公交車報(bào)站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)說明

1、1 / 28公交車報(bào)站系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 摘要摘要 當(dāng)今社會(huì)，對(duì)于一些學(xué)生和一些上班族來說，公交車成為了一種必不可少的交通工具。目前，就我們所在地來說，公交車一般采用的是手動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)，這樣，就給司機(jī)增加了一些困難和勞動(dòng)強(qiáng)度，也為乘客的安全增加了一些隱患。如果道路復(fù)雜的情況下，司機(jī)忘報(bào)站或錯(cuò)報(bào)站這類失誤往往還會(huì)給乘客造成一些不必要的麻煩。本設(shè)計(jì)運(yùn)用 AT89C51 單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)公車的自動(dòng)報(bào)站功能，使公交車在快到達(dá)每一個(gè)站點(diǎn)的情況下自動(dòng)進(jìn)行語音報(bào)站，并且把站臺(tái)名字顯示在 LED 數(shù)碼管上。本系統(tǒng)利用 AT89C51 作為主控芯片來完成主控電路的設(shè)計(jì)，語音電路、漢字點(diǎn)陣顯示電路、電源電路作為輔助電路等，主要

2、實(shí)現(xiàn)到站自動(dòng)報(bào)站自動(dòng)顯示站點(diǎn)。關(guān)鍵詞：自動(dòng)報(bào)站、80C51 單片機(jī)、語音電路、LEDABSTRACTABSTRACTIn todays society， to some students and some office worker， bus becomes a necessary means of transportation. At present in our location， the bus usually adopts automatically stops,which increases some difficulties and labor strength of driver

3、s and some risks of passengers. Under the complex road circumstance, drivers may forget to stop or stop by mistake, which will cause some unnecessary troubles.This design uses single-chip microcomputer AT89C51 to realize the automatic bus stops function，which makes bus in quick arrive every site und

4、er the condition of the automatic for voice stops， and put in LED digital display platform name tube. This system is required to exploit the AT89C51 as the master chip to complete the main control circuit design， voice circuits， Chinese characters dot matrix display circuit， the power circuit as aux

5、iliary circuit， etc.，and it mainly realizes automatic station stops and automatic display site. KEYKEY WORDWORD:automatic stops，80C51 SCM，pronunciation chip，LED 2 / 28目目 錄錄一、引言 1（一）課題研究的背景、意義 1（二）國外研究動(dòng)態(tài) 1（三）設(shè)計(jì)的主要任務(wù) 1二、方案比較 1三、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)與框圖 2四、硬件電路的設(shè)計(jì) 2（一）AT89C51 單片機(jī) 2（二）電壓變換電路 4（三）脈沖檢測電路 6（四）語音電路 6（五）LE

6、D 顯示電路 9五、系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì) 12（一）主程序 12（二）語音報(bào)站程序 12（三）顯示子程序 13總結(jié) 14附錄一：原理圖 15附錄二：原理圖 16附錄三：原理圖 19附錄四：LED 漢字顯示程序 23參考文獻(xiàn) 24致 253 / 281 / 28一、引言一、引言（一）課題研究的背景、意義通過觀察，現(xiàn)在的無人售票公交車都是由公交車駕駛員操控按鈕來實(shí)現(xiàn)報(bào)站，但這種方式存在很多缺陷：首先影響司機(jī)的駕駛，會(huì)使司機(jī)在駕駛中，特別是在靠站過程中分散精力，容易造成安全事故；另外，由于一些司機(jī)的責(zé)任心不強(qiáng)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)漏報(bào)、錯(cuò)報(bào)等問題。市民都希望自己的出行是安全、便捷的，所以，本設(shè)計(jì)將研究一種方便大家的

7、公車自動(dòng)報(bào)站器，讓生活變的更加和諧美好。（二）國外研究動(dòng)態(tài)公交車報(bào)站器在公交事業(yè)中占有舉足輕重的地位，它直接影響到公交車的服務(wù)質(zhì)量。目前公交車報(bào)站有三種方式，一種是利用 GPS 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的公交車報(bào)站系統(tǒng)，在司機(jī)座位后面隔板上，安裝了一臺(tái) 15 英寸的液晶電視和 GPS 信號(hào)接收器，安裝了這套設(shè)備后，公交車在語音報(bào)站的同時(shí)，通過液晶電視還可以顯示到站的站名字幕，這樣如果沒聽清報(bào)站的話，通過顯示屏，乘客也可以一目了然。當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)，調(diào)度中心將會(huì)給公交車發(fā)出相應(yīng)的信息，以短信的形式傳送到顯示屏上，同時(shí)車載臺(tái)會(huì)發(fā)出相應(yīng)的提示音；駕駛員也可以通過相應(yīng)的工具進(jìn)行回復(fù)。目前在美國部分城市GPS

