畢業(yè)設計--基于單片機的公交車自動報站系統(tǒng)_第1頁
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文檔簡介

1、<p>  基于單片機的公交車自動報站系統(tǒng)設計</p><p>  【摘要】隨著多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展,許多舊的生產(chǎn)生活方式逐漸被新技術(shù)代替,本文就針對公交車報站問題提出了解決方案。系統(tǒng)使用單片機AT89C51來控制語音合成芯片ISD4004和液晶顯示模塊LCD1602以及無線收發(fā)模塊PT2262/PT2272。語音合成芯片ISD4004,采用模擬數(shù)據(jù)半導體存儲器直接存儲的專利技術(shù),即將模擬語音數(shù)據(jù)

2、直接寫入單個存儲單元,不需經(jīng)過A/D、D/A轉(zhuǎn)換,因此能夠較好地真實再現(xiàn)語音的自然效果,避免了一般固體語音電路因為量化和壓縮造成的量化噪聲和失真現(xiàn)象。配合液晶屏顯示,就使得該報站系統(tǒng)更加實用,實現(xiàn)報站的準確性、及時性、穩(wěn)定性和操作簡單、方便、智能等特點。</p><p>  【關(guān)鍵字】單片機,語音提示,文字顯示,公交報站</p><p><b>  ABSTRCT</b&g

3、t;</p><p>  With the development of multimedia technology and network technology, many of the old way of production and living is gradually replaced by new technology, this paper will put forward the solutio

4、ns for the bus stops. System using single chip microcomputer AT89C51 to control the speech synthesis chip ISD4004 and LCD1602 LCD display module and wireless transceiver module PT2262 / PT2272. Speech synthesis chip ISD4

5、004, patented technology of semiconductor memory storage directly using data simulati</p><p>  KEY WORDS:Single-chip Microcomputer, Audio Prompt, Character Display, Bus-Stop </p><p><b>  目

6、 錄</b></p><p><b>  第一章 緒 論1</b></p><p>  1.1 本課題的研究意義1</p><p>  1.2 目前幾種公交車報站器詳細比較1</p><p>  1.2.1 GPS公交車自動報站器1</p><p>  1.2.2

7、 手動式公交車自動報站器1</p><p>  1.2.3 基于單片機的公交車自動報站系統(tǒng)2</p><p>  第二章 系統(tǒng)方案的確定3</p><p>  2.1 系統(tǒng)主要要實現(xiàn)的功能3</p><p>  2.2 無線傳輸模塊的選擇3</p><p>  2.3 控制模塊的選擇3</p&

8、gt;<p>  2.4 液晶顯示模塊及語音模塊的選擇3</p><p>  2.5系統(tǒng)整體硬件電路的確定3</p><p>  第三章 系統(tǒng)功能模塊詳細介紹5</p><p>  3.1 單片機AT89C515</p><p>  3.1.1 管腳說明7</p><p>  3.1.2

9、 外部晶振的選擇8</p><p>  3.1.3 復位電路8</p><p>  3.1.4 按鍵電路設計9</p><p>  3.2 無線收發(fā)模塊PT2262/PT227210</p><p>  3.2.1 PT2262/PT2272引腳圖10</p><p>  3.2.2 PT2262/

10、2272接線圖以及工作原理12</p><p>  3.2.3 無線數(shù)傳模塊F05V/J05V13</p><p>  3.3 顯示模塊LCD160214</p><p>  3.3.1 排阻Respack-814</p><p>  3.3.2 LCD1602的引腳定義14</p><p>  3.

11、3.3 液晶LCD1602常用的11條指令16</p><p>  3.4 語音模塊ISD400418</p><p>  3.5 蜂鳴器和LED指示燈20</p><p>  第四章 系統(tǒng)程序設計21</p><p>  4.1 系統(tǒng)仿真主程序流程圖21</p><p>  4.2 程序子函數(shù)模塊

12、22</p><p>  4.2.1 延時函數(shù)22</p><p>  4.2.2 檢查忙函數(shù)22</p><p>  4.2.3 寫指令函數(shù)22</p><p>  4.2.4 寫數(shù)據(jù)函數(shù)23</p><p>  4.2.5 光標位置函數(shù)23</p><p>  4.2.

13、6 初始化函數(shù)23</p><p>  4.2.7 其他數(shù)組定義以及端口定義23</p><p>  4.3 主程序流程圖24</p><p>  第五章 系統(tǒng)仿真實現(xiàn)28</p><p>  5.1 開發(fā)環(huán)境KeilC51介紹28</p><p>  5.2 仿真環(huán)境PROTEUS介紹28<

14、;/p><p>  5.3 仿真運行結(jié)果截圖28</p><p>  5.4 仿真結(jié)果29</p><p><b>  結(jié) 束 語31</b></p><p><b>  致 謝33</b></p><p><b>  參考文獻34</b>&l

15、t;/p><p>  附錄A 系統(tǒng)仿真全部代碼35</p><p><b>  第一章 緒 論</b></p><p>  1.1 本課題的研究意義</p><p>  近些年來,隨著城市人口的不斷增加,人們生活節(jié)奏的不斷加快,公交車在大城市以及中小城市已經(jīng)普及,并且有了日新月異的發(fā)展,在人民生活中起著重要作用,因此,公

16、交車的正常運行與人們的正常生活息息相關(guān)。傳統(tǒng)公交車報站大多是由乘務人員來人工報站,但是因為方言的差異或者人多時語音嘈雜,這種方式不利于人民生活的和諧。所以根據(jù)這種需要市面上產(chǎn)生流行了多種公交車報站器也方便人們的生活。</p><p>  目前雖然現(xiàn)在在一些大城市的公交車上已經(jīng)采用GPS定位系統(tǒng)自動報站,但其造價昂貴,難以在一些中小城市實現(xiàn)普及。另外,現(xiàn)在也有一些城市正在使用的一種半自動語音報站系統(tǒng),這種系統(tǒng)需要由

