基于STM32的公交自动报站系统设计

李英杰　张富华　王殿臣

摘要：文章主要论述基于STM32F103RBT6作为主控芯片，通过采集输入端红外接收模块、温湿度传感器模块、时钟芯片模块的数据，然后通过输出端控制液晶显示模块和语音播报模块，从而完成对公交车自动报站系统的设计。

关键词：公交自动报站、STM32F103RBT6、WT588D

1 系统设计思路

本设计采用32位STM32F103RBT6 微控制器作为系统数据的处理单元，外围加入语音模块，LCD显示模块，红外接收模块等。

语音模块用于实现存储相关的报站语音和实现语音的播放等功能。通过红外接收模块来检测站台上的红外发射器发送的编码值以识别车辆所到的车站，并通过LCD显示模块显示该站站名，即实现自动报站的目的。温度湿度的采集通过温湿度传感器DHT11来实现的，而时间日期功能的实现则采用了DS1302时钟芯片。

2 主要硬件选择思路

2.1 主控芯片的选择

采用STM32F103系列单片机。STM32系列是一款高性能、低成本、低功耗的嵌入式芯片，是针对那些具有上述要求的嵌入式系统专门设计的。STM32F103是该系列中的“增强型”，时钟频率是同类产品中最高的，可达到72MHz，基本型时钟频率为36MHz，我们可以以16位产品的价格得到比16位产品更大幅提升的性能的芯片。非常适合应用在现代微型系统中。

STM-32系列较传统的MCS-51系列单片机多了更多的资源，其单片机程序都模块化，接口简单，且自身带的功能比51单片机多，需要的外围电路少，运算速度、存储容量远高于51单片机。较传统MCS-51系列单片机，先进的STM32系列更适合应用在本设计上。

2.2 液晶显示的选择

采用液晶（LCD12232）显示器件，该液晶显示器件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，且该器件的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。而且此液晶显示平稳、省电、美观，更容易实现题目要求，对后续的功能兼容性高。只需将软件作修改即可，可操作性强，也易于读数，能同时显示日期、时间、星期且易于修改。

2.3 語音芯片的选择

WT588D语音芯片是一款比ISD1730 语音芯片功能更强大的语音单片机芯片。WT588D让语音芯片具有高度集成的单片机技术，无需复杂的外围电路。且具有多种可控制模式，把信息下载到SPI-Flash上即可。操作方式简洁易懂，减少了语音编辑的时间，支持在线下载。应用广泛，几乎涉及所有的语音场所。

2.4 时钟芯片的选择

采用专用时钟芯片DS1302记时。利用专用时钟芯片与主控电路连接来达到记时需要，且信息准确，容易控制和操作，能够通过设置芯片在液晶屏上读出日期、时间、星期甚至分秒的信息，更符合设计要求。

3 电路原理图

4 系统软件设计

开机时LCD12232液晶显示屏显示“实时时间、实时日历、温度、湿度”等信息。调用系统初始化程序，调用读时间芯片时间子程序，调用时钟芯片初始化/改写程序，调用显示时间日期子程序，红外信号检测程序。程序开始执行，首先系统初始化：LCD初始化，DS12232初始化。然后进入死循环：一直显示时间、当日日期、温度湿度值，LCD显示此站及下一站，同时检测红外信号发送的编码，根据编码信息语音播报此站及下一站。系统运行主流程图2。

综上所述，本系统功能强，成本低，系统稳定，无需人工参与，语音音质好，能够很好是实现公交车报站的自动化，具有非常强的实用性。各组成电路的抗干扰能力非常强，非常适合公交车复杂的运行环境。且系统存储方便，调试简单，很大程度上提高了公交车报站的准确性，可靠性。提高了公交系统的服务质量，促进城市经济发展和交通变化的和谐发展。