《《單片機原理及應(yīng)用》期末課程設(shè)計：基于單片機的公交車報站器設(shè)計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《單片機原理及應(yīng)用》期末課程設(shè)計：基于單片機的公交車報站器設(shè)計（18頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、數(shù)理與信息工程學(xué)院單片機原理及應(yīng)用期末課程設(shè)計基于單片機的公交車報站器設(shè)計目 錄第1節(jié) 引 言11.1 公交車報站器設(shè)計概述11.2 SPCE061A單片機簡介11.3 外擴存儲器芯片簡介11.4 系統(tǒng)實現(xiàn)的主要功能21.5 自動報站功能實現(xiàn)方案2第2節(jié) 系統(tǒng)主要硬件電路設(shè)計32.1 硬件框圖32.2 主控板電路模塊32.2.1 單片機工作電路及語音輸出電路32.2.2 電源電路模塊52.2.3 存儲器工作電路及下載線接口電路52.2.4 鍵盤顯示電路模塊62.2.5 無線收發(fā)電路模塊6第3節(jié) 系統(tǒng)軟件設(shè)計73.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計73.2 錄音子程序設(shè)計133.3 動態(tài)掃描顯示子程序設(shè)計15第
2、4節(jié) 結(jié)束語16參考文獻17基于單片機的公交車報站器設(shè)計數(shù)理與信息工程學(xué)院 08計算機專升本 方莎娜指導(dǎo)教師：余水寶 第1節(jié) 引 言隨著城市交通的快速發(fā)展，公交汽車為外出的人們提供了方便快捷的服務(wù)。而公交汽車的報站共識直接影響其服務(wù)的質(zhì)量。傳統(tǒng)報站方式是由乘務(wù)人員進行人工報站，該方式因其效果太差和工作程度太大，在很多大城市已經(jīng)被淘汰。近年來，微機技術(shù)與各種語音芯片相結(jié)合，即可完成語音的合成技術(shù)，使得公交車報站器的實現(xiàn)成為可能，從而為市民提供了更加人性化得服務(wù)。該公交車報站器的系統(tǒng)設(shè)計原理，提出了以61單片機為核心，控制SPR4096語音芯片電路以及LED數(shù)碼管顯示的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計方案。該系
3、統(tǒng)語音音質(zhì)好，功能強，是提供公交服務(wù)的一種較好的手段。1.1 公交車報站器設(shè)計概述集成有錄音和語音提示功能的智能電子設(shè)備已經(jīng)得到越來越多廣泛的應(yīng)用，比如電話的自動語音留言和提示功能、汽車的倒車提示、公交車和城市地鐵的語音報站器、兒童玩具、智能門鈴、節(jié)日禮品等等都集成有語音錄放功能，目前實現(xiàn)語音錄放功能一般都是通過集成語音芯片來實現(xiàn)的。該設(shè)計就選用SPCE061A單片機，SPCE061A單片機是凌陽科技公司研發(fā)生產(chǎn)的一款性價比很高的十六位單片機，使用它可以非常方便靈活的實現(xiàn)語音的錄放。由于凌陽單片機強大的語音處理能力使得系統(tǒng)設(shè)計有所簡化，外圍電路較少；另外具有易學(xué)易用的效率較高的一套指令系統(tǒng)和集
4、成開發(fā)環(huán)境。在此環(huán)境中，支持環(huán)境C語言，可以實現(xiàn)C語言與凌陽匯編語言的互相調(diào)用，并且提供了語音錄放的庫函數(shù)，只要了解庫函數(shù)的使用，就會很容易完成語音錄放，這些都為軟件開發(fā)提供了方便的條件。1.2 SPCE061A單片機簡介SPCE061A是凌陽科技公司研發(fā)的性價比很高的一款十六位單片機，使用它可以非常方便靈活的實現(xiàn)語音的錄放。該芯片擁有8路10位精度的ADC，其中一路為音頻轉(zhuǎn)換通道，并且內(nèi)置有自動增益電路。這為實現(xiàn)語音錄入提供了方便的硬件條件。兩路10位精度的DAC，只需要外接功放SPY0030A即可完成語音的播放1.3 外擴存儲器芯片簡介SPR4096芯片是一款性價比較高的512K*8位的高
