1公交報站器設計【摘要】系統硬件以AT89C51單片機作為控制中心，結合isd1700語音芯片的多段語音錄放功能和LCD1602液晶顯示模塊，采用SPI模式，單片機主要通過四線（SCLK，MOSI，MISO，/SS）SPI協議對ISD1700進行串行通信，從而實現錄音，放音，擦除等操作。通過手動鍵盤，識別語音播放地址，驅動語音播放站名并控制LCD1602顯示站名。該公交車報站器結構簡單，使用靈活，功能穩定，音質自然、清晰，無論對于社會或者科研也有一定的價值。【關鍵字】51單片機，isd1700，公交報站器1概述1.1課題研究的背景及意義隨著我國城市建設的發展，對城市服務行業的服務質量要求也越來越高。在私家車越來越多的今天，公交車仍然是人們出行的首選，因為公交車具有方便、快捷、車票便宜等優點。公共汽車為外出的人們提供了方便快捷的服務，而公共汽車的報站直接影響服務的質量。公交車服務質量它代表了一個城市交通發展的水平。隨著我國各大城市公交公司的人員精減，目前各公交公司都在每輛公交車上只配備了一個司機，進行無人售票。這在相當大的程度上免除了乘務人員沿途報站的麻煩，給許多不熟悉公交線路的乘客帶來了方便。隨著電子技術的不斷發展，單片機技術的日益成熟，和多媒體技術的普遍應用，使得公交車語音報站器服務更加完善。本系統就是把單片機技術應用到公交車語音報站器上，方便乘客，使乘客在移動客車里感受到科技帶來的樂趣，使公交車的管理方便、快捷、效率高10。1.2報站器的動態發展趨勢隨著科學技術的日益發展和進步,公共汽車行駛在現代文明程度高的市區，醒目和減少乘務人員勞動強度的電子報站器，電子顯示路牌，無人售票裝置，前后電視監視系統等新技術的采用也將越來越普及。GPS(GlobalPositioningSystem)全球定位系統在各種行業，特別是車輛監控與全球定位系統中有廣泛的應用。公交車報站器直接影響到公交車的服務質量，在公交事業中占有舉足輕重的地位。目前公交報站有三種方式，一種是利用GPS全球衛星定位系統的公交車報站系統，目前美國部分城市投入使用，國內也有此類產品的研制開發，其功能強大，系統穩定，但其投資昂貴，尤其是一些中小城市無法承受。目前我國部分城市采用手動電子報站和人工報站的方式，而它們都離不開司務人員，加大司乘人員的工作強度。手動電子報站一般由司機或者乘務員控制，經常出現錯報，誤報的情況，城市公共交通是市民出行的主要交通工具之一。提供舒適，安全、便捷的乘車環境，對于公交企業來說，不僅是應盡的責任，亦是不斷追求的目標9。1.3設計的主要目標任務本課題要求設計一公交車自動報站系統，以實現公交車的語音自動報站，即在進站、出站時候自動播報語音提示信息及服務用語。本設計要求利用AT89C51作為主控芯片完成主控電路的設計，輔助電路要求包括電源電路,錄音電路，放音電路，液晶顯示電路。單片機通過程序的設計，可以通過按鍵控制語音芯片和液晶顯示，例如：按下rec按鍵實現語音的錄制，play按鍵實現錄音的播放，Erase按鍵實現擦除,FWD1實現快進控制，VOL1實現音量控制,FT1實現模式的控制等等。1.4方案的選擇2公交車自動報站系統的設計主要是進站、出站自動播報站名及服務用語，準確、及時。公交車站自動報站器的設計，以AT89C51為主控芯片，對外來脈沖計數，結合語音芯片ISD1700輸出語音，LCD1602顯示站名。使用AT89C51作為主控制芯片，通過控制報站時刻，完全無需人工介入，選用的語音芯片是美國ISD公司的ISD1700，該芯片與其它語音芯片相比較，其語音音質好，錄放時間長。CPU控制：當到站時就輸出信號控制語言芯片進行報站。控制按鍵：用于手動控制、手動調整語言芯片：由專用語音芯片ISD1700組成，可擦寫，便于在不同公交線上使用。液晶顯示：LCD1602外圍電路配置簡單，價格便宜，具有很高的性價比。1.5設計總體思路公交車報站器系統主要由8個部分組成，即單片機模塊、語音芯片、錄音電路以及放音電路,電源模塊，振蕩電路，復位電路，液晶顯示電路。單片機用于控制語音芯片進行放音和錄音，電源用于提供單片機和語音芯片的工作電壓。振蕩電路提供給單片機工作所需的時鐘信號。如圖1-1圖1-1系統設計思路2硬件的選取2.151單片機模塊本設計選用雙列直插的AT89C51芯片，它提供以下標準功能：4K字節FLASH閃速存儲器，128字節內部RAM，32個I/O口線，兩個16位定時/計數器，一個5向量兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片內振蕩器及時鐘電路。最顯著的特點是內部含有Flash存儲器。AT89C51單片機主要接口有：微處理器與擴展器件的接口；微處理器與鍵盤、顯示模塊的接口；微處理器與輸出幅值調節電路的接口。AT89C51單片機的結構框圖如圖2-1所示。另外，AT89C51是用靜態邏輯來設計的，其工作頻率可下降到0Hz，并提供兩種可用軟件來選擇的省電方式空閑方式（IdleMode）和掉電方式（PowerDownMode）。在空閑方式中，CPU停止工作，而RAM、定時器/計數器、串行口和中斷系統都繼續工作。在3掉電方式中，片內振蕩器停止工作使一切功能都暫停，故只保存片內RAM中的內容，直到下一個硬件復位為止。圖2-1AT89C51單片機的結構框圖2.1.1主要性能指標1.與MCS-51兼容2.4K字節可編程閃爍存儲器壽命：1000次寫/擦循環,數據保留時間：10年3.全靜態工作：0Hz-24Hz4.三級程序存儲器鎖定5.128*8位內部RAM6.32可編程I/O線7.兩個16位定時器/計數器8.6個中斷源9.可編程串行通道10.片內振蕩器和時鐘電路12.1.2引腳功能說明及功能AT89C51芯片引腳圖如圖2-2。4圖2-2AT89C51芯片引腳圖P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如表2-1所示：表2-1引腳功能P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2/INT0（外部中斷0輸入口）P3.3/INT1（外部中斷1輸入口）P3.4T0（定時器0外部輸入口）P3.5T1（定時器1外部輸入口）P3.6/WR（寫選通輸出口）P3.7/RD（讀選通輸出口）2.1.3電源與晶振引腳XTAL1：片內高增益方向放大器的輸入端，接外部石英晶體和電容的一端。若使用外部輸入時鐘，該引腳必須接地XTAL2：片內高增益方向放大器的輸出端，接外部石英晶體和電容的另一端。若使用外部輸入時鐘，該引腳作為外部輸入時鐘的輸入端。VCC：供電電壓。GND：接地1。2.2ISD1700語音芯片ISD1700系列芯片是華邦公司新推出的單片優