公交车自动报站系统毕业论文设计.doc
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1、word目 录第1章 绪论 论文选题的目的与意义1 国外研究现状和开展趋势1 本课题的研究容2第2章 总体设计方案 2.1 系统的总体框图12.2 系统使用89C52的介绍22.3 LCD液晶显示器6 2.3.1 12864液晶显示模块的介绍72.3.2 12864液晶显示模块的管脚图与管脚定义 7 2.3.3 12864液晶显示模块接口时序的介绍8 2.3.4 12864液晶显示模块与单片机的接口设计9第3章 系统的硬件局部设计3.1 89C52的时钟电路113.2 98C52的复位电路123.3 键盘电路的设计133.3.1 矩阵式键盘扫描原理133.3.2 键盘的去抖设计143.3.3
2、键盘扫描控制方式15第4章 系统的软件局部设计4.1 系统主流程设计16 4.2 键盘扫描流程设计194.3 LCD显示模块流程设计18结论25参考文献26附录27后记281 / 29 第1章 绪论1.1 论文选题的目的与意义随着城市化进程的加快,公共交通作为城市的根底设施之一,仍然是绝大多数出行者的首选交通方式。为使得人们特别是为外来旅游、出差、就医、求职等急需了解本地的公交路线的人提供高效、方便、快捷的公交系统,让他们得到自己所需要的各种相关信息,以便减少各种可能产生不必要的交通流量,提高公交的运作效率,公交自动报站系统便应运而生。公交应用系统带给公交企业的将不仅是形象的提升,也是效益的增
3、长,所以一个城市的公交车的开展也表现一个城市的开展。现在是一个高科技兴旺的时期,人们提倡的是智能设备,用科技来改变人们生活水平与方式,所以现在人们的生活中都感受到了科技给我们带来的方便。现在的城市公交车都装上了语音报站系统,从而提高人们的工作效率。本文正是一个研究如何利用单片机来设计一种适合在公交车上用的自动报站系统。对此的研究我们不仅能够对公交车行业的开展起到一个重要作用,还能够解决如何方便、准确的指示乘客到站的问题,使得乘客能愉快、安全的下车。1.2 国外研究现状和开展趋势公交车自动报站系统的设计主要是为了弥补传统人工语音报站的落后方式,使进站、出站信息自动播报站名,为市民提供更人性化,更
4、完善的服务。目前自动报站系统技术主要有以下几种:一般语音报站器,到站前由乘务人员按动进站按钮开始报站,出站时由乘务人员按下出站按钮,开始预报下站的站名,通过序号来记录各个站点;第二种是门控语音报站器,将开门、关门时转换信号和语音报站器连接,开门和关门时自动报站;第三种是无线信标语音报站器,它是在每个公交车站点设置发射信标点,公交车临近到站点左右会收到信标信号,开始自动报站,出站后信号消失,开始预报下一站,此报站器报站准确,但需要为每个站点组建无线发射信标,建设复杂、费用高,大局部站点无电源供给,公交车数量多时存在频率干扰问题,且较严重,用户修改站点非常不方便,系统维护本钱高;第四种就是GPS自
5、动语音报站器,此报器是在公交车上安装GPS自动语音报站器,自动识别站点并报告站点信息。其优点是报站精准,无须人工操作,无须建设任何车外设施。但从便捷和价格来考虑一般语音公交报站比拟普遍。1.3 本课题的研究容在全面了解公交车自动报站系统的原理后,利用单片机设计并实现进站、出站的公交站名显示,准确的指示乘客到站的问题,使得乘客能愉快、安全的下车。为广阔市民提供更人性化更完善的服务。本设计实现的功能是:利用了89C52单片机作为CPU来进展总体控制,同时使用FYD12864液晶显示电路进展汉字显示,能够实现公交车的站名显示。在CPU控制模式下,键盘电路采用中断扫描模式,当有键按下时,系统产生中断,
6、CPU响应中断后,通过软件来实现该键号所对应键的功能。因此当公交车到达某站时通过按键来控制本系统进展工作,CPU同时通过程序读取汉字信息送入LCD液晶显示电路进展汉字提示进展公交车报站。本设计主要有三局部组成:1、控制局部由89C52组成,包括必要的按键电路、复位电路和时钟电路等外围电路。2、显示局部由12864的LCD液晶显示器完成。3、系统的软件设计用C语言进展编写。 第2章 总体设计方案2.1 系统的总体框图本系统由CPU控制、按键控制、输出显示等组成,其系统总体框图如图2.1 。 键控 CPU控制 LCD显示模块 图2.1 系统的总体框图系统各模块简介:1、CPU控制使用单片机STC8
7、9C52,它具有指令多、功能强、速度快、可靠性高等优点,指令代码完全兼容传统8051单片机,12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可以任意选择。 2、键控采用4 * 4矩阵键盘,这种键盘连接简单使用较少的I/O口就可以接较多按键。3、液晶显示模块采用的是FYD12864模块,它构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比,不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多,且该模块的价格也略低于一样点阵的图形液晶模块。2.2 系统使用89C52的介绍STC89C52的管脚图与管脚定义如图2.2所示。图2.2 STC89C52管脚图管脚的功能介绍如下: VCC40引脚:电源电压。VSS20引脚:接地。
