基于51单片机设计的公交车LED屏
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。
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 Wri_Max7219_bytete(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：dress、datad
//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，即管编号数码
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