基于51单片机设计的公交车LED屏

描述

一、项目介绍

为了提高公交车站点信息的实时性和准确性,方便乘客及时了解公交车到站信息,从而提高公交出行的便利性和舒适度。传统的公交车到站信息是通过人工喊话或者静态的站牌来实现的,这种方式存在信息不及时、不准确、不方便等问题。当前设计基于STC89C52单片机和MAX7219点阵LED驱动模块的公交车LED屏,通过SYN6288进行语音播报到站信息,可以更加准确地展示到站信息,提高公交出行的效率和便利性。

通过STC89C52单片机控制MAX7219点阵LED驱动模块,将需要显示的信息转化成点阵图像,然后通过MAX7219点阵LED驱动模块控制2*8的LED显示屏显示出来。同时,通过SYN6288语音模块,将到站信息转化成语音播报出来,方便乘客听取。这样,乘客不仅可以看到到站信息,还可以听到语音播报,提高了信息的实时性和准确性,方便乘客及时了解公交车的到站信息。

芯片

芯片

芯片

二、设计思路

2.1 硬件设计

本设计采用STC89C52单片机作为主控芯片,MAX7219点阵LED驱动模块控制2*8的LED显示屏,SYN6288语音模块进行语音播报。

具体硬件设计:

(1)STC89C52单片机

STC89C52单片机是一种高性能、低功耗的8位单片机,具有丰富的外设资源,支持ISP下载和在线仿真调试,适合于各种应用场合。

(2)MAX7219点阵LED驱动模块

MAX7219是一种集成电路,可以驱动8×8点阵LED显示屏,具有串行输入、并行输出的特点,可以方便地控制多个LED显示屏。本设计采用MAX7219点阵LED驱动模块控制2*8的LED显示屏,实现公交车站点信息的展示。

(3)SYN6288语音模块

SYN6288是一种语音合成芯片,可以将文字转换成语音输出。本设计采用SYN6288语音模块进行语音播报,实现公交车到站信息的语音提示。

2.2 软件设计

本设计采用Keil C51编译器进行软件开发,具体软件设计如下:

(1)LED显示屏控制程序

LED显示屏控制程序主要实现MAX7219点阵LED驱动模块控制2*8的LED显示屏,显示公交车站点信息。

具体实现过程:

① 初始化MAX7219点阵LED驱动模块,设置显示模式、扫描限制、亮度等参数。

② 将需要显示的信息转换成点阵数据,存储在数组中。

③ 将点阵数据通过SPI总线发送给MAX7219点阵LED驱动模块,实现LED显示屏的显示。

(2)语音播报程序

语音播报程序主要实现SYN6288语音模块进行语音播报,实现公交车到站信息的语音提示。

具体实现过程:

① 初始化SYN6288语音模块,设置波特率、语音速度、音量等参数。

② 将需要播报的信息转换成语音数据,存储在数组中。

③ 将语音数据通过串口发送给SYN6288语音模块,实现语音播报。

2.3 设计实现

本设计采用STC89C52单片机作为主控芯片,MAX7219点阵LED驱动模块控制2*8的LED显示屏,SYN6288语音模块进行语音播报。

代码设计思路:

(1)LED显示屏控制程序

① 初始化MAX7219点阵LED驱动模块

voidInit_MAX7219(void){Send_Max7219(0x09,0x00);// 译码方式:BCD码Send_Max7219(0x0a,0x03);// 亮度Send_Max7219(0x0b,0x07);// 扫描界限:8个数码管Send_Max7219(0x0c,0x01);// 关闭显示测试Send_Max7219(0x0f,0x00);// 正常工作模式}

② 将需要显示的信息转换成点阵数据,存储在数组中

unsignedcharcode LED_Data[16][8] = { {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},// 空{0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},// 空{0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},// 空{0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},// 空{0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},// 空{0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},// 空{0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},// 空{0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},// 空{0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff},// 全部亮{0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},// 空{0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},// 空{0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},// 空{0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},// 空{0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},// 空{0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},// 空{0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}// 空};

③ 将点阵数据通过SPI总线发送给MAX7219点阵LED驱动模块,实现LED显示屏的显示

voidDisplay_LED(unsignedchar*LED_Data){unsignedchari;for(i=1; i<=8; i++) {Send_Max7219(i, LED_Data[i-1]); } }

