嵌入式課程設(shè)計--公交車語音報站系統(tǒng)

1、<p>　　一、項目設(shè)計背景及概述</p><p>　　隨著城市化的進展和經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市“乘車難”、“行車難”的局面在加劇，很多城市建議人們出門乘坐公交車。 但是在天氣惡劣或視線不好的時候，乘客乘坐公交車的時候往往無法清楚的分辨到達的站牌，導致沒有正常下車或錯誤下車，給出行帶來不必要的麻煩。傳統(tǒng)的報站方式是由售票人員進行人工報站，這個售票人員多的工作不僅需要負責售票工作，還要準確的為乘客報站，作為

2、一個地區(qū)的公交車站行業(yè)，有一定的地方特色，他們報站時多采用地方口音，作為一個外地人有時候很難聽懂報站，從而引起很多麻煩。</p><p>　　本系統(tǒng)設(shè)計的公交車語音報站系統(tǒng)，利用科大訊飛的語音軟件對語音進行詞組和句子劃分，合成wav文件，然后裝載到WT588D語音芯片里面，然后通過深聯(lián)華SLH89F5162單片機進行控制語音播放相關(guān)信息。系統(tǒng)通過四個按鍵進行司機對起點站、上一站、下一站、終點站聲音播放的選擇，通過

3、一個128*64的液晶屏顯示當前信息，利用LM386功放芯片將聲音信號放大，驅(qū)動喇叭進行聲音的輸出。本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、性能優(yōu)良、價格低廉，十分適合大面積推廣使用。</p><p><b>　　二、項目設(shè)計原理</b></p><p><b>　　1、原理概述</b></p><p>　　本系統(tǒng)的原理是利用深聯(lián)華SLH89F5

4、162單片機，使用單線傳輸協(xié)議控制WT588D進行語音播報，系統(tǒng)通過四個按鍵進行司機對起點站、上一站、下一站、終點站聲音播放的選擇，以播放對應(yīng)的聲音，通過一個128*64的液晶屏顯示當前信息，利用LM386功放芯片將聲音信號放大，驅(qū)動喇叭進行聲音的輸出。</p><p><b>　　2、硬件設(shè)計原理</b></p><p>　　2.1 SLH89F5162單片機小系統(tǒng)

5、設(shè)計</p><p>　　圖2.1.1 SLH89F5162管腳圖</p><p>　　SLH89F5162是一種高邊高效率8051兼容單片機，具有很好的加密性能和高速的處理速度，本系統(tǒng)使用SLH89F5162單片機作為處理芯片，具有很好的實驗效果。SLH89F5162管腳圖如圖2.1.1所示。</p><p>　　SLH89F5162單片機小系統(tǒng)設(shè)計如圖2.1.2

6、所示，系統(tǒng)通過四個按鍵進行司機對起點站、上一站、下一站、終點站聲音播放的選擇，系統(tǒng)設(shè)計了串口下載端口和系統(tǒng)復位按鍵，電源由一個手機充電器提供標準的5V輸入。</p><p>　　圖2.1.2 SLH89F5162單片機小系統(tǒng)原理圖</p><p>　　2.2 WT588D語音模塊電路設(shè)計</p><p>　　WT588D是廣州唯創(chuàng)公司生產(chǎn)的一款功能強大的可重復擦除和

7、燒寫的語音芯片。WT588D讓語音芯片不再為控制方式而尋找合適的外圍單片機電路，高度集成的單片機技術(shù)足于取代復雜的外圍控制電路。配套WT-APP上位機操作軟件可隨意更換WT588D語音單片機芯片的任何一種控制模式，把信息下載到SPI-Flash上即可。軟件操作方式簡潔易懂，撮合了語音組合技術(shù)，大大減少了語音編輯的時間。完全支持在線下載，即便是WT588D通電的情況下，一樣可</p><p>　　以通過下載器給關(guān)聯(lián)

8、的SPI-Flash下載信息，WT588D電路復位一下，就能更新到剛下載進來的控制模式。其管腳圖如圖2.2.1所示。</p><p>　　圖2.2.1 WT588D的管腳圖</p><p>　　WT588D語音芯片的特點如下：</p><p>　　支持插入靜音模式，插入靜音不占用SPI-Flash內(nèi)存的容量，一個地址位可插入10ms～25min的靜音；</p&

9、gt;<p>　　MP3控制模式下，完全迎合市場上MP3的播放/暫停、停止、上一曲、下一曲、音量+、音量-等功能；</p><p>　　按鍵控制模式下觸發(fā)方式靈活，可隨意設(shè)置任意按鍵為脈沖可重復觸發(fā)、脈沖不可重復觸發(fā)、無效按鍵、電平保持不循環(huán)、電平保持可循環(huán)、非電平保持可循環(huán)、單鍵向前不循環(huán)、單鍵向后不循環(huán)、單鍵向前可循環(huán)、單鍵向后可循環(huán)、音量+、音量-、播放/暫停、停止、播放/停止等15種觸發(fā)方式