5、性能FLASH存儲器，同時內(nèi)嵌4K*8位的SRAM。具有BMI(Bus Memory Interface)接口與SI(Serial Interface)接口。SPR4096提供兩種電源供電VDDI與VDDQ。VDDI供電范圍在2.25V到2.75V，是對內(nèi)部的FLASH與邏輯控制器供電。VDDQ供電范圍在2.25V到3.6V，只對I/O口供電。SPR4096的最大工作頻率為5.0MHZ，最大讀取電流為2mA，最大擦除、燒錄電流為6mA。語音存儲器SPCE061A鍵盤電路語音輸出電路顯示電路圖1-1 設(shè)計方案圖1.4 系統(tǒng)實現(xiàn)的主要功能本設(shè)計完成的公交車報站器主要具有以下功能。 可以設(shè)置上、下行
6、路線。 可以顯示當前站數(shù)、時間和日期，并能進行對時間/日期設(shè)置。 具有手動報站、自動報站兩種哦那個功能。 備有下載口，用戶可直接下載更新站名和站數(shù)，更新快捷方便1.5 自動報站功能實現(xiàn)方案自動報站是目前公交車報站器重要的發(fā)展方向之一，在此也考慮加入自動報站功能。目前實現(xiàn)自動報站功能有多種方式，在此選擇無線收發(fā)電路來實現(xiàn)。該方式應(yīng)用簡單，報站準確。第2節(jié) 系統(tǒng)主要硬件電路設(shè)計2.1 硬件框圖本報站器以SPCE061A單片機為核心，劃分為鍵盤輸入、數(shù)碼管顯示、SPR4096存儲、語音播放和無線收發(fā)電路幾大部分，硬件框圖如下圖所示。SPCE061A是整個設(shè)計的核心，主要負責控制數(shù)碼管界面輸出，鍵盤信
7、息和無線信號的處理。LED顯示鍵盤模塊主要起人機界面的作用，顯示報站器的信息，同時向操作者提供操作界面。無線收發(fā)電路的接入實現(xiàn)自動報站功能,從而無需人工操作。日期/時間顯示鍵盤輸入站牌無線發(fā)射模塊存儲語音資源tianxian SPCE061A語音播報無線發(fā)射模塊圖2-1 單片機原理框圖2.2 主控板電路模塊主控板電路包括:單片機工作電路、電源電路、語音輸出電路、存儲器電路、下載線接口電路和近距離無線收發(fā)電路。2.2.1 單片機工作電路及語音輸出電路SPCE061A單片機的最小應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)成非常簡單，只需在OSCO、OSCI端接石英晶體振蕩器及諧振電容，在復(fù)位端接復(fù)位電路,在鎖相環(huán)壓控振蕩器的阻容
8、輸入VCP端接上相應(yīng)的電容、電阻后即可工作。其它不用的電源端和接地端可接上104pF小電容和100F的去耦電容，以提高抗干擾能力。另外SPCE061A內(nèi)置2路10位精度的DAC，只需要外接功放電路即可完成語音的播放，可以直接聽到喇叭輸出的聲音。圖中的音頻功放SPY0030也是凌陽公司的產(chǎn)品。SPY0030僅需2.4V即可工作，其輸出功率約700mW。IOA0-IOA1IOB0-IOB1VDD VCPRESB SPCE061ADAC1 VSSDAC2 OSCI OSCO圖2-2 單片機工作及語音輸出電路圖該部分程序主要完成放音操作，把獲得的放音內(nèi)容的地址送到SPCE061A中，完成放音。下面給出
