公交车报站器的设计

I公交车报站器的设计与实现DesignandRealizationoftheBusStop-ReportingMechanical毕业论文II公交车报站器的设计与实现[摘要]本文介绍了基于凌阳十六位单片机精简开发板—61板SPCE061A、LED键盘和SPR_4096显示模组制作的简易公交车报站系统，利用SPR_4096模组存储语音资源和利用了LED键盘显示模组完整地播放一条公交线路的站名，并且能够显示日期和时间，具有时间日期的设置功能。首先给出了模拟公交车报站器的选题背景和设计方案。再次详细地介绍了系统设计过程中要用到的各种模块（主控板模块、SPR模组模块、LED显示模组模块）的工作原理和主要功能以及语音压缩的方法和过程。最后详细地介绍了系统设计过程中各种模块的硬件设计和软件设计的实现过程，最终成功实现了公交车报站和在数码管上显示时间日期等基本功能。[关键词]公交车报站器SPCE061A芯片SPR4096模组LED键盘显示模组语音压缩毕业论文IIIDesignandRealizationoftheBusStop-ReportingMechanical[Abstract]ThispaperintroducestheFacilitatedBusStop-ReportingSystembasedontheSunplussixteen-singlechipdevelopingpanel-SPCE061A,whichusingSPR_4096modularandLEDkeyboarddisplayingmodularcompletelybroadcaststhestopnamesofabusrouteandshowsthedateandtimewiththefunctionofsettingthetimeanddate.Firstly,thispapergivesthechoosingbackgroundandthedesigningschemeoftheImitatedBusStop-ReportingSystem.Secondly,itexplicitlyintroducestheoperatingprincipleandmainfunctionofkindsofmodulesusedinthesystemdesign(mastercontrolboardmodule,SPRmodularmoduleandLEDdisplayingmodularmodule)aswellasthemethodandtheprocessofthespeechcompression.Finally,itdetailedlyexplainsthedesignprocessofthemodulehardwareandsoftwaresothatandthefunctionsoftheBusStop-Reporting,thetimeanddate-showingareaccomplished.［Keywords］BusStop-ReporterSPCE061AchipSPR4096ModularLEDkeyboardDisplayingModularSpeechCompression毕业论文IV目录第一章选题背景与系统总体设计方案..................................11.1选题背景....................................................11.2设计方案的提出..............................................11.2.1系统的工作原理........................................21.2.2系统的硬件方案........................................31.2.3硬件模块连线图........................................3第二章系统方案比较与论证..........................................52.1主控板模块..................................................52.2SPCE061A精简开发板.........................................52.3SPR模组模块................................................52.3.1主要功能...............................................52.3.2结构框图...............................................62.4LED显示模组模块............................................62.4.1结构框图...............................................62.4.2LED电路原理图.........................................72.5语音压缩....................................................7第三章公交车报站器系统设计........................................93.1主控板模块..................................................93.1.1硬件设计...............................................93.1.2系统软件设计..........................................113.2SPR模组模块...............................................163.3LED显示模组模块...........................................183.3.1硬件设计..............................................183.3.2系统软件设计..........................................203.4语音压缩的过程与方案实现...................................253.4.1语音压缩的过程........................................26毕业论文V3.4.2方案实现..............................................263.4.3语音播放的实现........................................27结论..............................................................30致谢语............................................................31参考文献..........................................................32附录..............................................................33毕业论文VI前言当今社会环境污染问题越来越严重，每年的4月22日为世界地球日，每年的6月5日为世界环境日，可见人类对环境污染问题越来越重视。在城市中机动车的尾气成了污染环境的主要污染源，很多国家提倡人们乘坐公共汽车出行以减少污染，有的国家甚至设定某一天为禁止机动车日来告诫人们环境污染的严重性。由此看来，未来公共汽车将充当现代城市生活中的一个重要角色，而且无人售票的公共汽车成为了一个趋势。公共汽车成为城市人们出行的必备选择后所面临的问题是乘客们如何能够在正确的车站下车，如何知道这辆车开向哪里，途中还会经过哪些车站。在一些需要提示乘客注意的情况，比如车在转弯需要注意，或者需要让座等等，这时该怎么办？解决的办法就是利用公交车报站器播放语音，提示乘客。在当今社会，即使在私家车越来越多的今天，公交车仍然是人们出行的首选，因为公交车具有方便、快捷、车票便宜等优点。传统的公交车报站主要由售票员报站，但是有些售票员有着浓重的地方口音，给外地人乘坐公交车造成了困难，另外，随着无人售票车逐渐增多，公交车报站器就越显得重要了。本毕业设计方案采用凌阳科技公司的SPCE061A单片机，SPR4096存储器与LED键盘显示模组制作一个简易的公交车报站器。毕业论文1第一章选题背景与系统总体设计方案1.1选题背景随着大规模集成电路技术的发展，将CPU、RAM、ROM、定时器/计数器以及输入/输出(I/O)接口电路等主要计算机部件集成在一块集成电路芯片上构成单片机成为一种趋势，可以说单片机已经基本上具备了微机系统的功能，因此单片机在今后的计算机硬件领域中具有不可替代作用，其发展前景是非常看好。本次设计我将用16位单片机SPCE061A芯片来设计一款模拟公交车报站器，利用SPR模组存储语音资源，实现公交车模拟报站功能。当前单片机应用的领域越来越多，单片机的功能将得到淋漓尽致的实现。将单片机用于控制过程，在国内外都已经得到了充分的发展。据统计，我国的单片机年需求量已达1-3亿片，且每年以大约16%的速度增长，但相对于世界市场我国的占有率还不到1%。特别是沿海地区的电子厂，其产品多数要用到单片机，并不断地向内地辐射，这说明单片机应用在我国才刚刚起步，有着广阔的前景，目前单片机已渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的足迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说全自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的工程师和科学家。科技越发达，智能化的东西就越多。本设计的目的在于通过本次设计能将所学到的单片机理论知识应用于生产实践中，增强自己的社会实践能力，为将来在社会更好的立足做准备，同时在实践中学习更多的理论知识，继续深造。本次设计将实现公交车报站、在数码管上显示时间日期等功能，最终完成设计的要求。对我设计过程中用到的各种硬件模块和系统实现所需软件工具的应用有了更深刻的了解和认识。1.2设计方案的提出通过对凌阳SPCE061A单片机的仔细研读，了解了其系统丰富的内部资源，在此基础上加之对凌阳设计资料之设计方案的参考，我总结了两种设计方案如下：毕业论文2方案一：根据设计要求，选用MCS51单片机作为主控芯片，外部适当的扩展RAM组成最小系统。在外围扩展K9F1208FLASH芯片作为存储语音资源的存储器，外扩专用语音处理芯片。考虑到MCS51的I/O口资源，在外部使用专用8279芯片管理键盘、显示器件。系统框图如图1-1所示：图1-1系统框图方案二：根据设计要求，选用SPCE061A单片机作为主控芯片，SPCE061A芯片集成A/D、D/A功能，配合语音函数库可以实现语音功能。外围扩展键盘、显示器件、扩展SPR4096FLASH芯片存储语音资源。由于这颗芯片使用较少的外围器件就能实现最小系统，本次毕业设计即是采用了方案二，框图如图1-2所示图1-2系统框图1.2.1系统的工作原理通过麦克风由音频输入电路将外部音频输入到凌阳芯片中，将录制好的语音资源烧写到RAM专用语音处理芯片MCS51单片机8279专用