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基于单片机的公交车自动报站系统的设计摘要：如今随着科技的发展，人们在科技领域的发展日新月异，智能化对于社会的影响也越来越深。
本次设计主题为智能公交系统，主要通过单片机来进行整个系统的控制，系统中设置了GPS定位功能，可以根据公交车所在的位置进行报站提醒，除了获取车辆具体位置以外，还需要设计一套语音系统，传统的报站系统是司机手动触发报站按钮，但这套系统则不需要通过手动形式来运行，提高了使用效率，也能让报站功能更加精确。
本次所有的系统运行功能都是围绕GPS定位功能而展开，当系统确认了车辆当前的位置以后，就能自动播报当前的站点名称。
关键词：自动报站系统；GPS；单片机AT89C51第一章系统总体方案设计1.1 系统整体设计方案GPS系统可以对当前所处位置的经纬度进行识别，从而获取精准的位置信息，随后把这个位置信息传递给52单片机，单片机识别到信息之后，就会对系统发出指令，为乘客播报站点。
除了启动语音播报系统以外，还会同时把信息传递给显示屏模块，因此，乘客在车上不仅能听到语音报站，还能通过屏幕查看站点名称，这些音频和文字都会提前录入系统芯片当中，等收到GPS提供的信息以后，就会调用这部分信息。
1.2 系统整体框架结构52单片机需要在5伏电压的环境下工作，芯片中会存储所有站点的名称和经纬度信息，当GPS收集到当前的定位以后，就会与系统中保存的信息进行比对，匹配完成后就会把信息传递给单片机，此时单片机会向语音模块、显示模块发送指令，随后车辆内就会开始自动播报站点名称，屏幕上同时展示文字。
第二章系统各部件的选择2.1 单片机的选择方案一：选用凌阳单片机SPEC061A作为主控芯片：凌阳科技公司曾生产过一款16位微控制器，型号为SPCE061A优点：该单片机的内核与各种不同的设备都能兼容，除了内核以外，外部的结构可以自由选择，也可以不外接任何设备，这样的结构就如同积木一般，可以根据实际使用需求来自由组合，能够有效提升系统的运行功能。
本科毕业论文(设计)题目：基于单片机的公交车自动报站系统学院：物理与电子科学学院班级： 08级电子三班姓名：指导教师：职称：助教完成日期：2012 年月日基于单片机的公交车自动报站系统摘要：由于改革开放以来经济的持续发展,人们对社会公共服务的质量要求愈来愈高，对公交系统的要求也是愈来愈高。
出于对社会服务安全、高效方面的考虑,全国各大城市对公交系统报站质量的要求是使之更加自动化、更加智能化。
无线通信研究的出现为公交系统的改进做出了极大地贡献。
本设计给出了基于单片机AT89C51的公交车自动报站系统的总体结构设计和其硬件电路设计。
本系统总体结构为：采用单片机技术和无线遥控技术，通过单片机AT89C51对系统进行总体控制；本系统硬件是以单片机AT89C51为基础，主要是由主控制电路版、无线遥控发射器、红外接收器、语音播放电路、键盘显示模块等组成。
本系统的工作流程是：站台发出到站信息后，公交车及时接收到其准确信息，然后单片机对其进行处理，驱动模块自动报出到站信息。
整个报站系统不需要人为参与，不仅不会对司机增加额外工作，还提高了整个公交服务系统的工作效率。
该设计可对旧的报站系统进行改进，使社会的公共服务更加智能化、高效化。
关键词：公交车，自动报站，单片机，硬件目录1 绪论 (1)1.1 课题研究的历史背景 (1)1.2 课题意义及发展趋势 (1)2 课题内容 (2)2.1 课题的基本内容 (2)2.2 课题的任务 (2)3 89C51单片机的相关知识介绍 (3)3.1 89C51单片机的基本结构 (3)3.1.1 89C51基本组成 (3)3.1.2 89C51 CPU（8位） (4)3.2 引脚功能 (5)3.3 89C51存储器结构和地址空间 (6)3.3.1 程序存储器 (6)3.3.2 数据存储器（片内存储器） (6)3.4 单片机的工作方式 (8)3.4.1 复位方式 (8)3.4.2 低功耗工作方式 (8)4 系统的总体结构设计 (8)5 公交车自动报站系统的硬件电路设计 (9)5.1 无线遥控发射电路 (9)5.2 红外接收电路 (9)5.3 显示电路 (10)5.4 语音播放电路 (11)6 结束语 (11)参考文献 (12)1 绪论现代社会是科学技术迅猛发展的社会，公交车上的售票员也渐渐被投币箱及自动报站系统所取代，不仅改变了公共交通行业人力资源的分配状况，也节省了一部分有效劳动力。
