公交車可視化語(yǔ)音自動(dòng)報(bào)站器的設(shè)

1、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）材料題 目： 公交車可視化語(yǔ)音自動(dòng)報(bào)站器的設(shè) 計(jì) 學(xué)生姓名： 王璐森 學(xué)生學(xué)號(hào)： 0908030232 系 別： 電氣信息工程學(xué)院 專 業(yè)： 電子信息工程 屆 別： 2013 指導(dǎo)教師： 張 大 雷 填 寫 說(shuō) 明1、本材料包括淮南師范學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書、開題報(bào)告以及畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）評(píng)審表三部分內(nèi)容。2、本材料填寫順序依次為：（1）指導(dǎo)教師下達(dá)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書；（2）學(xué)生根據(jù)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書的要求，在文獻(xiàn)查閱的基礎(chǔ)上撰寫開題報(bào)告，送交指導(dǎo)教師審閱并簽字認(rèn)可；（3）畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作后期，學(xué)生填寫畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）主要內(nèi)容，連同畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）全文一并送交

2、指導(dǎo)教師審閱，指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生實(shí)際完成的論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)；（4）指導(dǎo)教師將此表連同學(xué)生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）全文一并送交評(píng)閱教師評(píng)閱。3、指導(dǎo)教師、評(píng)閱教師對(duì)學(xué)生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的成績(jī)?cè)u(píng)定均采用百分制。4、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）答辯記錄不包括在此表中。一、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書要求完成的主要任務(wù)及達(dá)到的目標(biāo)由于現(xiàn)在的公交車上大部分都采用投幣的購(gòu)票方式，不再設(shè)乘務(wù)員。如何方便、準(zhǔn)確地指示乘客到站的以成為當(dāng)務(wù)之急。雖然隨著單片機(jī)的出現(xiàn)，早有設(shè)計(jì)出的語(yǔ)音自動(dòng)報(bào)站器投入使用，但實(shí)踐證明，只有語(yǔ)音的報(bào)站器并不能滿足所有乘客的需要，比如在噪音比較大的場(chǎng)合或者聾啞人乘車時(shí)，就有可能因聽(tīng)不見(jiàn)語(yǔ)音報(bào)站而導(dǎo)致坐過(guò)站，

3、為乘客帶來(lái)不便。因此，我們研制這個(gè)具有漢字顯示功能和語(yǔ)音輸出功能的報(bào)站器單片機(jī)系統(tǒng)，以滿足這個(gè)需要。本系統(tǒng)使用AT89C51單片機(jī)作為CPU，由CPU來(lái)控制語(yǔ)音合成芯片ISD4004，使其工作在CPU控制模式下。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行語(yǔ)音再生時(shí)，由CPU控制語(yǔ)音合成電路中的語(yǔ)音芯片來(lái)讀取存儲(chǔ)器內(nèi)部的語(yǔ)音信息，并合成語(yǔ)音信號(hào)，再通過(guò)語(yǔ)音輸出電路，進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)站和提示。語(yǔ)音是眾多信息載體中具有最大信息容量的信號(hào)，具有很高的智能水平，人們?cè)谔岣哂?jì)算機(jī)系統(tǒng)智能化水平時(shí)，在人機(jī)對(duì)話方面就是尋求最好的語(yǔ)音信息交換手段。語(yǔ)音合成芯片的問(wèn)世，是數(shù)字技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶。人們只要利用大規(guī)模集成電路再配置少部分外圍電路，如分力元件，

4、就可以構(gòu)成語(yǔ)音系統(tǒng)。LR3683語(yǔ)音合成芯片，是Sharp公司推出的比新的語(yǔ)音合成集成電路，它包括波形編碼系統(tǒng)，可定時(shí)抽取語(yǔ)音數(shù)據(jù)樣本，以供系統(tǒng)作量化和編碼之用。LR3683語(yǔ)音合成芯片只是代表了一種語(yǔ)音合成芯片發(fā)展的形式。由于語(yǔ)音合成按其使用目的和約束條件等可分為多種合成方式，語(yǔ)音合成的數(shù)字方法也因編碼方法的多樣性而類型結(jié)構(gòu)不一致。因此，語(yǔ)音芯片的種類很多，規(guī)格很豐富。世界有許多廠商研制開發(fā)語(yǔ)音芯片，我們就有了較多的選擇余地。如美國(guó)ISD（Information Storage Devices）公司的ISD系列芯片采用直接模擬存儲(chǔ)專利技術(shù)，把語(yǔ)音信號(hào)以原始的模擬形式直接存儲(chǔ)在片內(nèi)EEPROM

