单片机的公交车语音报站器设计
单片机的公交车语音报站器设计[20200131184125]
摘 要
本次毕业设计主要采用AT89C51、语音芯片ISD2590和键盘来完成一款简易公交报站系统的设计，其中单片机AT89C51作为本设计的核心器件。在文中给出了公交报站器具体的设计方案，并且阐述了在系统设计过程中所用到的各个模块电路、各模块电路的工作原理和主要功能以及利用Protues软件进行电路仿真测试的方法、过程和结果，详细地介绍了系统设计过程中各个模块的软件设计和硬件设计是怎么实现的，成功实现了公交车报站的功能。该报站器使用方便快捷，应用范围广，成本低，具有一定的实用价值。
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关键字:】公交车报站；单片机AT89C51；ISD2590芯片；
一、引言 1
（一）设计背景及意义 1
（二）设计要求 1
（三）主要设计思路 1
（四）核心器件的选择 2
二、硬件设计 2
（一）主控电路 2
1.单片机AT89C51性能概述 3
（二）语音芯片电路设计 5
1.语音芯片ISD2590性能特点 5
2.电路连接 6
（三）功放电路的设计 6
（四）键盘接口电路 7
三、软件设计 7
（一） 主流程图 8
（二）功能模块设计 9
1.语音程序 9
2.按键程序 11
四、性能测试 13
（一）仿真工具 13
（二）仿真过程 13
（三）仿真测试 13
五、总结 14
致谢 15
参考文献 16
附录1：电路原理图 17
附录2：仿真测试图 18
一、引言
（一）设计背景及意义
现代社会，环境污染已越来越严重，4月22日是世界地球日而6月5日则是世界环境日，由此可见环境问题在日常生活中是多么的重要。在城市中机动车的尾气排放成了污染空气的主要直接污染源，因此很多国家提倡人们乘坐公共汽车出行减少机动车尾气对空气的污染，有的国家甚至将工交出行列入法律以告诫人们，一个良好的生活环境是人类赖以生存的基础忙。同时也可预见，在不久的将来公共汽车必将成为现代城市生活中的首选交通设备之一。
为了节约人工成本，提高管理效率，目前大多数国家的城市都推行的是无人售票的公共汽车。无人售票公共汽车所面临的首要问题就是乘客们如何获取必要的乘车信息，例如：车辆的行驶路线如何，停靠站台及行车、开关门等信息。尤其是在新型的无障碍公共汽车上，更应该考虑到上述信息获取的便利，提高人性化服务的质量。因此，设计一款功能齐全、使用方便的公交车语音报站系统，是非常有实用意义的。
随着单片机技术的不断发展，单片机的功能越来越完善，已经被广泛的应用于工业自动化过程的实时控制和数据处理，各种智能IC卡、安全保障系统、以及其它电子设备当中。单片机具有体积小、功能齐全、价格低廉等优点，使用单片机设计制造的设备非常实用。
本文拟采用单片机为核心器件，完成一款公交报站器的设计。该设计简单、方便，有一定的实用价值。
（二）设计要求
通过对如今公交系统的了解和现实社会的需求，本设计要实现以下几种功能：
（1）能够完整的播放一条公交线路的所有站台名称；
（2）能够提前告知乘客下一站点的信息；
（3）播放错误时，可以返回上一条或者下一条信息；
（4）能够播放多种行车提示信息。
（三）主要设计思路
本次设计拟采用模块化设计的方法，将整个公交报站系统分为电源、单片机、语音芯片、语音输出电路和按键电路几个模块，各个模块之间通过硬件的接口设计与软件设计进行控制。整体电路框图如图1.1所示。
图1.1原理框图
整个设计方案的考虑采用单片机为核心控制器件，语音芯片的语音输出则由按键电路负责控制，公交车的需要播报的各种语音信息都从语音输出电路产生。
（四）核心器件的选择
单片机因体积较小、成本低、使用方便、易于产品化的优点以及强大的面向控制的能力，使它广泛应用于工业控制生产、智能化仪表、外设控制仪器、家用电器、军事装置等各种领域。本设计主要考虑了现实生产生活中的实用性和价格低廉两大因素而选择美国atmel公司生的AT89C5x系列的AT89C51单片机。
语音芯片同样是本设计的核心部分之一。美国ISD(Information StorageDevices)公司生产的ISD2590语音合成芯片是目前比较常用的高性能单片语音录/放芯片之一, 具有音质真实自然、使用方便、在掉电状态下可以保存信息100多年等许多特点。本设计将采用ISD2590完成语音输出电路部分的设计，其电气特性详见硬件设计部分。
二、硬件设计
（一）主控电路
AT89C51单片机是一种高性能CMOS 8位单片机，片内含4K字节的能够反复擦写的只读存储器。在AT89C51单片机结构中，最显著的特点是内部含有Flash存储器，而在其他方面的结构，则和Intel公司的8051的结构差不多。
1.单片机AT89C51性能概述
