基于STC89C52單片機公交車語音報站系統(tǒng)

楊雨涵 李寧寧

摘 要：公交車自動報站系統(tǒng)是利用無線通信原理，在公交車行使中，公交站臺發(fā)送無線數(shù)據(jù)，當(dāng)公交車與站臺達(dá)到一定距離時，接收到無線信號并解析出來，然后進(jìn)行語音控制播報站臺信息，并將信息顯示在液晶屏上。該系統(tǒng)軟硬件控制簡單，性能良好，價格低廉，具有很好的推廣價值。

關(guān)鍵詞：無線通信；語音報站；STC89C52單片機

一、研究目的、意義

隨著社會的發(fā)展和城市化的不斷加快，城市的規(guī)模不斷擴大，人們對于出行的需求越來越大。我國是一個人口大國，大量的人口向城市聚集，這使城市的規(guī)模越來越大。很多人居住的與工作的地方有一定的距離，公交車很快變成了人們出行的首選。特別是這些年以來政府提倡綠色出行，公交車作為一種最大眾的出行交通工具就更加地受到了提倡。

現(xiàn)在一些城市采用半自動語音報站系統(tǒng)，需要司機在到站時進(jìn)行人工操作，而這時正是路面情況最復(fù)雜的時刻，無形中增加了安全隱患。一些大城市采用GPS定位報站，但造價昂貴導(dǎo)致其無法普及。根據(jù)目前城市公交車報站語音的狀況，本課題采用無線收發(fā)裝置對公交車是否到站進(jìn)行檢測，降低了建設(shè)發(fā)射電臺的成本。同時結(jié)合了司機人工報站的功能，使報站更加方便、穩(wěn)定。

二、工作原理

系統(tǒng)運行時，由PT2262組成發(fā)送電路，通過無線發(fā)射電臺信息，當(dāng)公交車靠近站臺時，PT2272組成的接收電路就會接收到來自站臺的信息。主控制器接收到信息后，通過ISD1420驅(qū)動實現(xiàn)相應(yīng)的語音播報。同時LCD液晶屏顯示本站臺和下一站臺的信息。為了預(yù)防特殊情況，系統(tǒng)增設(shè)了按鍵輸入模塊，從而實現(xiàn)錄音的管理和手動播放的功能。

三、硬件設(shè)計

系統(tǒng)由主控制模塊、無線收發(fā)模塊、LCD顯示模塊和語音芯片組成。

1.主控制器STC89C52單片機

ST89C52單片機為一款高性能、低功耗的CMOS工藝8位控制器，內(nèi)部集成8k在線系統(tǒng)可編程Flash存儲器。STC89C52使用經(jīng)典MCS-51內(nèi)核，做了很多改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。本設(shè)計即采用STC89C52單片機作為主控制器，實現(xiàn)系統(tǒng)功能。

2.315M無線收發(fā)模塊

315無線模塊一般工作頻率為315M，頻率穩(wěn)定度極高，環(huán)境溫度在-25—+85度之間變化時，頻飄僅為3ppm/度。發(fā)射功率低，靜態(tài)電流小，通訊距離達(dá)100米，尤其適合多發(fā)一收無線遙控及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，并且價格低廉。本系統(tǒng)選用315M通訊技術(shù)的PT2262及PT2272組成的無線收發(fā)器作為無線通訊模塊。

3.LCD12864液晶顯示

LCD12864是一款支持顯示字母、數(shù)字符號、中文字型及圖片等大量信息的顯示器件。而傳統(tǒng)的LED發(fā)光數(shù)碼管、LCD1602液晶等器件顯示的信息有限，并且這些器件只能顯示字符和數(shù)字，不能顯示漢字。所以本系統(tǒng)選擇性價比高的LCD12864大液晶進(jìn)行信息顯示。主控制器通過并行或者串行的數(shù)字接口方式，通過寫入相應(yīng)地址寄存器，器件完成編碼，在顯示屏上顯示設(shè)計的內(nèi)容。

4.ISD1420語音芯片

語音播放一班分為兩種方式，一種是將需要播報的語音轉(zhuǎn)化為十六進(jìn)制數(shù)據(jù)格式后，內(nèi)容固化程序運行ROM區(qū)，在需要播放時，控制器讀取，經(jīng)譯碼后輸出。另一種是直接支持錄音和播報，將錄制的語音存儲在記憶體空間，在需要播放時將錄音內(nèi)容播放出來。由于公交車內(nèi)線路有時會變更，設(shè)計采用第二種方案。

四、軟件實現(xiàn)

系統(tǒng)上電后，首先進(jìn)行初始化，IO初始高電平，LCD12864打開顯示，并清屏一次。接著程序?qū)ο到y(tǒng)的寄存器進(jìn)行初始化，包括到站標(biāo)志寄存器，語音播報寄存器，站點寄存器初始化0，進(jìn)入主循環(huán)。

進(jìn)入主循環(huán)后，系統(tǒng)首先判斷是否有手動要求語音報站命令，查詢到有，則進(jìn)行手動報站，即將到站標(biāo)志寄存器，語音播放標(biāo)志寄存器置1。接著程序查詢PT2272的VT引腳是否有有效的解碼信號輸入。當(dāng)查詢到為高電平時，獲取單片機P1.0～P1.5口的站臺信息，并更新到站標(biāo)志寄存器，語音播放寄存器。接著程序查詢語音播放寄存器是否有效，其為1，轉(zhuǎn)入語音報站處理程序。本系統(tǒng)設(shè)計語音播放三次，當(dāng)報站完成后，判斷是否有錄音需要，若有，則控制ISD1420進(jìn)入錄音狀態(tài)。ISD1420芯片支持20s錄音時間，20s后關(guān)閉錄音。最后控制LCD12864同步顯示當(dāng)前站和下一站的信息。

五、結(jié)論及展望

本系統(tǒng)以STC89C52芯片為控制核心器件，通過部分模擬仿真，基本實現(xiàn)了預(yù)期的功能。系統(tǒng)能識別站臺發(fā)射的信息；實現(xiàn)公交車語音報站；可以手動播報；LCD顯示器可以顯示站臺信息等。本系統(tǒng)具有硬件結(jié)構(gòu)簡單，軟件設(shè)計靈活，充分挖掘了單片機的內(nèi)部資源，性能良好穩(wěn)定等優(yōu)點。而系統(tǒng)本身硬件部分價格低廉，適合在大部分城市使用，降低了成本。由于自身知識水平有限，設(shè)計仍有值得改進(jìn)的地方，今后將會繼續(xù)研究，力求系統(tǒng)功能更加完備。

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