10、，最多可控制10個按鍵觸發(fā)輸出；</p><p>　　3×8按鍵組合控制模式下能以脈沖可重復觸發(fā)的方式觸發(fā)24個地址位語音，所觸發(fā)地址位語音可在0～219之間設(shè)置；</p><p>　　并口控制模式最多可用8個I/O口進行控制；</p><p>　　一線串口控制模式可通過發(fā)碼端控制語音播放、停止、循環(huán)播放和音量大小，或者直接觸發(fā)0～219地址位的任意語音，

11、發(fā)碼速度600us～2000us；</p><p>　　三線串口控制模式和三線串口控制I/O口擴展輸出模式之間可通過發(fā)碼切換，三線串口控制模式下，能控制語音播放、停止、循環(huán)播放和音量大小，或者直接觸發(fā)0～219地址位的任意語音，發(fā)碼速度40us～4000us可調(diào)，三線串口控制I/O口擴展輸出可以擴展輸出8位，在兩種模式下切換，能讓上一個模式的最后一種狀態(tài)保持著進入下一個模式。</p><p&g

12、t;　　PWM和DAC輸出方式，PWM輸出可直接推動0.5W/8Ω的揚聲器，DAC輸出外接功放，音質(zhì)好。 應(yīng)用范圍廣，幾乎可以涉及到所有的語音場所，如報站器、報警器、提醒器、鬧鐘、學習機、智能家電、治療儀、電子玩具、電訊、倒車雷達以及各種自動控制裝置等場所，工藝上達到工業(yè)應(yīng)用的要求。</p><p>　　WT588D的電路設(shè)計如圖2.2.2所示。單片機通過單線連接模式和WT588D進行通信，WT588D的語音信號

13、通過DAC輸出方式輸出。</p><p>　　圖2.2.2 WT588D語音模塊的電路圖</p><p>　　2.3 LM386功放電路設(shè)計</p><p>　　LM386是美國國家半導體公司生產(chǎn)的音頻功率放大器，主要應(yīng)用于低電壓消費類產(chǎn)品。為使外圍元件最少，電壓增益內(nèi)置為20。但在1腳和8腳之間增加一只外接電阻和電容，便可將電壓增益調(diào)為任意值，直至 200。其管腳

14、圖如圖2.3.1所示。</p><p>　　圖2.3.1 LM386芯片的引腳圖</p><p>　　本系統(tǒng)用LM386構(gòu)成了聲音信號放大器，將WT588D輸出的DAC信號進行放大輸出，驅(qū)動喇叭發(fā)出聲音，電路設(shè)計如圖2.3.2所示，通過調(diào)節(jié)R3的10K的電阻可以調(diào)節(jié)放大音量的大小。</p><p>　　圖2.3.2 LM386構(gòu)成的放大器電路圖</p>

15、<p>　　2.4 液晶顯示電路設(shè)計</p><p>　　本系統(tǒng)采用一塊128*64的LCD液晶屏作為信息的輸出界面，配合語音信息，一起方便司機師傅進行調(diào)試和選擇，LCD液晶屏的實物圖如圖2.4.1所示。液晶屏的驅(qū)動電路采用官方的驅(qū)動電路，利用單片機來控制液晶屏的顯示和刷新，液晶屏顯示電路設(shè)計圖如圖2.4.2所示，可以通過調(diào)節(jié)R4的10K電阻調(diào)節(jié)液晶屏顯示的對比度。</p><p&

16、gt;　　圖2.4.1 LCD液晶屏的實物圖</p><p>　　圖2.4.1 LCD液晶屏的顯示驅(qū)動電路</p><p><b>　　3、軟件設(shè)計原理</b></p><p>　　本系統(tǒng)的軟件設(shè)計分為兩部分，WT588D的語音庫下載和SLH89F5162單片機程序下載。</p><p>　　3.1 WT588D的語音

17、庫下載程序</p><p>　　首先利用科大訊飛的語音軟件《文語通》進行語音合成，合成需要的站臺信息和提示聲音，利用詞語分組和句子劃分，讓語音通順流暢，最后生成wav文件，如圖3.1.1所示。然后利用WT588D的處理軟件WT588D VoiceChip V-B進行語音文件的編譯處理，如圖3.1.2所示，最后下載到WT588D里面。</p><p>　　圖3.1.1 文語通的CSSML E

18、ditor語音生成界面</p><p>　　圖3.1.2 WT588D VoiceChip V-B語音編譯與下載界面</p><p>　　3.2 單片機的SLH89F5162程序設(shè)計</p><p>　　單片機的程序是用KEIL4編制的，主要是按鍵的識別、液晶屏的顯示、語音芯片WT588D的單線通信程序三部分。主要程序如下，詳情見附件。</p>&l