8、衛(wèi)星定位系統(tǒng)已經(jīng)投入使用，國也有此類產(chǎn)品的研制開發(fā)，其功能強(qiáng)大，系統(tǒng)穩(wěn)定，但其投資昂貴，尤其是一些中小城市無法承受。另外一種是手動(dòng)電子報(bào)站和人工報(bào)站的方式，這樣，會(huì)加大司乘人員的工作強(qiáng)度。（三）設(shè)計(jì)的主要任務(wù)本課題主要是對(duì)里程計(jì)數(shù)來控制報(bào)站時(shí)刻， 以實(shí)現(xiàn)公交車的語音自動(dòng)報(bào)站，即在進(jìn)站、出站時(shí)候自動(dòng)播報(bào)語音提示信息與服務(wù)用語，同時(shí)利用 LED 點(diǎn)陣電路進(jìn)行漢字顯示。本設(shè)計(jì)要求利用 AT89C51 作為主控芯片完成主控電路的設(shè)計(jì)，輔助電路要求包括語音電路、漢字點(diǎn)陣顯示電路、電源電路等。二、方案比較二、方案比較方案一：公交車站自動(dòng)報(bào)站器的設(shè)計(jì)，對(duì)車輪軸的轉(zhuǎn)角的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，將計(jì)數(shù)值與預(yù)置值對(duì)比，即可

9、確定報(bào)站時(shí)刻，達(dá)到準(zhǔn)確自動(dòng)的目的。以 AT89C51 為主控芯片，對(duì)外來脈沖計(jì)數(shù)，結(jié)合語音芯片 ISD4004 輸出語音。方案二：利用 8031 單片機(jī)作為 CPU 來進(jìn)行總體控制，當(dāng)汽車到達(dá)某站時(shí)，汽車司機(jī)通過鍵盤來控制本系統(tǒng)進(jìn)行工作，并且，系統(tǒng)將使用狀態(tài)指示電路，向司機(jī)指示出當(dāng)前的行駛方向與站號(hào)方案選擇：將方案一與方案二進(jìn)行比較，方案二是采用 8031 單片機(jī)控制，通過鍵盤來控制報(bào)站時(shí)刻，并不完全符合設(shè)計(jì)的要求，它仍然需要操作員員手動(dòng)控制，所以本課題決定2 / 28選用方案一，它使用 AT89C51 作為主控制芯片，通過對(duì)里程的計(jì)數(shù)來控制報(bào)站時(shí)刻，完全無需人工介入，選用的語音芯片是美國 I

10、SD 公司的 ISD4004，該芯片與其它語音芯片相比較，其語音音質(zhì)好，錄放時(shí)間長。三、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)與框圖三、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)與框圖整個(gè)系統(tǒng)主要由主控電路、脈沖檢測電路、語音電路以與 LED 點(diǎn)陣漢字顯示電路等組成。圖 2.1 系統(tǒng)框圖系統(tǒng)框圖如圖 2.1 所示，該系統(tǒng)主要由 89C51 單片機(jī)作為 CPU 來控制整個(gè)電路。主要是根據(jù)車輪的轉(zhuǎn)數(shù)來實(shí)現(xiàn)脈沖。首先兩站之間的距離是不變的，也就是任意兩站之間，公交車到達(dá)所需的車輪轉(zhuǎn)數(shù)是基本一定的。我們利用這一點(diǎn)，多次試驗(yàn)，記錄任意兩站間公交車所行駛的最小距離，因?yàn)槔锍?轉(zhuǎn)數(shù)*車輪周長，那么我們就因?yàn)楣卉囆旭偟穆肪€是固定的，從起點(diǎn)到終點(diǎn)中途經(jīng)過的站點(diǎn)是固

11、定的。因此，任意知道任意兩站之間的最少圈數(shù)。只要把一圈的距離設(shè)為一個(gè)脈沖，并用計(jì)數(shù)器記錄，到達(dá)一定的脈沖后把數(shù)據(jù)傳送到 CPU，再由 CPU 把信號(hào)傳到語音電路中。從而達(dá)到自動(dòng)報(bào)站效果。再通過 LED 顯示電路顯示出來。若是公交車突然要改變路線或者出現(xiàn)系統(tǒng)錯(cuò)誤的時(shí)候，還能通過控制信號(hào)來實(shí)現(xiàn)。保證更準(zhǔn)確、更與時(shí)、更精確的報(bào)站。四、硬件電路的設(shè)計(jì)四、硬件電路的設(shè)計(jì)硬件在電子系統(tǒng)中，硬件電路不僅是控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，同時(shí)也是軟件運(yùn)行的載體，硬件電路的好壞，直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的有效性，穩(wěn)定性，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)劣起著至關(guān)重要的作用。因此，應(yīng)該高度重視硬件電路的設(shè)計(jì)。大到總的規(guī)劃布局，小到元器件的選擇，都要謹(jǐn)慎