17、司機在車子進出站的時候人工操作,由于這兩個時間點往往是路面情況最復雜的時刻,因此也給行駛中的車輛帶來了安全隱患。所以本設計針對目前常見公交車報站系統(tǒng)的主要缺陷,研究介紹了一種基于單片機控制的公交車自動報站系統(tǒng),實現(xiàn)在到站時的自動語音報站和LCD液晶顯示,而且該系統(tǒng)造價廉價,可以在中小城市中普及。</p><p>  1.2 目前幾種公交車報站器詳細比較</p><p>  公交車對社會影

18、響巨大,對城市發(fā)展起著最基本的推動作用。隨著公交車的不斷普及市面上也出現(xiàn)各種各樣的公交車報站器,現(xiàn)在市面上流行的幾種報站器主要有下列幾種類型:</p><p>  1.2.1 GPS公交車自動報站器</p><p>  利用GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的公交車報站系統(tǒng),在司機座位后面隔板上,安裝了一臺15英寸的液晶電視和 GPS信號接收器,安裝了這套設備后,公交車在語音報站的同時,通過液晶電視

19、還可以顯示到站站名的字幕,這樣如果沒聽清報站的話,通過顯示屏,乘客也可以一目了然。當出現(xiàn)緊急情況時,調(diào)度中心將會給公交車發(fā)出相應的信息,以短信的形式傳送到顯示屏上,同時車載臺會發(fā)出相應的提示音;駕駛員也可以通過相應的工具進行回復。目前在美國部分城市GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)已經(jīng)投入使用,國內(nèi)也有此類產(chǎn)品的研制開發(fā),其功能強大,系統(tǒng)穩(wěn)定,但其投資昂貴,尤其是一些中小城市無法承受。</p><p>  1.2.2 手動式公

20、交車自動報站器</p><p>  手動式公交車自動報站器通過主機上的漢字顯示器,顯示當前車站名稱,即將達到站名指示功能;通過主機屏幕的顯示,可直觀的觀察到進站和下一站信息;通過按鍵,可播放進站,出站,服務用語等語音。但是該種報站器需要由司機在車子進出站的時候人工操作,由于這兩個時間點往往是路面情況最復雜的時刻,因此也給行駛中的車輛帶來了安全隱患,不利于公交車的安全行駛。</p><p>

21、  1.2.3 基于單片機的公交車自動報站系統(tǒng)</p><p>  基于單片機的公交車自動報站系統(tǒng),而這種系統(tǒng)又大致分為兩種技術(shù)支持。</p><p>  其中一種的技術(shù)關(guān)鍵是對車輪轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)角的脈沖進行計數(shù),將計數(shù)值與預置值對比,即可確定報站時刻,達到準確自動的目的。該方式應用單片機的高速計數(shù)器端口進行脈沖計數(shù),以距離來控制報站時刻,首次實現(xiàn)了模糊控制,改變現(xiàn)有設備的不足。做到簡單實用自

22、動化程度高。傳感器在公交車上的應用極大的提高了設備功能。</p><p>  另外一種基于單片機的公交車自動報站系統(tǒng)就是利用編碼解碼芯片PT2262/PT2272進行解碼編碼,利用無線數(shù)傳模塊F05V/J05V和天線進行發(fā)射和接收來實現(xiàn)的。在每個站牌上設置一個編碼發(fā)送裝置PT2262和無線數(shù)傳模塊F05V,通過公交車上設置的接收裝置J05V和譯碼裝置PT2272進行譯碼并傳輸?shù)絾纹瑱C。發(fā)送裝置按照延時3到5秒不斷

23、發(fā)送信號,公交車在距離站牌10到20米的時候就能接收到信號,然后根據(jù)程序來實現(xiàn)語音報站,LCD液晶顯示。這種報站系統(tǒng)軟件編寫比較簡單,也容易修改,并且芯片價格低廉,大批生產(chǎn)能夠獲得比GPS系統(tǒng)達到更高的性價比,是公交車自動報站系統(tǒng)的較佳選擇。</p><p>  綜合上述各種公交車自動報站系統(tǒng),本設計選擇了基于單片機的公交車自動報站系統(tǒng),并利用無線數(shù)傳模塊來實現(xiàn)公交車的自動報站。</p><p

24、>  第二章 系統(tǒng)方案的確定</p><p>  2.1 系統(tǒng)主要要實現(xiàn)的功能</p><p>  該系統(tǒng)應實現(xiàn)無線信號收發(fā)確認,到站時的公交車站名的液晶顯示以及自動語音提示。系統(tǒng)的硬件設計中應充分考慮了性價比,用最少的器件設計出滿足要求的硬件電路。本次設計主要是完成實現(xiàn)基本的仿真,該系統(tǒng)仿真電路的總體結(jié)構(gòu)以51單片機為核心,由模擬接收電路、LCD(Liquid Crystal D

25、isplay,液晶顯示屏)顯示電路等組成。</p><p>  2.2 無線傳輸模塊的選擇</p><p>  PT2262/PT2272集成芯片。方案采用低功耗、低價位、通用編解碼電路,發(fā)送用高β的達林頓管,所以在靈敏度和抗干擾性方面有保障。</p><p>  無線數(shù)傳模塊F05V/J05V(典型遙控應用電路):F05V采用的SMT工藝,優(yōu)點是低電壓微功率、體

26、積小、低功耗發(fā)射模塊,適合單片機數(shù)據(jù)傳輸以及短距離無線遙控報警。J05V作為接收模塊優(yōu)點是低電壓、體積小,兩者連接在PT2262/2272配合使用</p><p>  2.3 控制模塊的選擇</p><p>  所學專業(yè)課中學習過51單片機,并且單片機體積小,重量輕,具有很強的靈活性而且價格便宜,所以控制模塊選用單片機。</p><p>  2.4 液晶顯示模塊

27、及語音模塊的選擇</p><p>  隨著科學技術(shù)的日益發(fā)展和進步,微型計算機已經(jīng)在很多領域得到廣泛應用。LCD與微機技術(shù)結(jié)合,比傳統(tǒng)的LED顯示效果更佳。所以結(jié)合公交車報站的使用特點和運營環(huán)境,設計一種由單片機控制、LCD顯示的公交車報站顯示系統(tǒng)。公交車報站顯示系統(tǒng)的設計應用單片機,LCD顯示,使到站信息及提示信息以顯示的方式告知市民,為市民提供人形化、完美的服務。所以本次設計中重點使用了LCD1602液晶顯示