9、的就是放音部分程序。放音子程序：PLAY:ACALL POWERUP ;上電子程序ACALL DELAY25 ;延遲子程序，至少延遲25msCLR P1.6 ;選中ISD4004MOV PLAY2，#11100000B ;存放SETPLAY命令MOV A，PLAY0 ;送放音地址低8位ACALL SEND ;調(diào)用送地址子程序 MOV A，PLAY1 ;送放音地址高8位ACALL SEND MOV A，PLAY2 ;送SETPLAY命令A(yù)CALL SENDSETB P1.6CLR P1.6MOV PLAYING，#11110000B ;送入放音指令MOV A PLAYINGACALL SENDS
10、ETB P1.6RETPOWERUP: ;送上電指令子程序MOV POWING，#00100000B ;送入語音芯片上電信號MOV A，POWUPINGCLR P1.6ACALL SENDSETB P1.6RETSEND: ;向ISD4004送指令，地址等的子程序CLR MOSICLR P3.2MOV R1，#8OUTBIT1:CLR P3.2 ;時鐘下降RRC AMOV MOSI，C ;輸出1位NOPNOPNOPSETB P3.2 ;時鐘上升沿到NOPNOPNOPDJNZ R1，OUTBIT1RET2.2.2 電源電路模塊61單片機的內(nèi)核工作電壓是3.3V，而I/O口電壓可以是3.3V也可以
11、是5V。車載12V直流電壓經(jīng)過7805產(chǎn)生5V電壓再經(jīng)過SPY0029后產(chǎn)生3.3V電壓分別給系統(tǒng)供電。2.2.3 存儲器工作電路及下載線接口電路下載口電路可單獨對語音資源進行燒寫，整機工作時通過SCK與SDA與單片機的IOB0和IOB1口相連，其中SPR4096的CF0CF2接高電平，選擇串行接口模式;CF7接低電平，選中FLASH。下載線接口電路主要起到控制SCK、SDA的作用，完成對芯片的燒寫。2.2.4 鍵盤顯示電路模塊 a-g 、DP_PSEG接口DIG接口1*7KEY接口6位數(shù)碼管ULN2003A按鍵該模塊提供人機界面作用，通過段碼SGE、位選DIG和1*7KEY接口與主控板連接。
12、主要用于顯示時間/日期、站數(shù)和提供設(shè)置操作界面。其結(jié)構(gòu)框圖如下所示。圖2-3 鍵盤模塊結(jié)構(gòu)框圖2.2.5 無線收發(fā)電路模塊公交車報站器自動報站功能可以有效的減輕乘務(wù)人員的負擔并能防止誤操作，具有很強的應(yīng)用價值。目前采用的方法有很多，如GPS、門控自動報站等方式，這里我們采用無線收發(fā)電路實現(xiàn)。收發(fā)電路由無線發(fā)射芯片TX-2B和無線接收芯片RX-2B組成。無線發(fā)射電路安放在車站站牌里，當公交車行駛到靠近站臺時，報站器接收到無線電信號就會自動播報當前車站站名，實現(xiàn)自動報站。一片TX-2B可實現(xiàn)5路獨立的無線電發(fā)射，若將多片TX-2B與多片RX-2B并聯(lián)應(yīng)用，僅需改變相配套的TX-2B/RX-2B電路
13、外接ROSC的阻值，進而改變其基準頻率，即可方便地實現(xiàn)10路、15路、20路甚至更多路的無線發(fā)射，這樣就可以實現(xiàn)一個站臺多路公交車自動報站的需要。第3節(jié) 系統(tǒng)的軟件設(shè)計同硬件設(shè)計一樣，軟件設(shè)計也是分模塊進行的。主要包括系統(tǒng)主程序、錄音子程序模塊、鍵盤掃描程序模塊、時間/日期調(diào)整程序、動態(tài)掃描顯示子程序模塊等。各部分程序由主程序調(diào)用，組成一個整體。這里不一一舉例，就說重點說系統(tǒng)主程序、錄音子程序和動態(tài)掃描顯示子程序。3.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計圖3-1是系統(tǒng)總流程圖。首先需要進行系統(tǒng)初始化設(shè)置，初始化后就進入循環(huán)。在這里通過判斷相應(yīng)的鍵值來進入各子程序。開始系統(tǒng)IO端口初始化系統(tǒng)時鐘頻率初始化為49M