19、t;p>　　void main（void）</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uint block_n;</p><p>　　uint updata;</p><p>　　uint key_flag;</p><p>　　uchar flag_hold;</p

20、><p>　　initinal（）; //調(diào)用LCD字庫初始化程序</p><p>　　delay（50）; //大于100uS的延時程序</p><p>　　flag_key=0;</p><p>　　flag_hold=0;</p><p>　　beep1（2-1）;</p><p>　　blo

21、ck_n=2;</p><p><b>　　updata=1;</b></p><p>　　Display_hanzi（0，0，“ 公交報站系統(tǒng) ”，8）;</p><p>　　Display_hanzi（0，2，“本站：”，3）;</p><p>　　Display_hanzi（0，1，“上站：”，3）;</p&

22、gt;<p>　　Display_hanzi（0，3，“下站：”，3）;</p><p>　　Display_hanzi（3，2，Station［block_n］，5）;</p><p>　　Display_hanzi（3，1，Station［block_n-1］，5）;//上一站</p><p>　　Display_hanzi（3，3，Station

23、［block_n+1］，5）;//下一站</p><p>　　Display_hanzi（0，1，“本站：”，3）;</p><p>　　Display_hanzi（0，2，“上站：”，3）;</p><p>　　Display_hanzi（0，3，“下站：”，3）;</p><p><b>　　while（1）</b>

24、</p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay（200）;</p><p>　　if（K1==0&&key_flag==1）{//起點站</p><p>　　key_flag=0;</p><p><b>　　updata=1;</b>

25、;</p><p>　　block_n=1;</p><p>　　beep1（block_n-1）;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　else if（K2==0&&key_flag==1）{//下一站</p><p>　　key_flag=0;</

26、p><p><b>　　updata=1;</b></p><p>　　block_n=block_n+1;</p><p>　　if（block_n》10）</p><p>　　block_n=10;</p><p>　　beep1（block_n-1）;</p><p>&

27、lt;b>　　}</b></p><p>　　else if（K3==0&&key_flag==1）{//上一站</p><p>　　key_flag=0;</p><p><b>　　updata=1;</b></p><p>　　block_n=block_n-1;</p>

28、;<p>　　if（block_n《1）</p><p>　　block_n=1;</p><p>　　beep1（block_n-1）;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　else if（K4==0&&key_flag==1）{//終點站</p>&

29、lt;p>　　key_flag=0;</p><p><b>　　updata=1;</b></p><p>　　block_n=10;</p><p>　　beep1（block_n-1）;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if（K1！=0

30、&&K2！=0&&K3！=0&&K4！=0）</p><p><b>　　{</b></p><p>　　key_flag=1; ///標志，當按鍵按下，動作一下，按鍵松開后才能再次按下響應(yīng)，防止連續(xù)動作</p><p><b>　　}</b></p><

31、p>　　if（updata==1）{</p><p><b>　　updata=0;</b></p><p>　　if（block_n==1）{</p><p>　　Display_hanzi（3，1，Station［block_n］，5）;</p><p>　　Display_hanzi（3，2，Station［

32、block_n］，5）;//上一站</p><p>　　Display_hanzi（3，3，Station［block_n+1］，5）;//下一站</p><p>　　}else if（block_n==10）{</p><p>　　Display_hanzi（3，1，Station［block_n］，5）;</p><p>　　Displa

33、y_hanzi（3，2，Station［block_n-1］，5）;//上一站</p><p>　　Display_hanzi（3，3，Station［block_n］，5）;//下一站</p><p><b>　　}else{</b></p><p>　　Display_hanzi（3，1，Station［block_n］，5）;</p

34、><p>　　Display_hanzi（3，2，Station［block_n-1］，5）;//上一站</p><p>　　Display_hanzi（3，3，Station［block_n+1］，5）;//下一站</p><p><b>　　}}}}</b></p><p><b>　　三、項目設(shè)計框圖<

35、/b></p><p><b>　　1、硬件設(shè)計框圖</b></p><p><b>　　2、軟件設(shè)計框圖</b></p><p><b>　　四、測試結(jié)果</b></p><p><b>　　系統(tǒng)調(diào)試好的實物圖</b></p><

36、;p>　　經(jīng)過仔細認真的焊接和調(diào)試，最終完成了系統(tǒng)的實物系統(tǒng)，經(jīng)過調(diào)試，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。性能指標如下：</p><p>　　1、系統(tǒng)功率小于5W。</p><p>　　2、能夠通過按鍵操作，進行起始站、上一站、下一站、終點站的語音報警和液晶屏顯示，當按鍵按下時，液晶屏顯示相應(yīng)的信息，語音輸出響應(yīng)的信息。</p><p>　　3、語音的聲音輸出清晰，流暢，普通話標