公交车自动报站系统毕业设计

1公交车自动报站系统龙岩学院专业：电子信息工程学号：2005040218姓名：赖玉娣指导老师：赖义汉【摘要】本设计介绍了一种利用红外线遥控技术,模拟公交车自动报站的系统。以AT89C52为主芯片。公交车上的接收电路收到站台信息后解码，解码后把信号传送给AT89C52单片机，启动LCD12864显示站名。同时，应用语音模块播报站名.还可以实现手动报站功能。报站的时候，相应的指示灯亮；蜂鸣器蜂鸣一声报警。系统由红外线的发射模块、接收模块、LCD12864显示模块及ISD4004语音播报模块组成。关键词：AT89C52；红外线编码技术；LCD12864；AutomaticBusStation【Abstract】Thisdesignintroducesauseofinfraredremotecontroltechnology,simulationbusstopautomatedsystem.TothemainchipAT89C52.Receivercircuitbusstationinformationreceivedafterthedecoding,afterdecodingthesignaltransmittedtotheAT89C52microcontroller,displaystationnamesstartLCD12864.Atthesametime,theapplicationofvoicebroadcaststationmodule.Canalsomanuallystopfunction.Stoptime,thecorrespondingindicatorlight;buzzergivesalarmbeep.Systemmodulefromtheinfraredtransmittermodule,receivermodule,LCD12864displaymoduleandtheISD4004voicebroadcastmodule.Keywords：AT89C52；Infra-redcodingtechnology；LCD12864；2目录1引言……………………………………………………………………………………(3)1.1本课题研究的意义……………………………………………………………………(3)1.2AT89C52单片机介绍………………………………………………………………(3)2设计要求…………………………………………………………………………………(4)3方案分析与论证…………………………………………………………………………(4)3.1无线收发模块的分析与论证………………………………………………………(4)3.2控制模块的分析与论证……………………………………………………………(4)4系统硬件设计……………………………………………………………………………(4)4.1系统的硬件设计………………………………………………………………………(4)4.1.1电路设计原理框图…………………………………………………………………(5)4.2单元电路的设计和分析………………………………………………………………(5)4.2.1遥控收发电路………………………………………………………………………(5)4.2.2AT89C52控制的LCD12864电路……………………………………………………(6)4.2.3ISD4004语音录放电路……………………………………………………………(9)4.2.4本设计总原理图……………………………………………………………………(11)5系统软件设计…………………………………………………………………………(12)5.1系统流程图……………………………………………………………………………(12)5.2程序设计………………………………………………………………………………(14)6系统测试………………………………………………………………………………(15)致谢…………………………………………………………………………………………(15)参考文献……………………………………………………………………………………(15)附录…………………………………………………………………………………………(16)31引言1.1本课题研究的意义现今社会，公交事业关乎到大多数城市居民的出行，可公交车上的报站系统依然无法满足大家对其的要求。现在公交车上普遍使用的人工按键报站会出现报站不准确（由于司机在操作报站系统时经常会按错键或忘记按键，而且在调整系统时会连续报出几个站点，让不熟悉路线站点的乘客不知所措）。并且每次报站时都需要由驾驶员对报站器进行操作，而在车辆起动与进站时，往往是路面情况最复杂的时候，驾驶员既要对行驶中的汽车进行起动或制动等操作，同时还要兼顾报站系统的操作，给行驶中的车辆带来一定的安全隐患。虽然现在已经有些大城市的某些公交车上已经采用GPS定位系统自动报站，但其昂贵的成本，难以实现普及，特别是一些中小城市难以负担。本设计针对目前常见公交车报站系统的主要缺陷，介绍了基于单片机控制的公交车自动报站系统，该系统费用廉价，可以普及。1.2AT89C52单片机介绍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。实际上，单片机几乎在人类生活的各个领域都表现出强大的生命力，使计算机的应用范围达到了前所未有的广度和深度。单片机的出现尤其对电路工作者产生了观念上的冲击。过去经常采用模拟电路、数字电路实现的电路系统，现在相当大一部分可以用单片机予以实现，传统的电路设计方法已演变成软件和硬件相结合的设计方法，而且许多电路设计问题将转化为纯粹的程序设计问题。诚然，单片机的应用意义远不限于它的应用范畴或由此带来的经济效益，更重要的是它已从根本上改变了传统的控制方法和设计思想。是控制技术的一次革命，是一座重要的里程碑。