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NRF401在公交车报站系统中的应用 The Application of NRF401 in Bus Auto-Reporting-Calling System 西南石油大学 王勇 王章瑞 中石油西南油气田分公司 张林霞 引言 目前大多数公交车报站系统设计主要考虑为公交车内的乘客服务，没有考虑到在站台等车乘客的需求。虽然站台有站牌，但对于盲人、识字不多以及对乘座公交车不太熟悉的人来说，还不是很方便；再加之，到达同一站台的公交车较多，也很容易引起乘客的混淆。 本文在原公交报站系统的基础上应用射频芯片NRF401设计了一款无线公交车报站系统，在该系统中，公交车内通过半自动报站设计的同时把该车的相关信息通过由NRF401组建的无线电路传送到站台，完成即将到站车辆的预报以及显示该车所经路线基本情况。通过在站台增加语音播报和动态文字显示设计，使原来仅有一个站牌来提供简单静态线路信息的站台成为一个公交信息亭。方便了乘客乘车，有效地提高了公交运营公司的服务质量。 系统硬件设计 在系统中无线通信电路采用无线射频收发一体型芯片NRF401组建，当公交车快到达站台时，车内司机通过按键报站，同时通过无线收发电路把该路车车次、上下行等情况传输到站台，站台接收电路收到信息后送给单片机，由单片机控制完成站台的语音播报和液晶显示。 系统的硬件设计中充分考虑了性价比，用最少的器件设计出满足要求的硬件电路。该系统的总体结构以AT89C52单片机为核心，由ISD1420语音电路、模拟射频电路、LCD显示电路等组成。总体结构框图如图1所示。硬件原理图如图2所示，下面分别予以介绍。 图 1 NRF401原理框图(略) 图2 硬件原理图（略） 单片机电路 AT89C52是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，片内含8K bytes的可反反复擦写 的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器(RAM )， 器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产。与标准MCS-51指令系统及8052产品引脚兼容，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单，功能强大。 根据设计要求，片内闪烁存储器作为程序存储器，内部RAM用作数据存储器。P0口作为语音芯片的地址线，P2口作为LCD芯片的数据线。P1.0作为看门狗芯片MAX813L的信号输入端，P1.1、 P1.2用作两个按键设置信号输入，P1.3为LCD的片选信号， P1.4为语音芯片电平触发放音使能，P1.5作为NRF401的频道选择端，P1.6为NRF401的节电控制输入端，P1.7作为NRF401的发射/接收控制输入端口，TXD和RXD分别作为作为NRF401的数据输入和输出端口。 语音合成电路 系统中语音部分主要涉及到车上和站台两部分，要求采用汉语语音播出，在车上播报“XXX站到了，请要下车的乘客做好下车准备，依次下车，下车时注意安全”。在站台上播报“各位乘客你好，XX路车快到本站了，请要乘座该路车的乘客做好上车准备，依次上车”。 设 计中采用了美国ISD公司1994年推出的新型语音合成芯片ISD1420——一种建立在所谓直接模拟存储这一全新概念上的语音芯片。有128 K存储单，相当于采用A/ D采样技术的1024 K(I兆位)的容量，通过外部8条 地址线A0-A7管理这些单。在语音录入时，语音信号经微音器直接输人M IC端，并存入不易失模拟存储单。语音重放时，地址线有效，选择该存储单的语音，送到引脚SP+、SP?，由扬声器发声，完成语音的重放。 REC引脚为录音控制端，低电平有效。PL引脚为放音控制端，低电平有效。A0-A7为地址线或操作模式控制端，A6或A7任一位为低电平“0”时为直接寻址方式。A0-A7决定录放起始地址。每个地址录放时间为0.125秒，共160个地址，录放时间共20秒。 如：A7-A0=OOH 第1段 第0秒 O1H 第2段 0.125秒 O 2 H 第3段 第 0.25秒 ……………………………… 9FH 第160段 第19.875秒 录音时可连续多个地址存放，只需给出起始地址，直到REC引脚变高，建立结束标志，录音结束。放音时只需给出该起始地址，PL放音控制为低电平，就会重放该段语音直到遇到结束标志，停止放音。 本设计中，语音均预先录制存放好，工作时只完成放音功能，因此，REC引脚、RE引脚、PE引脚均通过电阻固定接高电平。A CC为自动增益控制端，通过一个电阻和一个电容并联接地。 模拟射频电路 在 本系统设计中模拟射频电路采用NRF401芯片组建，该芯片采用FSK调制解调技术，最高工作速率可达到20 Kbit/s；发射功率可以调整，最大发射功率是+10dBm。 NRF401的天线接口设计为差分