（1)与51系列单片机可以轻松实现兼容；
（2)系统可存储8bite字节；
（3)可实现大约次数为1000次的擦写；
（4)所存数据的保留期限基本能够达到10年之久；
（5)静态操作的范围为0Hz至33MHz；
（6)节约能源模式；
（7)全双工UART串行通道；
（8)输出端口可进行32次编程；
（9)指针所产生的数据为双份；
（10)中断源的个数为五；
（11)电源中断后可自动提示；
（12)定时器采用一款看门狗软件；
图2.1 AT89C51引脚图
电源的电压接管脚40(VCC)。
电源的接地端接单片机管脚20(VSS)。
P0口：P0口作为输出口，每8个TTL逻辑电平通常能够消耗掉一位，可以认为是一个双向输入输出口的，并且是8位漏极开路的。倘若端口显示的数字为1的话，此时的电平则为高阻。P0口能够用于外部ROM、RAM，它既可以作为数据低八位也可以作为地址的低八位使用，也就是说P0口是唯一可以数据和地址分时复用的I/O口。
P1口：P1口也作为输出口，P1口每一个管脚都自带上拉电阻，也是一个双向的输入输出口位，与P0口不同的是每4个TTL逻辑电平能够消耗掉其中的一位。当内部被上拉为高时，P1口可以作为输入使用，此时P1口的各个引脚均为“1”。 当P1口有电流输出时，P1口的各个管脚肯定都为“0”，这是P1口自带上拉电阻的一大特点。
P2口：P2口也是个双向输入输出口，每4个TTL逻辑电平通常能够消耗掉P2口的一位，当P2各个管脚都写为高电平后，此端口作为输入使用。P2口当用于外部ROM或16位的地址外部RAM进行数据的存、取时，P2口将读取高八位的地址信息，它并将其输出。如果已给的地址是高电平状态，P2口就会利用内部上拉的特点。P2口只有在读写外部八位地址数据存储器时才会输出它的特殊功能寄存器的相关内容。其各引脚及对应的功能见表2.1。
表2.1 P2口引脚功能表
P3口：P3口也是个双向输入输出口，每4个TTL逻辑电平通常能够消耗掉P3口的一位。P3口可以接收一些控制信号为了FLASH的编程和编程校验。P3口也可以作为单片机的一些特殊功能提供口使用，其各个管脚的功能如下表2.2所示：
表2.2 P2口引脚功能表
需要说明的是，复位输入信号需要连接到管脚9。当单片机的振荡器需要正常复位时，应该使高电平状态在9号引脚上至少保持两个机器周期的时间，以保证单片机能够顺利的采集到此刻的电平状态。
摘 要
本次毕业设计主要采用AT89C51、语音芯片ISD2590和键盘来完成一款简易公交报站系统的设计，其中单片机AT89C51作为本设计的核心器件。在文中给出了公交报站器具体的设计方案，并且阐述了在系统设计过程中所用到的各个模块电路、各模块电路的工作原理和主要功能以及利用Protues软件进行电路仿真测试的方法、过程和结果，详细地介绍了系统设计过程中各个模块的软件设计和硬件设计是怎么实现的，成功实现了公交车报站的功能。该报站器使用方便快捷，应用范围广，成本低，具有一定的实用价值。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】公交车报站；单片机AT89C51；ISD2590芯片；
一、引言 1
（一）设计背景及意义 1
（二）设计要求 1
（三）主要设计思路 1
（四）核心器件的选择 2
二、硬件设计 2
（一）主控电路 2
1.单片机AT89C51性能概述 3
（二）语音芯片电路设计 5
1.语音芯片ISD2590性能特点 5
2.电路连接 6
（三）功放电路的设计 6
（四）键盘接口电路 7
三、软件设计 7
（一） 主流程图 8
（二）功能模块设计 9
1.语音程序 9
2.按键程序 11
四、性能测试 13
（一）仿真工具 13
（二）仿真过程 13
（三）仿真测试 13
五、总结 14
致谢 15
参考文献 16
附录1：电路原理图 17
附录2：仿真测试图 18
一、引言
（一）设计背景及意义
现代社会，环境污染已越来越严重，4月22日是世界地球日而6月5日则是世界环境日，由此可见环境问题在日常生活中是多么的重要。在城市中机动车的尾气排放成了污染空气的主要直接污染源，因此很多国家提倡人们乘坐公共汽车出行减少机动车尾气对空气的污染，有的国家甚至将工交出行列入法律以告诫人们，一个良好的生活环境是人类赖以生存的基础忙。同时也可预见，在不久的将来公共汽车必将成为现代城市生活中的首选交通设备之一。
为了节约人工成本，提高管理效率，目前大多数国家的城市都推行的是无人售票的公共汽车。无人售票公共汽车所面临的首要问题就是乘客们如何获取必要的乘车信息，例如：车辆的行驶路线如何，停靠站台及行车、开关门等信息。尤其是在新型的无障碍公共汽车上，更应该考虑到上述信息获取的便利，提高人性化服务的质量。因此，设计一款功能齐全、使用方便的公交车语音报站系统，是非常有实用意义的。
