公交车语音报站

2.2.4
因为AT89C52单片机有一个全双工的串行通讯口，所以使得单片机和电脑之间可以方便地进行串口通讯。但是如果要进行串行通讯，必须要满足一定的条件，由于电脑的串口是RS-232电平的，而单片机的串口是TTL电平的，要想两者之间相互通讯，必须要有一个电平转换电路，才能进行结合。在本设计中采用了专用芯片MAX232进行电平转换，使用+5V单电源供电。
2
公交车自动报站系统的设计主要是利用人工手动来控制报站时刻，进站、出站自动播报站名及服务用语，准确、及时。本章重点在于阐述硬件以及方案的对比选择，并进行论证，然后确定选用方案。
2.1
公交车语音报站器的设计，对按键准确熟练实用即可确定报站时刻，达到准确的目的。以AT89C52为主控芯片，结合语音模块MP3-TF-16P输出语音,播报站台信息。系统CPU控制、控制按键、语音芯片、输出显示等组成。原理框图如图2-1所示。
3
本章根据系统设计结构图来对每个模块的电路部分解析和说明，主要部分分别是单片机AT89C52、语音模块、液晶显示模块以及串口部分的芯片。该系统的核心器件是单片机。
3.1
AT89C52作为系统的核心控制元件，只有它能正常工作后才能使其它的元件进入正常工作状态。因此，下面对AT89C52进行必要的说明，AT89C52的管脚如图3-1所示。
引脚号第二功能
P1.0/T：T2（定时器/计数器T2的外部计数脉冲输入），时钟输出。
P1.1/T：T2EX（定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制）。
P2口：P2口具有内部上拉电阻，是一种双向的8位I/O口，P2具有输出缓冲器驱动4个TTL逻辑电平功能。如果让P2口作为输入口使用，必须对P2端口写“1”，使得内部上拉电阻把端口拉高。
保密的毕业论文(设计)在解密后遵守此规定。
本人签名：
日期：
导师签名：
日期：
公交车语音报站电路设计
摘
本设计主要目的是解决如何方便、准确地指示乘客到站的问题，利用语音播报方式进行报站和预报站，对所报站数进行文字显示和站名语音信息录放及站名选择控制等功能。系统使用AT89C52单片机来控制语音合成模块和液晶显示模块。语音模块采用MP3-TF-16P,这是一种利用简单的串口指令即可完成指定的语音或音乐，以及如何播放音乐等功能。这里不需经过数模之间或模数之间的相互转换，因此能够更好地再现语音的真实效果，避免了语音电路量化噪声和失真现象的出现。然后在配合液晶屏显示，就能使得该报站系统更加实用。系统包括单片机模块，语音电路模块，显示模块，键盘接口，复位电路及电源等。
KEY WORDS：Audio Prompt, Single-chip Microcomputer, Character Display, Bus-Stop Auto-Announce
1
1.1
在快速发展的当今社会，公交车已经成为人们生活中必不可少的交通工具，为了更加方便、快捷、准确的为顾客服务。我们需要改进目前的公交语音报站系统。现在，公交车行驶在现代文化程度高经济发展迅猛的市区，它形成一道美丽的风景线。同时随着经济的飞速发展，公交系统也日新月异。不仅公交车的型号不断更新换代，而且为了公司效益目前大半改成无人售票车。报站也由开始的售票员报站变成了目前的司机按键报站。公交车语音报站系统在公交事业占有举足轻重的地位。为了提供便捷、舒适、安全的乘车环境，是我们不断追求的目标。
图3-1AT89C52管脚图
引脚功能说明口：P0口是一个8位漏级开路双向I/O口，作为输出端可以驱动8个TTL门电流。在实现某些功能时，P0口需要外加上拉电阻。
P1口：P1口具有内部提供上拉电阻，是一种双向的8位I/O口，P1口缓冲级能够驱动4个TTL门电路。
此外，定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和定时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX）的功能分别由P1.0和P1.2来担任。
综上所诉，显示模块的选择，方案一中的LCD1602液晶显示器会更适合作为此次设计的显示模块。显示去向和站台信息，方便乘客观看。
2.2.3
方案一：WT5001-48L是一款OTP高音质的MP3语音芯片，支持MP3和WAV解码，丰富的外设接口使其应用更加多种多样：一个SPI；一个标准的UART异步串口；低功耗；休眠时待机电流约80uA；控制播放响应快速性和保真，优于同类产品；如果设计的产品需要更换语音或者音乐文件时间较长或则是音质要求较高的场合都可以选择这款语音模块。WT5001-48L芯片及模块可应用在汽车电子智能家居系统、语音说明书的领域得到广泛的应用。
图2-1原理框图
（1）CPU控制：当到站时，司机就会按动按键，触发单片机输出信号控制语音芯片进行报站。
（2）控制按键：控制按键主要是司机手动控制、手动调整等。
（3）语言芯片：由专用语音芯片MP3-TF-16P组成，便于在不同公交线上使用。
（4）输出显示：LED点阵汉字显示。
2.2
根据设计要求和目的，对系统主要部分的器件和设计方案进行选择如下。
综上，在本设计中，考虑到个人对单片机的熟悉程度，选择ATMEL公司生产的AT89C52单片机作为微控制器。
2.2.2 LCD
方案一：LCD1602液晶显示器，相比其他液晶显示模块而言，它是块价廉物美的显示器件，其体积不大、控制简单、使用方便。它能显示2行16列的数字或英文信息，另外连接它的线很少，只要8根数据线和3根控制线，这样给使用带来很大的方便，节约单片机I/O口。市场上一块LCD1602的价格也只在15元左右。
但是，这两种方式都不能适用于乡镇的发展。第一种站台建设投入较大，一旦站点有所变更，我们就不得不将射频发射装置移动，这是件非常麻烦的问题；第二种设备造价过高，定位精度也难以达到要求。为此，本文试图设计一种方便、易行、经济、实惠、快捷的公交车报站系统。