8、P0端口P0.0P0.7,3932引脚:P0口是一个漏极开路的8位双向I/O口。作为输出端口,每个引脚能驱动8个TTL负载,对端口P0写入“1时,可以作为高阻抗输入。在访问外部程序和数据存储器时,P0口也可以提供低8位地址和8位数据的复用总线。此时,P0口部上拉电阻有效。在FlashROM编程时,P0端口接收指令字节;而在校验程序时,如此输出指令字节。验证时,要求外接上拉电阻。P1端口P1.0P1.7,18引脚:P1口是一个带部上拉电阻的8位双向I/O口。P1的输出缓冲器可驱动吸收或者输出电流方式4个TTL输入。对端口写入1时,通过部的上拉电阻把端口拉到高电位,这是可用作输入口。P1口作输入口
9、使用时,因为有部上拉电阻,那些被外部拉低的引脚会输出一个电流。此外,P1.0和P1.1还可以作为定时器/计数器2的外部技术输入P1.0/T2和定时器/计数器2的触发输入P1.1/T2EX,具体参见表2.1。在对FlashROM编程和程序校验时,P1接收低8位地址。 表2.1 引脚功能特性 引脚号功能特性T2定时器/计数器2外部计数输入,时钟输出T2定时器/计数器2捕获/重装触发和方向控制 P2端口P2.0P2.7,2128引脚:P2口是一个带部上拉电阻的8位双向I/O端口。P2的输出缓冲器可以驱动吸收或输出电流方式4个TTL输入。对端口写入1时,通过部的上拉电阻把端口拉到高电平,这时可用作输入
10、口。P2作为输入口使用时,因为有部的上拉电阻,那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。 在访问外部程序存储器和16位地址的外部数据存储器如执行“MOVXDPTR指令时,P2送出高8位地址。在访问8位地址的外部数据存储器如执行“MOVXR1指令时,P2口引脚上的容就是专用存放器SFR区中的P2存放器的容,在整个访问期间不会改变。在对FlashROM编程和程序校验期间,P2也接收高位地址和一些控制信号。P3端口P3.0P3.7,1017引脚:P3是一个带部上拉电阻的8位双向I/O端口。P3的输出缓冲器可驱动吸收或输出电流方式4个TTL输入。对端口写入1时,通过部的上拉电阻把端口拉到高电位,这时可用
11、作输入口。P3做输入口使用时,因为有部的上拉电阻,那些被外部信号拉低的引脚会输入一个电流。 在对FlashROM编程或程序校验时,P3还接收一些控制信号。P3口除作为一般I/O口外,还有其他一些复用功能,如表2.2所示。表2.2 引脚复用功能引脚号复用功能RXD串行输入口TXD串行输出口外部中断0外部中断1T0定时器0的外部输入T1定时器1的外部输入外部数据存储写选通外部数据存储度选通 RST9引脚:复位输入。当输入连续两个机器周期以上高电平时为有效,用来完成单片机单片机的复位初始化操作。看门狗计时完成后,RST引脚输出96个晶振周期的高电平。特殊存放器AUXR地址8EH上的DISRTO位可以
12、使此功能无效。DISRTO默认状态下,复位高电平有效。ALE30引脚:地址锁存控制信号ALE是访问外部程序存储器时,锁存低8位地址的输出脉冲。在Flash编程时,此引脚也用作编程输入脉冲。在一般情况下,ALE以晶振六分之一的固定频率输出脉冲,可用来作为外部定时器或时钟使用。然而,特别强调,在每次访问外部数据存储器时,ALE脉冲将会跳过。如果需要,通过将地址位8EH的SFR的第0位置“1,ALE操作将无效。这一位置“1,ALE仅在执行MOVX或MOV指令时有效。否如此,ALE将被微弱拉高。这个ALE使能标志位地址位8EH的SFR的第0位的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。 29引脚:外部程序
13、存储器选通信号是外部程序存储器选通信号。当AT89C51RC从外部程序存储器执行外部代码时,在每个机器周期被激活两次,而访问外部数据存储器时将不被激活。31引脚:访问外部程序存储器控制信号。为使能从0000H到FFFFH的外部程序存储器读取指令,29引脚必须接GND。注意加密方式1时,29引脚将部锁定位RESET。为了执行部程序指令,应该接VCC。在Flash编程期间,也接收12伏VPP电压。XTAL119引脚:振荡器反相放大器和部时钟发生电路的输入端。XTAL218引脚:振荡器反相放大器的输入端。STC89C52单片机是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单片机,指令代码完全兼容传
14、统8051单片机,12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可以任意选择。另外,它还具有指令多、功能强、速度快、可靠性高等优点。因此本系统采用STC89C52单片机来控制总体控制。2.3 LCD液晶显示器液晶显示器的介绍:液晶显示器简称LCD,它具有功耗低、体积小、美观、方便、使用寿命长的特点。液晶显示器中最主要的物质就是液晶,它是一种规如此性排列的有机化合物,是一种介于固体和液体之间的物质,在电厂的作用下,晶体排列发生改变,从而影响液体液晶的光折射特性,造成某些局部的视觉变化,从而达到显示的目的。231 12864液晶显示模块的介绍FYD12864-0402B是一种具有4位/8位并行、2线或3线串
