基于单片机的公交车报站系统设计与仿真
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智能处理与应用
Intelligent Processing and Application
基于单片机的公交车报站系统设计与仿真
王 沁，肖 瑶，来跃深
(西安工业大学 机电工程学院，陕西 西安 710021)
摘 要：大型公交采用语音报站受限于空间，中小巴士采用的人工方言报站，可能造成乘客出行不便，设计一种单片机的
公交车上所使用的电源电压为 24 V，而 AT89C51 芯片 的工作电压为 5 V，所以需要将 24 V 的电压转换成 5 V 电压。 设计中采用了三端固定正电压集成稳压器 7805，来得到 +5 V 稳定电压。7805 的最大输出电流为1.5 A。电源电路如图 5 所示。 1.5 通讯电路
由 于 司 机 台 与 乘 客 扶 手 端 需 要 有 数 据 的 传 送， 而 AT89C51 单片机内部有一个可编程全双工串行通信接口，它 可以同时进行数据的接收和发送 ；因此在设计中，采用了单片 机之间的串口通讯方式传送站台的编号。利用司机台单片机 的 P3.1（TXD） 发 送 站台编号， 扶手端单片机 P3.0（RXD） 接收数据，并将接收的站台编号与存储在单片机内部的站名 进行匹配。
站的仿真。设计设置了六个站上行为 xi hua men;bei da jie ;bei men;tu shu guan;shan ke da;xi hang。 下 行 为 xi hang;shan ke da;tu shu guan;bei men;bei da jie;xi hua men。
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本系统采用人工按键的操作方式，实现公交车对站名显 示功能。当公交车到达某一站时，司机或乘务人员只需按动按 键，就可以使单片机控制显示模块在液晶屏上显示站名。并 将所到的车站的站号通过串口通讯的方式传送给扶手端的单片 机，扶手端的单片机接收站号与存储器中存储的站名进行匹 配，最终显示在扶手端的液晶显示屏上。系统框图如图 1 所示。
0 引言 公共交通是城市发展的必然产物，也是城市赖以生存的
重要基础设施 [1]。公交系统具有运载量大、运送效率高、能 源消耗低、相对污染少、运输成本低等项优点。近年来随着 环境污染日趋严重，公共交通已越来越成为市民绿色出行的首 选 [2-3]。目前城市公交主要分为大型无人售票公交和中小巴士。 大型公交大多采用语音报站，而中小巴士采用人工报站 [4]。语 音报站受限空间而人工报站大多以地方方言为主，为乘客判 断到站点产生干扰，也影响了城市形象 [5]。针对这些状况，本 文设计了一种单片机为控制核心，以字符显示站名的报站系统。 1 系统硬件电路设计
报站系统，该系统分为司机主控台部分和扶手终端部分，都采用单片机作为控制核心，以字符显示站名的方式进行报站，同时
给出了系统的硬件、软件设计及仿真结果。该系统价格便宜、操作灵活、适应性强，具备一定实用价值。
关键词：单片机；语音报站；字符显示；扶手终端
中图分类号：TP302.1
文献标识码：A
文章编号：2095-1302（2014）09-0066-02
收稿日期：2014-07-01 基金项目：陕西省大学生创新创业项目(1324)资助
图 3 显示器接口电路 1.3 司机控制台按键电路
键盘电路用于调整公交车的站牌编号和上下行路线选择。 其中 S1（UP）键用于站牌编号加 1，S2（DOWN）键用于站牌 编号减 1。SW1 用于上下行线路选择。键盘接口采用查询方式 的独立式键盘接口，即按键直接与单片机的 I/O 口相接，通过
６６ 物联网技术 ２０１４年 ／ 第９期
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智能处理与应用
Intelligent Processing and Application
读 I/O 口，判断各 I/O 口的电平状态，即可识别出按下的键。 按键电路如图 4 所示。 1.4 电源电路
Ｐ１．５
上／下行选择
选择上行、下行报站
对于从机端系统上电后，对各端口和寄存器进行初始化。
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图 6 主程序流程框图
图 7 从机程序流程框图
在 P1.5==1， 公交 车执 行上行 程 序时。 根 据 按下按 键
DOWN 的次数，则显示上行的第一个站和第二个站。结果如
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图 1 人工按键报站系统框图
1.1 单片机最小系统电路
单片机的最小系统包括复位电路及晶振电路，在此报站 系统设计中，在司机台和扶手端的控制核心都采用 AT89C51 单片机，其最小系统电路相同，采用 12 MHz 晶振和手动按钮 复位的方式，原理图如图 2 所示。 ————————————————
图 2 单片机最小系统电路图 1.2 显示电路
为了保证显示效果与体积的兼容性，本次设计中采用字 符的方式来显示站名，显示器选用的是 1 602 字符型液晶显 示器，它能够显示 2 行 ×40 个字符，满足对站名的显示要求， 其与单片机接口电路如图 3 所示。
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AT89C51
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图 8 所示。
图 4 按键电路图
图 5 电源电路图
2 软件设计
系统的软件主要分为司机控制台程序和从端扶手端程序。
司机控制台程序主要包括 ：按键处理程序、显示程序和站名
传输程序 ；从端扶手端程序主要包括 ：站名接收程序及站名 显示程序。司机端控制台按键端口定义及功能对应如表 1 所示。 司机端系统上电后，首先对各端口和寄存器进行初始化，接下
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去判断有无按键按下，如果有收到数据，处理后，显示报站。