5、存儲(chǔ)器中，無(wú)需進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換和壓縮處理等，從而減少了失真、大大提高了錄放音質(zhì)量，并具有抗斷電、音質(zhì)好、使用方便、可反復(fù)錄放、無(wú)需專用的語(yǔ)音開發(fā)工具、能隨意列改內(nèi)容和耗電省等優(yōu)點(diǎn)，很適合于現(xiàn)場(chǎng)錄放音系統(tǒng)。本系統(tǒng)就是采用ISD4004語(yǔ)音合成芯片。在通過(guò)語(yǔ)音輸出電路，進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)站和提示同時(shí)，CPU同時(shí)通過(guò)程序讀取漢字信息，送入12864顯示電路來(lái)進(jìn)行漢字提示。本顯示電路采用由 ST7920 控制驅(qū)動(dòng) 器決定。ST7920 同時(shí)作為控制器和驅(qū)動(dòng)器，它可提供 33 路 com 輸出和 64 路 seg 輸出。在驅(qū)動(dòng)器 ST7921 的配合下，最多可以驅(qū)動(dòng) 25632 點(diǎn)陣液晶。ST7920 系列產(chǎn)品硬

6、件特性為提供 8 位，4 位并行接口及串行接口可選，自動(dòng)電源啟動(dòng)復(fù)位功能，內(nèi)部自建振蕩源，6416 位字符顯示 RAM（DDRAM 最多 16 字符4 行，LCD 顯示范圍 164行）等特性。12864具有很強(qiáng)的通用性，可以與AT89C51相連，可已通過(guò)軟件很好的控制顯示器內(nèi)顯示的內(nèi)容，例如：可設(shè)置上、下行路線，可以預(yù)報(bào)站名、報(bào)站名，可以重復(fù)本次的報(bào)站；當(dāng)汽車將到達(dá)某站時(shí)和出站，汽車司機(jī)通過(guò)鍵盤來(lái)控制本系統(tǒng)進(jìn)行工作，控制行駛方向及站號(hào)（如與實(shí)際方向不符，司機(jī)可通過(guò)鍵盤來(lái)調(diào)整顯示電路、語(yǔ)音電路的站名）。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的硬件系統(tǒng)是在AT89C51的基礎(chǔ)上由ISD4004語(yǔ)音芯片、12864液晶顯示模

7、塊、獨(dú)立鍵盤接口等部分組成。利用AT89C51單片機(jī)作為CPU來(lái)進(jìn)行總體控制，通過(guò)語(yǔ)音芯片ISD4004組成的語(yǔ)音控制電路能夠建立多段語(yǔ)音庫(kù)信息，并且可以對(duì)這些段的語(yǔ)音信息進(jìn)行自由的組合，形成變化多樣的語(yǔ)音提示信息，同時(shí)使用12864液晶顯示電路進(jìn)行漢字顯示，能夠?qū)崿F(xiàn)公交車的語(yǔ)音報(bào)站及漢字顯示。在CPU控制模式下，選用4*4矩陣按鍵接入單片機(jī)的I/O口，CPU不斷掃描I/O口狀態(tài)，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，通過(guò)軟件求出鍵值，再通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)該鍵號(hào)所對(duì)應(yīng)的功能。因此當(dāng)汽車到達(dá)某站時(shí)通過(guò)鍵盤來(lái)控制本系統(tǒng)進(jìn)行工作，通過(guò)語(yǔ)音輸出電路進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)站和提示，CPU同時(shí)通過(guò)程序讀取漢字信息送入LCD液晶顯示電路進(jìn)行漢字