(2)语音播报程序

① 初始化SYN6288语音模块

voidInit_SYN6288(void){ SCON =0x50;// 串口工作方式1TMOD &=0x0f;// 定时器1工作方式0TMOD |=0x20; TH1 =0xfd;// 波特率:9600TL1 =0xfd; TR1 =1;// 启动定时器1P1 =0xff;// 关闭SYN6288语音模块}

② 将需要播报的信息转换成语音数据,存储在数组中

unsignedcharcode Voice_Data[10][10] = {"请注意,车辆即将到站,请乘客做好上车准备","请乘客注意安全,文明乘车,谢谢合作","请乘客不要在公交车上吸烟,保持车厢空气清新","请乘客不要在公交车上大声喧哗,保持车厢安静","请乘客不要在公交车上随意乱扔垃圾,保持车厢清洁","请乘客不要在公交车上占用座位,给需要的人让座","请乘客不要在公交车上打电话,尊重他人","请乘客不要在公交车上吃东西,保持车厢整洁","请乘客不要在公交车上拥挤,保持车厢通畅","请乘客不要在公交车上拍照,尊重他人隐私"};

③ 将语音数据通过串口发送给SYN6288语音模块,实现语音播报

voidPlay_Voice(unsignedchar*Voice_Data){unsignedchari; P1 =0xfe;// 打开SYN6288语音模块for(i=0; i<strlen(Voice_Data); i++) { SBUF = Voice_Data[i];while(!TI);// 等待发送完成TI =0; } P1 =0xff;// 关闭SYN6288语音模块}

三、代码设计

3.1 Max7219控制代码

#include< reg52.h >#include< intrins.h >#defineuchar unsigned char#defineuint unsigned int//定义Max7219端口sbit Max7219_pinCLK = P2^2; sbit Max7219_pinCS = P2^1; sbit Max7219_pinDIN = P2^0; uchar code disp1[38][8]={ {0x3C,0x42,0x42,0x42,0x42,0x42,0x42,0x3C},//0{0x10,0x18,0x14,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10},//1{0x7E,0x2,0x2,0x7E,0x40,0x40,0x40,0x7E},//2{0x3E,0x2,0x2,0x3E,0x2,0x2,0x3E,0x0},//3{0x8,0x18,0x28,0x48,0xFE,0x8,0x8,0x8},//4{0x3C,0x20,0x20,0x3C,0x4,0x4,0x3C,0x0},//5{0x3C,0x20,0x20,0x3C,0x24,0x24,0x3C,0x0},//6{0x3E,0x22,0x4,0x8,0x8,0x8,0x8,0x8},//7{0x0,0x3E,0x22,0x22,0x3E,0x22,0x22,0x3E},//8{0x3E,0x22,0x22,0x3E,0x2,0x2,0x2,0x3E},//9{0x8,0x14,0x22,0x3E,0x22,0x22,0x22,0x22},//A{0x3C,0x22,0x22,0x3E,0x22,0x22,0x3C,0x0},//B{0x3C,0x40,0x40,0x40,0x40,0x40,0x3C,0x0},//C{0x7C,0x42,0x42,0x42,0x42,0x42,0x7C,0x0},//D{0x7C,0x40,0x40,0x7C,0x40,0x40,0x40,0x7C},//E{0x7C,0x40,0x40,0x7C,0x40,0x40,0x40,0x40},//F{0x3C,0x40,0x40,0x40,0x40,0x44,0x44,0x3C},//G{0x44,0x44,0x44,0x7C,0x44,0x44,0x44,0x44},//H{0x7C,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