1.2
本设计采用最简单的人工按键的操作方式，实现公交车在到站时，对站名的语音播报和文字显示功能。利用单片机AT89C52来控制语音芯片进行语音播报，当公交车到达某站时，司机只需按动按键，就可以触发单片机发出指令控制语音模块对站名进行语音播报，并在液晶屏上显示站数。该系统的优点在于使用方便、灵活，音质清晰明亮。经过研究，得到了一种低成本的公交车自动报站方案。
2.2.1
方案一：凌阳公司生产的，8位的CPU和16位的CPU。它也有很多特点，比如：体积小不大、易于扩展、可靠性强；另外，在处理中断能力上比较强；强功能、高效率的指令系统及低功耗、低电压。但是其主要是为控制处理数据处理和数字信号处理等领域。
方案二：ATMEL公司生产的八位低电压、高性能的单片机。与凌阳系列相比，AT89C52单片机无论在CPU功能还是存储容量以及特殊功能部件性能上都要高出一筹。其性能如下：高性能CMOS8位单片机内含8K bytes的存储空间和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），片内置有通用8位中央处理器和Flash存储单元；可编程I/O口线有32个，16位定时/计数器有3个，寻址范围64K。另外，可以重复编程、快速擦除、写入。
方案二：MP3-TF-16P是一个提供串口的语音模块，集成了MP3、WAV等硬件解码,使用方便、高保真。同时软件支持TF卡的驱动。通过简单的串口指令即可完成指定的语音或则音乐的播放。
综上，选择方案二，符合该设计的需要，虽然方案一也可以但是方案一的成本较高，方案二又足以胜任该设计的所有需求。另外，MP3-TF-16P无需繁琐的操作，使用方便，性能稳定。因此，方案二更为合适。
课 程机器视觉
院（系）物联网工程学院
专 业控制工程
学生姓名王俊俊
学 号6151913031
指导教师陈 莹
完成日期：2015年10月14日
巢湖学院本科毕业论文(设计)诚信承诺书
本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文(设计)，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
方案二：TH12864液晶显示模块是点阵的文字图形型液晶显示模组，内置国际标准的GB2312码简体中文字库、ASCII码字符集（8×16点阵）和64×256点阵显示RAM（GDRAM绘图区域）；这种液晶显示模块可直接与CPU接口相连，有两种界面被提供用于来连接微处理机（八位并行及串行连接方式）；具有光标显示、画面移位等多种功能，功能强大，但是价格很高。
目前，公交车语音报站有许多种方式，在此介绍几种公交车语音报站的最新成果：一种是利用无线射频识别技术，在每一个公交站台设置一个具有唯一代码或身份证的射频发射器，采用间断性的工作方式发送信号，当公交车即将到达车站时，公交车载的接收信号的系统，接收到站信号并解码出站台的代码或身份证号，然后触发单片机控制播放对应站台编号的语音报站；另外一种是采用全新高科技，利用全球定位系统（GPS）接收卫星的导航信息，计算出实时坐标，将其与站点坐标相比较，当车辆驶入距离站点一定距离范围内时，无需人工按键，公交车系统会自动播报公交车所到达的站台名。
关键字：语音提示；单片机；文字显示；公交报站
Bus-stop circuit design Voice
A
The design mainly solve the problem of how to easily and accurately indicate that passengers arriving.It has the function of analog voice reporting and forecasting station on the text display,reporting number and station name,and voice information recording and station name selection control.The system uses52Single-chipMicrocomputer to control speech synthesis chip and liquid crystal display moduleVoice chip MP3, using a simple serial commands to complete the assigned music, and how to play music and other functions,not through A/D and D/A conversion,so we can receive the natural emergence of better voice effects and avoidthequantizationofnoise and distortion caused by the quantization and compression in the generally solid voice circuit.Besides,LCD makes the reporting system more practical.The system includes micro-controller module,voice recording and playback circuitry,station number,station name display modules,interface circuit of the keyboard,reset circuit and power supply.