基于單片機的公共汽車報站器設計畢業(yè)設計論文-資料下載頁

【導讀】共汽車也隨之成為了人口集中地方的一種重要交通工具。公交車已經(jīng)成為一般市民和學。提高了駕駛的安全性；當自動報站功能無法使用的時候，手動操作也能完成報站功能。完善的公交系統(tǒng)無疑能夠減輕交通壓力，為此不斷地區(qū)完善公交系統(tǒng)有著重要的意義。還有其他的服務提示語音和LCD顯示。報站器通過衛(wèi)星收集信息，當?shù)竭_相應的站點就。示明了，本設計還設計了LED流水指示燈，用來指示到達的站點。

　　

【正文】 能實現(xiàn)語音播報和顯示，即完成整個報站系統(tǒng)。 系統(tǒng)硬件電路的設計與分析 整個報站系統(tǒng)必須具備有單片機，語音播報模塊、 GPS 接收模塊和顯示模塊等，整個系統(tǒng)的電路在以主要器件為核心的基礎上，補充外圍元件，設計好完整的系統(tǒng)電路，電路見附 錄 1。 電源電路的設計與分析 電源是每個電子設備不可缺少的部分，它是功能實現(xiàn)的前提，所以開始的第一步是設計好電源模塊。電源的種類和設計方法有很多種，從整個電路考慮，因為系統(tǒng)中有單片機，功率放大器和 LCD12864 液晶屏。如果電源電路設計不好，當它們一起工作的時候，由于功率放大器耗電比較大，會導致其他模塊供電不足，從而使整個報站器工作不正常，為此在一個設計中，穩(wěn)定的電源很重要。本設計采用集成穩(wěn)壓器設計穩(wěn)壓電路，由于集成穩(wěn)壓器的可靠性高 ,也有利于提高穩(wěn)壓精度、縮小體積、減輕重量等優(yōu)點，使它在近十多年發(fā)展 很快，目前已經(jīng)在國內(nèi)發(fā)展到幾百個品種 .人們越來越重視對它的研究。 本設計用以三端固定式集成穩(wěn)壓器 LM7805 為核心構成的直流穩(wěn)壓電源，這類穩(wěn)壓器有輸入，輸出和公共端 3 個端子 ,輸出電壓固定不變 ,實現(xiàn)了直流穩(wěn)壓電源的設計 . 電路如圖 ： 1 2 3 4 5 6 7 8ABCD87654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eDD a t e : 14 M a y 20 13 S he e t of F i l e : F : \個人 \桂電 \ 20 13 春 \畢設 \公交報站器 \電路 \復件 公交報站器 02 .D dbD r a w n B y :R 121KD3C822 00 U FC9104123456 J P 2KUAI GUAN0V12電源接口12V12V12V0VV i n1GND2V ou t3U2 7805V C CC 1710 0U FC 2010412 V 1 圖 電源電路 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 16 頁 共 35 頁 此電路比較簡單電源口進來接到輕觸開關，然后就是 C C9 電容濾波，最重要的是 U2（ LM7805）的穩(wěn)壓，經(jīng)穩(wěn)壓出來后再經(jīng) C1 C20 濾波，讓電源更穩(wěn)定； LM7805中 1 腳為輸入端， 2 腳為接地端， 3 腳為輸出端。其中 D3是電源指示燈， R12 為分壓限流電 阻。 主控電路的設計與分析 每個電路都有它主控模塊電路，在系統(tǒng)中為核心作用，所以合理地鏈接主控電路對整個系統(tǒng)至關重要，電路如圖 ： 1 2 3 4 5 6 7 8ABCD87654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eDD a t e : 20 M a y 20 13 S he e t of F i l e : F : \個人 \桂電 \ 20 13 春 \畢設 \公交報站器 \電路 \復件 公交報站器 02 .D dbD r a w n B y :Y1C 4030pC 4130px1x2P 30P 31V C CV C CRSRWENP 33I S D _M I S OI S D _M O S II S D _S C L KI S D _S SP 1P 2P 3P 4P 5P 6P 7P 8R S T / V P D9P 10P 11P 12P 13P 14P 15P 16P 17X T A L 218X T A L 119GND20P 21P 22P 23P 24P 25P 26P 27P 28P S E N29A L E / P R O G30E A / V