x7C},//I{0x3C,0x8,0x8,0x8,0x8,0x8,0x48,0x30},//J{0x0,0x24,0x28,0x30,0x20,0x30,0x28,0x24},//K{0x40,0x40,0x40,0x40,0x40,0x40,0x40,0x7C},//L{0x81,0xC3,0xA5,0x99,0x81,0x81,0x81,0x81},//M{0x0,0x42,0x62,0x52,0x4A,0x46,0x42,0x0},//N{0x3C,0x42,0x42,0x42,0x42,0x42,0x42,0x3C},//O{0x3C,0x22,0x22,0x22,0x3C,0x20,0x20,0x20},//P{0x1C,0x22,0x22,0x22,0x22,0x26,0x22,0x1D},//Q{0x3C,0x22,0x22,0x22,0x3C,0x24,0x22,0x21},//R{0x0,0x1E,0x20,0x20,0x3E,0x2,0x2,0x3C},//S{0x0,0x3E,0x8,0x8,0x8,0x8,0x8,0x8},//T{0x42,0x42,0x42,0x42,0x42,0x42,0x22,0x1C},//U{0x42,0x42,0x42,0x42,0x42,0x42,0x24,0x18},//V{0x0,0x49,0x49,0x49,0x49,0x2A,0x1C,0x0},//W{0x0,0x41,0x22,0x14,0x8,0x14,0x22,0x41},//X{0x41,0x22,0x14,0x8,0x8,0x8,0x8,0x8},//Y{0x0,0x7F,0x2,0x4,0x8,0x10,0x20,0x7F},//Z{0x8,0x7F,0x49,0x49,0x7F,0x8,0x8,0x8},//中{0xFE,0xBA,0x92,0xBA,0x92,0x9A,0xBA,0xFE},//国};voidDelay_xms(uint x){ uint i,j;for(i=0;i< x;i++)for(j=0;j<112;j++); }//--------------------------------------------//功能:向MAX7219(U3)写入字节//入口参数:DATA//出口参数:无//说明:voidWrite_Max7219_byte(uchar DATA){ uchar i; Max7219_pinCS=0;for(i=8;i >=1;i--) { Max7219_pinCLK=0; Max7219_pinDIN=DATA&0x80; DATA=DATA< <1; Max7219_pinCLK=1; } }//-------------------------------------------//功能:向MAX7219写入数据//入口参数:address、dat//出口参数:无//说明:voidWrite_Max7219(uchar address,uchar dat){ Max7219_pinCS=0;Write_Max7219_byte(address);//写入地址,即数码管编号Write_Max7219_byte(dat);//写入数据,即数码管显示数字Max7219_pinCS=1; }voidInit_MAX7219(void){Write_Max7219(0x09,0x00);//译码方式:BCD码Write_Max7219(0x0a,0x03);//亮度Write_Max7219(0x0b,0x07);//扫描界限;8个数码管显示Write_Max7219(0x0c,0x01);//掉电模式:0,普通模式:1Write_Max7219(0x0f,0x00);//显示测试:1;测试结束,正常显示:0}voidmain(void){ uchar i,j;Delay_xms(50);Init_MAX7219();while(1) {for(j=0;j<38;j++) {for(i=1;i<9;i++)Write_Max7219(i,disp1[j][i-1]);Delay_xms(1000); } } }