随着单片机技术的不断发展，单片机的功能越来越完善，已经被广泛的应用于工业自动化过程的实时控制和数据处理，各种智能IC卡、安全保障系统、以及其它电子设备当中。单片机具有体积小、功能齐全、价格低廉等优点，使用单片机设计制造的设备非常实用。
本文拟采用单片机为核心器件，完成一款公交报站器的设计。该设计简单、方便，有一定的实用价值。
（二）设计要求
通过对如今公交系统的了解和现实社会的需求，本设计要实现以下几种功能：
（1）能够完整的播放一条公交线路的所有站台名称；
（2）能够提前告知乘客下一站点的信息；
（3）播放错误时，可以返回上一条或者下一条信息；
（4）能够播放多种行车提示信息。
（三）主要设计思路
本次设计拟采用模块化设计的方法，将整个公交报站系统分为电源、单片机、语音芯片、语音输出电路和按键电路几个模块，各个模块之间通过硬件的接口设计与软件设计进行控制。整体电路框图如图1.1所示。
图1.1原理框图
整个设计方案的考虑采用单片机为核心控制器件，语音芯片的语音输出则由按键电路负责控制，公交车的需要播报的各种语音信息都从语音输出电路产生。
（四）核心器件的选择
单片机因体积较小、成本低、使用方便、易于产品化的优点以及强大的面向控制的能力，使它广泛应用于工业控制生产、智能化仪表、外设控制仪器、家用电器、军事装置等各种领域。本设计主要考虑了现实生产生活中的实用性和价格低廉两大因素而选择美国atmel公司生的AT89C5x系列的AT89C51单片机。
语音芯片同样是本设计的核心部分之一。美国ISD(Information StorageDevices)公司生产的ISD2590语音合成芯片是目前比较常用的高性能单片语音录/放芯片之一, 具有音质真实自然、使用方便、在掉电状态下可以保存信息100多年等许多特点。本设计将采用ISD2590完成语音输出电路部分的设计，其电气特性详见硬件设计部分。
二、硬件设计
（一）主控电路
AT89C51单片机是一种高性能CMOS 8位单片机，片内含4K字节的能够反复擦写的只读存储器。在AT89C51单片机结构中，最显著的特点是内部含有Flash存储器，而在其他方面的结构，则和Intel公司的8051的结构差不多。
1.单片机AT89C51性能概述
（1)与51系列单片机可以轻松实现兼容；
（2)系统可存储8bite字节；
（3)可实现大约次数为1000次的擦写；
（4)所存数据的保留期限基本能够达到10年之久；
（5)静态操作的范围为0Hz至33MHz；
（6)节约能源模式；
（7)全双工UART串行通道；
（8)输出端口可进行32次编程；
（9)指针所产生的数据为双份；
（10)中断源的个数为五；
（11)电源中断后可自动提示；
（12)定时器采用一款看门狗软件；
图2.1 AT89C51引脚图
电源的电压接管脚40(VCC)。
电源的接地端接单片机管脚20(VSS)。
P0口：P0口作为输出口，每8个TTL逻辑电平通常能够消耗掉一位，可以认为是一个双向输入输出口的，并且是8位漏极开路的。倘若端口显示的数字为1的话，此时的电平则为高阻。P0口能够用于外部ROM、RAM，它既可以作为数据低八位也可以作为地址的低八位使用，也就是说P0口是唯一可以数据和地址分时复用的I/O口。
P1口：P1口也作为输出口，P1口每一个管脚都自带上拉电阻，也是一个双向的输入输出口位，与P0口不同的是每4个TTL逻辑电平能够消耗掉其中的一位。当内部被上拉为高时，P1口可以作为输入使用，此时P1口的各个引脚均为“1”。 当P1口有电流输出时，P1口的各个管脚肯定都为“0”，这是P1口自带上拉电阻的一大特点。
P2口：P2口也是个双向输入输出口，每4个TTL逻辑电平通常能够消耗掉P2口的一位，当P2各个管脚都写为高电平后，此端口作为输入使用。P2口当用于外部ROM或16位的地址外部RAM进行数据的存、取时，P2口将读取高八位的地址信息，它并将其输出。如果已给的地址是高电平状态，P2口就会利用内部上拉的特点。P2口只有在读写外部八位地址数据存储器时才会输出它的特殊功能寄存器的相关内容。其各引脚及对应的功能见表2.1。
表2.1 P2口引脚功能表
P3口：P3口也是个双向输入输出口，每4个TTL逻辑电平通常能够消耗掉P3口的一位。P3口可以接收一些控制信号为了FLASH的编程和编程校验。P3口也可以作为单片机的一些特殊功能提供口使用，其各个管脚的功能如下表2.2所示：
表2.2 P2口引脚功能表
需要说明的是，复位输入信号需要连接到管脚9。当单片机的振荡器需要正常复位时，应该使高电平状态在9号引脚上至少保持两个机器周期的时间，以保证单片机能够顺利的采集到此刻的电平状态。
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