毕业设计(论文)基于MP3音乐芯片的公共汽车报站器.doc
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1、天津城市建设学院本科毕业设计说明书基于MP3音乐芯片的公共汽车报站器Bus-stop device based on MP3 voice chip学生姓名:学生学号:专业名称:指导教师:计算机与信息工程学院2012年 6月 11日独创性声明本人声明所呈交的毕业设计(论文)是本人在指导教师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以引用标注之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,没有伪造数据的行为。毕业设计(论文)作者签名: 签字日期: 年 月 日毕业设计(论文)版权使用授权书本毕业设计(论文)作者完全了解学校有关保留、使用论文的规定。同意学校保留并向有关管理部门或机构送
2、交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权天津城市建设学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本论文。(保密的毕业设计(论文)在解密后适用本授权说明)毕业设计(论文)作者签名: 指导教师签名:签字日期: 年 月 日 签字日期: 年 月 日摘 要本论文设计出了一种基于新型的MP3语音芯片WT588D,利用单片机AT89S52的高性能及公共汽车报站器的特点,由单片机AT89S52作为主要控制,完成公共汽车的音频播报站名的方法。同时系统也主体设计了硬件电路,亦根据需要设计了部分软件框图,单片机与WT588D语音芯片在整个系统运行中
3、的方式与可能出现的问题列入了本次设计的考虑范围。本报站器系统在设计上着重从各硬件模块电路设计和一部分软件流程设计入手。设计利用单片机AT89S52作为主体控制器进行整个报站系统的控制,更是采用了音频芯片和输出功率放大器连接成的语音模块电路所特有的三线串口控制模式,建立语音信息库、站名信息库,形成多样的语音信息,利用由LM386组成的功放电路播放出报站语音及提示语音,站台信息的显示则通过LCD12864液晶显示器来实现。如果公共汽车驶近公交站牌时,公共汽车的司机手按键盘触发报站系统进入正常工作状态,这时音频模块电路则播报出相应的站名、提示、服务、广告等音频信息。该公共汽车报站器结构简单,使用灵活
4、,功能稳定,音质自然,成本低,性价比高,实用性强。从主要方面上来说,这种报站器为公交车提供播报功能,另一方面,对公共汽车的整个运营创造了一些实质性服务。所以,根据本次设计的一些相关技术介绍,在日常生活中会有很多方面应用起来,比如一些家庭语音娱乐、玩具、小型宣传播报等。关键词:公共汽车;报站器;语音芯片;单片机;液晶显示器ABSTRACTAccording to the high property of AT89S52 Single-chip microcomputer and the characteristics of bus-stop, this article put forward a
5、 new method which based on a new-style MP3 voice chip WT588D controlled by AT89S52 Single-chip microcomputer report the bus station .Meanwhile, this sistem gives the hardware designs and part software diagram which considered the methods in appliance and problems that may suddenly occur with microco
6、mputer and voice chip. this design include hardware circuit design and software programming. The system using microcomputer AT89S52 as main-controller for overall control, establishing voice information database, bus-stop information, contributed to varieties of voice information by Voice Chip and a
7、mplifier voice module circuit constituted of unique three-wire serial control mode ,then broadcast bus-stop message and tips voice by LM386 amplifier, while the LCD12864 displaying the corresponding station information. When the bus reaching a bus-stop, the driver use the keyboard to control the sys
