基于单片机公交车语音报站器设计.docx

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基于单片机公交车语音报站器设计

本科毕业论文（设计）

论文（设计）题目：

基于单片机公交车语音报站器设计

学院：

专业：

班级：

学号：

学生姓名：

指导教师：

2010年5月15日

贵州大学本科毕业论文（设计）

诚信责任书

本人郑重声明：

本人所呈交的毕业论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所完成。

毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。

特此声明。

论文（设计）作者签名：

日期：

基于单片机公交车语音报站器设计

摘要

根据AT89S52单片机的特点和公交车报站的特点，本文提出了一种用单片机控制语音芯片进行公交车语音模拟报站的方法，同时给出了软硬件设计的方法，设计过程中包括硬件电路设计和软件程序编写两个方面。

本系统硬件利用AT89S52作为CPU进行总体控制，通过ISD2590P语音芯片建立语音信息库，对语音信息进行自由组合，形成变化多样的语音信息，利用LM386功放播出语音信息以及提示语音，同时运用LCD液晶显示器进行站数显示。

当公交车到达某站点，用键盘控制本系统工作，通过语音电路输出语音信息和提示，LCD液晶显示器同时显示时间、年、月、日、星期信息。

时间采用实时时钟芯片DS1302来获取信息，通过手动键盘，识别语音播放地址，驱动扬声器播放相应站名。

该公交车报站器结构简单，使用灵活，功能稳定，音质自然、清晰，无论对于社会或者科研都有一定的研究价值。

关键词：

公交车，液晶显示器，单片机，语音芯片

Thedesignofbusstation-voicereportedwerebasedontheMCU

Abstract

AccordingtothecharacteristicsoftheAT89S52microcontrollerandthecharacteristicsofbus-stop,thispaper,avoicechipwithamicroprocessorcontrolledvoicesynthesizerreportedthebusstation,andgivesthehardwareandsoftwaredesignmethods,designprocess,includinghardwaredesignandtwoaspectsofsoftwareprogramming.ThesystemhardwareusingAT89S52astheCPUforoverallcontrol,theestablishmentbyISD2590voicechipvoiceinformationdatabase,andafreecombinationofvoiceinformationtoformadiversevoicemessage,voicemessagebroadcastusingLM386amplifierandvoiceprompts,whiletheuseofLCD（liquidcrystaldisplay）tostationnumberdisplayed.Whenthebusreachesasite,usethekeyboardtocontrolthesystemwork,theoutputvoiceinformationthroughvoicecircuitsandtips,LCDsimultaneouslyshowstime,year,month,day,weekInformation,realtimeclockchipDS1302usedtoobtaintimeinformationbymanualkeyboard,voicebroadcastaddressrecognition,drivingspeakerbroadcaststationname.Thebus-stopdevicestructureissimple,flexible,functionalstability,andsoundnatural,clearly,regardlessofsocialorscientificresearchhassomevalue.

Keywords：

Bus,LCD,MCU,VoiceChip

前言

随着我国城市建设的发展，对城市服务行业的服务质量要求也越来越高。

公交车作为市民出行的主要交通工具，已经被越来越多的市民所熟悉，公交车服务质量它代表了一个城市交通发展的水平。

现如今由售票员人工售票，报站的公交车已经基本没有了，无人售票公交车在街头逐渐多起来了，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。

随着电子技术的不断发展，单片机技术的日益成熟，和多媒体技术的普遍应用，使得公交车语音报站器服务更加完善。

本设计结合单片机的特点和公交车报站器的特点，提出了一种基于单片机AT89S52来控制语音芯片ISD2590进行公交车语音报站，并通过LCD1602来显示当前实时情况。

本设计的论文包括硬件电路设计和软件程序设计两个方面，其中前者主要在第三章中重点叙述，后者在第四章中叙述。

在本设计论文的结尾，分别附有与本设计相关的资料，包括设计系统主程序，系统原理图，系统PCB图，系统元件清单，系统实物图及系统使用说明。

第一章语音报站器设计的意义及任务

1.1语音报站器设计的意义

随着我国城市建设的发展，对城市服务行业的服务质量要求也越来越高。

公交车作为市民出行的主要交通工具，已经被越来越多的市民所熟悉，公交车服务质量它代表了一个城市交通发展的水平。

现如今由售票员人工售票，报站的公交车已经基本没有了，无人售票公交车在街头逐渐多起来了，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出行带来了方便。

1.2设计任务

本设计结合单片机的特点和公交车报站器的特点，提出了一种基于单片机AT89S52来控制语音芯片ISD2590进行公交车语音报站，并通过LCD1602来显示当前实时情况。

设计过程中包括硬件电路设计和软件程序编写两个方面。

本系统硬件利用AT89S52作为CPU进行总体控制，通过ISD2590语音芯片建立语音信息库，对语音信息进行自由组合，形成变化多样的语音信息，利用LM386功放播出站号语音信息以及提示语音信息，同时运用LCD液晶显示器进行相应站好显示。

