毕业设计论文概要设计

基于51单片机的公交车报站及车安全警报系统概要设计

物理与电子信息学院电子信息科学与技术专业

何强何海龙指导老师：春茂

一、课题名称

基于51单片机的公交车报站及车安全警报系统

二、设计容与要求

1、概述

本课题要求设计一个公交车报站系统及车安全警报系统，以实现公交车的语音手动报站，播报语音提示信息及服务用语，检测车温湿度情况，同时利用显示电路进行汉字显示，用蜂鸣器进行报警。本设计利用AT89CS51单片机作为主控芯片完成主控电路设计，辅助电路包括语音电路、电源电路等，并实现温湿度显示、日历显示、报警等功能。显示部分采用LCD显示屏进行显示。

2、设计容

⑴绘制系统组成框图确定设计方案

⑵了解电路所需集成芯片的功能、参数和工作原理

⑶绘制整机电路图

⑷制作实物并完成软、硬件调试

(5)提交毕业设计论文

3、实现功能

(1)6站点手动控制

(2)语音报站

(3)LCD液晶显示

(4)日历时间显示

(5)温湿度显示

(6) 自动报警

三、参考书

《模拟电子技术》、《高频电子技术》、《数字电路设计方法》、《电子装置的设计》、《单片机原理及应用》等。

【摘要】根据AT89S51单片机的特点和公交车报站特点本文提出了一种用单片机控制语音芯片进行公交车语音手动报站的方法。同时给出了软硬件设计的方法，设计过程中包括硬件电路设计和软件程序编写两个方面，解释了单片机在应用过程中的方法和可能出现的问题。本文主要介绍硬件电路设计部分，利用AT89S51作为CPU进行总体控制，通过ISD1720语音芯片建立语音信息库，对语音信息进行自由组合，形成变化多样的语音信息，同时运用LCD液晶显示屏进行站数显示。当公交车到达某站点，用按键控制本系统工作，通过语音电路输出语音信息和提示，单片机同时通过程序在LCD液晶显示屏上进行温湿度和日历显示。同时，当车温湿度值较高时，车的报警系统会立即启动。

一、方案论证与选择

根据设计要求，结合设计情况和设计成本，对系统主要部分的电路方案的叙述如下。

1.1 单片机的选用

方案一选用AT89S52单片机。AT89S52单片机是一种低功耗、高性能的CMOS微处理器，

片有8K字节的存储空间、28字节RAM、4个8位并口、一个全双工串行口、

2个16位定时/计数器寻址围64K。并且可以在线进行重复编程、快速擦除、

快速写入程序能重复擦除/写入1000次左右数据保存时间为10年。

方案二选用AT89S51单片机AT89S51单片机片含4k Bytes ISP的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制

造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元AT89S51在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。

综上所述，在本设计中，考虑到本人对单片机的运用熟练程度和单片机的功能领域，选择ATMEL公司生产的AT89S51单片机作为本设计的微控制器。

1.2 LCD液晶显示模块的选用

方案一选用LCD1602的液晶显示屏它是一块价廉物美的器件、其体积小、控制简单实用方便。能显示2行16列的数字或英文信息，另外连接它的线路很少，只要8根

数据线和3根控制线这样给实用带来很大的方便并且价格便宜市场上一片

只要15元。

方案二选用功能强大、可以显示中文文字的HS-12864液晶显示屏。其价格贵，体积大控制比LCD1260要复杂，但是使用方便。在控制使用上，需要8根数据线和3根

控制线，但是器件的体积比较大，而且笨拙。

综上所述，在本设计中，考虑到本人对LCD12864的运用熟练程度,以及对这个系统的显示要求，选择带显示中文文字的HS-12864液晶显示屏。

1.3 语音芯片的选用

方案一选用公司生产的AP89021。AP89021是一款采用标准CMOS工艺制造的语音放音芯片，语音播放在6KHz和4位ADPCM采样下为21秒，芯片为一次性烧入

的OTP语音芯片，播放方式有：边缘/电平、保持/不保持、覆盖/不覆盖、工作电

压为2.7-3.6V、静态电流为5uA、封装形式有DIP-16/SOP-16、低成本、高音质

性能优越。

方案二选用ISD1720系列华邦ISD 公司2007 年新推出语音芯片该芯片提供多项新功能，可录、放音十万次、录音时间达到20秒、断电信息可以保持一百年、两种制

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、电压围宽

应用灵活、价廉物美。

综上所述，在本设计中，由于考虑到价格承受能力以及设计录音要求。因此选用ISD1720比较好。

1.4 时钟芯片的选用

方案一DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗的实时时钟芯片附加31字节静态RAM，采用SPI三线接口与CPU进行同步通信，实时时钟可提供秒、

分、时、日、星期、月和年，一个月小于31天时可以自动调整，且具有闰年补偿

功能。工作电压在2.5V-5.5V。微功耗、外围电路简单、精度高、工作稳定可靠等

优点。

方案二DS12887是DALLAS公司生产的实时日历时钟芯片其主要功能包括非易失性时日历时钟、报警器、百年历和114字节的非易失静态RAM，部还有128字节

的RAM 的单元，但是由于它是串行接口，外界单片机需要接许多引脚，才能达到 很好的控制。

综上所述，在本设计中，结合实际问题及其单片机的I/O 线，选用DS1302，控制方便，体积小，价格便宜，方便本设计的使用。

1.5 温度传感器的选用

方案一温度传感器的种类众多在应用与高精度、高可靠性的场合时DALLAS 达拉斯公

司生产的DS18B20温度传感器当仁不让。超小的体积、超低的硬件开消、抗干扰 能力强、精度高、附加功能强、精度可达土0.5摄氏度、测温度围为–55°C ~+125°C (–67°F ~+257°F) 、体积小、价格便宜等特点。

方案二采用LM35模拟温度传感器。LM35是一种得到广泛使用的温度传感器。由于它采

用部补偿，所以输出可以从0℃开始。该器件采用塑料封装TO992，工作电压4 30V 可以提供±1/4℃的常用的室温精度。

综上所述。在本设计中，考虑到本人对DS18B20运用熟练程度，选择DS18B20的温度传感器。

1.6 方案确定

综合上面方案，本设计采用“AT89S51单片机、HS-12864液晶显示屏、ISD1720语音芯片、DS1302时钟芯片、DS18B20温度传感器”等器件。

二、硬件设计

2.2 AT89S51单片机模块

AT89S51 为 ATMEL 所生产的可电气烧录清洗的 8051 相容单芯片，其部程序代码容量为4KB 、低功耗、高性能的单片机，器件采用ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准8051指令系统及引脚。ATMEL 公司的功能强大、低价位。AT89S51单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。

AT89CS51 单片机 HS-12864 显示模块 DS18B20 温湿度传感器电路 按键模块 DS1302时钟电路 ISD1720 语音模块 报警模块