基于單片機的公交車站自動報站器的設計

管泓

【摘 要】現代社會的公共汽車大多數都安裝了語音自動報站的裝置，這樣大大方便了市民的出行，由于大部分城市的公共汽車裝置都是人工設置系統，也就是說需要司機手動設置，這樣會讓公交司機的注意力不集中，給自己和乘客帶來了巨大而潛在的安全風險。這篇文章介紹了一種由AT89C52單片機設計的可以實現月臺與月臺之間自動播報月臺名稱的系統。該設計由單片機控制自動公交站系統組成，為了實現總線語言自動停止，也就是說，當公共汽車開進月臺，或者離開月臺時，播報語音提示的和服務語言，同時使用LED文字來提示電路。

【關鍵詞】單片機；語言報站；無線通信

1 系統的設計計劃

1.1 系統工作模式

公交車語言報站系統有兩種報站模式：自動模式和手動模式。

1.1.1 自動模式

在公共汽車站的無線遙控發射器，從一定的距離（距離根據環境調整）現場總線和驗證編碼后發射信號的接收器，信號發送主控制器電路板。主控制板通過編制過程中的微控制器控制，以發送控制信號，語音合成模塊，語音郵件，撥打語音模塊，如自動播出的“某某站到了，下車的乘客請走后門。”及其他信息，整個過程完全由微電腦控制，不需要公交車司機參加。

1.1.2 手動模式

公交站臺開進公共汽車時，公共汽車的司機或工作人員用手打開開關，廣播就可以播放站臺的名稱。

1.2 系統前期準備的想法

設想和建立一個語音自動播報站臺的系統，要求由單片機完成，可以完成如下的的工作：

（1）可以讓客戶方便快捷的修改月臺和月臺數目；

（2）顯示屏可以播報出本月臺的名稱，以及下一個月臺的名稱

（3）手動操作和系統自動操作相結合；

（4）可以記錄來回路線的

1.3 系統計劃選擇

（1）建設的軟件系統是采用AT90S52單片機的核心。

這種系統軟件的特點是效能較高，但是資源占用率非常低，受到大家熱烈追捧。綜合C語言等各種編程軟件，非常豐富的功能均可以通過它來完成，而且編程環境上可以進行各種各樣的設計。

（2）語言報送

計劃一、使用專門的語音芯片

這種芯片有ISD、ALPHA等很多種。人們最常用的，比如ISD4004，設置八分鐘的聲音，采樣率為八K。別看語音的芯片語音失真率非常小，但背景噪聲，有額外的功放，額外的功能卻是沒有。

計劃二、使用SYN-6288語音的結合模塊

Syn-6288語音結合模塊是異步串行接收機，語音轉換可以使用合成文本、文本來轉換。這樣的話，智能文本識別、語音合成和智能識別卻是是比較好的。況且優點很多，比如體積小，質量輕，硬件的接口方便，成本成效高。

考慮報站需良好音質，而且要求控制方便，所以決定采用計劃二。

（3）自動報站實現計劃

計劃1：GPS定位系統，位于公交車站，在經度和緯度的公交站附近。該方案精度高，穩定性好，但GPS的高成本，但它必須是精確測量的經度和緯度的第一站，編程難度大，數據處理復雜，精度高，可以說是一個巨大的工作量。

計劃2：使用現成的無線收發模塊，發送和接收模塊，如PT2272/PT2262收發模塊。雖然市場價格只需要10元左右，但長度可以達到幾百米，但穩定性高，調整方便，信號的傳輸距離達到電臺的要求，所以使用這個程序。

（4）人機界面信息的顯示

LCD12864大屏幕液晶顯示器。LCD12864字符、漢字、圖像等大量信息可以顯示，簡單控制。傳統的數字控制，1602液晶顯示設備，顯示有限的信息，這些設備只能顯示字符和數字，不能顯示漢字。系統選用高成本LCD12864的大型LCD信息。

2 系統硬件設計

根據介紹的系統設計要求和設計思路， MCU微調處置控制軟件、LCD視頻模塊、語音芯片、按鍵控制、實時時鐘電路等模塊電路夠成操控的硬件電路圖。

（1）主控制器：將AT89S52單片機作為主體芯片。

（2）無線接收模塊：無線收發模塊和PT2262、PT2272編解碼芯片進行無線信號的接受和發送，以及辨識月臺的名稱的使用，所以該模塊具備了自動播報月臺名稱的效果。

（3）語言模塊：北京的一家科技公司研發的SYN6288芯片合成模塊可以從而完成月臺之間的信息播報。

（4）顯示的模塊：通過LED1286液晶來完成月臺的顯示。

（5）實時時鐘電路：利用DS1302時鐘芯片來實現日期、時間的功能。

2.1 電路元器件的介紹

（1）AT89S52的介紹以及功能

AT89S52是一種微型控制器，它具有功耗低，能效高的特點。只有8K，可在系統中編寫flash，也可以作為儲存器的使用。

AT89S52具有下面幾個功能： flash是八千字節， RAM是二百五十六字節， I/O是三十二位的，數據的指針是兩個，三個計時器均是16位，向量2中斷結構是1個六級，全雙工串口，水晶和時鐘電路。另外，AT89S52可以簡化為0Hz的靜態邏輯運算，可以設計符合兩種軟件，也可以將模式調為節能。