15、行多种接口方式,部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块;其显示分辨率为12864, 置8192个16*16点汉字,和128个16*8点ASCII字符集.利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令,可构成全中文人机交互图形界面。可以显示84行1616点阵的汉字. 也可完成图形显示.低电压低功耗是其又一显著特点。由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比,不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多,且该模块的价格也略低于一样点阵的图形液晶模块。电源地(GND):0V工作温度(Ta):060(常温) / -2075宽温驱动方式:1/32DUTY,1/5BIAS背光方
16、式:侧部高亮白色LED,功耗仅为普通LED的1/51/10232 12864液晶显示模块的管脚图与管脚定义 图2.3 LCD 12864管脚图 LCD 12864管脚定义如表2.3 :表2.3 12864液晶显示模块管脚定义引脚号引脚名称方向功能说明1VSS-模块的电源地2VDD+模块的电源正端3V0-LCD驱动电压输入端4RS(CS)H/L并行的指令/数据选择信号;串行的片选信号5R/W(SID)H/L并行的读写选择信号;串行的数据口6E(CLK)H/L并行的使能信号;串行的同步时钟7DB0H/L数据08DB1H/L数据19DB2H/L数据210DB3H/L数据311DB4H/L数据412D
17、B5H/L数据513DB6H/L数据614DB7H/L数据715PSBH/L并/串行接口选择:H-并行;L-串行16NC空脚17/RETH/L复位 低电平有效18NC空脚19LED_A+背光源正极LED+5V20LED_K-背光源负极LED-OV233 12864液晶显示模块接口时序的介绍12864显示模块有写时序和读时序两种时序如图2.4所示:(a)MPU写资料到模块(b)MPU从模块读出资料图2.4 接口时序写/读资料图 根本操作时序:读状态:输入:RS=L,R/W=H,CS=H,E=H;输出:D0D7=状态字写指令:输入:RS=L,R/W=L,D0D7=指令码,CS=H,E=高脉冲; 输
18、出:无读数据:输入:RS=H,R/W=H,CS=H,E=H ;输出:D0D7=数据写数据:输入:RS=H,R/W=L,D0D7=数据,CS=H,E=高脉冲; 输出:无234 12864液晶显示模块与单片机的接口设计 图2.5 12864与单片机接口电路图图2.5为12864显示模块与单片机显示模块连接电路图:1VSS为模块的电源地,所以1口接地。2VDD为模块的电源正端,如此2口接电源。3V0为LCD驱动电压输入端,如此需要连接电路来控制电路中的电压。4RS(CS)H/L并行的指令/数据选择信号;串行的片选信号,如此要连接单片机来行使其片选功能。5R/W(SID)H/L并行的读写选择信号;串行
19、的数据口。因为在本电路中始终都是写指令或数据,所以该端可以始终连接低电平。6E(CLK)H/L并行的使能信号;串行的同步时钟。该项需要连接入单片机,再在工作过程中的高/低电平决定该端口所起到的作用。714接口为数据连接端口,与存放器74LS373连接,通过存放器传输单片机中的数据来获得相应的信息传送至12864显示器中。15PSBH/L并/串行接口选择:H-并行;L-串行。16NC空脚,所以该处不接。17/RETH/L复位 低电平有效,如此是直接连接高电平,使得12864显示模块刚开始就处于复位状态 19和20分别为背光源的正负极,如此分别连接相对应的电源正极和电源负极。第3章 系统的硬件局部
20、设计3.1 89C52的时钟电路STC89C52部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器,引脚RXD和TXD分别是此放大器的输入端和输出端。时钟可以由部方式产生或外部方式产生。部方式的时钟电路如图a,在RXD和TXD引脚上外接定时元件,部振荡器就产生自激振荡。定时元件通常采用石英晶体和电容组成的并联谐振回路。晶体振荡频率可以在1.212MHz之间选择,电容值在530pF之间选择,电容值的大小可对频率起微调的作用。外部方式的时钟电路如图b,RXD接地,TXD接外部振荡器。对外部振荡信号无特殊要求,只要求保证脉冲宽度,一般采用频率低于12MHz的方波信号。片时钟发生器把振荡频率两分频,产生一个两相
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