毕业设计（论文）题目：基于单片机的公交报站系统所属院（系）：电子信息工程学院2012年 5月 30日毕业设计（论文）任务书学院（直属系）：电子信息工程时间：2012 年 4 月21 日说明：一式两份，一份装订入学生毕业设计（论文）内，一份交学院（直属系）目录摘要 (V)ABSTRACT (VI)第一章绪论........................................................................................................... - 7 -1.1近年来国内外公交车报站器的研制状况 .. (7)1.2主要设计内容 (8)1.3技术指标与参数设计 (8)第二章设计方案及论证....................................................................................... - 10 -2.1公交车报站器的硬件框图 (10)2.2公交车报站器工作流程及各部分功能 (11)2.3设计方案的可行性分析和预期目标 (12)第三章系统硬件设计........................................................................................... - 13 -3.1SPCE061A单片机控制系统设计 (13)3.1.1SPCE061A单片机简介..................................................... - 13 -3.1.2 SPCE061A单片机最小系统设计................................... - 17 -3.1.3SPCE061A单片机电源设计 .......................................... - 18 -3.2SPLC501液晶显示屏电路设计 (19)3.2.1 SPCE061A实现SPLC501液晶显示方案.......................... - 20 -3.2.2 SPLC501显示控制线连接设计 ....................................... - 21 -3.3音频输出电路设计 (24)3.4键盘电路设计 (25)3.5SPR4096模组设计 (26)3.5.1 SPR4096芯片简介.......................................................... - 26 -3.5.2 SPR4096硬件连接框图 .................................................. - 27 -3.5.3 SPR4096模组电路原理图 .............................................. - 27 -3.6GPS接收电路设计 (29)3.6.1 GPS系统组成及特点...................................................... - 29 -3.6.2 GPS基本工作原理.......................................................... - 31 -3.6.3 GPS器件的选择 ............................................................. - 32 -3.6.4 HOLUX GR87芯片简介 ................................................ - 32 -3.6.5 GR87的输出语句格式 .................................................... - 35 -第四章系统数据的压缩与处理........................................................................... - 38 -4.1数据的压缩与预存 (38)4.1.1凌阳音频的压缩与存储 .................................................. - 38 -4.1.2显示文字信息的压缩与存储........................................... - 39 -4.1.3 定位信息的压缩与存储 ................................................. - 39 -4.2GPS距离差距的处理与识别 (40)第五章系统软件设计........................................................................................... - 42 -5.1系统主程序设计 (43)5.2初始化程序设计 (44)5.3播放语音程序设计 (45)5.4GPS自动报站流程图 (46)第六章系统可靠性和误差分析........................................................................... - 