pp31P 32P 33P 34P 35P 36P 37P 38P 39V C C40U7S T C 89 C 52 R CR S TD 10D6D5D4V C CP 32P 11P 12P 13P 14P 15P 16P 17R 24 470R 25470R 26470R 27470R S T 1P 10P 20P 21 圖 單片機管腳接法 本設計的才用的主控芯片為 STC89C52RC，單片機 STC89C52RC 能滿足功能要求，主要是起的作用是收集鍵盤和 GPS 接收模塊發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，然后發(fā)出控制指令去控制語音模塊的語音播報、 LCD12864 液晶屏和 LED 燈的顯示狀態(tài)，這樣要能完善實現(xiàn)報站功能。 晶振電路的設計與分析 圖 中 C C41 晶振電容、 Y1 為晶 振，它們也是單片機工作的前提。 89 系列單片機的內(nèi)部振蕩器電路，由一個單級反相器組成。 XTAL1 為反相器的輸入， XTAL2 為反相器的輸出。可以利用它內(nèi)部的振蕩器產(chǎn)生時鐘，只要在 XTAL1 和 XTAL2引腳上外接一個晶體及電容組成的并聯(lián)諧振電路，便構成一個完整的振蕩信號發(fā)生器，此方法稱為內(nèi)部方式。 另一種使用方法，由外部時鐘源提供一個時鐘信號到 XTAL1 端輸入，而 XTAL2 端桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 17 頁 共 35 頁 浮空。在組成一個單片機應用系統(tǒng)時，多數(shù)采用圖 3－ 5所示的方法，這種方式的結構緊湊，成本低廉，可靠性高。 振蕩器的等效電路在圖中給出了外接元 件，即外接晶體及電容 C1， C2，并組成并聯(lián)諧振電路。在電路中，對電容 C1 和 C2 的值要求不是很嚴格，如果用高質(zhì)的晶振，則不管頻率為多少， C1， C2 通常都選擇 30pF。有時，在某些應用場合，為了降低成本，晶體振蕩器可用陶瓷振蕩器代替。如果使用陶瓷振蕩器，則電容 C1， C2的值取 47pF。 LED 流水指示燈電路的設計與分析 圖 中， D1~D4 為 LED 燈，用來顯示站點的動態(tài)信息，在完整的作品上，在 LED燈旁邊注明站名，通過觀察此流水燈顯示狀態(tài)可以明了地看出目前動態(tài)的站點和開往的方向。其中 R24~R27 為分壓限流電阻，保護 LED 燈，通過改變它們的阻值可以 LED燈亮度。 發(fā)光二極管特性 發(fā)光二極管與普通二極管一樣具有單向?qū)щ娦裕且蚱涫褂玫陌雽w材料不同 ,其導通電壓較高，一般鍺二極管在 左右，硅二極管在 左右，而砷化鎵或磷化鎵發(fā)光二極管一般在 ，但其反向擊穿電壓不高，一般在 5V或稍許高一點（不能用 500 型萬用表的 R 10k 檔測量，在反壓較高的電路中需要加鉗位二極管保護）。對小功率 LED，支流工作電流以 115mA 為宜（不同材料的 LED 要求會相差較大），最大電流不得 超過 50mA，最大平均電流不超過 30mA，所以使用中必須要加限流電阻。中功率 LED 的電流工作電流可達 200mA 左右。 LED 可看承具有恒壓特性，其正向壓降變化不大，有一定的穩(wěn)定作用，其發(fā)光強度隨工作電流增大而增大。對紅色 LED 而言，工作電流一般為 57mA 較合適，當工作電流大于 15mA 后，其發(fā)光強度就趨于飽和。另外 LED的發(fā)光強度還一環(huán)境溫度有關，溫度越低發(fā)光強度越高，隨溫度升高，發(fā)光強度呈準線性下降，在 75℃時發(fā)光強度僅為 25℃時的一半，在 80℃時， LED 幾乎就不能工作，LED 的最大工作電流也隨溫度升高而線 性下降。 復位電路的設計與分析 每個主控系統(tǒng)應該都應該設計有復位電路，當系統(tǒng)在運行中突然出現(xiàn)故障，使整個系統(tǒng)無法繼續(xù)工作的時候，可以通過復位鍵讓系統(tǒng)復位，重新開始工作，這樣使這個報站器可以系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時候可以快速恢復工作狀態(tài)。 復位電路主要完成系統(tǒng)的上電自動復位和系統(tǒng)在運行時用戶的手動按鍵復位功能。一種是上電瞬間， RST 引腳端出現(xiàn)正脈沖，實現(xiàn)自動復位；在本系統(tǒng)中采用較簡單的 RC 復位電路，當需要復位的時候通過按鍵讓單片機復位；經(jīng)實踐使用證明，其復位 邏輯穩(wěn)定、可靠。 