128bytes的随机存取数据存储器（RAM），AT89C52设计和配置了振荡频率可通过软件设置省电模式。

空闲模式下，CPU暂停工作，AT89C52支持并行编程还支持ISP在线编程。

工作频率更高，电源范围更宽，抗干扰性更强，加密功能更强。

外置看门狗芯片MAX813L,此芯片是一体积小、功耗低、性价比高的带看门狗和电源监控功能的复位芯片，它使用简单、方便。

2.1.2语音模块

ISD1730是华邦公司新推出ISD1700系列芯片的单片优质语音录放电路，芯片可以提供大量的新功能,其中包括一个内置的专利信息管理系统,新消息显示,双操作模式（独立与嵌入式）,以及一个可定制的指示信息的声音。

芯片内部的前端放大器由自动增益控制、麦克风、扬声器驱动电路、振荡器、记忆和全方位的系统功能的集成[3][4]。

本次设计采用ISD1730语音芯片设计录放电路，由按键直接控制语音的录放等，电路工作稳定、可靠性高，完全达到了设计要求，具有非常好的实用性。

芯片ISD1730提供多项创新功能，包括多信息管理系统，新信息提示，双运作模式，以及可定制的信息操作指示音效。

该芯片可录放音十万次，存储内容可以断电保留一百年，具有两种控制方式，两种放音方式输出方式，可处理多大255段信息，而且它的音质好，应用非常灵活。

本设计选用ISD1730芯片为本设计的播放语音芯片，并且对芯片的各个引脚功能，以及和单片机连接的电路进行了细致的分析和研究，芯片内部包含芯片上的时钟,麦克风前置放大器,自动增益控制,带通滤波器,平滑滤波器和功率放大器。

使用模拟存储技术,可以提供20秒钟播放时间,在没有失去电力供应下降时,语音质量高。

在报站状态下,只需要由单片机P1口送出所需报站名及其他语句的存储地址,给23脚一个下降沿信号,开始放音。

2.1.3显示模块

方案一：

采用LCD点阵显示，用来显示文字、图形、图像等各种信息的显示屏幕。

它均由LCD矩阵块组成。

图文显示屏可与计算机同步显示汉字、英文文本和图形，该方案简单易行。

但所需的元件较多，且不容易进行操作，可读性差，一旦设定后，很难再加入其他的功能[5]。

方案二：

采用4个