12、小心。公交車報(bào)站系統(tǒng)主要由四個(gè)部分組成，即主控電路、脈沖檢測電路、語音電路以與 LED 點(diǎn)陣漢字顯示電路。(一)AT89C51 單片機(jī)1.AT89C51 結(jié)構(gòu)框圖AT89C51 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖如圖 3.1 所示。它主要由下面幾個(gè)部分組成。3 / 28圖 3.1 單片機(jī) AT89C51 結(jié)構(gòu)框圖（1）一個(gè) 8 位的微處理器（CPU）。（2）片數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM(128B/256B)。存放可以讀/寫的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果、最終結(jié)果、欲顯示的數(shù)據(jù)等。（3）片程序存儲(chǔ)器 ROM/EPROM(4KB/8KB)。存放程序，一些原始數(shù)據(jù)和表格。但也有一些單片機(jī)部不帶 ROM/EPROM，如 8031，80

13、32，80C31 等。（4）四個(gè) 8 位并行 I/O 接口 P0-P3。每個(gè)口既可以用作輸入，也可以用作輸出。（5）兩個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。每個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器都可以設(shè)置成計(jì)數(shù)方式，用以對(duì)外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù)，也可以設(shè)置成定時(shí)方式，并可以根據(jù)計(jì)數(shù)或定時(shí)的結(jié)果實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制。（6）五個(gè)中斷源的中斷控制系統(tǒng)。（7）一個(gè)全雙工 UART（通用異步接收發(fā)送器）的串行 I/O 口。用于實(shí)現(xiàn)單片機(jī)之間或單片機(jī)與微機(jī)之間的串行通信。（8）片振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路。但石英晶體和微調(diào)電容需要外接。最高允許振蕩頻率12MHZ。2.振蕩器電路89 系列單片機(jī)的部振蕩器電路由一個(gè)單級(jí)反相器組成。XTAL1 為反相器的輸入，XTA

14、L2 為反相器的輸出。當(dāng)它部的振蕩器產(chǎn)生時(shí)鐘，只要在 XTAL1 和 XTAL2 引腳上外接一個(gè)晶體與電容組成的并聯(lián)諧振電路，便構(gòu)成一個(gè)完整的振蕩信號(hào)發(fā)生器。如圖 4.1所示，外接晶體與電容 C1，C2，組成并聯(lián)諧振電路。通常情況下 C1，C2 都選擇30pF，如果使用瓷振蕩器，則電容 C1，C2 的值取 47pF。4 / 28圖 4.1 振蕩器等效電路3.復(fù)位電路AT89S51 的上電復(fù)位電路如圖 4.2 所示，只要在 RST 復(fù)位輸入引腳上接一電容至Vcc 端，下接一個(gè)電阻到地即可。上電復(fù)位的過程是在加電時(shí)，復(fù)位電路通過電容加給RST 端一個(gè)短暫的高電平信號(hào)，此高電平信號(hào)隨著 Vcc 對(duì)電

15、容的充電過程而逐漸回落，即 RST 端的高電平信號(hào)必須維持足夠長的時(shí)間。上電時(shí)，Vcc 的上升時(shí)間約為 10ms，而振蕩器的起振時(shí)間取決于振蕩頻率，如晶振頻率為 10MHz，起振時(shí)間為 1ms；晶振頻率為 1MHz，起振時(shí)間則為 10ms。圖 4.2 上電復(fù)位的電路(二)電壓變換電路1.24V 變 5V（如圖 4.3 所示）5 / 28圖 4.3 24V 變 5V公交車上所使用的電源電壓為 24V，而 AT89C51 芯片的工作電壓為 5V，所以需要將 24V 的電壓轉(zhuǎn)換成 5V 電壓。設(shè)計(jì)中采用了三端固定正電壓集成穩(wěn)壓器 7805，來得到+5V 穩(wěn)定電壓。2.24V 變 6V如圖 4.4 所

