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。
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。
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。
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。
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
void Init_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
unsigned char code 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
void Display_LED(unsigned char *LED_Data)
{
unsigned char i;
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
void Init_SYN6288(void)
{
SCON = 0x50; // 串口工作方式1
TMOD &= 0x0f; // 定时器1工作方式0
TMOD |= 0x20;
TH1 = 0xfd; // 波特率：9600
TL1 = 0xfd;
TR1 = 1; // 启动定时器1
P1 = 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
unsigned char code 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
void Play_Voice(unsigned char *Voice_Data)
{
unsigned char i;
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>
#define uchar unsigned char
#define uint 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
};
void Delay_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：
void Write_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：
void Write_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;
}
void Init_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：1
Write_Max7219(0x0f, 0x00); //显示测试：1；测试结束，正常显示：0
}
void main(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
unsigned char code 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
void MAX7219(unsigned char address, unsigned char data) {
unsigned char i;
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
void SYN6288(unsigned char address, unsigned char value) {
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
void main() {
unsigned char i, j;
unsigned int count = 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1
SYN6288(0x03, 0x03); // 选择播报语音3
SYN6288(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。
|