49 -6.1系统可靠性分析 (49)6.2GPS误差源的分析 (50)6.3车辆行进中产生的偏差 (50)第七章结论及展望............................................................................................... - 51 -参考文献................................................................................................................. - 52 -致谢......................................................................................................................... - 53 -附录......................................................................................................................... - 54 -附录I电路原理图 (54)附录Ⅱ程序清单 (55)基于单片机的公交报站系统摘要近年来，GPS(Global Positioning System)全球定位系统在各种行业，特别是车辆监控与全球定位系统的应用中蓬勃发展。
基于单片机的公交车自动报站系统设计毕业设计目录摘要................................................ 错误！未定义书签。
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引言 (1)第一章公交车自动报站系统设计的意义及任务 (3)1.1 公交车自动报站系统设计的意义 (3)1.2 设计任务 (3)第二章系统的硬件设计和方案对比选择 (5)2.1系统设计结构图 (5)2.2系统设计方案对比选择 (5)2.2.1 MCU微处理控制器的方案对比选择 (6)2.2.2 LCD液晶显示模块的方案对比选择 (6)2.2.3 语音芯片的方案对比选择 (7)2.2.4．实时时钟电路的方案对比选择 (7)2.2.5 控制方式方案选择 (8)第三章系统的硬件设计电路及元件说明 (9)3.1MCU微控制器电路 (9)3.2LCD液晶显示电路 (11)3.3语音芯片电路 (14)3.3.1 ISD4004引脚的说明 (14)3.3.2 ISD4004的操作模式说明 (16)3.4功放电路 (17)3.5红外无线控制电路及控制说明 (18)3.6按键控制 (20)3.7实时时钟电路 (20)I3.8温度传感模块 (21)3.9晶振电路 (22)3.10系统电源供电电路 (23)第四章系统的软件设计 (25)4.1中断服务程序 (25)4.2录音/放音控制程序 (27)4.3红外遥控解码程序 (28)4.4主程序设计 (29)第五章系统的制作、焊接与调试 (31)5.1系统的制作 (31)5.2系统的焊接 (31)5.3系统的调试 (31)第六章系统的验证及改进 (33)6.1系统的验证 (33)6.2系统的待改进的模块 (33)设计总结 (35)参考文献 (37)致谢 (39)附录 (41)附录一系统的主程序清单 (41)附录二基本单片机公交车自动报站系统设计的原理图 (50)附录三基本单片机公交车自动报站系统设计的PCB图 (51)附录四基于单片机公交车自动报站系统设计的元器件清单 (52)附录五基于单片机公交车自动报站系统设计的实物图 (53)附录六基于单片机公交车自动报站系统设计的使用说明 (54)II引言引言虽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。
中图分类号:TP311.1 文献标识码:A 文章编号:1009-2552(2011)04-0040-04基于单片机的公交车自动报站系统的设计与实现耶晓东(陕西理工学院电信系,汉中723003)摘 要:针对当前公交车手动电子报站的不足,设计了一种新型自动报站系统。
通过将单片机控制技术、数字语音技术和短距离无线通信技术相结合来实现自动报站的功能,并给出了系统的总体结构和软硬件设计。
该方案可以降低司机的工作强度,提高车辆运行的安全性,且成本较低,具有较强的实用价值。