16、示，由于功率放大器 LM386 要接+6V 電壓，因此還需要一個(gè)電壓變換電路將 24V 電壓變換成+6V 的電壓。這里選用的是芯片 LM317。LM317 是三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器，其電路結(jié)構(gòu)和外接元件如圖 5.2 所示。圖 4.4 電壓變換電路它的部電路有比較放大器、偏置電路、恒流源電路和帶隙基準(zhǔn)電壓等，它的REFV公共端改接到輸出端，器件本身無接地端。所以消耗的電流都從輸出端流出，部的基準(zhǔn)電壓（約 1.2V）接至比較放大器的同相端和調(diào)整端之間。若接上外部的調(diào)整電阻R1、R2 后，輸出電壓為21()REFOREFadjVVVIRR6 / 28 221(1)REFadjRVIRRLM317 的=

17、1.2V，=50uA，由于調(diào)整端電流、，故可以忽略，所以上式化簡REFVadjIadjI1I為21(1)OREFRVVR僅僅從公式看的話，R1、R2 的阻值是可以隨意變換的，而作為穩(wěn)壓電源的輸出計(jì)算公式，R1、R2 阻值是不能隨意變換的。根據(jù)以上的公式來看，我們只要調(diào)整 R1、R2的阻值就可以改變輸出電壓。 (三)脈沖檢測電路本設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是對(duì)轉(zhuǎn)軸所轉(zhuǎn)過的圈數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，考慮到車輛將在復(fù)雜的環(huán)境中運(yùn)行，而霍爾元件具有耐震動(dòng)，不怕灰塵、油污、水汽與鹽霧等的污染或腐蝕的優(yōu)點(diǎn)，故采用可靠的霍爾元件 DN6848 作為信號(hào)采集裝置，再經(jīng)過光電耦合器 4N25 輸入給單片機(jī)。光電耦合器的電流傳輸比為 10%

18、250%，響應(yīng)時(shí)間小于 10us，其電路如圖 4.5所示.圖 4.5 脈沖檢測電路(四)語音電路1.語音芯片 ISD4004 介紹ISD4004 語音芯片采用 CMOS 技術(shù)，含晶體振蕩器、防混疊濾波器、平滑濾波器、自動(dòng)靜噪、音頻功率放大器與高密度多電平閃爍存儲(chǔ)陣列等，因此只需很少的外圍器7 / 28件就可構(gòu)成一個(gè)完整的聲音錄放系統(tǒng)。芯片設(shè)計(jì)是基于所有操作由微控制器控制，操作命令通過串行通信接口（SPI 或 Microwire）送入。采樣頻率可為4.0Hz、5.3Hz、6.4Hz、8.0kHz，頻率越低，錄放時(shí)間越長，而音質(zhì)則有所下降。片信息存于爍存儲(chǔ)器中，可在斷電情況下保存 100 年（典型

19、值）反復(fù)錄音 10 萬次。器件工作電壓 3V，工作電流 2530mA，維持電流 1uA，單片錄放語音時(shí)間 816min，音質(zhì)好，適用于移動(dòng)機(jī)與其它便攜式電子產(chǎn)品中。2.ISD4004 的主要性能與其特點(diǎn)（1） 單片實(shí)現(xiàn)聲音錄放功能（2） 單片錄放時(shí)間為 8min、10min、12min 和 16min（3） 自動(dòng)靜音電路可以在無聲狀態(tài)時(shí)消除背景噪音（4） 具有微控制器 SPI 或 Microwire 串行接口（5） 可以對(duì)多段信息尋址控制（6） 可以通過 SPI 或 Microwire 控制寄存器控制功耗（7） 語音數(shù)據(jù)斷電不丟失，可以保存 100 年（8） 允許反復(fù)錄音 10 萬次（9） 有

20、 PDIP、SOIC、TSOP 和 CSP 多種封裝形式3.外部引腳與其說明，如圖 4.6 所示圖 4.6 ISD4004 引腳圖電源(VCCA，VCCD)：為使噪聲最小，模擬和數(shù)字電源端最好分別走線，盡可能在靠近供電端處相連，而去耦電容應(yīng)盡量靠近器件。地線(VSSA，VSSD)：芯片部的模擬和數(shù)字電路使用不同的地線。同相模擬輸入(ANA IN+)：這是錄音信號(hào)的同相輸入端。輸入放大器可用單端或差分驅(qū)動(dòng)。反相模擬輸入(ANA IN-)：差分驅(qū)動(dòng)時(shí)，這是錄音信號(hào)的反相輸入端。信號(hào)通過耦合電容輸入，最大幅度為峰峰值 16mV8 / 28音頻輸出(AUD OUT)：提供音頻輸出，可驅(qū)動(dòng) 5K 的負(fù)載

