基于单片机的公交车自动报站系统设计毕业设计

基于单片机的公交车自动报站系统设计毕业设计内容摘要：

、 RST 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、温度、去向或者是回向的站号信息，方便司机和乘客读取其上面的信息值得目前的实时情况。 第二章 系统的硬件设计和方案对比选择 7 语音芯片的方案对比选择 方案一：台湾公司生产的 ARP9600 语音录放芯片，是采用模拟存储技术的一款音质好、低嗓音不怕断电、可反复录放的新型语音芯片，单片可录放 3260 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 ISD4004 芯片一些特点，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： ISD4004 系列工作电压 3V,单片录放时间 8 至 16 分钟 ,音质好 ,适用于移动电话及其他便携式电子产品中。 芯片采用 CMOS 技术 ,内含振荡器、防混淆滤波器、平滑滤波器、音频放大器、自动静噪及高密度多电平闪烁存贮陈列。 芯片设计是基于所有操作必须由微控制器控制 ,操作命令可通过串行通信接口 (SPI 或 Microwire)送入。 芯片采用多电平直接模拟量存储技术 , 每个采样值直接存贮在片内闪烁存贮器中 ,因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声 ,避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和 金属声。 采样频率可为 ,频率越低 ,录放时间越长 ,而音质则有所下降 ,片内信息存于闪烁存贮器中 ,可在断电情况下保存100 年 (典型值 ),反复录音 10 万次。 综上所述，结合本设计的需要及控制情况，选择方案二最好。 台湾公司生产的ARP9600语音录放芯片和美国 ISD公司的 ISD4004语音录放 芯片相比，相同点都是 DIP28双列直插塑料封装，在管脚排列上也基本相同， +5V 电源供电，可以不加功放直接外接驱动扬声器。 但是不同点是 ISD4004的录放时间为 8至 16分钟，在设计中需要录音时间长点的，利于每个站台的录音和报站；另外，在控制上， ISD4004可以直接通过地址的方式查询录音信息并通过扬声器报放录音信息；最后也是最重要的， ISD4004具有录音结束标志 EOM ，当录音结束后，单片机可以通过读取该标志产生中断信号，使 CE 、 PD置高电平，从而控制 ISD4004进入不工作节能状态。 ．实时时钟电路的方案对比选择 方案一： DS1302 是美国 DALLAS 公司推出的一种高性能、低功耗、带 RAM 的实时时钟电路芯片，它可以对年、月、日、星期、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为 ~。 采用三线接口与 CPU 进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或 RAM 数据。 DS1302 内部有一个 31 8 的应用临时性存放数据的 RAM 寄存器。 DS1302 是有主电源 /后背电源双电源引脚，可以同时对后背电 源进行涓细电流充电。 方案二： DS12887 也是是美国 DALLAS 半导体公司最新推出的串行接口实时时钟芯片，采用 CMOS 技术制成，内部具有晶振和时钟芯片备份锂电池。 采用 DS12887 芯华南理工大学广州汽车学院本科毕业设计（论文）说明书 8 片设计的时钟电路无需任何外围电路和器件，并有良好的微机接口。 DS12887 芯片具有微功耗、外围接口简单、精度高、工作稳定可靠等优点，可广泛用于各种需要接很多引脚，才能对它达到一个很好的控制。 综上所述，结合本设计的实际问题及单片机 I/O 口线，选择方案一种的 DS1302 作为本设计的实时时钟电路的芯片。 其控制方便、占单片机 I/O 口 线少、体积小、价格便宜，方便本设计的使用。 控制方式方案选择 考虑到本设计的接收站号信息和本人所学信息领域，采用红外发送接收模块作为本设计的主要控制方式，将每个站台都设置成一个红外发射模块，有自己的发射的信息，在公交车上设置一个红外接收模块，每当接收到站台所发射的信号做出相应的站台播报信息和显示，并且精度较准，然后再此基础上加多一个键盘控制方式以便在站台报站时发生错误信号可以做出调整，采用单键控制，循环线路，一个上行路线，一个下行路线。 第三章 系统的硬件设计电路及元件说明 9 第三章 系统的硬件设计电路及元件说明 本章根据系统设计结构图来对每个部分的电路进行分析和说明，重点讲述微控制器 STC89C5语音芯片 ISD400液晶显示模块 LCD160实时时钟芯片 DS130温度模块芯片 DB18B20 和红外控制模块。 该系统中 STC89C52 是核心器件，系统的设计原理图如附录二所示。 MCU 微控制器电路 STC89C52 的塑封图如图 31所示，它为 DIP40 双列直插塑料封装。 STC89C52 作为系统的核心控制元件，只有它能正常工作后才能使其它的元件进入正常工作状态。 因此，下面对 SYC89C52 进行必要的说明， STC89C52 的管脚如图 32所示。 图 31 STC89C52塑封图 图 32 STC89C52引脚图 华南理工大学广州汽车学院本科毕业设计（论文）说明书 10 STC89C52 具体介绍如下： 1).主电源引脚（ 2 根） VCC(Pin40)：电源输入，接＋ 5V 电源 GND(Pin20)：接地线 2).外接晶振引脚（ 2根） XTAL1(Pin19)：片内振荡电路的输入端 XTAL2(Pin20)：片内振荡电路的输出端 3).控制引脚（ 4根） RST/VPP(Pin9)：复位引脚，引脚上出现 2 个机器周期的高电平将使单片机复位。 ALE/PROG(Pin30)：地址锁存允许信号 PSEN(Pin29)：外部存储器读选通信号 EA/VPP(Pin31)：程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令。 4).可编程输入 /输出引脚（ 32根） STC89C52 单片机有 4组 8位的可编程 I/O 口，分别位 P0、 P P P3 口，每个口有 8位（ 8根引脚），共 32根。 