基于STM32的公交自動報站系統設計

李英杰　張富華　王殿臣

摘要：文章主要論述基于STM32F103RBT6作為主控芯片，通過采集輸入端紅外接收模塊、溫濕度傳感器模塊、時鐘芯片模塊的數據，然后通過輸出端控制液晶顯示模塊和語音播報模塊，從而完成對公交車自動報站系統的設計。

關鍵詞：公交自動報站、STM32F103RBT6、WT588D

1 系統設計思路

本設計采用32位STM32F103RBT6 微控制器作為系統數據的處理單元，外圍加入語音模塊，LCD顯示模塊，紅外接收模塊等。

語音模塊用于實現存儲相關的報站語音和實現語音的播放等功能。通過紅外接收模塊來檢測站臺上的紅外發(fā)射器發(fā)送的編碼值以識別車輛所到的車站，并通過LCD顯示模塊顯示該站站名，即實現自動報站的目的。溫度濕度的采集通過溫濕度傳感器DHT11來實現的，而時間日期功能的實現則采用了DS1302時鐘芯片。

2 主要硬件選擇思路

2.1 主控芯片的選擇

采用STM32F103系列單片機。STM32系列是一款高性能、低成本、低功耗的嵌入式芯片，是針對那些具有上述要求的嵌入式系統專門設計的。STM32F103是該系列中的“增強型”，時鐘頻率是同類產品中最高的，可達到72MHz，基本型時鐘頻率為36MHz，我們可以以16位產品的價格得到比16位產品更大幅提升的性能的芯片。非常適合應用在現代微型系統中。

STM-32系列較傳統的MCS-51系列單片機多了更多的資源，其單片機程序都模塊化，接口簡單，且自身帶的功能比51單片機多，需要的外圍電路少，運算速度、存儲容量遠高于51單片機。較傳統MCS-51系列單片機，先進的STM32系列更適合應用在本設計上。

2.2 液晶顯示的選擇

采用液晶（LCD12232）顯示器件，該液晶顯示器件與同類型的圖形點陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結構或顯示程序都要簡潔得多，且該器件的價格也略低于相同點陣的圖形液晶模塊。而且此液晶顯示平穩(wěn)、省電、美觀，更容易實現題目要求，對后續(xù)的功能兼容性高。只需將軟件作修改即可，可操作性強，也易于讀數，能同時顯示日期、時間、星期且易于修改。

2.3 語音芯片的選擇

WT588D語音芯片是一款比ISD1730 語音芯片功能更強大的語音單片機芯片。WT588D讓語音芯片具有高度集成的單片機技術，無需復雜的外圍電路。且具有多種可控制模式，把信息下載到SPI-Flash上即可。操作方式簡潔易懂，減少了語音編輯的時間，支持在線下載。應用廣泛，幾乎涉及所有的語音場所。

2.4 時鐘芯片的選擇

采用專用時鐘芯片DS1302記時。利用專用時鐘芯片與主控電路連接來達到記時需要，且信息準確，容易控制和操作，能夠通過設置芯片在液晶屏上讀出日期、時間、星期甚至分秒的信息，更符合設計要求。

3 電路原理圖

4 系統軟件設計

開機時LCD12232液晶顯示屏顯示“實時時間、實時日歷、溫度、濕度”等信息。調用系統初始化程序，調用讀時間芯片時間子程序，調用時鐘芯片初始化/改寫程序，調用顯示時間日期子程序，紅外信號檢測程序。程序開始執(zhí)行，首先系統初始化：LCD初始化，DS12232初始化。然后進入死循環(huán)：一直顯示時間、當日日期、溫度濕度值，LCD顯示此站及下一站，同時檢測紅外信號發(fā)送的編碼，根據編碼信息語音播報此站及下一站。系統運行主流程圖2。

綜上所述，本系統功能強，成本低，系統穩(wěn)定，無需人工參與，語音音質好，能夠很好是實現公交車報站的自動化，具有非常強的實用性。各組成電路的抗干擾能力非常強，非常適合公交車復雜的運行環(huán)境。且系統存儲方便，調試簡單，很大程度上提高了公交車報站的準確性，可靠性。提高了公交系統的服務質量，促進城市經濟發(fā)展和交通變化的和諧發(fā)展。