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51单片机公交车语音播报及显示系统设计+流程图+源码(3)

时间:2016-11-28 22:17来源:毕业论文
2.1.1 时钟电路 AT89C51单片机的时钟电路包括三种方式,即内部时钟方式、有源晶振方式和外部时钟信号方式。本设计采用为内部时钟方式,即采用外接石英


2.1.1 时钟电路
AT89C51单片机的时钟电路包括三种方式,即内部时钟方式、有源晶振方式和外部时钟信号方式。本设计采用为内部时钟方式,即采用外接石英晶振和微调电容组成的并联谐振电路,使AT89C51工作在12MHz频率下,图2为时钟电路。
 
图2  时钟电路
 
图3   复位电路

2.1.2 复位电路
本设计采用简单的RC复位电路,图3为复位电路,在单片机的上电瞬间,RST引脚端能出现大于2个机器周期的正脉冲,实现了自动复位。经实践证明,其复位效果稳定、可靠。
2.2按键控制模块
    本设计可以通过按键来控制系统,图4为按键控制电路,K1为停止键,当K1被按下,系统停止播放语音信息和显示汉字信息,K2为应急键,当K2被按下,应急系统打开,LED显示灯亮,扬声器发出警报,液晶显示特定的显示信息,用于提醒乘客出现紧急情况。
 
图4  按键控制电路
 
图5 液晶显示接口电路
2.3 液晶显示模块
液晶显示模块是对语音模块的补充,它的作用是将语音播报的信息用文字的形式显示出来,方便乘客了解[3]。显示模块包括汉字显示和符号显示。本次设计通过P0口实现单片机与液晶显示器的控制,图5为液晶显示接口电路,把命令和数据通过P0口传送到液晶显示器的DDRAM寄存器内,实现信息的显示,当P0口做通用I/0口,端口不存在高阻抗,因此需要在片外接上拉电阻。通过P2口与液晶显示的控制端口连接,实现特定的显示功能。显示一个汉字需要16*16个晶振点,能显示4行汉字,一行可显示8个汉字,共32个汉字,对液晶显示器进行的操作主要是设置页地址和行地址,设定读写模式,可实现特定的行、列的信息显示。
2.4 GPS接收模块
全球定位系统(Global Positioning System),由一个覆盖全球的24颗卫星组系统构成,在任意时刻,地球的任意一点都可以至少同时观测到4颗卫星,每颗卫星发布其位置和时间数据信号,用户接收到卫星到接收机的时间延迟,由信号的传输速度计算出用户与不同卫星之间的距离,确定用户接收机的经度、纬度、高度、速度和时间,以便实现导航、定位、授时等功能。
本设计的GPS接收模块主要是接收虚拟GPS软件Virtual GPS发送的卫星定位数据,通过VSPD实现PC机与单片机之间的串口通信,把适时的状态信息发送给单片机,实现了信息的接收。
2.4.1 GPS导航信息显示程序
本次设计接收到的数据遵守NMEA-0183协议,表1为$GPRMC数据格式,数据信息以$GPRMC为消息的头部,解析消息时把接收到字符与字符串“$GPRMC”中的字符逐一进行比较,如果所接收到信息头部为“$GPRMC”,则继续后面的解析操作,否则忽略本次解析,直到等待下一个“$GPRMC”消息头部的到来[4]。主程序主要是确定消息中车辆的经、纬度信息,将有效数据的经、纬度信息存储在特定的数组里,与特定的站台位置信息比较,确定显示与播报功能的运行与否。
2.4.2 虚拟GPS软件Virtual GPS
Virtual GPS是一款GPS仿真软件。可以用它模拟连接到你的系统上的GPS接收器,用于模拟GPS输入,发送可人为确定的经、纬度、速度、时间等车辆的适时信息,同时支持多种NMEA通信格式。
本设计在Proteus软件里仿真时,只能通过虚拟GPS软件,经过虚拟串口通信,实现单片机与PC机之间的通信,从而达到模拟了GPS接收机的串口输出功能,可人为确定公交车的某一时刻的经度、纬度和速度等信息,实现了公交车的自动报站。
2.4.3 串口通信
串口是CPU与外围设备之间的编码变换器,实现位与字节之间的转换,一般把PC机作为上位机,单片机作为下位机,上位机和下位机通过串行和并行进行通信,而串行传送成本低,适合远距离通信,而得到广泛的应用。单片机有UART全双工标准口,可以实现半工、半双工、全双工三种通信形式,而通信方式有四种,分别是:方式0、方式1、方式2、方式3,进行串口通信时需要波特率发生器来传送数据,波特率发生器由定时器提供,常见的波特率有1200,1800,2400,3600,4800,9600等。PC机通过RS-232标准串行接口传送或接收数据,由于单片机输入,出的是TTL电平,因此需要通过MAX232进行串口信号的数据转换[5]。 51单片机公交车语音播报及显示系统设计+流程图+源码(3):http://www.751com.cn/zidonghua/lunwen_504.html
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