公交车报站器毕业设计(编辑修改稿)

公交车报站器毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

② 要求操作简单，每站只需按一次键即可播报全部报站内容（前方将要到达的站名，上下车提示服务用语） ； ③ 要求具有跳站、上行、下行切换控制功能； ④ 要求语音播报具有 16 档音量调节功能； ⑤ 要求站牌信息及服务信息等都能通过液晶屏显示出来； ⑥ 时间、日历播报、显示和调整功能。 方案论证 方案一： 根据设计要求，选用 MCS51 单片机作为主控芯片，外部扩展适当大小的RAM组成最小系统。 为存储语音资源，在 51单片机 外围配备一块 K9F1208 FLASH 芯片，作为存储器，另外再外扩一片专用语音处理芯片。 考虑到 MCS51 的 I/O口资源较少，在外部使用专用接口芯片 8279管理键盘、显示器件。 框图如图 ： 图 方案一系统框图 沈阳工程学院毕业设计（论文） 8 方案二： 根据设计要求，选用 SPCE061A单片机作为主控芯片，由于这颗芯片是 SOC ，使用较少的外围器件就能实现最小系统。 SPCE061A 芯片集成 A/D、 D/A 功能，配合语音函数库可以实现语音功能。 外围扩展键盘、显示器件，扩展 SPR4096 FLASH芯片 存储语音资源。 框图如图 ： 图 方案二系统框图 方案二与方案一相比具有较大优势。 SPCE061A单片机是 SOC 的，只需使用较少的外围器件即可组成最小系统，大大降低了系统的复杂性，提高了稳定性。 SPCE061A外扩 SPR4096 FLASH作为语音资源存储芯片，由于两者都具有 SIO接口，使得程序设计大大简化。 SPR4096 是 4Mbit 的 NOR FLASH，可以存储设计要求的语音资源，而三星的 K9F1208是大容量的 NAND FLASH，在存储空间上严重浪费，而且 NAND FLASH 在操作起来比较复杂，增加了开发难度。 系统硬件方案 方案一和方案二进行比较后，最后选择方案二作为系统硬件方案，该方案主要包括 SPCE061A 精简开发板、 SPR4096 FLASH 存储芯片、 4 4 键盘、12864液晶显示屏。 SPCE061A是整个设计的核心控制器件，负责控制液晶屏输出，键盘信息的采集输入和语音资源的播报。 液晶屏和 4 4 键盘主要用作人机交互， 显示报站器的信息，同时利用 16 个按键实现不同的操作。 根据设计要求，规划系统硬件结构如图 ： 公交车报站器 9 图 系统 硬件结构图 其中， SID、 SCLK分别为 12864液晶显示器的串行数据输入端和时钟输入端，IOB0~1与 SPR4096的 SCK和 SDA相连接， IOB8~15与 4*4键盘相连接。 各键盘的功能作用分配如下： KEY1： “起步” ，用于起步语音提示控制； KEY2： “到站” ，用于到站语音提示控制； KEY3： “上” ，用于跳站和对设置的内容进行递增； KEY4： “下” ，用于跳站和对设置的内容进行递减； KEY5： “行向” ，用于播报行向； KEY6： “音量” ，用于音量控制； KEY7： “时间日历” 用于播报时间日历和对时间、日历的设置进行控制； KEY8： “设置” ，用于行向、时间和日历的设置状态的控制； KEY9： “切换行向” ，用于行向控制； KEY1015：用于宣传语和广告词的播放控制； 系统工作原理 通过 PC机等设备录制需要播放的语音资源，将录制好的语音资源烧写到SPR4096 FLASH存储器中，然后根据键盘执行对应的报站等功能，并且在液晶屏上显示对应信息。 采用键控结构。 沈阳工程学院毕业设计（论文） 10 4 系统硬件设计 61 板电路设计 61 板电路设计主 要是完成 SPCE061A 单片机的最小系统设计， 电源设计和 SPCE061A 的 D/A外扩功率器件设计，如图 ： 图 61 板整体电路图 61 板模块电路分析 电源电路模块分析： 整个系统由三节电池供电，电池盒提供的 5V直流电压经过 SPY0029后稳压到 （因为 SPCE061A单片机的工作电压位 ）。 SPY0029是凌阳公司设计的电压调整 IC，采用 CMOS工艺，具有静态电流低、驱动能力强、线性调整出色等特点。 图中的 VDDH3为 61单片机 I/O口的参考电压，如果跳线口 J5接 2，则 I/O口的高电平为电池盒供电电平；如果跳线口 J5接 3，则 I/O口高电平为。 公交车报站器 11 VDDP为 PLL锁相环电源，接 SPCE061A的 7脚； VDD和 VDDA分别为数字电源与模拟电源，分别接 SPCE061A的 15脚和 36脚； AVSS1是模拟地，接 SPCE061A的24脚； VSS是数字地，接 SPCE061A的 38脚； AVSS2接音频输出电路的 AVSS2。 图 61 板电源电路图 音频输出电路模块分析： SPCE061A内置 2路 10位精度的 DAC，只需要外接功放电路即可完成语音的播放。 如图 ，图中的 SPY0030是一款音频驱动放大芯片，可以工作在 ～ 6V范围内 (两节电池即可工作 )由于它的便携性而有着广泛的实际应用。 