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公交车语音自动报站系统的设计第3稿11公交车语音自动报站设计 本科生毕业论文〔设计〕 系〔院〕物理与电子工程学院 专 业 电子信息工程 论文题目公交车语音自动报站系统的设计 学生姓名指导老师 吴波〔讲师〕〔姓名及职称〕 班 级 07级电信1班 学 号 完成日期：2022 年4月 公交车语音自动报站设计公交车语音自动报站系统的设计李春容物理与电子工程学院 电子信息工程 07331046[摘 要] 本文介绍了一种利用红外线技术,模拟公交车语音自动报站的系统的设计制作过程该设计以STC89C52单片机为限制核心，ST188作为进出站识别系统，再由单片机限制语音芯片APR9600输出事先录入的站点信息，到达语音播报的目的，同时LCD显示当前的站台信息[关键词]单片机 反射式红外传感器 模数转换芯片 语音芯片1前言现今社会，公交事业关乎到大多数城市居民的出行，可公交车上的报站系统仍旧无法满意大家对其的要求此时此刻公交车上普遍运用的人工按键报站会出现报站不精确〔由于司机在操作报站系统时经常会按错键或遗忘按键，而且在调整系统时会连续报出几个站点，让不熟识路途站点的乘客不知所措〕，并且每次报站时都须要由驾驶员对报站器进展操作，而在车辆起动与进站时，往往是路面状况最困难的时候，驾驶员既要对行驶中的汽车进展起动或制动等操作，同时还要兼顾报站系统的操作，给行驶中的车辆带来必须的平安隐患。

虽然此时此刻已经有些大城市的某些公交车上已经采纳GPS定位系统自动报站，但其昂贵的本钱，难以实现普及，特殊是一些中小城市难以负担本设计针对目前常见公交车报站系统的主要缺陷，介绍了基于单片机限制的公交车语音自动报站系统，该系统费用廉价，可以普及2 总体方案设计2.1 方案例举方案一：由麦克风输入语音信号，经过放大处理后送至AD采样转换成单片机可以识别的数字信号，再存放在外部存储器〔EEPROM〕里面，当到站的时候，在有单片机从中取出声音信号，送给DA转换成模拟的音频信号，再经过音频放大器将信号放大，最终送到扬声器，进展语音播报公交车语音自动报站设计方案二：把预先制作好的语音信息，分别都烧录到一块一次性集成语音芯片内，当到站或出站的时候就由单片机限制驱动电路，分别驱动对应的语音报站芯片，让其进展语音播报，从而到达自动报站的目的方案三：采纳可以反复录制和播放的语音芯片，由单片机限制录音和放音，将预先制作好的语音分段录入语音芯片，当要进展语音播报的时候，由单片机限制语音芯片，输出相应的语音信息，在将输出的语音信息经过放大器放大，最终送至扬声器播放[5] 2.2 方案分析方案一：设计思路简洁，但是要求单片机有较高运行速度，硬件电路设计困难，信号很简单收到干扰，实现比拟困难。

方案二：运用一次性语音芯片是个不错的方法，它使得单片机限制特别便利，运用集成电路，可以有效的抗干扰但是他须要运用许多的语音芯片，使得该系统的体检大大增加，同时它不能满意不同公交线路的运用，而且它的语音下载也须要特地的下载器件，不便利屡次录音运用方案三：此方案的设计思路明确，其最大优点是采纳到了可以反复录音和放音的语音芯片，可以实现重复录放音的功能，可以满意当公交线路变更的状况下重新录音运用，而且采纳了集成芯片，让电路具有更强的抗干扰性[5]综合上述三个方案，并进展优化论证，主要考虑其设计思路明确，外部电路简洁等优点，最终确定采纳方案三 2.3系统总体设计构造该公交车自动报站系统是由单片机模块、键盘输入限制、语音播报模块、显示模块以及红外识别模块共同组成系统根本原理构造是：对红外识别模块采集的相应信号进展处理，然后由限制模块对处理后的信号进展分析判定，并限制显示模块和语音模块公交车语音自动报站系统的设计根本原理构造框图如图2.1所示公交车语音自动报站设计系统实现的功能主要有：〔1〕利用红外反射原理，实现对公交车的进站与出站的识别； 〔2〕播报及显示相应的站台信息；〔3〕进站与出站时，分别发出相应的响应；3 系统硬件设计3.1系统整体硬件电路整个硬件系统构造设计局部主要包括STC89C52单片机主限制模块、红外识别模块、液晶显示模块、语音播报模块、按键输入模块以及电源模块。

系统总电路图如图3.1所示 图3.1系统原理图公交车语音自动报站设计3.2 红外识别模块设计ST188作为进出站识别传感器，其原理是依据承受管承受到放射管发送出去的红外线的反射量的大小来来识别线路状况ST188采纳高放射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成，检测距离可调整范围大，4-13cm可用，采纳非接触检测方式[7]其光电特性〔Ta=25℃〕和极限参数〔Ta=25℃〕如表3.1和3.2[7]表3.1光电特性〔Ta=25℃〕表3.2极限参数〔Ta=25℃〕 为了保证传感器正常工作，在放射管的输入端接入了限流电阻，在承受管的输出端增加了一个上拉电阻，以保证检测信号的精确，其电路原理图如图3.4[7]公交车语音自动报站设计 图3.4反射式红外传感器内部构造原理图3.3模数转换模块由于传感器输出的信号是模拟信号，因此须要用模数转换芯片ADC0809将它转换为数字信号，然后才能供应给单片机读取，其电路电路如下列图3.5 图3.5数模转换电路图中多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用一个A/D转换器进展转换，这是一种经济的多路数据采集方法地址锁存与译码电路完成对A、B、C 3个地址位进展锁存和译码，其译码输出用于通道选择，其转换结果通过三态输出锁存器存放、输出，其转换时间为101μs左右。