8、提示。工作進(jìn)度要求2012.12.12012.12.28 撰寫開題報(bào)告 2012.12.292012.12.31 擬定論文提綱2013.1.12013.2.28 撰寫論文初稿2013.3.12013.4.31 論文修改2013.5.12013.5.14 論文定稿指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日二、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告課題研究目的由于現(xiàn)在的公交車上大部分都采用投幣的購(gòu)票方式，不再設(shè)乘務(wù)員。如何方便、準(zhǔn)確地指示乘客到站的以成為當(dāng)務(wù)之急。雖然隨著單片機(jī)的出現(xiàn)，早有設(shè)計(jì)出的語(yǔ)音自動(dòng)報(bào)站器投入使用，但實(shí)踐證明，只有語(yǔ)音的報(bào)站器并不能滿足所有乘客的需要，比如在噪音比較大的場(chǎng)合或者聾啞人乘車時(shí)，就有可能因聽(tīng)不

9、見(jiàn)語(yǔ)音報(bào)站而導(dǎo)致坐過(guò)站，為乘客帶來(lái)不便。因此，我們研制這個(gè)具有漢字顯示功能和語(yǔ)音輸出功能的報(bào)站器單片機(jī)系統(tǒng)，以滿足這個(gè)需要。目前，在公交車報(bào)站方面，由傳統(tǒng)的人工報(bào)站，逐漸改變?yōu)槭褂梦㈦娔X控制的語(yǔ)音文字報(bào)站系統(tǒng)。本文設(shè)計(jì)了實(shí)現(xiàn)公共汽車的語(yǔ)音自動(dòng)報(bào)站以及漢字提示的功能的系統(tǒng)。具體將整個(gè)系統(tǒng)分為幾個(gè)大的模塊，對(duì)每個(gè)模塊進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)基本上完成設(shè)計(jì)要求。最終所用的這些芯片均是常見(jiàn)的并且價(jià)格比較便宜的，其制作過(guò)程也是不很復(fù)雜的，整個(gè)系統(tǒng)高科技含量大，并很實(shí)用，所以有很好的發(fā)展前景。在設(shè)計(jì)制作過(guò)程中利用普通的元件，在短期內(nèi)便可以開發(fā)出來(lái)，所以很適合大批量生產(chǎn)公交車輛跟蹤和客流跟蹤的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)是公交調(diào)度

10、的基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)公交的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)度，不僅需要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的車輛跟蹤，更需要快速、準(zhǔn)確地獲取客流信息，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的客流跟蹤。車載設(shè)備通過(guò)GPS進(jìn)行精確定位，可以準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地進(jìn)行車輛跟蹤和實(shí)現(xiàn)交通管理等功能，但并沒(méi)有及時(shí)準(zhǔn)確地獲取客流信息，難以實(shí)現(xiàn)客流的實(shí)時(shí)跟蹤。目前車載IC卡的使用為廣大乘客提供了方便，而且IC卡的客流信息也可以通過(guò)無(wú)線信道實(shí)時(shí)發(fā)送到調(diào)度中心。公交管理實(shí)時(shí)掌握客流信息，那么實(shí)現(xiàn)公交的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)度，建立實(shí)時(shí)的公交請(qǐng)求、應(yīng)答及調(diào)度一體化系統(tǒng)就成為可能。課題研究計(jì)劃根據(jù)課題的實(shí)際需要和研究現(xiàn)狀，為更好地高效地保證完成論文，擬如下具體安排：第一階段：查閱文獻(xiàn)、資料第二階段：撰寫論文開題報(bào)告第三階段

11、：實(shí)驗(yàn)探索第四階段：論文定稿與答辯工作進(jìn)度2013.1.12013.2.28 學(xué)習(xí)了解AT89C51單片機(jī)和各個(gè)器件所實(shí)現(xiàn)的功能和本次論文相關(guān)的原理，與指導(dǎo)老師就所研究的課題進(jìn)行詳細(xì)的探討后再逐條擬定論文提綱。2013.3.12013.3.31 盡力完成論文課題實(shí)物并撰寫論文初稿。2013.4.12013.4.30初稿完成后，根據(jù)指導(dǎo)老師意見(jiàn)就細(xì)節(jié)和內(nèi)容進(jìn)行修改論文。2013.5.12013.5.14多次修改后，最終定稿并上交指導(dǎo)老師。本課題研究現(xiàn)狀（需附適量參考文獻(xiàn)）隨著公交優(yōu)先戰(zhàn)略的確定，公交在緩解城市交通擁堵方面的作用將越來(lái)越重要，與這種要求相比，我國(guó)大城市公共交通還有很大差距，主要表現(xiàn)