当公交车到达某站点时，用键盘控制本系统工作，通过语音电路输出语音信息和提示，LCD液晶显示器同时显示时间、年、月、日、星期信息，时间采用实时时钟芯片DS1302来获取时间，通过手动键盘，识别语音播放地址，驱动扬声器播放站名。

该公交车报站器设计结构简单，使用灵活，功能稳定，音质自然、清晰，无论对于社会或者科研也有一定的研究价值。

第二章系统的硬件设计和方案对比选择

本章重点主要是从系统结构图来阐述了硬件的设计以及从方案上对比选择各个电路部分的元件，目的是使系统达到一个低成本、高质量、稳定可靠的设计。

2.1系统设计结构图

根据系统设计的要求和设计思路，确定该系统的系统设计结构图。

如图2.1所示。

硬件电路主要由MCU微处理控制器单元、LCD液晶显示模块、语音芯片、功放、按键控制、实时时钟电路、晶振电路、串口部分等电路组成。

图2.1系统结构设计图

2.2系统设计方案对比选择

根据设计要求，结合实际情况和设计成本要求，对系统主要部分的电路方案叙述如下。

2.2.1MCU微处理控制器的方案对比选择

方案一：

MCU微处理控制器的种类很多，有ATMEL公司生产的AT89SXX系列单片机，其中有8位的单片机，也有16位的单片机。

AT89S52为8位的单片机，它是一种低损耗、高性能的CMOS微处理器，片内有8K字节的存储空间，128字节RAM、4个8位并口、1个全双工串行口、2个16位定时/计数器，寻址范围64K。

并且可以在线进行重复编程、快速擦除、快速写入程序，能重复擦除/写入1000次左右，数据保存时间为十年。

方案二：

微处理控制器也有凌阳公司生产的，同样有8位的CPU和16位的CPU。

它也有很多特点，比如：

体积小、集成度高、可靠性好、易于扩展；具有较强的中断处理能力；功能强、效率高的指令系统及低功耗、低电压。

但是其应用领域主要是为控制处理数据处理以及数字信号处理等领域，其中凌阳的16位单片机就是为适应这种发展而设计的。

综上所述，在本设计中，考虑到本人对单片机的运用熟练度和单片机的功能领域，选择ATMEL公司生产的AT89S52单片机作为本设计的微控制器。

2.2.2LCD液晶显示模块的方案对比选择

方案一：

显示的方法有很多种，其中LED数码管是常用的一种显示方法。

在这个设计中，可以用LED数码管来显示相应站台的站号，提醒司机知道是去向或者是回向的第几站，让司机心里有数，同时增加显示数字的可读性。

该设计中，显示站号至少要2个LED数码管，显示时间信息要12个，显示星期信息要1个，总共需要15个LED数码管。

单价是1.2元，那15个共需要15×1.2=18（元）。

另外在PCB布线过程中很困难，给设计带来很不方便的使用。

方案二：

LCD1602液晶显示器是一块价廉物美的器件，其体积小，控制简单，使用方便。

它能显示2行16列的数字或英文信息，另外连接它的线很少，只要8根数据线和3根控制线，这样给使用带来很大的方便，节约单片机I/O口。

市场上一块LCD1602的价格也只在15元左右，比数码管便宜。

方案三：

功能强大、可以显示中文文字的LCD12864液晶显示器，其价格贵，体积大，控制比LCD1602稍微复杂点，但是使用也是很方便的。

在控制使用上，需要8根数据线和3根控制线，其余的PSB、

和BLA直接与VCC相连接。

但是在本设计中使用它的性价比不高，体积大，占用覆铜板面积大，而且笨拙。

综上所述，在LCD液晶显示模块上，选择方案二中的LCD1602液晶显示器作为本设计的显示模块。

显示时间、星期、去向或者是回向的站号信息，方便司机读取其上面的信息知道目前的实时情况。

2.2.3语音芯片的方案对比选择

方案一：

台湾公司生产的APR9600语音录放芯片，是采用模拟存储技术的一款音质好、低噪音、不怕断电、可反复录放的新型语音芯片，单片可录放32-60秒，串行控制时可分256段以上，并行控制时最大可分8段。

与ISD同类芯片相比它具有：

价格便宜，有多种手动控制方式，分段管理方便、多段控制时电路简单、采样速度及录放音时间可调、每个单键均有开始停止循环多种功能等特点，同时保留了ISD2500芯片的一些特点，都是DIP28双列直插塑料封装，在管脚排列上也基本相同。

方案二：

美国ISD公司生产的ISD2500系列芯片，按录放时间60秒、75秒、90秒和120秒可分成ISD2560、2575、2590和25120四种。

ISD2500系列语音电路具有抗断电、音质好，使用方便以及使用语音还原技术和自动静噪功能强等优点。

它的最大特点在于片内有E2PROM容量为480K的存储空间，所以录放时间长；同时由于E2PROM可以电擦除，所以次芯片可以随录、随放，任意改写或删除，不需专用的语言固化开发系统进行编程和烧录；重复录音次数为1万次以上，录放的信息可以保存l0年以上，断电后信息不会丢失。

它有10个地址输入端，寻址能力可达1024位；最