关键词:单片机;数字语音;自动报站;无线通信Desi gn and realization of aut o m atic report stationsyste m i n the bus based on MCUYE X iao-dong(D epart m en t of T eleco mmun icati on,Shanxi Un iversity of T echnology,H an zhon g723003,Ch i na)Abstract:In v ie w of the pr oble m s ex isted i n m anua l report station i n t h e bus,this paper intr oduces a ne w m ethod to design a auto m atic report stati o n syste m i n the bus.The functi o n o f auto m atic report station is realized by t h e co m b i n ati o n ofM C U,dig ita l speech and w ire less co mm unication techno l o g,and the overall sche m e o f t h e syste m and the hardw are and soft w are desi g n are g iven.It can relieve the dri v er s work,so the security o f t h e bus is m ore guaranteed.It has lo w er cost and the str ong practical value.Key words:MC U;di g ital speech;auto m atic report stati o n;w ire less co mm un icati o n0 引言近些年来,随着城市的人口逐渐增多,公交车己经成为人生活不可替代的交通工具,因此,它的运行状况直接影响到人们的生活。
• 182•引言：单片机应用实践是电类相关专业一门必修的专业技术基础课，其教学目的就是为了使学生能深入了解模拟电路、数字电路、EDA 技术、传感器、单片机原理及其相关接口的综合应用技术，为此我们选了一个典型的实践题目-公交车报站系统设计，学生通过完成该设计任务，从而掌握单片机应用系统设计的基本方法和步骤。
1.系统设计任务公交车报站系统设计的主要任务要求：1）可以设置上、下行路线；手动按键播报公交线路的站名；2）可以实现语音的录制、存储和播放；语音播报站名的同时可以显示当前的站名、下一站的站名、文明用语等；实时显示时间和日期；3）实现公交车自动报站。
2.系统总体方案论证与设计2.1 系统总体方案系统的主要功能是站点信息的获取、播报和显示。
为实现整个设计，系统需要七个模块：按键模块、主控模块、语音模块、显示模块、实时时钟模块、自动识别模块、电源模块。
系统总体硬件结构图如图1所示。
图1 系统总体硬件结构图2.2 各模块选型和论证按键模块：可供选择的有独立按键和矩阵键盘。
考虑本系统仅用5-8个按键就能够实现任务的功能要求，所以选择独立按键。
单片机选择：可供选择的单片机有51系列单片机，AVR 系列单片机，PIC 系列单片机，MSP430系列单片机，STM32系列单片机等。
考虑本实验内容简单，51系列单片机可以胜任实现功能要求，故本系统选择51系列单片机AT89S52。
语音模块：可以实现录放功能的语音芯片有ISD 、APR 、WT 、PM 等系列。
市场上有录音功能的芯片主要有ISD1110、ISD1400、ISD1700、ISD1800、ISD2500、ISD3300、ISD4004、WTR010、WTV040、APR96000等。
我们选择常用的芯片ISD4004，可以录入8-16分钟的语音。
显示模块：可供选择的元器件有数码管、点阵L E D 显示屏、LCD1602、LCD12864等。
由于传统的数码管、1602液晶等器件显示的信息有限，公交车报站系统要显示的汉字内容较多，所以本系统选择性价比高的LCD12864液晶进行信息显示。
摘要公交车是现今社会人们出行的主要交通工具。
针对公交车报站与考核的现状，本文设计了以单片机AT89C51为核心的公交车自动报站与考核系统。
在自动报站部分，系统利用无线收发模块结合编码芯片PT2262和解码芯片PT2272实现公交车站台信息的发射与接收，用语音芯片ISD4004实现公交车的报站。
在考核部分，利用霍尔传感器将车轮转过的圈数转换成脉冲数传入单片机。
最终实现对公交车里程及速度的测量，并能通过LCD准确地显示。
本设计主要包括硬件设计和软件设计两个部分。
其中：硬件包括单片机最小系统、无线射频发射电路、无线射频接收电路、语音电路、显示电路等；软件主要包括部分电路的设计流程。
由于本设计为自动报站，在应用中可以大大降低司机的工作强度，提高车辆在行驶过程中的安全指数。
