基于AT89C51公交车报站控制系统设计

基于AT89C51公交车报站控制系统设计

摘要：本设计主要以Atmel公司的AT89C51的芯片为核心芯片、液晶显示屏幕LCD1602、无线数传模块F05V/J05V以及无线收发模块PT2262/PT2272来实现公交车报站及到站信息的显示。辅助以LCD显示电路、语音电路、电源电路等。本设计的主要功能是公交车即将到站时可以自动提醒，并且液晶显示屏可以显示站台信息。如今道路变得越来越拥挤，而公交车出行就成了解决这种问题的方法之一。为了提高公交车的乘客质量，本设计因此而设计，有助由提高社会和谐，促进城市公交的发展，更好地服务于社会。

关键词：AT89C51；语音播报；LCD1602；自动报站

第一章绪论 ………………………………………………………………………2

1.1公交车报站控制系统背景及意义……………………………………………………2

1.2国内外公交车报站系统研究现状及意义 …………………………………………3

1.2.1国内公交车报站技术发展和现状 ………………………………………3

1.2.2国外公交车报站技术发展和现状………………………………………4

1.3本文的主要研究内容………………………………………………………4

第二章基于AT89C51公交车报站控制系统总体设计……………………………6

2.1公交车报站系统设计思路…………………………………………………………6

2.2系统的基本功能介绍………………………………………………………6

2.3 系统结构框图………………………………………………6

第三章基于AT89C51公交车报站控制系统硬件设计……………………………………8

3.1元器件选型……………………………………………………………8

3.1.1 单片机选型…………………………………………………………8

3.1.2LCD显示器选型………………………………………………………10

3.1.3语音芯片选型…………………………………………………………11

3.1.4蜂鸣器选型…………………………………………………………………12

3.1.5键盘按钮选择………………………………………………………………13

3.2 最小系统电路设计 ……………………………………………………………13

3.2.1 时钟电路………………………………………………………………13

3.2.2 复位电路……………………………………………………………………14

3.3 各单元电路设计 ………………………………………………………………14

3.2.1无线接收模块PT2262/PT2272…………………………………………14

3.2.2无线数传模块F05V/J05V…………………………………………15

3.3.1液晶屏显示电路……………………………………………………………17

3.3.2语音播报电路………………………………………………………………17

3.4基于AT89C51公交车报站控制系统总电路 …………………………………17

第四章基于AT89C51公交车报站控制系统软件设计 ……………………………20

4.1 公交车报站控制系统主程序设计 ………………………………………………20

4.2公交车报站控制系统子程序设计…………………………………………………25

4.3程序调试…………………………………………………………………29

4.3.1Keil软件介绍…………………………………………………………29

4.3.2程序编译调试过程………………………………………………………29

第五章公交车报站控制系统仿真………………………………………………………31

5.1 Proteus仿真软件介绍 ………………………………………………………31

5.2公交车报站控制系统仿真效果……………………………………………………31

第六章结论 ………………………………………………………………………35

致谢 ……………………………………………………………………………36

参考文献 ……………………………………………………………………………37

第一章绪论

1.1公交车报站控制系统研究背景与意义

2015年11月1日零时为标准点我国进行了全国1%的人口抽样调查，在全国各地抽取一部分人占的比例从而推算出全国人口，最终得出的结论是2015我国人口总数大约为177349万人，然而在2010的全国人口普查为133972人，多了3377万人，增长2.52%，年均增长0.5%。从这一数据可以看出，全国人口正逐步增加，从而导致了城市交通压力越来越大，由于机动车数量的增加从而导致汽车尾气污染成为国家主要污染源之一，为了解决这一问题现在全世界都推行乘坐公交车出行从而减少环境污染。为响应“绿色出行，低碳生活”的号召，公交车出行已成为解决交通拥挤和城市污染的主要方法。

伴随着生活水平的提高，公交车报站系统也在不断地改进。在公交车刚发展的时候都是由公交车司机人工报站。这种操作不仅浪费人力而且由于人员嘈杂以及方言的差异等因素不利于人民生活的和谐。现在有些国家把单片机跟公交车相互结合，利用单片机来实现公交车自动报站。