12、為：為社會(huì)提供服務(wù)信息的水平低，只能是以經(jīng)驗(yàn)為主的被動(dòng)、滯后的實(shí)施服務(wù)，仍以人工作業(yè)為主。上述問(wèn)題顯然不利于公交對(duì)乘客的吸引，也是導(dǎo)致公交運(yùn)營(yíng)組織模式落后、調(diào)度方式原始陳舊、企業(yè)管理效率不高的重要原因。因此，如何提高公交系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量，是現(xiàn)代公交行業(yè)亟待解決的問(wèn)題。我國(guó)發(fā)展智能運(yùn)輸?shù)幕A(chǔ)較差，因此理論研究雖在進(jìn)行，但相應(yīng)技術(shù)卻得不到推廣。在實(shí)際生活中得不到應(yīng)用，達(dá)不到廣泛服務(wù)社會(huì)的目的。所以發(fā)展一種自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)，提高公交服務(wù)質(zhì)量就成為民用科技研究的一個(gè)項(xiàng)目。目前在國(guó)際上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了DPS定位車載智能系統(tǒng)，在國(guó)內(nèi)的幾個(gè)大城市也都有使用，實(shí)現(xiàn)了公交系統(tǒng)的全面監(jiān)控、調(diào)度。公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的研究也達(dá)到

13、了無(wú)線聯(lián)絡(luò)，全自動(dòng)報(bào)站的水平。但其一般其經(jīng)濟(jì)投入較高。結(jié)合我國(guó)現(xiàn)有的公交系統(tǒng)現(xiàn)狀，半自動(dòng)化報(bào)站系統(tǒng)還有很大的應(yīng)用空間。適應(yīng)用于一些中小城市。單片機(jī)具有體積小、功能強(qiáng)、可靠性高、價(jià)格低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)，不僅已成為工業(yè)測(cè)控領(lǐng)域普遍采用的智能化控制工具，而且已滲入到人們工作和生活的各個(gè)角落，有力的推動(dòng)了各行業(yè)的技術(shù)改造和產(chǎn)品的更新?lián)Q代。單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域已從面向工業(yè)控制、通訊、交通、智能儀表等迅 速發(fā)展到家用消費(fèi)產(chǎn)品、辦公自動(dòng)化、汽車電子、PC 機(jī)外圍以及網(wǎng)絡(luò)通訊等廣大領(lǐng)域。單片機(jī)有兩種基本結(jié)構(gòu)形式:一種是在通用微型計(jì)算機(jī)中廣泛采用的，將程 序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合用一個(gè)存儲(chǔ)器空間的結(jié)構(gòu)，稱為普林斯頓結(jié)構(gòu)

14、。另一種是將程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器截然分開，分別尋址的結(jié)構(gòu)，一般需要較大的程序存儲(chǔ)器，目前的單片機(jī)以采用程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器截然分開的結(jié)構(gòu)為多。然而在某些比較特殊的應(yīng)用系統(tǒng)中。我們不僅希望單片機(jī)系統(tǒng)能夠完成數(shù)據(jù)的采集處理，而且同時(shí)還想知道產(chǎn)生這些數(shù)據(jù)的時(shí)刻，以便于更詳細(xì)地了解和掌握現(xiàn)場(chǎng)情況，因此為單片機(jī)系統(tǒng)增加數(shù)字時(shí)鐘將是不可回避的一項(xiàng)新型的工程技術(shù)。參考文獻(xiàn)1劉斌儒,戴勇.基于AVR單片機(jī)Mega16的電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)J.國(guó)外電子元器件,20082汪川,樊澤明.基于單片機(jī)的日歷時(shí)鐘模塊設(shè)計(jì)J.電子設(shè)計(jì)工程,20103張樂(lè)芳,龐新法,黃天錄等.MCS-51單片機(jī)中軟時(shí)鐘設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法J.現(xiàn)代電子

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