21、。片選(SS)：此端為低，即向該 ISD4004 芯片發(fā)送指令，兩條指令之間為高電平。串行輸入(MOSI)：此端為串行輸入端，主控制器應(yīng)在串行時(shí)鐘上升沿之前半個(gè)周期將數(shù)據(jù)放到本端，供 ISD 輸入。串行輸出(MISO)：ISD 的串行輸出端。ISD 未選中時(shí)，本端呈高阻態(tài)。串行時(shí)鐘(SCLK)：ISD 的時(shí)鐘輸入端，由主控制器產(chǎn)生，用于同步 MOSI 和 MISO 的數(shù)據(jù)傳輸。中斷(/INT)：本端為漏極開路輸出。ISD 在任何操作(包括快進(jìn))中檢測到 EOM 或OVF 時(shí)，本端變低并保持。中斷狀態(tài)在下一個(gè) SPI 周期開始時(shí)清除。中斷狀態(tài)也可用RINT 指令讀取。行地址時(shí)鐘(RAC)：漏極開

22、路輸出。每個(gè) RAC 周期表示 ISD 存儲(chǔ)器的操作進(jìn)行了一行(ISD4004 系列中的存貯器共 2400 行)。該端可用于存儲(chǔ)管理技術(shù)。外部時(shí)鐘(XCLK)：本端部有下拉元件。芯片部的采樣時(shí)鐘在出廠前已調(diào)校，誤差在+1%。在不外接地時(shí)鐘時(shí)，此端必須接地。自動(dòng)靜噪(AMCAP)：當(dāng)錄音信號(hào)電平下降到部設(shè)定的某一閾值以下時(shí)，自動(dòng)靜噪功能使信號(hào)衰弱，這樣有助于養(yǎng)活無信號(hào)(靜音)時(shí)的噪聲。通常本端對(duì)地接 1mF 的電容，構(gòu)成部信號(hào)電平峰值檢測電路的一部分。4功放電路的設(shè)計(jì)ISD4004 芯片的音頻輸出引腳 AUD OUT 可以驅(qū)動(dòng)一個(gè) 5k的負(fù)載，當(dāng)器件上電后，該引腳輸出的電源為 1.2V。本設(shè)計(jì)中

23、選用的放大器是 LM386，LM386 是為低電壓應(yīng)用設(shè)計(jì)的音頻功率放大器，其工作電壓為 6V，最大失真度為 0.2，功率頻響為20100kHz。功放電路連線圖如圖 4.7 所示。圖 4.7 功放電路9 / 285.錄音電路的設(shè)計(jì)連線圖如圖 4.8 所示，MIC 是麥克風(fēng)，即語音信號(hào)的輸入端，輸出的模擬語音信號(hào)經(jīng)過三極管組成的放大器放大后加到 ISD4004 語音芯片的 ANA IN-反向模擬輸入端，隨后 ISD4004 語音芯片把傳送的信息儲(chǔ)存下來。圖 4.8 錄音電路（五）LED 顯示電路1.發(fā)光二極管特性發(fā)光二極管與普通二極管一樣具有單向?qū)щ娦?，但是其使用的半?dǎo)體材料不同，其導(dǎo)通電壓較高

24、。對(duì)小功率 LED，支流工作電流以 1-15mA 為宜，最大電流不得超過50mA，最大平均電流不超過 30mA，所以使用中必須要加限流電阻。中功率 LED 的電流工作電流可達(dá) 200mA 左右。LED 其正向壓降變化不大，有一定的穩(wěn)定作用，其發(fā)光強(qiáng)度隨工作電流增大而增大。LED 的發(fā)光強(qiáng)度還一環(huán)境溫度有關(guān)，溫度越低發(fā)光強(qiáng)度越高，隨溫度升高，發(fā)光強(qiáng)度呈準(zhǔn)線性下降，在 75時(shí)發(fā)光強(qiáng)度僅為 25時(shí)的一半，在 80時(shí)，LED 幾乎就不能工作，LED 的最大工作電流也隨溫度升高而線性下降。2LED 顯示器LED 顯示器是用發(fā)光二極管構(gòu)成的顯示器。有筆段字符式和點(diǎn)陣字符式兩大類。為了適應(yīng)不同電路的需要，根

