基于STC89C52单片机公交车语音报站系统

杨雨涵 李宁宁

摘 要：公交车自动报站系统是利用无线通信原理，在公交车行使中，公交站台发送无线数据，当公交车与站台达到一定距离时，接收到无线信号并解析出来，然后进行语音控制播报站台信息，并将信息显示在液晶屏上。该系统软硬件控制简单，性能良好，价格低廉，具有很好的推广价值。

关键词：无线通信；语音报站；STC89C52单片机

一、研究目的、意义

随着社会的发展和城市化的不断加快，城市的规模不断扩大，人们对于出行的需求越来越大。我国是一个人口大国，大量的人口向城市聚集，这使城市的规模越来越大。很多人居住的与工作的地方有一定的距离，公交车很快变成了人们出行的首选。特别是这些年以来政府提倡绿色出行，公交车作为一种最大众的出行交通工具就更加地受到了提倡。

现在一些城市采用半自动语音报站系统，需要司机在到站时进行人工操作，而这时正是路面情况最复杂的时刻，无形中增加了安全隐患。一些大城市采用GPS定位报站，但造价昂贵导致其无法普及。根据目前城市公交车报站语音的状况，本课题采用无线收发装置对公交车是否到站进行检测，降低了建设发射电台的成本。同时结合了司机人工报站的功能，使报站更加方便、稳定。

二、工作原理

系统运行时，由PT2262组成发送电路，通过无线发射电台信息，当公交车靠近站台时，PT2272组成的接收电路就会接收到来自站台的信息。主控制器接收到信息后，通过ISD1420驱动实现相应的语音播报。同时LCD液晶屏显示本站台和下一站台的信息。为了预防特殊情况，系统增设了按键输入模块，从而实现录音的管理和手动播放的功能。

三、硬件设计

系统由主控制模块、无线收发模块、LCD显示模块和语音芯片组成。

1.主控制器STC89C52单片机

ST89C52单片机为一款高性能、低功耗的CMOS工艺8位控制器，内部集成8k在线系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典MCS-51内核，做了很多改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。本设计即采用STC89C52单片机作为主控制器，实现系统功能。

2.315M无线收发模块

315无线模块一般工作频率为315M，频率稳定度极高，环境温度在-25—+85度之间变化时，频飘仅为3ppm/度。发射功率低，静态电流小，通讯距离达100米，尤其适合多发一收无线遥控及数据传输系统，并且价格低廉。本系统选用315M通讯技术的PT2262及PT2272组成的无线收发器作为无线通讯模块。

3.LCD12864液晶显示

LCD12864是一款支持显示字母、数字符号、中文字型及图片等大量信息的显示器件。而传统的LED发光数码管、LCD1602液晶等器件显示的信息有限，并且这些器件只能显示字符和数字，不能显示汉字。所以本系统选择性价比高的LCD12864大液晶进行信息显示。主控制器通过并行或者串行的数字接口方式，通过写入相应地址寄存器，器件完成编码，在显示屏上显示设计的内容。

4.ISD1420语音芯片

语音播放一班分为两种方式，一种是将需要播报的语音转化为十六进制数据格式后，内容固化程序运行ROM区，在需要播放时，控制器读取，经译码后输出。另一种是直接支持录音和播报，将录制的语音存储在记忆体空间，在需要播放时将录音内容播放出来。由于公交车内线路有时会变更，设计采用第二种方案。

四、软件实现

系统上电后，首先进行初始化，IO初始高电平，LCD12864打开显示，并清屏一次。接着程序对系统的寄存器进行初始化，包括到站标志寄存器，语音播报寄存器，站点寄存器初始化0，进入主循环。

进入主循环后，系统首先判断是否有手动要求语音报站命令，查询到有，则进行手动报站，即将到站标志寄存器，语音播放标志寄存器置1。接着程序查询PT2272的VT引脚是否有有效的解码信号输入。当查询到为高电平时，获取单片机P1.0～P1.5口的站台信息，并更新到站标志寄存器，语音播放寄存器。接着程序查询语音播放寄存器是否有效，其为1，转入语音报站处理程序。本系统设计语音播放三次，当报站完成后，判断是否有录音需要，若有，则控制ISD1420进入录音状态。ISD1420芯片支持20s录音时间，20s后关闭录音。最后控制LCD12864同步显示当前站和下一站的信息。

五、结论及展望

本系统以STC89C52芯片为控制核心器件，通过部分模拟仿真，基本实现了预期的功能。系统能识别站台发射的信息；实现公交车语音报站；可以手动播报；LCD显示器可以显示站台信息等。本系统具有硬件结构简单，软件设计灵活，充分挖掘了单片机的内部资源，性能良好稳定等优点。而系统本身硬件部分价格低廉，适合在大部分城市使用，降低了成本。由于自身知识水平有限，设计仍有值得改进的地方，今后将会继续研究，力求系统功能更加完备。

参考文献：

[1]郭天祥，新概念51单片机C语言教程，北京：电子工业出版社2009-1-1.

[2]严蔚敏，数据结构（C语言版），北京：人民邮电出版社，2011-2-1.

[3]张毅刚、彭喜元，单片机原理与应用设计，电力工业出版社，2008-4.

[4]先锋工作室，单片机程序设计实例，清华大学出版社，2002.

[5]北京交通大学，冯民昌主编：[模拟集成电路系统]（第二版）北京中国铁道出版社，1998.