单片机地铁或公交自动报站器设计.docx

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1、基于单片机的公交车自动报站系统设计目录第一章绪论11.1 本课题的研究意义11.2 目前几种公交车报站器详细比较11.2.1 1GPS公交车自动报站器21.2.2 手动式公交车自动报站器21.2.3 基于单片机的公交车自动报站系统2第二章系统功能模块详细介绍42.1单片机AT89C5142.1.1管脚说明62.1.2外部晶振的选择82.1.3复位电路82.1.4按键电路设计92.2.PT2262/PT2272引脚图102.2.1PT2262/2272接线图以及工作原理112.2.2无线数传模块F05V/J05V132 .3显示模块1CD1602142. 3.1排阻ReSPaCk-8143. 3

2、.21CDI602的引脚定义144. 3.3液晶1CDI602常用的11条指令165. 4蜂鸣器和1ED指示灯20第三章系统程序设计223 .1系统仿真主程序流程图22第四章系统仿真实现234 .1开发环境Kei1C51介绍235 .2仿真环境PROTEUS介绍246 .3仿真运行结果截图247 .4仿真结果24结束语25附录A系统仿真全部代码27第一章绪论1.1 本课题的研究意义近些年来，随着城市人口的不断增加，人们生活节奏的不断加快，公交车在大城市以及中小城市已经普及，并且有了日新月异的发展，在人民生活中起着重要作用，因此，公交车的正常运行及人们的正常生活息息相关。传统公交车报站大多是由乘

3、务人员来人工报站，但是因为方言的差异或者人多时语音嘈杂，这种方式不利于人民生活的和谐。所以根据这种需要市面上产生流行了多种公交车报站器也方便人们的生活。目前虽然现在在一些大城市的公交车上已经采用GPS定位系统自动报站，但其造价昂贵，难以在一些中小城市实现普及。另外，现在也有一些城市正在使用的一种半自动语音报站系统，这种系统需要由司机在车子进出站的时候人工操作，由于这两个时间点往往是路面情况最复杂的时刻，因此也给行驶中的车辆带来了安全隐患。所以本设计针对目前常见公交车报站系统的主要缺陷，研究介绍了一种基于单片机控制的公交车自动报站系统，实现在到站时的自动语音报站和1CD液晶显示，而且该系统造价廉

4、价，可以在中小城市中普及。1.2 目前几种公交车报站器详细比较公交车对社会影响巨大，随着公交车的不断普及市面上也出现各种各样的公交车报站器，现在市面上流行的几种报站器主要有下列几种类型:1.2.1 GPS公交车自动报站器利用GPS全球卫星定位系统的公交车报站系统，在司机座位后面隔板上，安装了一台15英寸的液晶电视和GPS信号接收器，安装了这套设备后，公交车在语音报站的同时，通过液晶电视还可以显示到站站名的字幕，这样如果没听清报站的话，通过显示屏，乘客也可以一目了然。当出现紧急情况时，调度中心将会给公交车发出相应的信息，以短信的形式传送到显示屏上，同时车载台会发出相应的提示音；目前在美国部分城市

5、GPS卫星定位系统已经投入使用，国内也有此类产品的研制开发，其功能强大，系统稳定，但其投资昂贵，尤其是一些中小城市无法承受。1.2.2 手动式公交车自动报站器手动式公交车自动报站器通过主机上的汉字显示器，显示当前车站名称，即将达到站名指示功能；通过主机屏幕的显示，可直观的观察到进站和下一站信息；通过按键，可播放进站，出站，服务用语等语音。但是该种报站器需要由司机在车子进出站的时候人工操作，由于这两个时间点往往是路面情况最复杂的时刻，因此也给行驶中的车辆带来了安全隐患，不利于公交车的安全行驶。1.2.3 基于单片机的公交车自动报站系统基于单片机的公交车自动报站系统就是利用编码解码芯片PT2262

6、/PT2272进行解码编码，利用无线数传模块F05V/J05V和天线进行发射和接收来实现的。在每个站牌上设置一个编码发送装置PT2262和无线数传模块F05V,通过公交车上设置的接收装置J05V和译码装置PT2272进行译码并传输到单片机。发送装置按照延时3到5秒不断发送信号，公交车在距离站牌10到20米的时候就能接收到信号，然后根据程序来实现语音报站，1CD液晶显示。这种报站系统软件编写比较简单，也容易修改，并且芯片价格低廉，大批生产能够获得比GPS系统达到更高的性价比，是公交车自动报站系统的较佳选择。系统各部分框图如下图所示AT89C51单片机产生周期信号PT2662信号发射无线数传模块F

7、05V一通过天线(Antenna)发射信号，间隔5秒。图2T公交车站牌发射部分方框图图2公交车车载接收部分方框图第二章系统功能模块详细介绍2.1单片机AT89C51随着计算机技术的发展，单片机技术已成为计算机技术中的一个独特的分支，单片机的应用领域也越来越广泛，特别是在工业控制和仪器仪表智能化中扮演着极其重要的角色。纵观单片机发展的30多年来，单片机正往多功能、高性能、高速度、低电压、低价格、低噪声、低功耗、小体积、大容量、专用化和外围电路内装化的方向发展。单片机的出现使的过去经常采用模拟电路、数字电路实现的电路系统，转变成现在用单片机予以实现，并且传统的电路设计方法演变成硬件和软件相结合的设