28、模塊</p><p>  鑒于使用Proteus仿真,在仿真中使用蜂鳴器代替語音模塊,使用蜂鳴器的連續(xù)間斷發(fā)聲作為提示。為了以后實際需要,在文章中介紹了常用的語音模塊ISD4004。</p><p>  2.5系統(tǒng)整體硬件電路的確定</p><p>  根據(jù)系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能,以及各個模塊的選擇,確定了整個報站系統(tǒng)主要組成部分分為兩個模塊。發(fā)射模塊即電子站牌部分主要由

29、AT89C51單片機,PT2262編碼裝置,無線傳輸模塊F05V和天線組成。接收控制模塊即車載部分是主要部分,選擇AT89C51為核心的控制器,PT2272譯碼裝置和無線數(shù)傳模塊J05V以及天線作為接收信號裝置,語音錄放芯片ISD4004組成的語音播放電路以及LCD1602液晶顯示屏構(gòu)成液晶顯示模塊。</p><p>  系統(tǒng)各部分框圖如下圖所示。</p><p>  圖2-1 公交車站

30、牌發(fā)射部分方框圖</p><p>  圖2-2 公交車車載接收部分方框圖</p><p>  公交車自動報站系統(tǒng)就是利用編碼解碼芯片PT2262/PT2272進行解碼編碼,利用無線數(shù)傳模塊F05V/J05V和天線進行發(fā)射和接收來實現(xiàn)的。在每個站牌上設置一個編碼發(fā)送裝置PT2262和無線數(shù)傳模塊F05V,通過公交車上設置的接收裝置J05V和譯碼裝置PT2272進行譯碼并傳輸?shù)絾纹瑱C。發(fā)送裝

31、置按照延時3到5秒不斷發(fā)送信號,公交車在距離站牌10到20米的時候就能接收到信號,然后根據(jù)程序來實現(xiàn)語音報站,LCD液晶顯示。</p><p>  發(fā)射部分通過編碼芯片PT2262,無線數(shù)傳模塊F05V和天線不停發(fā)射周期信號,發(fā)射的一個周期的內(nèi)容包括本站點的地址、站名等信息的編碼信息。當公交車行駛進人該信號范圍內(nèi),車載部分的通過天線,經(jīng)無線數(shù)傳模塊J05V和PT2272譯碼就會接收到這個編碼信息,單片機將編碼信息

32、處理后,向顯示模塊和語音模塊發(fā)送對應的信息,就能實現(xiàn)液晶顯示屏顯示對應的站名和語音報站,完成自動報站。</p><p>  第三章 系統(tǒng)功能模塊詳細介紹</p><p>  3.1 單片機AT89C51</p><p>  隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,單片機技術(shù)已成為計算機技術(shù)中的一個獨特的分支,單片機的應用領域也越來越廣泛,特別是在工業(yè)控制和儀器儀表智能化中扮演著極其

33、重要的角色。縱觀單片機發(fā)展的30多年來,單片機正往多功能、高性能、高速度、低電壓、低價格、低噪聲、低功耗、小體積、大容量、專用化和外圍電路內(nèi)裝化的方向發(fā)展。單片機的出現(xiàn)使的過去經(jīng)常采用模擬電路、數(shù)字電路實現(xiàn)的電路系統(tǒng),轉(zhuǎn)變成現(xiàn)在用單片機予以實現(xiàn),并且傳統(tǒng)的電路設計方法演變成硬件和軟件相結(jié)合的設計方法,并且許多電路設計問題將轉(zhuǎn)化為純粹的程序設計問題。誠然,單片機的應用意義遠不限于它的應用范疇或由此帶來的經(jīng)濟效益,更重要的是它已從根本上改變

34、了傳統(tǒng)的控制方法和設計思想,是控制技術(shù)的一次革命,是一座重要的里程碑</p><p>  微控制器通常將主要的組成部分集成在一個芯片上,就是把中央處理器(CPU)、隨機存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、中斷系統(tǒng)、定時器/計數(shù)器以及I/O接口電路等主要部件集成在一個芯片上。AT89C51俗稱單片機,可擦除只讀存儲器可以反復擦除1000次。</p><p><b>  主要特性

35、:</b></p><p>  1、一個CPU,一個片內(nèi)振蕩器以及時鐘電路, </p><p>  2、4K(RAM)程序存儲器,</p><p>  3、128B(ROM)數(shù)據(jù)存儲器</p><p>  4、21個特殊功能寄存器</p><p>  5、數(shù)據(jù)能夠保存的時間:10年</p>&

36、lt;p>  6、與MCS-51指令相兼容</p><p>  7、32個可編程I/O線(4個8位并行I/O端口)</p><p>  8、16位定時器/計數(shù)器有兩個</p><p>  9、5個中斷源,兩個優(yōu)先級嵌套結(jié)構(gòu)</p><p>  10、一個可編程全雙工串行接口</p><p>  11、低功耗的閑置

37、和掉電模式</p><p>  12、片內(nèi)振蕩器和時鐘電路</p><p>  盡管目前單片機種類多,各類單片機的指令系統(tǒng)各不相同,功能各有所長,但市場占有率最高的是51系列單片機。</p><p>  單片機體積小,重量輕,具有很強的靈活性而且價格便宜,得到越來越廣泛的運用。例如工業(yè)控制領域、家電產(chǎn)品,智能化儀器儀表,計算機外部設備,特別是機電一體化產(chǎn)品中都有重要

38、的用途,其中的51單片機系列發(fā)展規(guī)模最大。</p><p>  51單片的運用廣泛,并且具有優(yōu)異的性能價格比,集成度高,體積小,有很高的可靠性,并且控制功能強。所以是核心控制期間的最佳選擇。</p><p>  圖3-1 AT89C51單片機引腳圖</p><p>  3.1.1 管腳說明</p><p>  下面對設計中用到的一些管腳進

39、行簡要的介紹:</p><p>  VCC:供電電壓,一般接+5V電源正端。</p><p>  GND:接地,一般接+5V電源地端。</p><p>  P0口(39~32腳):輸入輸出線P0.0~P0.7統(tǒng)稱為P0口??梢杂米鳒孰p向輸入/輸出口使用,但由于內(nèi)部無上拉電阻,一般外加上拉電阻:在進行片外存儲器擴展或I/O擴展時,P0口作為分時服用的低8位地址總線和雙