3.2 完整代码

下面代码里实现了MAX7219点阵LED模块和SYN6288语音模块的控制,以及实现公交车到站信息的主程序。

#include< reg52.h >#include< intrins.h >sbit DIN = P1^5;// MAX7219数据输入口sbit CS = P1^4;// MAX7219芯片使能口sbit CLK = P1^6;// MAX7219时钟输入口sbit SYN_PWR = P2^0;// SYN6288语音模块电源控制口sbit SYN_RST = P2^1;// SYN6288语音模块复位控制口sbit SYN_BUSY = P3^7;// SYN6288语音模块忙碌指示口sbit SYN_RXD = P3^0;// SYN6288语音模块串口接收口sbit SYN_TXD = P3^1;// SYN6288语音模块串口发送口unsignedcharcode DIGITS[10][8] = { {0x00,0x7E,0x81,0x81,0x81,0x7E,0x00,0x00},// 0{0x00,0x00,0x82,0xFF,0x80,0x00,0x00,0x00},// 1{0x00,0xE2,0x91,0x91,0x91,0x8E,0x00,0x00},// 2{0x00,0x42,0x81,0x89,0x89,0x76,0x00,0x00},// 3{0x00,0x1F,0x10,0x10,0xFF,0x10,0x10,0x00},// 4{0x00,0x4F,0x89,0x89,0x89,0x71,0x00,0x00},// 5{0x00,0x7E,0x89,0x89,0x89,0x72,0x00,0x00},// 6{0x00,0x01,0xF1,0x09,0x05,0x03,0x00,0x00},// 7{0x00,0x76,0x89,0x89,0x89,0x76,0x00,0x00},// 8{0x00,0x4E,0x91,0x91,0x91,0x7E,0x00,0x00}// 9};// MAX7219控制程序voidMAX7219(unsignedcharaddress,unsignedchardata){unsignedchari; CS =0;for(i =1; i <=8; i++) { CLK =0; DIN = ((address &0x80) >0) ?1:0; address < <=1; CLK =1; }for(i =1; i <=8; i++) { CLK =0; DIN = ((data &0x80) >0) ?1:0; data < <=1; CLK =1; } CS =1; }// SYN6288语音控制程序voidSYN6288(unsignedcharaddress,unsignedcharvalue){while(SYN_BUSY);// 等待SYN6288模块空闲SYN_TXD =0;// 发送起始位_nop_(); SYN_TXD =1; SYN_TXD =0;// 发送地址位_nop_(); SYN_TXD =1; SYN_TXD =0;// 发送命令位_nop_(); SYN_TXD =1; SYN_TXD =0;// 发送数据位_nop_(); SYN_TXD = (address |0x7F); _nop_(); SYN_TXD = value; }// 主程序voidmain(){unsignedchari, j;unsignedintcount =60; SYN_PWR =1;// 打开语音模块电源SYN_RST =0;// 复位语音模块SYN_RST =1;MAX7219(0x09,0x00);// 控制显示方式(0x00:采用代码B显示方式)MAX7219(0x0A,0x0F);// 控制亮度(0x00~0x0F,共16级)MAX7219(0x0B,0x07);// 控制扫描方式(0x07:以列为单位逐行扫描)while(1) {for(i =0; i <2; i++) {for(j =0; j <8; j++) {MAX7219(j +1, DIGITS[count %10][j]);MAX7219(j +9, DIGITS[count /10][j]); } }SYN6288(0x06,0x0B);// 设定语音播报速度SYN6288(0x02,0x01);// 选择播报方案1SYN6288(0x03,0x03);// 选择播报语音3SYN6288(0x05,0x01);// 执行语音播报操作if(count ==0) {// 倒计时完成,清零计数器count =60; }else{// 继续倒计时count--; }for(i =0; i <200; i++) {// 延时,控制倒计时速度for(j =0; j <100; j++); } } }

上面代码实现了一个倒计时器,并结合MAX7219点阵LED模块和SYN6288语音模块,可以在屏幕上显示倒计时数字,并在倒计时结束时播放语音提示。

代码中定义了MAX7219和SYN6288的控制引脚,并通过MAX7219函数和SYN6288函数分别实现了对这两个模块的控制。其中,MAX7219函数通过SPI接口向MAX7219模块发送地址和数据,以实现对显示方式、亮度和扫描方式等参数的控制;SYN6288函数主要通过串口通信向SYN6288模块发送控制命令和数据,以实现语音方案的选择和播报操作。

在主程序中,代码先打开了SYN6288模块的电源,并将其复位。然后,通过MAX7219函数依次设置MAX7219模块的显示方式、亮度和扫描方式。接着,代码进入了一个无限循环中,在循环体内实现了如下操作:

(1)显示当前倒计时数值。具体来说,代码先通过DIGITS数组定义了0~9十个数字的点阵模式,然后在循环体内不断地调用MAX7219函数,将各个数位的点阵模式数据依次发送给MAX7219模块,以在屏幕上显示倒计时数字。

(2)播放语音提示。具体来说,代码通过SYN6288函数将播报速度、播报方案、播报语音等参数设置好,并发送语音播报命令,让SYN6288模块播放预先录制好的语音提示(例如“还有1分钟到站,请做好准备”)。

(3)控制倒计时速度和完成情况。具体来说,代码通过一个计数器变量count记录了当前的倒计时数值,并在每个循环迭代中对其进行递减操作,以实现倒计时的效果。同时,代码也在循环中加入了一个延时操作,以控制倒计时速度。当倒计时完成时,代码会将计数器清零,从而重新开始倒计时。

四、总结

本设计采用STC89C52单片机设计了基于MAX7219点阵LED驱动模块控制2*8的LED显示屏,通过SYN6288语音模块进行语音播报的公交车LED屏。系统可以提高公交车站点信息的展示效果,方便乘客及时获取公交车到站信息,提高公交车站点服务质量。

审核编辑 黄宇

打开APP阅读更多精彩内容
声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表德赢Vwin官网 网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉

全部0条评论

快来发表一下你的评论吧 !

×
20
完善资料,
赚取积分