25、據(jù)構(gòu)成 LED 顯示器的發(fā)光二極管公共極的極性，有共陰極和共陽極兩種形式。對(duì)共陰極數(shù)碼管，公共陰極接地，當(dāng)各段陽極上的電平為高電平10 / 28時(shí)，該段接通亮，電平為 0 時(shí)，該段關(guān)斷不亮。對(duì)共陽極數(shù)碼管則剛好相反，高電平時(shí)不亮，低電平時(shí)亮。3.LED 顯示譯碼方式要驅(qū)動(dòng) LED 顯示器顯示相應(yīng)字符，必須通過接口向其提供字符的筆段字形碼和數(shù)位代碼。如何得到字符的筆段字形碼，可以通過硬件譯碼方式，也可以通過軟件譯碼方式。（1）硬件譯碼常用的硬件譯碼器有 BCD7 段譯碼器 MC14558，把譯碼器與驅(qū)動(dòng)電路集成在一起的 BCD7 段譯碼驅(qū)動(dòng)器 MC14547，進(jìn)一步把鎖存器、譯碼器和驅(qū)動(dòng)器集成在

26、一起的BCD7 段鎖存譯碼驅(qū)動(dòng)器 MC14513 和十六進(jìn)制輸出的鎖存譯碼驅(qū)動(dòng)器 MC14495 等。（2）軟件譯碼當(dāng) LED 顯示器用于微處理器或微控制器應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，利用微處理器的強(qiáng)大功能，通過軟件查表方式對(duì)所需要顯示的字符到筆段字形碼的變換實(shí)現(xiàn)譯碼不是一件困難的事，所以目前大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用都是采用這種軟件譯碼方式。4.LED 顯示器驅(qū)動(dòng)方式LED 顯示器驅(qū)動(dòng)方式可以分成靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)和動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)兩種。靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)一般是通過數(shù)字集成電路對(duì)所需要顯示的字符筆段連續(xù)施加電壓；而動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)則是利用矩陣少秒方式間斷向所需要顯示的字符筆段輪流施加電壓。（1）靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)當(dāng) LED 顯示器工作于靜

27、態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)方式時(shí)，不同數(shù)位 LED 數(shù)碼管的公共極（共陰極或共陽極）將被連接在一起并接地或+5V，而每個(gè)數(shù)位的 8 段筆段分別與一個(gè) 8 位鎖存器相連。不同數(shù)位的數(shù)碼管相互獨(dú)立，分別用不同的驅(qū)動(dòng)器件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，它們的顯示字符一旦確定，只要不改變顯示字符，相應(yīng)的鎖存器的輸出就將一直維持不變。這種驅(qū)動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)是編程容易、管理簡單、顯示亮度高、穩(wěn)定性好，占用 CPU時(shí)間較少；但缺點(diǎn)是占用硬件電路和微處理器系統(tǒng)接口資源較多、引線多、印刷板布線復(fù)雜、硬件投入成本高。（2）動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)當(dāng) LED 顯示器工作于動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)方式時(shí)，通常把不同數(shù)位的同名筆段互連起來，共用一個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)器。每一個(gè)數(shù)位上的字符顯示都

28、需要靠筆段字形驅(qū)動(dòng)和數(shù)位驅(qū)動(dòng)相配合，如果數(shù)位顯示該位字符，持續(xù)施加一段時(shí)間的電壓，然后再顯示下一個(gè)數(shù)位的字符。這樣輪回掃描所有的數(shù)位，利用人眼的視覺暫留現(xiàn)象，只要掃描時(shí)間恰當(dāng)，就會(huì)感覺到不同數(shù)位上在同時(shí)穩(wěn)定地顯示不同的字符。動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)是引線少、線路簡單、硬件成本相對(duì)較低。其缺點(diǎn)是需要不斷刷新，當(dāng)采用軟件掃描時(shí)，占用 CPU 的時(shí)間較多；當(dāng)采用硬件掃描時(shí)，又會(huì)增11 / 28加硬件成本，LED 顯示數(shù)位越多，顯示亮度越低，若處理不好或數(shù)位太多，將會(huì)引起顯示閃爍。5.數(shù)據(jù)輸入接口方式（1）并行輸入數(shù)據(jù)并行輸入方式是以并行方式傳送數(shù)據(jù)，其優(yōu)點(diǎn)是傳送數(shù)據(jù)速度快，其缺點(diǎn)是需要占用較多的 I/

29、O 接口線。（2）串行輸入數(shù)據(jù)串行輸入方式是以串行方式傳送數(shù)據(jù)，其優(yōu)點(diǎn)是占用 I/O 接口資源少，其缺點(diǎn)是傳送數(shù)據(jù)的速度相對(duì)較慢。6.LED 點(diǎn)陣漢字顯示電路的設(shè)計(jì)圖 5.7 LED 點(diǎn)陣漢字顯示電路電路圖如圖 5.7 所示，本電路采用 16*256 的 LED 點(diǎn)陣顯示屏來顯示 16 個(gè) 16*16的漢字，采用顯存 U14 來存放漢字點(diǎn)陣信息。顯示屏分 32 頁，每頁由 16 行 8 列 LED發(fā)光二極管構(gòu)成，在 LED 點(diǎn)陣顯示屏中，用一片 4-16 譯碼器 74LS154 進(jìn)行行譯碼，將地址 A0-A3 譯碼形成行信號(hào)，用兩片 4-16 譯碼器 74LS154 組成一個(gè) 5-32 譯碼器