40、向數(shù)據(jù)總線。</p><p>  P1口(1~8腳):P1口作為準雙向I/O口使用。P1口管腳寫入1后,被內(nèi)部上拉為高,可用作輸入,P1口被外部下拉為低電平時,將輸出電流,這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 </p><p>  P2口(21~28腳):P2口也可作為準雙向I/O口,當進行片外村春氣擴展或I/O口擴展時,P2口用作高8位地址總線。</p><p>  P3口(

41、10~17腳):P3口作為準雙向I/O口使用外,每一個端口還具有第二功能。</p><p>  P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口,如下表所示:</p><p><b>  口管腳 備選功能</b></p><p>  P3.0 RXD(串行口輸入端)</p><p>  P3.1 TXD(串行口輸出端)&

42、lt;/p><p>  P3.2 /INT0(外部中斷0)</p><p>  P3.3 /INT1(外部中斷1)</p><p>  P3.4 T0(定時器/計時器0計數(shù)脈沖輸入)</p><p>  P3.5 T1(定時器/計時器1計數(shù)脈沖輸入)</p><p>  P3.6 /WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號

43、輸出)</p><p>  P3.7 /RD(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號輸出)</p><p>  RST(9腳):復位輸入。當振蕩器復位器件時,要保持10ms高電平時間才能保證有效的復位。</p><p>  ALE/PROG(30腳):地址鎖存允許/編程線。采用了地址/數(shù)據(jù)總線復用技術(shù)。</p><p>  /PSEN(29腳):片外程序

44、存儲器讀選通信號輸出端,低電平有效。</p><p>  /EA/VPP(31腳):片外程序存儲器選用端,低電平有效。注意加密方式1時,/EA將內(nèi)部鎖定為RESET;當/EA端保持高電平時,此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間,此引腳也用于施加12V編程電源(VPP)。</p><p>  XTAL1:外接晶體振蕩器一端。</p><p>  XTAL2:外接晶

45、體振蕩器另一端。</p><p>  3.1.2 外部晶振的選擇</p><p>  AT89C51的內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器。通過XTAL1,ATAL2外部接上一片作為反饋元件的晶體,與C1和C2構(gòu)成了并聯(lián)諧振電路,使其構(gòu)成自激振蕩器。電容的值通常30PF。具體的接線電路如圖3—2外部晶振電路:</p><p>  AT89C51單片機外接的是

46、12MHZ的晶振,則機器周期為1us。</p><p>  圖3-2 外部晶振電路</p><p>  3.1.3 復位電路</p><p>  復位的作用是使程序自動從0000H開始執(zhí)行,因此我們只要在AT89C51單片機的RST端加上一個高電平信號,并持續(xù)10ms以上即可,RST端接有一個上電復位電路,它是由一個小的電容和一個接地的電阻組成的。按鍵復位電路另

47、外采用一個按鈕來給RST端加上高電平信號。</p><p>  本設計采用放電型的進行人工復位的電路,如圖按鍵復位電路,上電時C3通過R2充電,維持寬度大于10ms的正脈沖,就可以完成復位操作。當C3結(jié)束充電后,RST端出現(xiàn)低電平,這是CPU將正常的工作。</p><p>  在本次設計中如果需要按鍵進行復位,就按下按鈕BUTTON3,C3通過BUTTON3和R2放電,RST端電位將會上升

48、到高電平,從而實現(xiàn)人工復位,BUTTON3松開后C3重新充電,當結(jié)束充電后,CPU將會重新工作。下圖中,R2是限流電阻,阻值不可以過大,否則不能起到復位作用。</p><p>  圖3-3 按鍵復位電路</p><p>  3.1.4 按鍵電路設計</p><p>  對于此設計來說要準確的顯示設計所要對應的信息,每按下一次按鍵要顯示所要顯示的信息。這按鍵是主要

49、用來模擬無線信號的收發(fā)而設計的,即PT2262/PT2272的無線信號收發(fā)。</p><p>  功能的實現(xiàn)主要是通過程序來實現(xiàn),BUTTON1控制順向報站,當報站系統(tǒng)啟動后,按下BUTTON1開始按預先設置好的站名進行順向報站,本設計設置的是從站名“AAAAAAA”到“EEEEEEE”依次報站,每次按鍵按下時實現(xiàn)LED提示燈亮,蜂鳴器連續(xù)鳴叫7次。</p><p>  BUTTON2按鍵

50、是實現(xiàn)公交車逆向返回時的報站,即從站名“EEEEEEE”到“AAAAAAA”的依次報站,也滿足每次按鍵按下時實現(xiàn)LED提示燈亮,蜂鳴器連續(xù)鳴叫7次。</p><p>  圖3-4 按鍵設置</p><p>  如果使用過程中出現(xiàn)錯誤時,可以使用按鍵復位,重現(xiàn)選擇正向或者逆向報站。同時,為了防止一次按鍵產(chǎn)生站名的漏報,在軟件設計中使用了延時函數(shù),防止站名的漏報。</p>&l

51、t;p>  3.2 無線收發(fā)模塊PT2262/PT2272</p><p>  PT2262/PT2272是臺灣普城公司生產(chǎn)的一種CMOS工藝制造通用編解碼電路,PT2262/PT2272它具有低功耗低價位,外部元器件少,RC振蕩電阻,工作電壓范圍寬為2.6~15V的特點,最多可有12位(A0—A11)三態(tài)地址端管腳(懸空,接高電平,接低電平),地址碼最多可達53144l(212),PT2262可有6位(

52、D0~D5)的數(shù)據(jù)端的管腳,設計可以設定地址碼以及數(shù)據(jù)碼在第17腳進行串行輸出,以便于應用于無線的遙控發(fā)射的電路。</p><p>  3.2.1 PT2262/PT2272引腳圖</p><p>  在PT2262/2272這種器件的使用,根據(jù)資料一般將會使用8位的地址碼和4位的數(shù)據(jù)碼。PT2262編碼電路引腳的選擇是:第l~8腳作為地址的設定腳,他可以選擇三種狀態(tài):懸空、接正電源、接