14、HZ開啟2HZ、1KHZ、TimeA、外部中斷2中斷判斷按鍵是否按下？鍵值iKey0x1000？轉(zhuǎn)到報站子功能轉(zhuǎn)到時間/日期調(diào)整子功能 N YN Y圖3-1是系統(tǒng)總流程圖系統(tǒng)程序清單：SCL EQU P2.0DATA EQU P2.1RST EQU P2.2ORG 0000HLJMP MAIN ；轉(zhuǎn)主程序ORG 0003H ；外部中斷0中斷服務(wù)程序入口地址LJMP INTA ；轉(zhuǎn)外部中斷0中斷程序入口地址ORG 000BH ；T0定時中斷服務(wù)程序入口地址LJMP T0-SEVORG 0013H ；外部中斷1中斷服務(wù)程序入口地址LJMP INTB ；轉(zhuǎn)外部中斷1中斷服務(wù)程序ORG 001BH ；
15、T1定時中斷服務(wù)程序入口地址LJMP T1_SEV ；轉(zhuǎn)T1中斷服務(wù)程序ORG 0030H ；設(shè)置主程序起始地址=0030HMAIN：MOV SP,#60H ；設(shè)置堆棧指針MOV R7,#10H ；系統(tǒng)初始化MOV R0,#30HMOV A,#0MOV R0,AINC R0DJNZ R7,LOPMOV 35H,#01H ；設(shè)置上電后的初始和日期MOV 36H,#01H MOV 37H,#06HMOV 38H,#00HMOV 3CH,33HMOV 3DH,34HMOV 3EH,#01HMOV 44H,#10H ；LED位選擇碼MOV 45H,#20HMOV 46H,#40HMOV 47H,#80
16、HCLR RS1CLR RS0MOV R5,#00HMOV R6,#00HMOV R7,#06HLCALL SET1302SETB RS1CLR RS0MOV R0,#4AHMOV TMOD,#10H ；設(shè)置T0 T1工作方式；定時器，工作方式1MOV TH1,#3CHMOV TL1,#0B0H ；T1計數(shù)初值=3CB0HMOV TH0,#40HMOV TL0,#098HMOV IP,#08H ；設(shè)置中斷優(yōu)先級MOV TCON,#40H ；啟動定時器T1MOV IE,#8DH ；開中斷LOP：LCALL CHANGE ；當前時間送顯示緩沖區(qū)LCALL DISPLAY ；顯示當前時間SETB R
17、S1CLR RS0MOV 3AH,R0INC R0MOV 3BH,RO ；判斷設(shè)置定時時間到否？MOV A,3AHCJNE A,#0,NTMOV A,3BH ；取當前時間與定時時間比較CJNE A,#0,NT ；判斷定時時間到否？NTM：INC R0INT R0CJNE R0,#59H,LOPMOV R0,#4AHSJMP BBXNT：MOV A,3BHCJNE A,34H,NTMMOV A,3AHCJNE A,33H,NTMDEC R0DEC R0MOV 39H,R0INC R0INC R0INC R0INC R0CJNE R0,#59H,NT1MOV R0,#4AHNTI：MOV A,39
18、H ；若定時時間到CJNE A,#05H,BBXXLCALL YUYIN ；發(fā)出語音提示CLR P2.7 ；啟動蜂鳴器發(fā)出“嘟嘟嘟”報警信號SJMP LP-0BBX：SETB P2.7SJMP LP-0BBXX：LCALL YUYINSJMP LP-0LP-0：JB P3.0,LP-6 ；掃描鍵盤，判斷切換顯示日期按鍵按下否？LCALL DISPLAYJB P3.0,LP-0LP-1：JNB P3.0,LP-1SETB P2.7MOV 5EH,#06HLP-1A：MOV 3CH,35HMOV 3DH,36HLCALL CHANGELCALL DISPLAY ；切換顯示日、月LP-1B：JB P