8、计方法，并且许多电路设计问题将转化为纯粹的程序设计问题。主要特性：1、一个CPU,一个片内振荡器以及时钟电路，2、4K(RAM)程序存储器，3、128B(ROM)数据存储器4、21个特殊功能寄存器5、数据能够保存的时间：10年6、及MCS-51指令相兼容7、32个可编程I/O线(4个8位并行I/O端口)8、16位定时器/计数器有两个9、5个中断源，两个优先级嵌套结构10、一个可编程全双工串行接口11、低功耗的闲置和掉电模式12、片内振荡器和时钟电路尽管目前单片机种类多，各类单片机的指令系统各不相同，功能各有所长,但市场占有率最高的是51系列单片机。单片机体积小，重量轻，具有很强的灵活性而且价格

9、便宜，得到越来越广泛的运用。例如工业控制领域、家电产品，智能化仪器仪表，计算机外部设备，特别是机电一体化产品中都有重要的用途，其中的51单片机系列发展规模最大。51单片的运用广泛，并且具有优异的性能价格比，集成度高，体积小，有很高的可靠性，并且控制功能强。所以是核心控制期间的最佳选择。1XTA11XTA12RST-k-123-4-5-6-7-8-PSENA1EEAP1.0PMP1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7POaAPO.VADIPO2AD2PO.3/AD3P0.4/AD4PO.5/AD5P0.AD6P0.7/AD7P2.Q/A8P2.1/A0P2.2/A10P2.3/A11P2

10、.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INTDP3.37INT1P3.VTDP3.5fT1P3.aWRP3.7/RDg38373635-32J:-FF-10FFH-图3TAT89C51单片机引脚图2.1.1 管脚说明下面对设计中用到的一些管脚进行简要的介绍：VCC：供电电压，一般接+5V电源正端。GND：接地，一般接+5V电源地端。PO（3932脚）：输入输出线PO.0P0.7统称为PO口。可以用作准双向输入/输出口使用，但由于内部无上拉电阻，一般外加上拉电阻：在进行片外存储器扩展或1/。扩展时，PO口作为分时服用的低8位地址总线

11、和双向数据总线。P1口（18脚）：PI口作为准双向I/O口使用。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。P2口（2128脚）：P2口也可作为准双向I/O口，当进行片外村春气扩展或I/O扩展时，P2口用作高8位地址总线。P3（1017脚）：P3口作为准双向I/O口使用外，每一个端口还具有第二功能。P3也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管脚备选功能P3.0RXD（串行口输入端）P3.1TXD（串行口输出端）P3.2/INTO（外部中断0）P3.3/INT1（外部中断1）P3.4TO（定时器/计时器。计数脉冲

12、输入）P3.5T1（定时器/计时器1计数脉冲输入）P3.6/WR（外部数据存储器写选通信号输出）P3.7/RD（外部数据存储器读选通信号输出）RST（9脚）：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持IOnIS高电平时间才能保证有效的复位。A1E/PROG（30脚）：地址锁存允许/编程线。采用了地址/数据总线复用技术。/PSEN（29脚）：片外程序存储器读选通信号输出端，低电平有效。/EA/VPP（31脚）：片外程序存储器选用端，低电平有效。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在F1ASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源(VPP)0XT

13、A11：外接晶体振荡器一端。XTA12：外接晶体振荡器另一端。2.1.2 外部晶振的选择AT89C51的内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器。通过XTA11,ATA12外部接上一片作为反馈元件的晶体，及C1和C2构成了并联谐振电路，使其构成自激振荡器。电容的值通常30PF。具体的接线电路如图32外部晶振电路：AT89C51单片机外接的是12MHZ的晶振，则机器周期为Iuso2.1.32.1.4 复位电路复位的作用是使程序自动从OOOOH开始执行，因此我们只要在AT89C51单片机的RST端加上一个高电平信号，并持续IOn1S以上即可，RST端接有一个上电复位电路，它是由一个小的电容和一个

14、接地的电阻组成的。按键复位电路另外采用一个按钮来给RST端加上高电平信号。本设计采用放电型的进行人工复位的电路，如图按键复位电路，上电时C3通过R2充电，维持宽度大于IomS的正脉冲，就可以完成复位操作。当C3结束充电后，RST端出现低电平，这是CPU将正常的工作。在本次设计中如果需要按键进行复位，就按下按钮BUTTON3,C3通过BUTTON3和R2放电，RST端电位将会上升到高电平，从而实现人工复位，BUTToN3松开后C3重新充电，当结束充电后，CPU将会重新工作。下图中，R2是限流电阻，阻值不可以过大，否则不能起到复位作用。5v图3-3按键复位电路2.1.5 按键电路设计对于此设计来说

15、要准确的显示设计所要对应的信息，每按下一次按键要显示所要显示的信息。这按键是主要用来模拟无线信号的收发而设计的，即PT2262/PT2272的无线信号收发。功能的实现主要是通过程序来实现，BUTTONI控制顺向报站，当报站系统启动后，按下BUTTONI开始按预先设置好的站名进行顺向报站，本设计设置的是从站名“AAAAAAA”到“EEEEEEE”依次报站，每次按键按下时实现1ED提示灯亮，蜂鸣器连续鸣叫7次。BUTTON21-I=1,-O01J=1(DOOBUTT0N1TBUTT0N2按键是实现公交车逆向返回时的报站，即从站名“EEEEEEE”到AAAAAAA的依次报站，也满足每次按键按下时实现1ED提示灯亮，蜂鸣器连续鸣叫7次。P3.3/INT1P3.4fT0P3.5fT1P3.6/WRP3.7/RD图3-4按键设置如果使用过程中出现错误时，可以使用按键复位，重现选择正向或者逆向报站。同时，为了防止一次按键产生站名的漏报，在软件设计中使用了延时函数，防止站名的