8、tem work, the voice circuit output station, tips, service, advertisement and so on. The bus-stop device possess a simple structure, flexible using, stable function, natural sound, lower price, better cost performance, and practical applicability. On one hand the Station Device can provide bus-stop v
9、oice, on the other hand can provide some useful service for bus system. So, According to this designs introduce refers to the main technologies, it can be implied into our life, such as home entertainment, toy, and some small broadcast.Key words:Bus;Station Device;Voice Chip;Single Chip;LCD目 录第1章 绪论
10、11.1 前言 11.2 公交报站器的设计意义 11.3 公交报站器的设计任务 2第2章 方案设计及对比选择32.1 系统设计框图 32.2 报站器方案设计对比选择 42.3 系统各模块器件设计选择 52.3.1 主控制器选择 52.3.2 语音芯片选择 52.3.3 液晶显示模块的选择 62.3.4 外部存储芯片的选择 62.3.5 串口部分器件选择 6第3章 系统硬件设计电路及器件说明 73.1 主控制器电路 73.1.1供电电源设计83.1.2复位电路设计 103.1.3晶振电路设计 103.1.4外部存储器电路 113.2 LCD12864液晶显示电路 123.3 语音模块电路 143
11、.3.1语音芯片WT588D简介153.3.2LM386功率放大器简介183.4 串口通信电路 183.5 ISP下载电路 193.6 按键模块电路 203.7 系统总原理图设计 213.8 硬件电路PCB图 22第4章 报站器总体设计介绍 234.1 概述 234.2 系统总体工作原理234.3 系统总体工作流程24第5章 系统软件设计255.1 系统控制主程序255.3 具体报站程序设计275.4 广告服务播报程序设计285.5 按键扫描程序设计295.6 语音芯片控制程序设计305.7 LCD12864液晶显示子程序设计33第6章 系统制作与语音调试 406.1 系统制作软件介绍 406
12、.2 语音制作与调试 406.2.1语音录制与转换 406.2.2 语音装载和编辑 42第7章 论文总结 447.1 设计小结 447.2 报站器改进方案 447.3 个人总结 45致 谢 47参考文献 48第1章 绪论1.1前言在如今人口密集的社会,交通运输工具已经成为了人们日常生活当中必不可少的一部分,交通工具特别是公共汽车的广泛应用已经成为现代化的趋势,随之而来的便是公交设施及公交系统的配备和完善张居林.基于单片机公交车语音报站器的设计D.重庆邮电大学毕业设计,2010.06.。由于现今交通运输的普及,交通事故频频发生,有很大部分原因是由于汽车驾驶员疲劳驾驶、醉酒驾驶、注意力分散等原因,
13、许多智能汽车系统都是在这种情况下产生的。近年来,在电子测控、自动化、通信、等方面,单片机都广泛应用其中,特别是在车辆监控与定位系统。随着国内经济的蓬勃发展,对公交系统也提出更高的要求,公交车为外出的人们提供了方便快捷的服务,而公共汽车的报站直接影响服务的质量。目前我国各大小城市公交车都只配备了一个司机,传统的乘务人员人工报站,其效果太差,工作强度太大,在世界上很多城市已经被淘汰了,如今大部分都是无人售票,所以公交司机肩负着开车、报站、负责管理售票机等任务,工作量大而且很容易被分散精力进而导致不能集中精力开好车。考虑到整个公交车运输系统的实际应用性问题,当前形势下更需要公共汽车报站系统的功能多样
14、化、自动一体化。在现代各种电子科学技术的蓬勃发展的大趋势下,各式各样的单片机系统已经渗入到现代IT行业的众多领域。单片机系统应用控制技术结合各类语音芯片,然后再融合语音编辑、合成技术,广泛应用于公共汽车的语音报站,这种报站方式从人性化的角度给予了公共汽车司机和群众更多的服务陈吹信等.基于单片机的公交语音报站设计与实现J.商情2011年25期.。鉴于以上情况,本人通过对单片机原理及其应用的学习与各种电路系统的分析,设计出了基于MP3语音芯片的公共汽车报站器。1.2 公交报站器的设计意义随着国内外的公交运输事业的迅猛进步,公共汽车报站系统在设计方案上各有千秋,仁者见仁,智者见智,各种报站方式有他的
15、优缺点,以往的报站方式主要靠原始的售票员人工报站慢慢变为如今很多由司机使用报站器手动报站,这种报站方式在很大程度上节省了人力、物力和财力谢利敏等.公交车载GPS智能报站系统设计J.无线电工程2011年41卷2期.。在报站器中要使用音频处理技术来使用电子语音进行站名的播报。随着多媒体信息处理技术的发展,音频处理技术得到了广泛的应用,语音装载与编辑技术是研究用数字信号处理技术对语音信号进行处理的一门学科,是在各种电子学科基础上发展起来的语音处理技术。语音处理涵盖了数字信号处理、智能处理、音频处理等各个领域。针对这种情况系统设计中使用MP3语音芯片,并使用单片机进行控制,实现公交站名的实时播报。1.