因此可以干脆与系统数据总线相连，表3.3为通道选择表[6]表3.3 通道选择表 图3.6 ADC0809引脚图 公交车语音自动报站设计为了使AD0809正常的工作，除了电源之外的另外一个条件就是500kHz左右的时钟信号，为了电路设计简洁，将单片机的定时器2输出口与AD0809的时钟输入口相连，用单片机产生500kHz的时钟信号 3.4 键盘输入限制模块按键电路是由按键开关经上拉电阻分别接P3.0、P3.1、P3.2口构成，同时3个IO口还与74HC04以相与的方式连接，最终的输出连接至单片机的外部中断口，以外部中断方式进展键盘扫描，其电路如图3.7所示三个按键分别起到设置、录音和放音作用：按下1键，表示对模式的选择，即：公交车播报模式、手动录音模式、手动放音模式；按下2键，表示录音模式的起先或完毕；按下3键，表示放音模式的起先或完毕 图3.7按键电路图3.5 单片机最小系统模块STC89C52 是一种低功耗、高性能 CMOS8 位微限制器，具有8K 在系统可编程 Flash 存储器运用 Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容片上 Flash 允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。

在单芯片上，拥有灵活的 8 位 CPU 和在系统可编程 Flash，使得 STC89C52 为众多嵌入式限制应用系统供应高敏捷、超有效的解决方案STC89C52 具有以下标准功能： 8k 字节 Flash，256 字节 RAM，32 位 I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个 16 位定时器/计数器一个 6 向量 2 级中断构造，全双工串行口，片内晶振刚好钟电路另外，STC89C52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持 2 种软件可选择节电模式空闲模式下，CPU停顿工作，允许 RAM、定时器/计数器、串口、中断接着工作掉电爱护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停顿，直到下一个中断或硬件复位为止公交车语音自动报站设计 图3.8单片机最小系统原理图3.6 语音电路模块设计采纳APR9600来播报当前站台信息语音模块主要由扬声器构成语音模块由APR9600语音芯片和扬声器构成APR9600采纳模拟存储技术的一款音质好、噪音低、不怕断电、可以反复录音的新型语音电路单片电路课录放32-60秒，串行限制时可分256段以上，并行限制时最多可分8段[1]APR9600芯片的内部，录音时外部音频信号通过话筒输入和线路输入方式进入，话筒可采纳平凡的驻极体话筒，在芯片内话筒放大器中自带自动增益调整，可由外接阻容件设定响应速度和增益范围，假如信号幅度在101mv左右即可进入线路输入端，音频信号由内部滤波器、采样电路处理后以模拟量方式存入专用快闪存储器FLASHRAM中。

由于FLASHRAM是非易失器件，断电等因素不会使存储的语音丧失APR9600芯片有两种限制模式，即并行限制模式和串行模式并行限制模式在限制放音和录音分的段是必须的，因此选用串行限制模式可以自由选择RE=0，为录音状态；RE=1为放音状态[1]表3.4APR9600操作模式表公交车语音自动报站设计为了使操作更加方面，在语音芯片的限制上，不再是才用按键操控，而是干脆与单片机IO口连接，通过单片机来实现多语音芯片的全部操作，其硬件电路如图3.9 图3.9 APR9600电路原理图3.7 LCD液晶显示电路设计本设计采纳LCD1602来显示当前相关信息LCD的D0～D7 八位双向数据口接单片机的P1口，限制端口与单片机的P3.0～P3.2相连，通过单片机自动限制相关数据的写入LCD1602引脚图如图3.10所示 图3.10 LCD1602引脚图各个引脚的功能如表3.5所示公交车语音自动报站设计表3.5 LCD1602引脚功能说明 图3.11 LCD1602与单片机接口电路图4 系统软件设计4.1 主程序设计流程图主程序贯穿这个系统，是实现整个系统功能的主体，其主要功能：通过ST188反射式红外传感器识别到站和出站，通过按键设定来进展相关的模式选择和功能设定，其中的模式包括录音模式、放音模式和公交语音播报模式。

其流程如图4.1公交车语音自动报站设计4.2键盘扫描限制模块本系统采纳外部中断方式进展键盘扫描工作原来为：在没有按键按下的时候，没有产生中断，有按键按下的时候由高电平跳变到低电平，产生一个下降沿，触发中断，然后在中断效劳程序中进展键盘扫描并获得不同的按键信息，依据不同的按键来进展不同的设定限制其流程图如图4.2 图4.2 键盘扫描流程图键盘扫描程序：void out0(void) interrupt 0 {//外部中断0 键盘扫描本文来源：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！第10页 共10页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页。