具体的程序流程图如图 6 所示。首先要将站名信息按照编号分 别存储在司机控制端和扶手端，在程序中以 j 的值来代表站点 序号。
表 1 按键功能说明
端口号
名称
功能
Ｐ１．６
显示上一站
按下按键显示上一站
Ｐ１．７
显示下一站
按下按键显示下一站
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基于单片机的公交车报站系统设计与仿真
王 沁，肖 瑶，来跃深
(西安工业大学 机电工程学院，陕西 西安 710021)
摘 要：大型公交采用语音报站受限于空间，中小巴士采用的人工方言报站，可能造成乘客出行不便，设计一种单片机的
公交车上所使用的电源电压为 24 V，而 AT89C51 芯片 的工作电压为 5 V，所以需要将 24 V 的电压转换成 5 V 电压。 设计中采用了三端固定正电压集成稳压器 7805，来得到 +5 V 稳定电压。7805 的最大输出电流为1.5 A。电源电路如图 5 所示。 1.5 通讯电路
由 于 司 机 台 与 乘 客 扶 手 端 需 要 有 数 据 的 传 送， 而 AT89C51 单片机内部有一个可编程全双工串行通信接口，它 可以同时进行数据的接收和发送 ；因此在设计中，采用了单片 机之间的串口通讯方式传送站台的编号。利用司机台单片机 的 P3.1（TXD） 发 送 站台编号， 扶手端单片机 P3.0（RXD） 接收数据，并将接收的站台编号与存储在单片机内部的站名 进行匹配。
站的仿真。设计设置了六个站上行为 xi hua men;bei da jie ;bei men;tu shu guan;shan ke da;xi hang。 下 行 为 xi hang;shan ke da;tu shu guan;bei men;bei da jie;xi hua men。
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本系统采用人工按键的操作方式，实现公交车对站名显 示功能。当公交车到达某一站时，司机或乘务人员只需按动按 键，就可以使单片机控制显示模块在液晶屏上显示站名。并 将所到的车站的站号通过串口通讯的方式传送给扶手端的单片 机，扶手端的单片机接收站号与存储器中存储的站名进行匹 配，最终显示在扶手端的液晶显示屏上。系统框图如图 1 所示。
0 引言 公共交通是城市发展的必然产物，也是城市赖以生存的
重要基础设施 [1]。公交系统具有运载量大、运送效率高、能 源消耗低、相对污染少、运输成本低等项优点。近年来随着 环境污染日趋严重，公共交通已越来越成为市民绿色出行的首 选 [2-3]。目前城市公交主要分为大型无人售票公交和中小巴士。 大型公交大多采用语音报站，而中小巴士采用人工报站 [4]。语 音报站受限空间而人工报站大多以地方方言为主，为乘客判 断到站点产生干扰，也影响了城市形象 [5]。针对这些状况，本 文设计了一种单片机为控制核心，以字符显示站名的报站系统。 1 系统硬件电路设计
报站系统，该系统分为司机主控台部分和扶手终端部分，都采用单片机作为控制核心，以字符显示站名的方式进行报站，同时
给出了系统的硬件、软件设计及仿真结果。该系统价格便宜、操作灵活、适应性强，具备一定实用价值。
关键词：单片机；语音报站；字符显示；扶手终端
中图分类号：TP302.1
文献标识码：A
文章编号：2095-1302（2014）09-0066-02
收稿日期：2014-07-01 基金项目：陕西省大学生创新创业项目(1324)资助
图 3 显示器接口电路 1.3 司机控制台按键电路
键盘电路用于调整公交车的站牌编号和上下行路线选择。 其中 S1（UP）键用于站牌编号加 1，S2（DOWN）键用于站牌 编号减 1。SW1 用于上下行线路选择。键盘接口采用查询方式 的独立式键盘接口，即按键直接与单片机的 I/O 口相接，通过
６６ 物联网技术 ２０１４年 ／ 第９期
Copyright©博看网 . All Rights Reserved.
智能处理与应用
Intelligent Processing and Application
读 I/O 口，判断各 I/O 口的电平状态，即可识别出按下的键。 按键电路如图 4 所示。 1.4 电源电路
Ｐ１．５
上／下行选择
选择上行、下行报站
对于从机端系统上电后，对各端口和寄存器进行初始化。
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1.1 单片机最小系统电路
单片机的最小系统包括复位电路及晶振电路，在此报站 系统设计中，在司机台和扶手端的控制核心都采用 AT89C51 单片机，其最小系统电路相同，采用 12 MHz 晶振和手动按钮 复位的方式，原理图如图 2 所示。 ————————————————
图 2 单片机最小系统电路图 1.2 显示电路
为了保证显示效果与体积的兼容性，本次设计中采用字 符的方式来显示站名，显示器选用的是 1 602 字符型液晶显 示器，它能够显示 2 行 ×40 个字符，满足对站名的显示要求， 其与单片机接口电路如图 3 所示。
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图 8 所示。
图 4 按键电路图
图 5 电源电路图
2 软件设计
系统的软件主要分为司机控制台程序和从端扶手端程序。
司机控制台程序主要包括 ：按键处理程序、显示程序和站名
传输程序 ；从端扶手端程序主要包括 ：站名接收程序及站名 显示程序。司机端控制台按键端口定义及功能对应如表 1 所示。 司机端系统上电后，首先对各端口和寄存器进行初始化，接下
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具体的程序流程图如图 6 所示。首先要将站名信息按照编号分 别存储在司机控制端和扶手端，在程序中以 j 的值来代表站点 序号。
表 1 按键功能说明
端口号
名称
功能
Ｐ１．６
显示上一站
按下按键显示上一站
Ｐ１．７
显示下一站
按下按键显示下一站