基于gps定位的公交车自动报站系统的设计毕业设计论文(编辑修改稿)

基于gps定位的公交车自动报站系统的设计毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

机设计，下面具体分析各种设计方案的优缺点。 方案一： 基于 FPGA 的 VHDL 语言设计 优点 : FPGA 是一种高密度的可编程逻辑器件，器件集成度高，方便易用。 FPGA 在通信、数据处理、网络、仪器、工业控制、军事和航空航天等众多领域得到了广泛应用。 随着功耗和成本的进一步降低， FPGA 还将进入更多的应用领域。 缺点：用 VHDL 语言编写的程序很难实现符合这个课题的效果，在逻辑算法上也不及 51 单片机来得灵活。 在仿真环境上无法体现出需要实现的功能，不太适合用在这个课题上。 方案二： 基于 AT89C51 单片机设计 GPS 模块 音频输出 音频放大 AT89C51 扬声器 LCD 按键电路 苏州经贸学院 5 优点： 51 单片机具有高效能，资源占用率低等特点。 目前 51 单片机的使用非常广泛，关于 51 单片机设计开发的资料非常丰富，很适合初学者自学。 使用C 语言编程可以实现丰富的功能，在 Proteus 仿真环境上也可以很好地体现出本设计欲达到的效果。 缺点：对多线程同时需要共享资源的任务处理性能有限，无法满足现今对执行效率和存储容量都有较高要求的信息家电等的需要。 在多任务的处理能力上根本无法与基于嵌入式操作系统构架的方案同日而语。 本设计采取方案二 以 AT89C51 作为单片机。 由于本课题属于小型项目 ，信息处理量不大，采用 FPGA 的设计 存在成本高，开发过程复杂等情况，本项目并不能发挥出这些芯片的强大功能。 基于以上优缺点的分析我选择了第 2 种设计方案。 选用 ATMEM 公司的 AT89C51 作为控制芯片，成本低，开发周期短，配合各种专用芯片的使用能够实现丰富的功能。 可以在 Proteus 仿真环境中很好的体现出设计所要实现的效果。 语音 芯片的比较 本论文主要考虑了两种语音芯片， ISD1700S 语音芯片和 OTP 语音芯片，并且对它们做了 分析 比较。 方案一： 语音芯片 ISD1700S ISD1700S 系列芯片是华邦公 司新推出的单片优质语音录放电路，是ISD1400S 与 ISD2500S 的升级产品。 该芯片提供多项新功能，包括内置专利的多信息管理系统，新信息提示（ vAlert） ,双运作模式（独立 amp。 嵌入式），以及可定制的信息操作指示音效。 芯片内部包含有自动增益控制、麦克风前置扩大器、扬声器驱动线路、振荡器与内存等的全方位整合系统功能。 特点：  可录、放音十万次，存储内容可以断电保留一百年  两种控制方式，两种录音输入方式，两种放音输出方式  可处理多达 255 段以上信息  有丰富多样的工作状态提示  多种采样频率对应多种 录放时间  音质好，电压范围宽，应用灵活，价廉物美 电特性：  工作电压： － ，最高不能超过 6V  静态电流：  工作电流 :20mA 可利用振荡电阻来自定芯片的采样频率，从而决定芯片的录放时间和录放音质，而芯片的采样率可以通过外部振荡电阻来调节 方案二： 语音芯片 OTP OTP 可以 PWM 直接驱动喇叭，也可以通过三极管放大后驱动喇叭， TG TG2只能作为输入触发端（和正电源导通时，触发语音播放）另外的 TG1 TG12 既可以作为输入触发端，也可以作为输出驱动端，可以选择播放语音时 TG11/TG12输出 1HZ 闪光、 3HZ 闪光、 6HZ 闪光或者常亮模式，这样就能实现在播放语音的同时 LED 闪光或者执行其他动作，如电机运转等。 苏州经贸学院 6 OTP 语音芯片特点  性能高度集成外围无需任何元件 ,只需一个 104 滤波电容。  体积超小有 DIP8， SOP8 两种封装方便客户使用、低电压供电，静态基本不耗电。  音质效果好，音量大  支持多种控制方式，按键控制和单片机串行脉冲控制 .语音可分成 32段 .  批量价格具有绝对优势 ,交货周期短 7 天。  输出方式有 PWM ， DSK 驱动喇叭。 本系统中采用方案一。 方案一采用 ISD1700 系列芯片 具有 优质语音录放 功能 ， 芯片内部包含有自动增益控制、麦克风前置扩大器、扬声器驱动线路、振荡器与内存等的全方位整合系统 ， 具有更大的灵活性和更低的成本，能够充分发挥单片机的效能。 而由于方案二中 芯片 价格相对较高， 且本程序较小不需要如此高性能芯片， 所以相比之下选择方案一最适合。 