19、3.0,LP-1CLCALL DISPLAYJB P3.0,LP-1BLP-1D：JNB P3.0,LP-1BSJMP LP-2LP-1C：MOV A,5EHCJNE A,#00H,LP-1ALJMP FUZHILP-2：MOV 5EH,#06HLP-3A：MOV 3CH,38HMOV 3DH,#20HLCALL CHANGELCALL DISPLAY ；切換顯示年份LP-3B：JB P3.0,LP-3CLCALL DISPLAYJB P3.0,LP-3BLP-3D：JNB P3.0,LP-3DSJMP LP-4LP-3C：MOV A,5EHCJNE A,#00H,LP-3ALJMP FUZH
20、ILP-4： MOV 5EH,#06HLP-5A：MOV 3CH,37HMOV 3DH,#0BBHLCALL CHANGELCALL DISPLAY ；切換顯示星期LP-5B：JB P3.0,LP-5CLCALL DISPLAYJB P3.0,LP-5BLP-5D：JNB P3.0,LP-5DLIMP FUZHILP-5C：MOV A,5EHCJNE A,#00H,LP-5ALJMP FUZHILP-6：JB P3.1,LP-6ASJMP LP-6BLP-6A：LJMP LOPLP-6B：LCALL DISPLAY ；切換顯示當前時間JB P3.1,LP-6LP-7：LCALL DISPLAY
21、JNB P3.1,LP-7SETB P2.7MOV 3CH,32HMOV 3DH,#0FFHLCALL CHANGELCALL DISPALYJB P3.1,LP-7LCALL DISPLAYJB P3.1,LP-7LP-8：LCALL DISPLAYJNB P3.1,LP-8FUZHI：MOV 3CH,33HMOV 3DH,34HLJMP LOPCHANGE：MOV A,3DH ；將當前時間小時、分送顯示緩沖區(qū)PUSH AANL A,#0FHMOV 42H,APOP ASWAP AANL A,#0FHMOV 43H,AMOV A,3CHPUSH AANL A,#0FHMOV 40H,APOP
22、 ASWAP AANL A,#0FHMOV 40H,APOP ASWAP AANL A,#0FHMOV 41H,ARETYUYIN：MOV A,3FHCJNE A,#0,CC1CLR P3.4MOV 3FH,#01HCC1：RET3.2 錄音子程序設(shè)計RECORD：MOV 3EH,#01HRECORD1：MOV 3CH,3EHMOV 3DH,#0AFHLCALL CHANGENEXTA：LCALL DISPALYJB P3.1,NEXTALCALL DISPLAYJB P3.1,NEXTAMOV A,3EHCJNE A,#01H,TRY1LJMP REC1TRY1：CJNE A,#02H,TR
23、Y2LJMP REC2TRY2：CJNE A,#03H,TRY3LJMP REC3T RY3：CJNE A,#04H,TRY4LJMP REC4TRY4：CJNE A,#05H,TRY5LJMP REC5TRY5：LJMP ETBREC1：MOV 58H,#40HLCALL CLRP0REC11：LCALL RECMCJNE A,#48H,REC11LCALL CLRP0INC 3EHSJMP NE1REC2：MOV 58H,#48HLCALL CLRP0REC22：LCALL RECMCJNE A,#50H,REC22LCALL CLRP0INC 3EHSJMP NE1REC3：MOV 58
24、H,#50HLCALL CLRP0REC33：LCALL RECMCJNE A,#58H,REC33LCALL CLRP0INC 3EHSJMP NE1REC4：MOV 58H,#58HLCALL CLRP0REC44：LCALL RECMCJNE A,#60H,REC44LCALL CLRP0INC 3EHSJMP NE1REC5：MOV 58H,#60HLCALL CLRP0REC55：LCALL RECMCJNE A,#68H,REC55LCALL CLRP0INC 3EHSJMP NE2NE1：JNB P3.1,RECORD2LCALL DISPLAYJNB P3.1,NE1SJMP