（2）SYN6288芯片

SYN6288芯片接收通過異步串行口（UART）通信合成的文本數據，它支持文本（或TTS）之間的轉換。

語音合成芯片是由主控制器和SYN6288通過UART接口之間來完成連接，通信接口發送控制命令和文本SYN6288語音合成芯片可以通過控制器，它接收SYN6288語音合成芯片基于文本的語音信號輸出，功率放大器放大后輸出信號連接到揚聲器。

本設計中采用市面出售的由SYN6288作為核心器件的SIP-7模塊封裝的聲音合成模塊，此聲音合成模塊有7個管腳。每個管腳分別為：直接驅動喇叭；接單片機RXD腳；接單片機TXD腳；判斷工作狀態；電源端。

（3）PT2262和PT2272編解碼芯片

編解碼芯片PT2262和PT2272是一種 CMOS技術的低功耗和低功耗在編解碼器電路中使用，最多可達12（a0-a11）三態地址終端機（懸吊、高電平和低電平），最高可達12（a0-a11）。任何組合都可以提供531，441地址代碼。PT2262可以有多達6個（d0-d5）數據終端引腳，將地址代碼和數據代碼從17個串行輸出設置用無線遙控來控制。

本設計中采用市面出售的由PT2272解碼接收的六路無線超再生接收模塊，工作電壓：DC5V，工作電流：5mA，工作頻率：315/433MHz，引腳說明：VT為解碼有效指示；D0-D5為信號輸出引腳；Vcc為電源正極 +5V；GND為電源負極。

（4）DS1302 芯片

DS1302是來自美國達拉斯的高性能、低功率的實時時鐘芯片。額外的31字節靜態RAM，使用SPI三線接口與CPU的同步通信，以及一個時鐘信號和RAM數據，可以一次傳輸多個字節。實時時鐘可提供秒、分、日、日、周、月、年，可自動調整為每月31天，并具有年度補償功能。2.5-5.5v的工作電壓由雙電源（主電源和備用電源）供電。備用電源充電方式可以調至，也可為后供電電源來進行充電。

2.2 簡單的講解下聲音的模塊。

（1）聲音合成模塊

均為接插件，實際使用中將連接前面介紹的聲音合成模塊，連接揚聲器來完成相應功能。

（2）無線接收模塊

為接插件，相應功能可以通過再實際使用中將連接前面提到的無線接收模塊來實現。

（3）按鍵電路

鍵本質上是一組按鈕開關，CPU用來識別特定的用戶命令，然后可以將其傳輸到相應的程序來執行用戶命令。這些按鈕主要是用來控制消息站的，在每次擊鍵時都顯示相應的顯示信息。這種按鍵模式比鍵盤操作更方便，而且價格也更便宜。關鍵電路采用中斷模式。當按下按鈕時，系統中斷，CPU響應被中斷，計數開始計數，即查詢鍵號，可以用來實現鍵的相應功能。

2.3 主程序流程

主程序啟動初始化，向量設置成中斷，檢查按下按鈕，來電顯示。液晶先對主程序，串口，中斷，時鐘等的初始化設置，然后在程序周期已檢測到時鐘調節按鈕被按下（即，判斷標志的跡象是等于0），如果此按鈕按下，執行時鐘調節功能，否則執行時間顯示，語音停止，停止的信息。

無線自動停止模式：外部中斷0檢測到單片機的引腳被拉低；手動停止模式：查詢模式是檢測是否單片機的引腳被拉低。

2.4 無線接收子程序流程圖

開始第一步系統初始化設置，連續操作的巴士到火車站，無線信號檢測、信號檢測單片機中斷，中斷系統抗干擾處理，首先是在防篡改程序編碼的信號在同一平臺只觸發一個計劃來寫，所以依靠重復很多次收到無線信號可以避免巴士站，根據一項計劃。當接收模塊接收到無線傳輸模塊時，要啟動6個以上的二進制代碼，MCU立即進入中斷，然后根據代碼檢測和確定所接收的代碼，以確定合適的語音廣播和信息顯示。

2.5 聲音停止子程序流程

首先檢測下游線控制按鈕被按下時，如果你不按，等待；如果按，始發站的信息廣播和顯示。開放的無線信號接收器，自動識別網站廣播或手動播出。

3 結論

人工停止目前基于無線數據收發器的公交報站系統，公交車上人工報站的缺點。通過系統測試和停止其他手段相比，該系統具有價格低廉，精度高，并且可以向大多數城市進行推廣的優點。

系統基于無線數據收發器，每個站的原則進行編碼，然后通過無線數據發射模塊的編碼數據，在一定的空間內發射，接收到的數據總線，進入接收范圍，車輛系統和數據解碼終于解碼數據，以確定公交車的范圍，并啟動語音停止系統，報月臺，并顯示相應的站點信息，智能公交報站。可以實現如下功能：

（1）80米之內時，可以準確地識別并自動停止。

（2）報告該站，可以顯示月臺以及下一站的月臺，日期和時間。

（3）自動停機和手動調整停止功能，司機可以根據實際情況隨時切換。

（4）產品的成本控制在小于150元。

（5）硬件和軟件并不復雜，簡單的修改不同的公交線路，在未來系統升級更加方便。

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