53、地。3的8次方為6561,即地址編碼的不重復度是6561組。</p><p>  PT2262/2272的配對使用是要求發(fā)射端PT2262和接收端PT2272的地址編碼需要完全相同,用戶如果想改變地址編碼,只要將PT2262和PT2272設置相同即可,兩者的地址的編碼相同時,PT2272輸出端將會輸出大約4V左右的互鎖的高電平的控制信號。</p><p>  圖3-5 PT2262/PT

54、2272引腳圖</p><p>  PT2262/PT2272引腳基本類似,作為無線收發(fā)譯碼解碼器,兩者配對使用引腳連接必須一致。下面接收PT2262/PT2272的引腳說明圖</p><p>  表3-1 PT2262引腳說明</p><p>  表3-2 PT2272引腳說明圖</p><p>  表3-3 PT2262/PT227

55、2工作參數(shù)</p><p>  3.2.2 PT2262/2272接線圖以及工作原理</p><p>  發(fā)射電路主要由AT89C51、編碼模塊PT2262、無線數(shù)傳模塊F05V和一片74LS04(六輸入非門,實際上就是六個非門集成在一塊74LS04里面了)構(gòu)成,發(fā)射部分電路如圖3-6所示。接收電路主要由AT89C51、譯碼模塊PT2272、無線數(shù)傳模塊J05V和一片74LS04構(gòu)成,接

56、收部分模擬電路如圖3-7所示</p><p>  圖3-6 PT2262發(fā)射部分模擬接線圖</p><p>  圖3-7 PT2272接收部分模擬接線圖</p><p>  發(fā)射的部分主要用于形成一個周期的編碼信號。編碼信號的內(nèi)容包括三個部分,分別是起始標志、數(shù)據(jù)編碼和結(jié)束標志,而無線收發(fā)模塊是四路的,即因為每次收發(fā)半個字節(jié)的數(shù)據(jù),所以一幀數(shù)據(jù)至少是16位的,其

57、編碼數(shù)據(jù)格式如表3-4所示。</p><p>  表3-4 16位編碼數(shù)據(jù)格式</p><p>  由上圖可以得知每一幀數(shù)據(jù)需要四次才能發(fā)送完畢。在現(xiàn)實生活應用中不需要編碼信號不間斷的發(fā)送,三秒鐘或者五秒鐘發(fā)送一次即可,因此程序里還需要有一段三秒或五秒的延時。在公交車上設置的接收裝置J05V和譯碼裝置PT2272進行譯碼并傳輸?shù)絾纹瑱C,通過單片機判斷車輛到達的站點信息,根據(jù)這個站點的信息

58、進行語音播報以及液晶顯示提示。</p><p>  射頻觸發(fā)信號是以中斷的的方式送入單片機的,硬件電路將這個控制信號與單片機的INT0口相連接,所以本段程序是一個外部中斷0的子程序。當射頻信號到來時PT2272D的VT引腳端由低變高,經(jīng)非門送到單片機INT0,使單片機跳到外部中斷O子程序。</p><p>  3.2.3 無線數(shù)傳模塊F05V/J05V</p><p&

59、gt;  無線數(shù)傳模塊F05V/J05V(典型遙控應用電路):F05V采用的SMT工藝,優(yōu)點是低電壓微功率、體積小、低功耗發(fā)射模塊,適合單片機數(shù)據(jù)傳輸以及短距離無線遙控報警。J05V作為接收模塊優(yōu)點是低電壓、體積小,兩者連接在PT2262/2272配合使用</p><p>  F05V引腳定義:1=正電源3V;2=接地;3=數(shù)據(jù)信號輸入;Y=外接天線。</p><p>  J05V引腳定義

60、:1=正電源3V;2=接地;3=數(shù)據(jù)信號輸出;Y=外接天線。</p><p>  圖3-8 f05V/J05V引腳接線圖</p><p>  3.3 顯示模塊LCD1602</p><p>  我們知道的用來顯示的器件很多。比如數(shù)碼管、LCD、點陣式LED。數(shù)碼管只能顯示數(shù)字,LCD可以顯示漢字、符號、數(shù)字和圖形,為了報站器的人性化</p><

61、;p>  LCD1602能夠同時顯示16列2行的字符,可以顯示數(shù)字、字母、以及各種符號。這種液晶模塊由若干個5X7或者5X11等點陣字符位組成,這種點陣字符顯示字符并且自帶間隔,也就是有自然的間距和行間距,也是因為這個特性不能很好地顯示圖形(用自定義CGRAM,顯示效果也不好)。</p><p>  現(xiàn)在基于HD44780液晶芯片的字符液晶在市場上是最常見、數(shù)量最大的,控制原理是完全相同的,因此控制程序可以

62、基于HD44780液晶芯片,這樣可以很方便地應用于市面上大部分的字符型的液晶。</p><p>  3.3.1 排阻Respack-8</p><p>  Respack-8接在51單片機的P0口,因為P0口內(nèi)部沒有上拉電阻,不能輸出高電平,所以要接上拉電阻,1端為公共端接VCC。</p><p>  3.3.2 LCD1602的引腳定義</p>

63、<p>  字符型LCD一般是16條引腳線14條引腳線,多出來的兩條線是背光電源線VCC(15腳)和地線GND(16腳),與14腳LCD的控制原理基本完全一樣,定義如下表所示:</p><p>  表3-5 LCD1602引腳定義</p><p>  圖3-9 LCD1602引腳接線圖</p><p>  在LCD模塊上固化了字模存儲器,這就是CGRO

64、M和CGRAM,HD44780內(nèi)置了192個常用字符的字模,存于字符產(chǎn)生器CGROM中,另外還有8個允許用戶自定義的字符產(chǎn)生RAM,成為CGRAM。下圖3-10說明了CGROM和CGRAM與字符的對應關(guān)系。讀的時候,先讀左邊那列,再讀上面那行,如:感嘆號!的ASCII為0x21,字母B的ASCII為0x42(前面加0x表示十六進制)</p><p>  圖3-10 CGROM和CGRAM中字符代碼與字符圖形對應