AT89C52是ATMEL公司生产的51系列单片机的一个型号，是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8Kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器（RAM）,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大。AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外部中断口，3个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低成本。AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。主要功能特性：·兼容MCS51指令系统·8K可反复擦写（1000次）FlashROM·32个双向I/O口·256×8bit内部RAM·3个16位可编程定时/计数中断·时钟频率0-24MHZ·2个串行中断·可编程UART串行通道·2个外部中断，共6个中断源·2个读写中断口线，3级加密位·低功耗空闲和掉电模式·软件设置睡眠和唤醒功能42设计要求用AT89C52单片机来设计一个公交车自动报站系统。要求用遥控模拟实现当公交车靠近站点时可以用文字来显示站名，同时相应指示灯亮、有报警功能。3方案分析与论证3.1无线收发模块的分析与论证方案一：无线AP。由无线AP构成，通信的效果好，数据传送量大，但是其成本比较高，由于采用IEEE802.11b和IEEE802.11g的通信协议，因此它比较适合用于移动上网。方案二：无线数传模块。采用专用收发集成电路的无线数传模块构成，所以性能相对较好，而且容易实现，并且在功耗，抗干扰性等方面都比较优越，但是由于基于此芯片的无线传输模块价格和无线AP模块差不多，所以成本相对偏高。方案三：PT2262/PT2272-L4集成芯片。方案采用低功耗、低价位、通用编解码电路，发送用高β的达林顿管，所以在灵敏度和抗干扰性方面有保障。方案四：红外遥控。可以用现有的遥控装置，我们只要了解其编解码原理，就可以采用现成的简易装置来模拟应用。以上四种都是可供参考的方案，在考虑了诸多因素之后，决定采用方案四。虽然在软件解码方面比较复杂，但其工作稳定，可靠性高。3.2控制模块的分析与论证方案一：采用GPRS作为系统的控制器。GPRS即“通用分组无线业务”(GeneralPacketRadioService的英文简称)是在现有GSM网络上开通的一种新型的分组数据传输技术.相对于原来GSM以拨号接入的电路交换数据传送方式GPRS是分组交换技术具有“永远在线”、“自如切换”、“高速传输”等优点。GPRS可作为实现各种复杂的逻辑功能，规模大,但其成本非常高。方案二：采用嵌入式ARM的32位单片机LPC2138。LPC2138功能庞大，内部资源丰富，易于数据的采集，不但具有一般单片机的所有功能，还内置了PWM，具有很强的串行通信功能，引脚非常丰富，功耗低，稳定性好，易于功能扩展,其在线仿真技术，软硬件调试方便,但ARM板成本较高。方案三：采用AT89C52单片机控制，它简单易用、成本低廉，软件编程自由度大，可用编程实现各种控制算法和逻辑控制,采用AT89C52单片机为控制核心，系统功能强大，资源配置灵活，运行可靠稳定，是一套相对完善工业低压控制系统，采用板式结构、安装牢靠，操作简洁。综上所说ARM虽功能强但成本高,且用单片机也能很好的控制，所以该系统的设计选用单片机编程即可，我们所以选择方案三。4系统硬件设计4.1系统硬件设计本设计采用红外遥控来实现无线数据的收发，采用AT89C52单片机为控制核心，实现公交车的自动报站功能。54.1.1系统总体方框图图4.1系统总体方框图4.2单元电路的设计、分析4.2.1遥控收发电路红外线遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段。由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，因而，继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空凋机以及玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成，应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作，如图4.2所示。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。图4.2红外遥控系统框图遥控发射器专用芯片很多，根据编码格式可以分成两大类，这里我们以运用比较广泛，解码比较容易的一类来加以说明，现以日本NEC的uPD6121G组成发射电路为例说明编码原理。当发射器按键按下后，即有遥控码发出，所按的键不同遥控编码也不同。这种遥控码具有以下特征：采用脉宽调制的串行码，以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms的组合表示二进制的“0”；以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms的组合表示二进制的“1”，其波形如图4.3所示。图4.3遥控码的“0”和“1”+5V电源C52单片机遥控收发电路语音录放电路液晶显示电路+3V电源按键电路蜂鸣器指示灯6上述“0”和“1”组成的32位二进制码经38kHz的载频进行二次调制以提高发射效率，达到降低电源功耗的目的。然后再通过红外发射二极管产生红外线向空间发射，如图4.4所示。图4.4遥控信号编码波形图UPD6121G产生的遥控编码是连续的32位二进制码组，其中前16位为用户识别码，能区别不同的电器设备，防止不同机种遥控码互相干扰。该芯片的用户识别码固定为十六进制01H；后16位为8位操作码（功能码）及其反码。UPD6121G最多额128种不同组合的编码。遥控器在按键按下后，周期性地发出同一种32位二进制码，周期约为108ms。一组码本身的持续时间随它包含的二进制“0”和“1”的个