关键词单片机，自动报站，ISD4004，里程ABSTRACTNowadays,bus travel is the main transport for people.Aimed at the bus stops and evaluation of the situation,this article is designed to AT89C51 SCM as the core of the bus automatic station and assessment system.In the automatic stop part,system use wireless transceiver module with encording and decording chip PT2262 /PT2272 to implement the bus stattion emitting and receiving information,and use voice chip ISD4004 to implement the bus stop.In the assessment part of the system,the number of cycles to the wheel turn can turn into the number of pulses by using Hall Sensor,and put the number into SCM..Finally implement the bus milege and speed measurement,and accurately displayedthrough the LCD.The design includes hardware design and software design.Among them:Hardware including microcontrollers,RF transmitter circuit, RF receier circuit, voice circuit ,display circuit.Software is mainly talk about the process of the part circuit design.As the design for the automatic station in application,it can greatly reduce the strength of the diver and improve the vehicle safety index in driving process. Key Words: SCM Automaticlly Stop ISD4004 Mileage目录1、绪论 (5)1.1本课题的目的 (5)1.2本课题在国内外的发展状况 (5)1.3本课题的指导思想 (6)2、单片机的相关介绍 (7)2.1单片机原理及其发展趋势 (7)2.2单片机的引脚功能介绍 (7)3、硬件电路设计 (10)3.1单片机内部时钟电路 (10)3.2复位电路 (10)3.3无线射频发射电路 (11)3.3.1 设计思路 (11)3.3.2 设计电路及说明 (13)3.4无线射频接收电路 (14)3.4.1 设计电路及说明 (14)3.5语音电路 (15)3.5.1 设计思路 (15)3.5.2 设计电路及说明 (16)3.6考核系统 (18)3.6.1 设计电路及说明 (18)4、软件部分设计 (22)4.1语音报站程序设计 (22)4.2考核模块主程序设计 (24)4.3里程及速度计算子程序设计 (25)4.4LCD显示子程序 (26)4.5定时计数子程序 (28)5、仿真 (30)5.1考核部分仿真 (30)6、结论 (32)答谢 (33)参考文献 (34)附录考核系统及语音报站程序 (35)1、绪论1.1 本课题的目的随着社会的高速发展，人们出行工具的选择也越来越多。
作为经济方便的代表，公交车依旧发挥着极其重要的作用。
我国的大多数城市都采用手动考核与报站。
由于手动考核与报站是人为控制，不仅增加了公交车在行驶过程中的安全隐患，还给公交车的报站造成了些许的偏差：错报、误报的情况时有发生。
并且手动考核无法对车辆行驶过程中存在的超速等问题进行有效的监督。
为了能提高公交车的工作效率及服务水平，我们急需一种系统可以实现公交车的自动考核与报站。
1.2 本课题在国内外的发展状况通过市场调查，现今公交车的报站主要有两种方式。
一种是通过全球卫星定位系统（GPS）来实现，目前美国部分城市已投入使用。
但这种方案所需要的技术太过复杂，开发成本太高，不适合应用在中小城市。
另一种是人工报站，我国大部分城市仍使用该方案。
它需要司乘人员进行相关操作才能完成，这就加大了司机的工作强度，增加了车辆运行过程中的安全隐患。
近年来，单片机技术飞速发展，主要用来实现对信号的检测、数据的采集以及对应用对象的控制。
它在工业控制、家用电器、汽车电子乃至航天电子等领域都有着重要的应用。