65、關(guān)系</p><p>  3.3.3 液晶LCD1602常用的11條指令</p><p>  表3-6 液晶LCD1602常用指令</p><p>  3.4 語音模塊ISD4004</p><p>  實際公交車報站都是語音報站,因為本設計用Proteus仿真,所以用蜂鳴器替代語音模塊進行仿真試驗,下面簡要介紹下語音模塊的基本知識。&

66、lt;/p><p>  ISD4004語音模塊工作特點:工作時的電壓在3V,能夠完成的錄放的時間在8到16分鐘左右,同型號的ISD1730等,錄音時間一般在4分鐘以內(nèi)。并且它的音質(zhì)也很不錯,目前在移動電話以及其他電子產(chǎn)品中應用比較廣泛。ISD4004是經(jīng)過CMOS技術(shù)來制作的,內(nèi)部有各種模塊:音頻放大器、平滑濾波器、振蕩器、自動靜噪及高密度多電平閃爍存貯、防混淆濾波器。芯片經(jīng)過微控制器設計,其指令采用的是串行通信,如

67、(SPI)。芯片采用了多電平接模擬量的存儲技術(shù),采樣值可以在片內(nèi)的閃爍存貯器進行直接存儲,因此可以非常真實得還原聲音。而一般固錄音電路是有很多缺點的,會有很多噪聲和"金屬聲"。采樣的頻率可以選為8.0、6.4、5.3、4.0kHz,這幾個頻率選擇的越低,錄放的時間也就會越長,確實是造成音質(zhì)的下降,閃爍存貯器中的信息,可保存的時間是100年(典型值),并且可以反復錄音10萬次。</p><p>

68、  ISD4004芯片優(yōu)點是無須A/D的轉(zhuǎn)換和A/D的壓縮,能過進行直接的儲存,并且沒有A/D轉(zhuǎn)換的誤差,還具有所需的外圍的電路是比較簡單的、使用時不用擴充存儲器、、存儲時間也很長、也可以進行多次重復錄放。</p><p>  圖3-10 ISD4004的引腳排列圖</p><p>  在本次設計后續(xù)設計中,也可以利用AT89C51控制該芯片,實現(xiàn)語音的存儲以及語音報站。</p&g

69、t;<p>  1、電源端(VCCA,VCCD):為了使噪聲最小,芯片內(nèi)部的數(shù)字和模擬電路要使用不同的電源的總線,,并且分別引出到外封裝的不同的管腳上。數(shù)字和模擬電源端最好走不同的線,比如,選擇在離供電端相近的地方相連,而去耦電容就應盡量選擇離器件近。</p><p>  2、地線(VSSD,VSSA):芯片的內(nèi)部的模擬和數(shù)字電路也使用不同的地線。</p><p>  3、同

70、相的模擬輸入(ANA IN+):即錄音信號同相輸入端。這時輸入放大器采用單端或差分驅(qū)動。當采用單端時,在耦合電容中輸入信號,最大的幅度是32mV峰峰值,芯片頻帶的低端截止頻率決定耦合電容和本端的3KΩ電阻的輸入阻抗。作為差分的驅(qū)動時,信號最大幅度是16mV峰峰值,這是和ISD33000系列一樣的。</p><p>  4、反相的模擬輸入(ANA IN-):作為差分驅(qū)動是錄音信號的反相的輸入端。信號是通過耦合電容來

71、輸入,最大幅度是16mV峰峰值</p><p>  5、音頻輸出(AUD OUT):作用是提供音頻的輸出,可以驅(qū)動5KΩ的負載。</p><p>  6、片選(SS):此端為低電平,在向ISD4004芯片發(fā)送指令時,并且該兩條指令間應該為高電平。</p><p>  7、串行輸入(MOSI):此端是串行的輸入端。主控制器應該在串行時鐘的上升沿前半周期把數(shù)據(jù)放到這個端

72、口,來讓ISD輸入。</p><p>  8、串行輸出(MISO):作為ISD 的串行的輸出端。當ISD沒有選中時本端會呈高阻態(tài)。</p><p>  9、串行時鐘(SCLK):作為ISD 的時鐘的輸入端。從主控制器中產(chǎn)生,可以用于同步的MOSI和MISO的數(shù)據(jù)傳輸。</p><p>  10、中斷(/INT):本端作為漏極的開路輸出。ISD 在任何操作過程(比如快

73、進)中檢測到了EOM 或OVF 時,本端會變低電平并保持。并且中斷的狀態(tài)在下一個SPI周期開始時清除。中斷狀態(tài)也可以用RINT 的指令讀取。</p><p>  OVF 標志---指示ISD的錄放操作是否已經(jīng)到存儲器未尾狀態(tài)。</p><p>  EOM 標志---只在放音過程中檢測到內(nèi)部的EOM 標志時,狀態(tài)才會置1。</p><p>  11、行地址時鐘(RAC

74、):漏極的開路輸出。每經(jīng)過一個RAC 周期,表示ISD存儲器操作進行了一行。該端口并且可以用于存儲的管理技術(shù)。</p><p>  12、外部時鐘(XCLK):本端內(nèi)部帶有下拉元件。工業(yè)級的芯片在整個溫度和電壓范圍內(nèi),頻率變化范圍在-6/+4%內(nèi),此時建議使用穩(wěn)壓電源。如果要求更高精度,可從本端來輸入外部時鐘(如前邊所描述)。并且由于內(nèi)部的防混淆及平滑濾波器已經(jīng)設定好,所以上述推薦時鐘頻率不應該再改變。輸入時鐘占

75、空比是無關(guān)緊要的,因為內(nèi)部首先進行了分頻。并且在不外接地時鐘時,此端是必須接地的。</p><p>  13、自動靜噪(AMCAP):一般本端對地會接1mF的電容,來構(gòu)成內(nèi)部信號的電平峰值檢測電路一部分。并且與內(nèi)部設定閾值和峰值電平來作比較,從而決定自動靜噪的功能的翻轉(zhuǎn)點。大信號時,自動靜噪的電路不衰減,靜音時衰減6dB。1mF 的電容也影響自動靜噪的電路對信號幅度的響應速度。本端接VCCA 則應該禁止自動靜噪。