30、，進(jìn)行頁譯碼，將地址 A4-A8 譯碼形成頁選通信號(hào)，分別用以選通一片 74LS244，系統(tǒng)通過此 74LS244 的數(shù)據(jù)線向該頁的某行（由 A0-A3 譯碼選通）上的 8 個(gè)發(fā)光二極管送入顯示信息。九位地址線 A0A8 的地址圍為 0511，分別對(duì)應(yīng)顯示屏的第 1 頁的第 1 行到第32 頁的第 16 行，地址線 A0A8 與顯存 U14 的地址輸入管腳相連接，因此 U14 中的第1 到第 512 字節(jié)中的數(shù)據(jù)存放的是對(duì)應(yīng)顯示屏中第 1 頁的第 1 行到第 32 頁的第 16 行的12 / 28顯示數(shù)據(jù)信息。系統(tǒng)通過循環(huán)地址的方法將 U14 中的每個(gè)單元的數(shù)據(jù)送入顯示屏的第 1 頁的第 1行

31、到第 32 頁的第 16 行，適當(dāng)選擇循環(huán)周期，即可實(shí)現(xiàn)漢字的顯示。循環(huán)的地址信號(hào)由計(jì)數(shù)器 U13 所構(gòu)成的九位二進(jìn)制循環(huán)計(jì)數(shù)器產(chǎn)生，并通過緩沖器 U7 和 U9 的第 1 組通道送給 U14 和上述三片譯碼器的 A0A8 端，作為地址信號(hào)。顯存中的數(shù)據(jù)由單片機(jī)在需要時(shí)寫入，寫入時(shí)，單片機(jī)的 P1.6 置低電平(平時(shí)為高電平)，封鎖計(jì)數(shù)器 U13 的計(jì)數(shù)脈沖 CP(注：CP 為占空比為 10：1 的方波信號(hào))，同時(shí)選通緩沖器 U8 和 U9 的第 2 組通道(經(jīng)非門 U11A 反向輸出的高電平封鎖緩沖器 U7 和U9 的第 1 組通道)，使單片機(jī)送入的地址信號(hào) A0A8 通過緩沖器(U8、U9

32、)作為顯存的地址信號(hào)，單片機(jī)送來的數(shù)據(jù)(P00P07)就可以通過緩沖器 U12 寫入顯存(P1.6 已為低電平)中的對(duì)應(yīng)地址單元，顯示信息完全寫入后，P1.6 被置成高電平(緩沖器 U8和 U9 的第 2 組通道被封鎖，緩沖器 U7 和 U9 的第 1 組通道開鎖)，計(jì)數(shù)脈沖 CP 開鎖，計(jì)數(shù)器 U13 工作，循環(huán)提供 9 位地址信號(hào)，使顯存中的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)被循環(huán)送入顯示屏(此時(shí)，U12 輸出高阻態(tài)，實(shí)現(xiàn)顯示屏的數(shù)據(jù)總線與單片機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線間的隔離)，以實(shí)現(xiàn)漢字提示信息的顯示輸出。五、系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)五、系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)（一）主程序流程圖如圖 4.1 所示。13 / 28圖 4.1 整體流程圖（二）

33、語音報(bào)站程序流程圖如圖 4.2 所示。14 / 28 （a）錄音 （b）放音圖 4.2 語音程序流程圖（三）顯示子程序LED 漢字顯示過程：首先 P1.6 置低電平(平時(shí)為高電平)，封鎖計(jì)數(shù)器 U13 的計(jì)數(shù)脈沖 CP，同時(shí)選通緩沖器 U8 和 U9 的第 2 組通道，使單片機(jī)送入的地址信號(hào) A0A8 通過緩沖器(U8、U9)作為顯存的地址信號(hào)，單片機(jī)送來的數(shù)據(jù)(P00P07)就可以通過緩沖器 U12 寫入顯存(P1.6 已為低電平)中的對(duì)應(yīng)地址單元，顯示信息完全寫入后，P1.6 被置成高電平，計(jì)數(shù)脈沖 CP 開鎖，計(jì)數(shù)器 U13 工作，循環(huán)提供 9 位地址信號(hào)，使顯存中的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)被循環(huán)送入顯