其電路如圖 所示 ： 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 18 頁 共 35 頁 1 2 3 4 5 6 7 8ABCD87654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eDD a t e : 14 M a y 20 13 S he e t of F i l e : F : \個人 \桂電 \ 20 13 春 \畢設 \公交報站器 \電路 \復件 公交報站器 02 .D dbD r a w n B y :K 12復位鍵R 2210KC 3910 U FV C CR S T 圖 復位電路 此電路 C3 K1 R22 構成， C39 與 R22 匹配，它們的參數(shù)值是經(jīng)過計算后才標定的，它們的參數(shù)值組合此電路剛好得到復位需要的時間；需要復位的時候，把 K12 按下即可。 語音模塊電路的設計與分析 語音播報是本設計的亮點，主要是靠語音來完成服務，它是本系統(tǒng)的靈魂，為此設計的時候要從性價比來考慮，從整體的功能出發(fā)， 華邦公司新推出的 ISD1700S 系列語音芯片滿足設計要求。 ISD1700S 系列語音芯片是 ISD1400S 與 ISD2500S 的升級產(chǎn)品。該芯片提供多項新功能，包括內(nèi)置專利的多信息管理系統(tǒng)，新信息提示（ vAlert） ,雙運作模式（獨立 amp。嵌入式），以及可定制的信息操作指示音效。芯片內(nèi)部包含有自動增益控制、麥克風前置擴大器、揚聲器驅(qū)動線路、振蕩器與內(nèi)存等的全方位整合系統(tǒng)功能。 ISD1700 系列語音芯片特點： （ 1） 可錄、放音十萬次，存儲內(nèi)容可以斷電保留一百年 。 （ 2） 兩種控制方式，兩種錄音輸入方式，兩種放音輸出方式 。 （ 3） 可處理多達 255 段以上信息。 （ 4） 有豐富多樣的工作狀態(tài)提示 。 （ 5） 多種采樣頻率對應多種錄放時間 。 （ 6） 音質(zhì)好，電壓范圍寬，應用靈活，價廉物美 電特性。 （ 7） 工作電壓： － ，最高不能超過 6V 。 （ 8） 靜態(tài)電流： 。 （ 9） 工作電流 :20mA 。 可利用振蕩電阻來自定芯片的采樣頻率，從而決定芯片的錄放時間和錄放音質(zhì)，而芯片的采樣率可以通過外部振蕩電阻來調(diào)節(jié)。 此模塊的電路如圖 所示： 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 19 頁 共 35 頁 1 2 3 4 5 6 7 8ABCD87654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eDD a t e : 14 M a y 20 13 S he e t of F i l e : F : \個人 \桂電 \ 20 13 春 \畢設 \公交報站器 \電路 \復件 公交報站器 02 .D dbD r a w n B y :V C C D1LED2R E S E T3M I S O4M O S I5S C L K6SS7V s s a8A na l n9M i c +10M i c 11V s s p212S P 13V c c p14S P +15V s s p116A U D / A U X17AGC18VOL19R ds c20V c c a21FT22P L A Y23R E C24E R A S E25F W D26I N T / R D Y27V s s d28U8I S D 17 00A l _o utC 45 FI S D _M I S OI S D _M O S II S D _S C L KI S D _S SC 44 FC 46 FC 47 FC 42 FC 43 FS P +S P R O S CV C C12J 10SPSPSP+R 35100K 圖 語音模塊電路 圖中 J10 為接喇叭端口，它是內(nèi)部的喇叭輸出端，可以直接接喇叭；芯片的 17腳的 AL_out 是用來接功率放大器進行音頻放大的； R35 為振蕩電阻，也是此模塊外圍元件最重要的器件，改變它的阻值可以改變模塊的采樣頻率，從而改變芯片的錄音的時間和語音的音質(zhì)。 顯示模塊電路的設計與分析 顯示是報站器是裝飾，讓整個系統(tǒng)得到升華，本設計采用了 LCD12864 液晶屏