76、</p><p>  3.5 蜂鳴器和LED指示燈</p><p><b>  蜂鳴器</b></p><p>  鑒于用Proteus仿真,語音模塊用蜂鳴器代替如圖3-7,采用三極管NPN,當P11為高電平時電路導通,通過程序使P11進行短時間內(nèi)高低電平轉(zhuǎn)換,以達到斷續(xù)蜂鳴提示的效果。</p><p>  圖3-11

77、 蜂鳴器接線圖</p><p><b>  到站LED提示燈</b></p><p>  鑒于用Proteus仿真,語音模塊用蜂鳴器代替如圖3-7,采用三極管PNP,當P1.0為低電平時電路導通,到站提示燈亮。 </p><p>  圖3-12 LED提示燈接線圖</p><p>  第四章 系統(tǒng)程序設計</p

78、><p>  4.1 系統(tǒng)仿真主程序流程圖</p><p>  N N</p><p>  Y Y</p><p>  圖4-1 系統(tǒng)仿真主程序流程圖</p><p>  系統(tǒng)仿真,初始化運行程序時

79、,LCD第一行顯示歡迎字符,蜂鳴器蜂鳴,選擇BUTTON1或者BUTTON2(通過控制P35,P34)選擇順序或者逆序報站,按下按鍵之后,蜂鳴器提示,LED指示燈亮,延遲一段時間后顯示站名。隨后可以每到一個站依次顯示公交車站名,如果出現(xiàn)錯誤或者重新選擇另一順序報站,可以使用按鍵復位,重新選擇報站方式。</p><p>  4.2 程序子函數(shù)模塊</p><p>  4.2.1 延時函數(shù)

80、</p><p>  /*******延時*********/</p><p>  void delay(uint n)</p><p><b>  {</b></p><p><b>  uint i;</b></p><p>  for(;n>0;n--)</

81、p><p>  for(i=200;i>0;i--);</p><p><b>  }</b></p><p>  4.2.2 檢查忙函數(shù)</p><p>  /*******判斷是否忙*******/</p><p>  void check()</p><p>&l

82、t;b>  {</b></p><p><b>  rs=0; </b></p><p>  rw=1; //讀 e=1;</p><p>  port=0x00;</p><p><b>  e=1; </b></p><p>  while(b

83、usy);</p><p><b>  e=0;</b></p><p><b>  }</b></p><p>  4.2.3 寫指令函數(shù)</p><p>  /*******寫指令******/</p><p>  void send(uchar command)<

84、;/p><p><b>  {</b></p><p><b>  check();</b></p><p>  rs=0; //指令</p><p>  rw=0; //寫 e=0;</p><p>  port=command;</p><p>&

85、lt;b>  e=1;</b></p><p>  _nop_();_nop_();</p><p>  e=0;//寫入指令</p><p><b>  }</b></p><p>  4.2.4 寫數(shù)據(jù)函數(shù)</p><p>  /********寫數(shù)據(jù)********/&

86、lt;/p><p>  void write(uchar dat)</p><p><b>  {</b></p><p><b>  check();</b></p><p>  rs=1; //數(shù)據(jù)</p><p><b>  rw=0;</b>&

87、lt;/p><p><b>  port=dat;</b></p><p><b>  e=1;</b></p><p>  _nop_();_nop_();</p><p><b>  e=0;</b></p><p><b>  }</b

88、></p><p>  4.2.5 光標位置函數(shù)</p><p>  /********光標位置*********/</p><p>  void pos(uint p)</p><p><b>  {</b></p><p>  send(p|0x80);//第一行第一個0x80;<

89、;/p><p><b>  }</b></p><p>  4.2.6 初始化函數(shù)</p><p>  /**********初始化*********/</p><p>  void init()</p><p><b>  {</b></p><p>

90、  send(0x38); // 8位數(shù)據(jù),雙列,5*7字形</p><p><b>  delay(1);</b></p><p>  send(0x0c); //開 0x08關(guān)</p><p><b>  delay(1);</b></p><p>  send(0x06);//地址增加一<

91、;/p><p><b>  delay(1);</b></p><p>  send(0x01);//清屏</p><p><b>  delay(1);</b></p><p><b>  }</b></p><p>  4.2.7 其他數(shù)組定義以及端口

92、定義</p><p>  用數(shù)組定義站點信息字符串</p><p>  uchar code dis1[]="AAAAAAA "; //站點的內(nèi)容可更新也可以增加</p><p>  uchar code dis2[]="BBBBBBB ";//每個字符串假設了10個字符</p><p>  u

93、char code dis3[]="CCCCCCC ";</p><p>  uchar code dis4[]="DDDDDDD ";</p><p>  uchar code dis5[]="EEEEEEE ";</p><p>  uchar num[]="Welcometo Y

94、anTai";液晶顯示第一行(剛好18個字符)</p><p><b>  端口定義</b></p><p>  #define port P0 //DB0~DB7數(shù)據(jù)口</p><p>  sbit P34=P3^4; //控制反向報站</p><p>  sbit P35=P3^5; //控制正向正向&l

95、t;/p><p>  sbit led=P1^0; //到站指示燈</p><p>  sbit fmq=P1^1; //蜂鳴器</p><p>  sbit e=P2^2;//使能</p><p>  sbit rw=P2^1;//讀寫</p><p>  sbit rs=P2^0;//數(shù)據(jù)/命令</p>

96、<p>  sbit busy=P0^7;//檢測忙</p><p>  4.3 主程序流程圖</p><p>  void main()</p><p><b>  {</b></p><p>  int i=0,j=0,k=0,s=0;</p><p><b>  uc

97、har n;</b></p><p><b>  init();</b></p><p>  delay(10);</p><p>  pos(0x00);</p><p>  delay(1); //或者使用i=0,刪除后會發(fā)現(xiàn)不能顯示第一個數(shù)。</p><p>

98、;  for(n=0;n<18;n++)</p><p>  {write(num[n]);delay(1);</p><p><b>  }</b></p><p><b>  while(1)</b></p><p>  {if (P35==0)</p><p>&