SPCE061A的音频输出采用双通道数／模转换 DAC方式，即数字信号通过 10位 DAC转换成3mA驱动的电流模拟信号输出。 语音提示输出直接采用 DAC通道，经信号放大后，由 SPEAKER(扬声器 )输出。 图 音频输出电路原理图 沈阳工程学院毕业设计（论文） 12 MSGL12864 液晶显示屏概述 MSGL12864 是一种具有 4 位 /8 位并行、 2 线或 3 线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为128 64, 内置 8192 个 16 16 点汉字，和 128 个 16 8 点 ASCII 字符集。 利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。 可以显示 8 4 行 16 16 点阵的汉字 ， 也可完成图形显示。 低电压低功耗是其又一显著特点。 由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。 MSGL12864是使用 HD61202及其兼容控制驱动器作为列驱动器 ， 同时使用HD61203作为行驱动器的液晶模块。 由于 HD61203不与 CPU发生联系 ， 只要提供电源就能产生行驱动信号和各种同步信号。 在 MSGL12864中，两片 HD61202及其兼容控制驱动器的 ADC均接高电平，RST也接高电平，这样在使用 MSGL12864时就不必再考虑这两个引脚的作用。 /CSA跟 HD61202(1)的 CS1相连； /CSB跟 HD61202(2)的 CS1相连，因此 /CSA、 /CSB选通组合信号为 /CSA， /CSB =01 选通 (1)， /CSA， /CSB=10选通 (2)。 对于 MSGL12864， 只要供给 GND、 Vcc和 V0即可， HD61202和 HD61203所需的电源将由模块内部电路在 Vcc和 V0、 GND的作用下产生。 外接管脚及说明 这里所用到的管脚一共是 11个，下面简单介绍下各个管脚的功能： ⑴ VSS：电源地 ⑵ VDD： + 的电源电压 ⑶ V0：液晶显示器驱动电压 ⑷ D/I：当 D/I=“H”，表示 DB7~DB0为显示数据 当 D/I=“L”，表示 DB7~DB0为显示指令数据 ⑹ R/W：当 R/W=“H”， E=“H”，数据被读到 DB7~DB0 当 R/W=“L”， E=“H→L” ，数据被写到 IR或 DR ⑺ E：当 R/W=“L”， E信号下降沿，锁存 DB7~DB0 当 R/W=“H”， E=“H”， DDRAM数据读到 DB7~DB0 ⑻ DB7~DB0：数据线 ⑼ CSA：当为 H时，选择芯片 (右半屏 )信号 ⑽ CSB：当为 H 时，选择芯片 (左半屏 )信号 ⑾ /RST：复位信号，低电平复位 公交车报站器 13 液晶模块与 SPCE061A 的连接图 键盘电路设计 44 键盘可直接与 SPCE061A 的 I/O 端口连接。 其电路原 理图如下： 图 键盘输入电路 表 键盘各按键功能表 按键 公交车报站状态 时间设置状态 S0 逐次播放上行各站提示语，每按一次按顺序播放一个 无效 S1 逐次播放下行各站提示语，每按一次按顺序播放一个 无效 沈阳工程学院毕业设计（论文） 14 S2 播放警告用语 “ 车辆拐弯，请注意安全 ” 无效 S3 播放提示语 “ 车上有老弱病残孕乘客，请让座 ” 无效 S4 播放娱乐音乐或广告 无效 S5 进入设置时间状态 设置切换 S6 显示在时间 /日期 /年之间切换 增加 S7 打开或关闭数码管 减小 SPR4096 存储模块 SPR4096是一个高性能的 4Mbit(512K8bit)FLASH,分为 256个扇区 (Sector),每个扇区为 2KB。 SPR4096 还内置了一个 4K8bit 的 SRAM。 SPR4096 内置了一个总线存储器接口和一个串行接口，它允许单片机通过8bit 并行模式或者 1bit 串行模式访问 FLASH/SRAM 存储区。 本设计使用 串 行模式，串行接口的工作频率可达 VDDI 和 是给内部 FLASH 和控制逻辑供电的； VDDQ 是专门为 I/O 供电 的。 最大读电流为 2mA。 SPR4096 按串行接口模式工作，要把 CF2～ CF0 均接高电平。 CF7 为低电平时选中 FLASH，高电平时选中 SRAM. 图 是 SPR4096 与单片机的硬件连接图。 SPR4096 的 SCK 接 SPCE061A的 IOB0， SDA 接 SPCE061A 的 IOB1。 CF0～ CF2 接高电平， CF7 接低电平，选中 FLASH。 图 SPR4096电路图 公交车报站器 15 5 系统软件设计 SPCE061A 的指令系统和集成开发环境 IDE 同硬件设计一样，软件设计也是分模块进 行的。 主要包括以下部分的程序：主程序、音频输出子程序、液晶屏显示子程序、存储子程序、按键扫描子程序。 各子程序由主程序。