25、NE1NE2：JB P3.1,ETB1LJMP ETBETB1：LCALL DISPALYJNB P3.1,NE2SJMP NE2RECORD2：JNB P3.1,RECORDXLJMP RECORD1RECORDX：LCALL DISPLAYSJMP RECORD23.3 動態(tài)掃描顯示子程序設(shè)計DISPLAY：SETB RS1SETB RS0MOV R2，#04HMOV R0，#40HMOV R1，#44HGO-ON：MOV A，R1ADD A，R0MOV P1，ALCALL DELAY1INC R0INC R1DJNZ R2，GO-ONRETDELAY1：MOV R3，#14HAGAIN：
26、MOV R4，#19HDELAY：DJNZ R4，DELAYDJNZ R3，AGAINRET結(jié) 束 語隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，城市公交事業(yè)發(fā)展的很快，很多城市都在實行無人售票，原來靠售票員報站的方式以不能滿足實際需要。如何實現(xiàn)報站的自動化是一個需要解決的問題。本設(shè)計應(yīng)用單片機技術(shù)和語音合成技術(shù)，鑒于傳統(tǒng)公交車報站系統(tǒng)的不足之處，結(jié)合公交車輛的使用特點及實際營運環(huán)境，考慮到性價比和實用性設(shè)計的一種由單片機控制的公交車報站系統(tǒng)。通過進站、出站播報站名及服務(wù)用語，為市民提供更人性化，更完善的服務(wù)。通過這次期末課程設(shè)計，我感慨頗多，學(xué)到很多很多的的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很
27、多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。的確，從選題到定稿，雖然只有兩天時間，但是這短短的時間里，在很大程度上提高了自己的獨立思考能力和對單片機的專業(yè)知識的了解，也深刻了解寫一篇課程設(shè)計的步驟和格式，有過這樣的一次訓(xùn)練，相信在以后我就不怕自己排版、設(shè)計，特別是格式方面。因此感謝余老師給我們這次課程設(shè)計的機會，讓我從中學(xué)到很多。在課程設(shè)計過,難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，
28、對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，對單片機匯編語言掌握得不好等等。通過這次課程設(shè)計之后，一定把以前所學(xué)過的知識重新溫故。同時，也感謝在這過程中幫助我的同學(xué)和老師。參考文獻1 張培仁，張志堅，高修峰等編.十六位單片微處理器原理及應(yīng)用(凌陽SPCE061A).清華大學(xué)出版社，20052 薛鈞義等編.凌陽十六位單片機原理及應(yīng)用.北京航天航空大學(xué)出版社，20033 王慶利，劉奎，袁建敏.單片機設(shè)計標準教程.北京郵電大學(xué)出版社，20084 張鑫主編.單片機原理及應(yīng)用.電子工業(yè)出版社，2008，11 5 求是科技.單片機典型模塊設(shè)計實例導(dǎo)航.人民郵電出版社，2004 6 王為青，程國鋼.單片機Keil Cx51應(yīng)用開發(fā)技術(shù).人民郵電出版社，2007 7 黃俊.電力電子變流技術(shù).機械工業(yè)出版社，20058 王化祥.傳感器原理及應(yīng)用.天津大學(xué)出版社，2004 9 溫鋼云，黃道平.計算機控制技術(shù).華南理工大學(xué)出版社，2002 總 體 評 價 得分總體還不錯,格式規(guī)范,態(tài)度端正,但拼湊痕跡很明顯,給出的程序與單片機不配 1517
《單片機原理及應(yīng)用》期末課程設(shè)計：基于單片機的公交車報站器設(shè)計