99、lt;b>  {j++; </b></p><p><b>  if(j==1)</b></p><p>  {loop1:{s=s+1;</p><p><b>  led=0;</b></p><p><b>  fmq=1;</b></p&g

100、t;<p>  delay(100);</p><p>  led=1; </p><p><b>  fmq=0;</b></p><p><b>  if(s<=7)</b></p><p>  goto loop1;</p>&l

101、t;p><b>  }</b></p><p><b>  s=0;</b></p><p>  pos(0x40);</p><p><b>  delay(1);</b></p><p>  for(n=0;n<10;n++)</p><p&

102、gt;  {write(dis1[n]);</p><p><b>  delay(5);</b></p><p><b>  }</b></p><p><b>  }</b></p><p><b>  if(j==2)</b></p>

103、<p>  {loop2:{s=s+1;</p><p><b>  led=0;</b></p><p><b>  fmq=1;</b></p><p>  delay(100);</p><p>  led=1; </p><p>

104、;<b>  fmq=0;</b></p><p><b>  if(s<=7)</b></p><p>  goto loop2;</p><p><b>  }</b></p><p><b>  s=0;</b></p><

105、p>  pos(0x40);</p><p><b>  delay(1);</b></p><p>  for(n=0;n<10;n++)</p><p>  {write(dis2[n]);</p><p><b>  delay(5);</b></p><p&g

106、t;<b>  }</b></p><p><b>  }</b></p><p><b>  if(j==3)</b></p><p>  {loop3:{s=s+1;</p><p><b>  led=0;</b></p><p&

107、gt;<b>  fmq=1;</b></p><p>  delay(100);</p><p>  led=1; </p><p><b>  fmq=0;</b></p><p><b>  if(s<=7)</b></p>

108、<p>  goto loop3;</p><p><b>  }</b></p><p><b>  s=0;</b></p><p>  pos(0x40);</p><p><b>  delay(1);</b></p><p>  

109、for(n=0;n<10;n++)</p><p>  {write(dis3[n]);</p><p><b>  delay(5);</b></p><p><b>  }</b></p><p><b>  }</b></p><p>&l

110、t;b>  if(j==4)</b></p><p>  {loop4:{s=s+1;</p><p><b>  led=0;</b></p><p><b>  fmq=1;</b></p><p>  delay(100);</p><p>  led

111、=1; </p><p><b>  fmq=0;</b></p><p><b>  if(s<=7)</b></p><p>  goto loop4;</p><p><b>  }</b></p><p>&l

112、t;b>  s=0;</b></p><p>  pos(0x40);</p><p><b>  delay(1);</b></p><p>  for(n=0;n<10;n++)</p><p><b>  {</b></p><p>  wri

113、te(dis4[n]);</p><p><b>  delay(5);</b></p><p><b>  }</b></p><p><b>  }</b></p><p><b>  if(j==5)</b></p><p>

114、  {loop5:{s=s+1;</p><p><b>  led=0;</b></p><p><b>  fmq=1;</b></p><p>  delay(100);</p><p>  led=1; </p><p><b>

115、;  fmq=0;</b></p><p><b>  if(s<=7)</b></p><p>  goto loop5;</p><p><b>  }</b></p><p><b>  s=0;</b></p><p>  po

116、s(0x40);</p><p><b>  delay(1);</b></p><p>  for(n=0;n<10;n++)</p><p>  {write(dis5[n]);</p><p><b>  delay(5);</b></p><p><b&

117、gt;  }</b></p><p><b>  }</b></p><p><b>  }</b></p><p>  第五章 系統(tǒng)仿真實現(xiàn)</p><p>  5.1 開發(fā)環(huán)境KeilC51介紹</p><p>  KeilC51是集編輯,編譯,仿真于一體

118、,支持匯編,PLM 語言和 C 語言的程序設計,,易學易用。在 KeilC51 集成開發(fā)環(huán)境下使用工程的方法來管理文件,所有的源文件、頭文件甚至說明性文檔都可以放在工程項目文件里統(tǒng)一管理。</p><p>  本次設計使用KeilC51的開發(fā)工具大致流程如下:</p><p> ?。?)運行 Keil C51 軟件,進入 Keil C51 集成開發(fā)環(huán)境。</p><p&

119、gt;  (2)選擇工具欄的 Project 選項,彈出下拉菜單,選擇 NewProject 命令建立一個新的μVision2 工程。這時會彈出所示的工程文件保存對話框,選擇工程目錄并輸入文件名后,單擊保存。</p><p> ?。?)本次設計建立好一個空白工程,現(xiàn)在需要人工為工程添加程序文件,如果還沒有程序文件則必須建立它,可以選擇工具欄的 File 選項,在彈出的下拉菜單中選擇 New 目錄。這次設計我采用的

120、是將.c的文件導入工程。</p><p> ?。?)輸入程序,完畢后點擊“保存”命令保存源程序,KeilC51 支持匯編和C語言,μVision2 會根據(jù)文件后綴判斷文件的類型,進行自動處理。</p><p> ?。?)不斷糾正源文件錯誤,檢查無誤后生成HEX文件,并將HEX文件導入Proteus中的51單片機來運行實現(xiàn)。</p><p>  5.2 仿真環(huán)境PR

121、OTEUS介紹 </p><p>  Proteus是英國Labcenter公司開發(fā)的電路分析與實物仿真軟件(EDA工具軟件)。它運行于Windows操作系統(tǒng)上,可以仿真、分析(SPICE)各種模擬器件和集成電路,該軟件的十分適用于仿真設計。</p><p>  該軟件具備許多優(yōu)點,首先能夠仿真的器件非常多,里面有30多個元件庫,包括各種型號單片機、電阻、二極管、三極管、晶振、按鍵、電壓

122、表電流表等各種實驗會用到的器件。再次,該軟件能實現(xiàn)單片機及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、單片機的數(shù)字電路仿真、模擬電路仿真、鍵盤和LCD的仿真等等各種功能,并且能使用示波器等各種輔助工具研究器件。最后該軟件還能提供軟件調(diào)試的功能,觀察各器件在程序運行時的狀態(tài),當然,該軟件支持KeilC51生成的HEX文件。</p><p>  5.3 仿真運行結(jié)果截圖</p><p><b> 

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