现阶段我国智能运输设备很差，虽然许多理论尚在研究中，但是相应的技术却不能得到推广，从而导致了许多在研究中的案列还并未投入到实际生产中。因此为了更好的提高生活的服务质量以及公交车乘客体验由此研究了本设计，并可以投入到实际生产中。随着社会逐渐科技化，自动化，许多设备因此也变得简便了许多，现有许多设备都是以单片机为核心，本次论文所讲的内容就是以AT89C51为核心从而设计出的公交车自动报站，该设计可以实现公交车即将到站的语音播报和液晶显示屏显示到站信息。通过本设计的研究更有利于自己理解和掌握Proteus、Protel以及Keil软件的使用。

最初，公交车报站系统是由公交车司机手动报站，每当到站时，就由司机按下按钮，同时喇叭开始播报，这种报站方式由太多的缺点，不仅提高了危险度、增加公交车司机的报站难度同时还降低了工作效率，影响乘客的坐车体验，降低服务质量。其实有的公交车售票人员不仅仅需要提供售票服务而且还需要提供报站信息，有的当地报站人员多数采用当地地方方言播报，作为一个外地人很难听懂他所讲的站台信息，从而引发许多麻烦。一些年纪比较大的人对这些公交车报站服务一定会深有感触，在以前公交车刚刚兴起的时候，那时经济也不算特别发达，私家车也比较少，而公交车也成了主要的出行方式，那时科技也不发达，公交车报站都由乘务人员进行人工报站，一般公交车上会安排2个人，一个司机，一个乘务人员。如果公交车上人特别多，有时外地人员也特别多的时候，乘务人员报站总会因为口音以及声音嘈杂等原因使的乘客听不清或者听不明白即将到站的信息，并且原始的人工报站并没有现在的液晶屏显示即将到站的信息。及时没听清乘务人员所报站的信息，也可以自己通过液晶屏显示自己自觉发现即将到站的信息。

随着科技的进步，生活水平的提高，公交车报站系统也在逐步改进，变得越来越智能化。自动语音播报不仅减免了传统方式的人工播报与手动电子播报2种方式存在的错误，也减免了乘务人员的工作强度，从而提高服务质量，提升城市形象。

1.2国内外公交车报站系统研究现状

我国经济正逐年增加，越来越多的人前往大城市发展从而导致了城市人口越来越多，而大的城市交通也原来越拥挤，因此公交车成为了解决交通问题的主要方法之一。公交车报站系统一直在进步，从最初的人工报站、手动报站、自动报站到现在的GPS报站。在一些比较发达的城市，外来人口较多，所以需要公交车报站系统比较强大，除了需要播报一些各个站点，其次还需要播报站点附近的购物广场跟旅游景点等等，因此一般都采用GPS导航系统进行播报，以提高乘客的坐车体验。然而在一些小城市，由于GPS播报系统成本太高，一般都采用较为廉价的人工按键来实现。

1.2.1国内公交车报站技术发展和现状

（1）人工报站：这种方法是刚有公交车而实施的公交车报站，其原理就是当公交车即将到站时由司机进行人工播报。

（2）手动语音播报：继在人工播报的方法之后兴起的一种播报方式，车上司机旁边装有按钮，车内安装扬声器等，到站时司机按下按钮，扬声器开始播报。

（3）无线自动报站：这种播报方法现在比较流行，其工作原理就是在站台安装主体装置（发射装置和编码装置），在公交车上安装接收装置和译码装置。当公交车即将到站时，公交车接收到由站台主体装置发出的信号，从而开始报站。

（4）GPS自动语音播报系统：在公交车上安装GPS，并通过GPS对公交车定位，当公交车到达站台时，自动播报即将到站信息。

1.2.2国外公交车报站技术发展和现状

国外还有一种公交车报站技术，而且也已近在一些地区实施，那就是视频识别自动语音播报系统，何为射频技术呢，射频技术也可以说是一种无线通信技术的一种。其工作原理就是无线信号可以找到其工作目标读取其中的工作数据。公交车报站中在其公交站台处安装射频卡等装备，由其射频卡向外发射无线信号，公家车上安装接收装备，信号被接收时，处理器开始工作同时LED显示信息并播报站台信息。

本设计采用的就是另外一种无线语音播报。其主体装置由PT2262/PT2272、无线数传F05V、J05V模块。LED1602显示模块、ISD1700语音模块等组成。其主要原理是无线信号接收，类似于国外的射频识别语音播报系统，当相比较而言此设计更贴合实际并且其性价比非常高，简单易用。