16、3 公交报站器的设计任务本设计是基于MP3音乐芯片WT588D,并以AT89S52作为主控芯片的公共汽车报站器,此报站器结合了单片机、语音芯片、液晶显示等各个模块电路以实现实时报站的功能。总的系统设计涵盖了硬件系统设计和部分软件程序设计两个部分。本系统设计的主要任务就是利用主控芯片AT89S52进行系统的整体控制,通过语音芯片WT588D进行站名语音信息的处理,对语音信息进行调整,利用LM386组成的功放电路播出实时的站名及语音提示信息,与此同时液晶显示器LCD12864显示出实时的站名信息。本系统设计使用的单片机控制语音芯片报站代替了人工报站,具体的要求如下:(1)能够播报完整的顺向、逆向公
17、交线路站名。(2)设计更加人性化的按键,实现顺向、逆向、语音提示等的控制。(3)通过串口通信电路RS-232预制站名。(4)站名信息存储在24C02中,可以随时修改。第2章 方案设计及对比选择本章的重点主要是从整个公共汽车报站系统的结构框图来阐述硬件设计,简述各部分基本功能及工作流程以及各功能部分器件对比选择。2.1 系统设计框图图2-1 系统结构设计图根据系统设计的要求和设计思路,确定该公交报站系统的系统设计框图。如图2-1所示:本系统设计主要依靠主控制单片机AT89S52、语音芯片WT588D、液晶显示芯片LCD12864、LM386功放电路、按键控制、系统电源供电电路、存储芯片24C02
18、、复位与晶振电路等。总体设计框图如上所示:2.2 报站器方案设计对比选择本次的公共汽车报站器设计考虑到了四种设计方案,第一种是手动按键控制的公交车报站器;第二种是公共汽车与站台之间通过无线射频识别模块进行通信;第三种是通过计算车轮转动数量,将转动计得的数量和预先实验所得的预置数值比较,即可得出应该报站的位置,从而报出相应的站名;第四种则是通过GPS全球定位系统,跟踪公交车,实时得出公交车的位置信息,并将此位置信息与公交站台比较,当公交车到达此站时报站。 方案一:手动按键控制报站,此报站器设计方案的实现是通过设置几个按键,设置按键对应的功能实现报站控制。具体实现主要是通过单片机的整体控制达到的,
19、此方案整个系统包括八个功能模块,一个单片机最小系统;其中含有主控芯片AT89S52、复位电路、电源模块;一个语音模块WT588D用作语音处理;一个功率放大器模块LM386用作对输出语音进行功率放大;一个是串口通信模块MAX232电路用作单片机与PC机进行通信的电平转换;一个是ISP下载电路用作AT89S52在线编程使用;一个外部存储器24C02用作对公交车站名的预制;一个液晶显示芯片电路LCD12864用来显示站名信息等。此报站器设计的优势在于整个系统结构简单,开发周期短,成本低廉,而且操作简便,只需司机操作按键即可实现语音报站等。方案二:公共汽车和站台间实现无线射频通信进行报站,此报站方式确
20、实不失为一种创新设计,改变了方案一手动操作的模式,利用无线射频技术实现公交车与公交站台的通信,在公共汽车路线上的每一个站台上安置一个具有特定站台识别号的无线射频发射器,此射频发射器不断地向外围发射无线射频信号,当公交车驶入此站台附近,进入无线射频发射器的信号范围时,公共汽车上的车载无线射频信号接收系统接收到对应的射频信号,然后,通过系统处理解码出此站台的识别号信息,然后由单片机对此信息进行处理控制此站台的语音报站和站名显示。此设计方案虽说理论上可行,但是在实际应用当中可能会出现很多问题,比如射频信息的干扰问题,公交车是否能够准确接收到站台发出的射频信息等,这种方案在站台设施上投入比较大更要考虑
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