苏州经贸学院 7 第 三 章 系统的硬件 研究与 设计 系统硬件电路主要包括按键电路， JHD162A 液晶显示电路 ， ISD1700S音频输出 电路 和 GPS 模块 接口电路。 每块电路通过与单片机的连接组合，实 现其各自的功能。 各部分电路 图 单片机的最小系统 AT89C51 单片机的时钟电路可以由三种方式构成，即内部时钟方式、有源晶振方式和外部时钟信号方式。 本自动报站系统为内部时钟方式，即采用外接晶振和电容组成的并联谐振电路， AT89C51 可以工作在 20MHz 频率下。 电路如图 31所示 复位电路主要完成系统的上电自动复位和系统在运行时用户的手动按键复位功能。 在本系统中采用较简单的 RC 复位电路，单片机在上电瞬间， RST 引脚端出现正脉冲， 实现自动复位。 经实践使用证明，其复位逻辑稳定、可靠。 电路图如图 31所示。 图 31 单片机最小系统电路图 苏州经贸学院 8 JHD162A 液晶显示 电路 为了能方便直观的了解到当前地段的站名和信息， 显示的内容主要为 16 字符 x 2 行，字符点阵 为 5 x 8 点， 采用 的驱动方式为 1/16D。 基本操作时序 为 读状态： RS＝ L， RW＝ H， E＝ H ；写指令： RS＝ L， RW＝ L， D0~D7=指令码， E＝高脉冲；读数 据： RS＝ H， E＝ H ；写数据： RS＝ H， RW＝ L， D0~D7=数据， E＝高脉冲 ，数码管的 4， 5,6 分别与单片机的 — 相连 ； 7~14 分别与 ~ 相连， 通过单片机的信息处理，从而 在液晶显示频上 显示各段信息。 设计电路图如图 32所示。 图 32JHD162A 液晶显示 电路 ISD1700S 音频输出 电路 及按键电路 ISD1700S 通过按键系统和 GPS 模块的信息输入， 在按键模式工作时，芯片可以通过 /LED 管脚给出信号来提示芯片的工作状态，并且伴随有提示音，ISD1700S 芯片具有语音录放功能，通过不同的数字信息输入，系统将会把先前收录好的语音通过音频放大器进行处理，最后经过扬声器喇叭播报出来。 本系统 兼 有 按键 操作 功能 ：按下 REC 键， /REC 管脚电平变低后开始录音，直到松开按键使电平拉高或者芯片录满时结束。 （ 1）录音结束后，录音指针自动移向下一个有效地址 ， 而放音指针则指向刚刚录完的那段语音地址。 （ 2）放音操作：放音操作有两种模式，分别是边沿触发和电平触发，都由 /PLAY 管脚触发。 （ 3）快进操作：点按一下 FWD 按钮将 /FWD 端拉低，会启动快进操作。 快苏州经贸学院 9 进操作用来将播放指针移向下一段语音信息。 设计电路图如图 33 所示。 图 33 ISD1700S 音频 电路图 GPS 模块 接口电路 由于电源电压要求为 +177。 5%（即 +~+），因此模块引脚 引脚 2，引脚 3 均 接系统的 +5V 电源。 由于该模块无需初始化，上电后模块即可自动接收和发送定位数据，故不需要对其进行控制操作，即系统不必向 GPS 模块发出控制指令。 另外， GPS 模块工作电源是 +5V，而 AT89C51 单片机 的 I/O 电压为+，所以在 GPS 模块 与 AT89C51 单片机 之间串接 27K的保护电阻。 具体硬件接口电路如图 34所示： 苏州经贸学院 10 图 34 GPS 模块接口电路 系统 整体 电路 图 系统主要通过单片机 AT89C51 处理 ： GPS 模块接口电路， 按键电路， ISD1700S音频输出电路 以及 JHD162A 液晶显示电路。 单片机主芯片通过对按键电路和 GPS模块的信息处理，将信息发送到音频输出电路和 LCD 液晶显示电路，从而可以明确的获知该地段的站名和准确播报信息。 系统总体硬件设计电路如图 35 所示。 苏州经贸学院 11 图 35 系统 整体 电路图 苏州经贸学院 12 第 四 章 系统软件的研究与设计 在自动报站系统的硬件电路设计与实现之后，还需要配合设计完善的程序才能完全实现自动报站系统的各项功能。 在本系统中， 主要设计了主程序的流程图，语音模块子程序流程图，并且简单的分析了各程序的运行流程。 主程序流程图 主程序主要 涉及各个部分子程序的调用。 程序初始化后，系统出现开机界面，液晶显示频显示下一站站名。 本程序主要兼有两种控制方式 ：按键控制和 GPS接收控制。 程序接收到信息后语音将自动播报到站信息， 液晶显示频显示下一站，下车的指示灯亮。 选择 NO， 则是 继续行车。