1.3本课题主要研究内容

该课题的主要内容是实现无线信号收发确认和公交车自动报站，即将到站时公交车的语言播报和液晶显示屏LCD1602的站台显示。本设计的主体模块都很便宜充分体现了其性价比，编写的C语言的程序简单易懂。该设计主要目的是模拟公交车报站系统，该设计以AT89C51为核心该系统主要由液晶显示模LCD1602、无线接发模PT2262/PT2272模块、无线数传模J05V/F05V、语音ISD1700模块等组成。基本可以实现公交车自动报站，提高乘客的坐车体验。

本设计是基于AT89C51公交车自动报站控制系统，以AT89C51为核心从而控制公交车的自动报站系统，站点信息则通过液晶显示LCD1602显示出来。该设计可以模拟人声音进行到站提醒（仿真软件中用蜂鸣器代替）。其工作原理是在公交车安装接收装置和译码装置而在每一个公交车站台处安装发射装置和编码装置，发射装置以公交站台为圆心半径50米的范围内发射信号。当公家车进入以站点为圆心半径50米的园内时就可以接收到其信号并同时LCD1602显示信息和语言播报。该系统主要由液晶显示模LCD1602、无线接发模块PT2262/PT2272模块、无线数传模块J05V/F05V、语音ISD1700模块等组成完整的公交车报站系统。此设计的特点就是在于其发射装置PT2262、PT2272和无线数传模块F05V、和无线接收J05V，该模块相比较其他的模块而言编写程序简单同时价格相对于而言也比较实惠。

总结

对于本设计的研究还是具有重大的发展前途，毕竟随着科技的进步，经济的发展，汽车的数量也越来越增多，同时也伴随着一系列的问题如道路拥挤，环境污染等，所以公家车出行成了解决这些问题的方法之一。为了提高公交车的服务质量与乘客体验所以做了这项论文，此论文的研究方法可以很大解决道路拥挤和环境污染的问题，该设计的设计能够更好的服务于社会。

在本次的毕业设计中让我感触最深的就是在做一个设计之前一定大量的查阅相关资料，对你自己需要做的东西有一定的想法和思路再去做，不能够盲目的去做，不然你在做的时候定会遇到大量的问题，从而乱了阵脚不知道从何做起。在做本设计时为了更好的做好需求分析，我上网查了大量的相关资料，为了充分准备这次毕业设计，我特地上网查阅了许多资料，对现阶段比较流行的几种公交车报站系统进行了对比。最后选择了无线接收自动报站，虽然GPS报站更准确、方便但是其造价昂贵，在一些小型城市并不试用，因此才选择无线自动报站。

在keil软件中进行翻译时总会出现一些错误与警告，而且都是一些比较基本的错误，列如标点符号没加，或者没有大小写等。还有在编写C语言时总会回到一些困难最后在同学与曾老师的帮助下都解决了。通过该设计也更加让我清楚的了解的如何使用keil软件与proteus软件。

在做本设计之前，我已经查阅了大量的相关资料，自认为对公交车报站系统也比较熟悉和了解，自己认为自己能够在毕业设计中做的很顺利。可以事实往往相反，在做的途中我才发现我对自己所了解的知识并不熟练，所以后期在编程和仿真中浪费了很多时间，做毕业设计时就能够发现书本跟实践还是有很大的差距。书本是唯一的，我们只有自己手动操作，去实践才能更好的学好这门知识。

由于这次时间和本人能力的问题，虽然毕业设计已经完成，但我觉得还不够完美，还有许多的缺点。列如仿真过程中不能够使用PT2262/PT2272和ISD1700语音模块，在仿真软件中用了按钮及蜂鸣器代替。其次无限接收发射模块在发送信号时由于外界的电磁波容易受到干扰，这样的干扰会严重影响系统的正常运行，由于技术等原理，并没有设计出如何抑制和防止电磁干扰。同时为了考虑成本等问题，本设计的液晶显示也采用了字母与符号显示，并未采用汉子液晶显示模块。在硬件方面采用了较多的电子元器件，由于时间关系并未对元器件的选型和其兼容性做了做优化设计与选型。

参考文献

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