34、示屏)，以實(shí)現(xiàn)漢字提示信息的顯示輸出?？偨Y(jié)總結(jié)我畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是公交車自動(dòng)報(bào)站器的設(shè)計(jì)，經(jīng)過幾個(gè)月的奮斗，終于完成了設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)報(bào)站功能。該設(shè)計(jì)的創(chuàng)新之處在于它應(yīng)用 89C51 單片機(jī)的高速計(jì)數(shù)器端口進(jìn)行脈沖計(jì)數(shù)，以距離來控制報(bào)站時(shí)刻。本系統(tǒng)功能強(qiáng)大，成本低，系統(tǒng)穩(wěn)定，無需人工介入，語音音質(zhì)好，很好的實(shí)現(xiàn)了車輛報(bào)站的自動(dòng)化，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。此次設(shè)計(jì)的公交車自動(dòng)報(bào)站器初始值存入的方式是在車上，單片機(jī)處于輸入狀態(tài)，車輛行駛一遍，將站與站之間的脈沖數(shù)寫入片，該方式在公交車改變路線時(shí)便于修改。另外，本設(shè)計(jì)仍然存在的許多的不足之處，比如它在報(bào)站時(shí)刻上不能十分的精確，存在一定的誤差。這些問題都

35、需要在今后的研究工作中加以改進(jìn)，使系統(tǒng)更完善，更好的為人們服務(wù)。在科技高速發(fā)展的今天，公交車在城市交通事業(yè)中占有舉足輕重的地位，它給人們外出提供了方便快捷的服務(wù)，而報(bào)站器直接影響到公交車的服務(wù)質(zhì)量，因此，我認(rèn)為在不久之后，自動(dòng)報(bào)站器將完全取代傳統(tǒng)的人工報(bào)站，普遍使用于各大、中、小城市。15 / 28附錄一：原理圖附錄一：原理圖16 / 28附錄二：主程序附錄二：主程序17 / 28MOV TMOD， #0F8H； MOV TH0， #0FFH MOV TL0， #0FEH；SETB EA SETB TR0SETB IE0 MOV R0， #20H MOV R1， #11MOV A， #0MOV

36、X R0， A SETB 21H.0 AJMP $ RETL1: CPL 21HMOV TH0， #0FFHMOV TL0， #0FEHMOVX A， R0CLR CCJNE A， #0FFH， L2 INC A MOVX R0， AINC R0L2: INC R0 INC AINC R1MOVX R0， A RETIORG 1000HJNB P1.0， P0 MOV DPTR， #2000HP0: P1.1， $ MOVX A， R0 MOVX DPTR， AMOV A， #0MOVX R0， A18 / 28DEC R0INC DPTRMOVX A， R0MOVX DPTR， AMOV A

37、， #0MOVX R0， AINC DPTRLJMP P0T0: JNB P1.2， T1LCALL C0RETT1: MOVX A， R0DEC DPTRMOVX 30H， DPTRCLR CT2: CJNE A， 30H， T3LJMP T3T3: INC DPTRDEC R0MOVX 31H， DPTRMOVX A， R0CLR CT4: CJNE A， 31H， T5LJMP T4T5: LCALL PLAYDEC DPTRLJMP T1RETC0: MOVX A， R0MOVX 32H， DPTRCLR CC1: CJNE A， 32H， C2LJMP C2C2: INC DPTRD

38、EC R019 / 28MOVX A， R0MOVX 33H， DPTRCLR CC3: CJNE A， 33H， C4LJMP C3C4: LCALL PLAYINC DPTRRET;附錄三：語音報(bào)站程序附錄三：語音報(bào)站程序ORG 0000H20 / 28AJMP MAINMAIN: MOV SP， #10H MOV P1， #OFFH MOV P2， #OFFH MOV P3， #0FFH MOV P0， #0FFH CLR EAMAII: SETB LEDACALL DSTOPMAS0: MOV 3AH， #200MASI: P1.4， MAS0 DJNZ 3AH， ANS1ACALL

39、UPMOV 20H， #00HMOV 21H， #00HMOV 22H， #0000HJNB P1.3， RECAJMP PLAYREC: MOV A， 20 ACALL ISDX MOV A， 21H ACALL ISDX MOV A， 22H ACALL ISDXSETB P0.0REC1: MOV 36H， #10REC2: ACALL YS50 DJNZ 36H， REC2CLR P1.7 MOV A， #0B0H ACALL ISDXSETB P0.0REC3: MOV 35H， #200REC4: JNB P0.2， REC7 JNB P1.4， REC321 / 28 DJNZ 35H， REC4SETB P1.7ACALL STOPPREC5: JNB STOP， REC6 P1.4， REC5ACALL STOPP AJMP REC1REC6: CLR P0.3SETB