由于单片机具有稳定性好、成本低、很好的扩展性及可编程性等优点，所以通过单片机等技术来实现公交车的自动考核与报站就受到了越来越多的关注。
1.3 本课题的指导思想本课题主要研究的是用单片机实现公交车的自动考核与报站。
设计主要可实现两个功能：①公交车的自动报站：在各个站点安装无线发射模块F05P 以及PT2262编码集成电路，用来发射站台信号；在公交车上安装无线接收模块J04V、PT2272解码集成电路、语音电路、单片机最小系统等，用来接收站台发射的信号并对其进行解码，从而判断该站点并进行自动报站。
②公交车的自动考核：通过霍尔传感器将公交车的车轮转数转换成脉冲信号传入单片机，用单位时间内车轮转过的圈数来判断车超速情况，同时将公交车在行驶过程中的里程和速度记录在系统中。
所谓里程数=车轮转数*车轮周长，速度=车轮周长/车轮每转一圈所用的时间。
2、单片机的相关介绍2.1 单片机原理及其发展趋势单片微机是单片微型计算机SCMC（single chip micro computer）的译名简称，在国内也常简称为“单片机”。
单片机是指一个采用超大规模集成电路技术，将中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、中断系统、定时器/计数器、串行口和I/O口等集成在一块芯片上的计算机系统。
[1] 2.2 单片机的引脚功能介绍AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器的低电压、高性能CMOS 8位单片机。
[2]其引脚图见下：图2.1 AT89C51的引脚图按引脚的功能可分为四部分：⑴电源引脚：①Vcc：接电源正极。
②Vss：接地。
⑵时钟电路引脚：①XTAL1：片内振荡器反相放大器的输入端。
②XTAL2：片内振荡器反相放大器的输出端。
⑶并行I/O口引脚：共四个口，32根I/O线。
①P0：8位、漏极开路型双向I/O口。
可作通用I/O口使用，当使用片外存储器时，作低8位地址和8位数据分时复用。
在程序校验期间，输出指令字节，验证时需加外部上拉电阻。
②P1：内部带上拉电阻的8位、准双向I/O口。
在编程/校验期间，用作输入低位字节地址。
③P2：内部带上拉电阻的8位、准双向I/O口。
当使用片外存储器时，输出高8位地址。
在编程/校验期间，接收高位字节地址。
④P3：内部带上拉电阻的8位、多功能双向I/O口。
除了作通用I/O口外，其主要功能是它的各位还有第二功能：P3.0：RXD 串行输入端P3.1：TXD 串行输出端P3.2：INT0 外部中断0输入端P3.3：INT1 外部中断1输入端P3.4：T0 定时器/计数器0的外部输入P3.5：T1 定时器/计数器1的外部输入P3.6：WR低电平有效，输出，片外数据存储器或I/O口写选通P3.7：RD 低电平有效，输出，片外数据存储器或I/O口读选通⑷控制信号引脚：①RST：复位输入信号，高电平有效。
②EA/Vpp：片外程序存储器访问允许信号，低电平有效。
③ALE/PROG：地址锁存允许信号，输出。
④PSEN：片外程序存储器读选通信号，低电平有效。
3、硬件电路设计一个单片机系统的硬件设计主要包括：单片机系统的扩展部分设计、各功能模块的设计和工艺设计。
[3]本设计的硬件电路主要包括：单片机内部时钟电路、复位电路、无线射频发射电路、无线射频接收电路、语音电路和考核系统的设计。
3.1 单片机内部时钟电路时钟电路主要用来产生单片机工作所需要的时钟信号。
由于单片机内部本身带有时钟电路，所以只需在片外的XTAL1和XTAL2之间跨接晶振和微调电容即可。
该电路如下图（本设计使用12MHz晶振）：图3.1 单片机内部时钟电路3.2 复位电路对于复位信号，高电平有效。
复位有上电自动复位、按键电平复位和外部脉冲复位3种操作方式。
在本设计中，采用的是按键电平复位，它通过按压键使复位端经电阻与Vcc接通来实现。
该电路如下图：图3.2 复位电路3.3 无线射频发射电路3.3.1 设计思路通过翻阅各种资料，我了解到：目前主要有4种方式可实现公交车的自动报站。
(1)GPS系统：它是一种高精度卫星导航系统，通过用户设备接收GPS信号，对信号进行处理后获取方向、位置等有效信息，从而实现GPS的导航与定位。
但因其价格昂贵，目前只被较少的城市使用。
(2)无线收发一体芯片：例如，TR3001主要通过蓝牙技术设计。
蓝牙是一种短距离通信的无线电技术，一般在10米以内。
它支持点对点及点对多点通信。
[4]因此，在实际应用中也不适用于公交车自动报站。
(3)无线遥控系统：一般有红外线发射和电磁波发射两种方式。
①红外遥控系统以红外线为数据传输介质，由发射和接收两部分组成。
一般用遥控器产生的编码脉冲驱动红外发射管，输出红外遥控信号；用一体化接收头完成对信号的接收、放大、检波、滤波、整形，并解调出相应的编码脉冲，遥控编码脉冲是一组二进制码。