PO口（ Pin39～ Pin32）： 8 位双向 I/O 口线，名称为 ～ P1口（ Pin1～ Pin8）： 8位准双向 I/O 口线，名称为 ～ P2口（ Pin21～ Pin28）： 8 位准双向 I/O 口线，名称为 ～ P3口（ Pin10～ Pin17）： 8 位准双向 I/O 口线，名称为 ～ STC89C52 主要功能 如表 31 所示。 表 31 STC89C52主要功能 主要功能特性 兼容 MCS51指令系统 8K可反复擦写 Flash ROM 32个双向 I/O口 256x8bit内部 RAM 3个 16位可编程定时 /计数器中断 时钟频率 024MHz 2个串行中断 可编程 UART串行通道 2个外部中断源 共 6个中断源 2个读写中断口线 3级加密位 低功耗空闲和掉电模式 软件设置睡眠和唤醒功能 第三章 系统的硬件设计电路及元件说明 11 LCD 液晶显示电路 1） .在单片机系统中应用晶液显示器作为输出器件有以下几个优点： 显示质量高 ： 由于液晶显示器每一个点在收到信号后就一直保持那种色彩和亮度，恒定发光，而不像阴极射线管显示器（ CRT）那样需要不断刷新新亮点。 因此，液晶显示器画质高且不会闪烁。 数字式接口 ： 液晶显示器都是数字 式的，和单片机系统的接口更加简单可靠，操作更加方便。 体积小、重量轻 ： 液晶显示器通过显示屏上的电极控制液晶分子状态来达到显示的目的，在重量上比相同显示面积的传统显示器要轻得多。 功耗低 ： 相对而言，液晶显示器的功耗主要消耗在其内部的电极和驱动 IC 上，因而耗电量比其它显示器要少得多。 2） . LCD1602 是一种用 5 7点阵图形来显示字符的液晶显示器模块，它显示的容量为 2 行 16 个字。 其实物如图 和 所示，它的显示内容丰富、体积小、美观和易于控制都是本设计选择作为显示模块的原因。 其引脚结构图如图 所示。 图 33 LCD1602正面图 图 34 LCD1602反面图 图 35 LCD1602引脚图 华南理工大学广州汽车学院本科毕业设计（论文）说明书 12 3） .引脚功能说明 1602LCD 采用标准的 14 脚（无背光）或 16 脚（带背光）接口，各引脚接口说明如表 32 所示 : 表 32 引脚接口说明表 编号 符号 引脚说明 编号 符号 引脚说明 1 VSS 电源地 9 D2 数据 2 VDD 电源正极 10 D3 数据 3 VL 液晶显示偏压 11 D4 数据 4 RS 数据 /命令选择 12 D5 数据 5 R/W 读 /写选择 13 D6 数据 6 E 使能信号 14 D7 数据 7 D0 数据 15 BLA 背光源正极 8 D1 数据 16 BLK 背光源负极 第 1 脚： VSS 为地电源。 第 2 脚： VDD 接 5V 正电源。 第 3 脚： VL 为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生 “ 鬼 影 ” ，使用时可以通过一个 10K 的电位器调整对比度。 第 4 脚： RS 为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。 第 5 脚： R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。 当 RS和 R/W 共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当 RS 为低电平 R/W 为高电平时可以读忙信号，当 RS为高电平 R/W 为低电平时可以写入数据。 第 6 脚： E端为使能端，当 E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。 第 7～ 14 脚： D0～ D7为 8位双向数据线。 第 15 脚：背光源正极。 第 16 脚：背光源负极。 第三章 系统的硬件设计电路及元件说明 13 4） .1602LCD 的指令说明及时序 ,模块 控制器共有 11条控制指令，如表 33所示： 表 33 控制命令表 序号 指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 清显示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 光标返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 3 置输入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 4 显示开 /关控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 5 光标或字符移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 6 置功能 0 0 0 0 1 DL N F * * 7 置字符发生存贮器地址 0 0 0 1 字符发生存贮器地址 8 置数据存贮器地址 0 0 1 显示数据存贮器地址 9 读忙标志或地址 0 1 BF 计数器地址 10 写数到 CGRAM或 DDRAM） 1 0 要写的数据内容 11 从 CGRAM或 DDRAM读数 1 1 读出的数据内容 1602 液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。 （说明： 1为高电平、 0为低电平） 指令 1：清显示，指令 码 01H,光标复位到地址 00H 位置。 指令 2：光标复位，光标返回到地址 00H。 指令 3：光标和显示模式设置 I/D：光标移动方向，高电平右移，低电平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。 高电平表示有效，低电平则无效。 指令 4：显示开关控制。 D：控制整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示 C：控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标 B：控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁。 指令 5：光标或显示移位 S/C：高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标。 指令 6：功能设 置命令 DL：高电平时为 4 位总线，低电平时为 8 位总线 N：低电平时为单行显示，高电平时双行显示 F: 低电平时显示 5x7 的点阵字符，高电平时显示 5x10 的点阵字符。 指令 7：字符发生器 RAM 地址设置。 指令 8： D。