任務書
公交報站器由控制子產品STC89C52單片機作為控制核心，硬體電路分為12864液晶屏、ISD1730語音晶片、溫濕度傳感器和紅外傳感器等子產品。該系統的功能是：首先可以通過八個按鍵實作“上行報站”、“下行報站”、“語音重播”、“報站器複位”四個功能以及完成時鐘參數設定等功能，其次可以實作站點資訊語音組合播報和溫濕度檢測及相應提示；最後可以通過紅外傳感器自動感應公共汽車是否到達站台，檢測到站台後，自動觸發報站器語音播報站點資訊，和提示語資訊。
開發思路：
這個系統的設計需要完成硬體平台和軟體平台的搭建，主要的一個特點是涉及的外設比較多，是以對于程式部分的邏輯設計顯得尤其重要，另外使用的51單片機，是以性能不一定夠用，而且其内部的資源也确實少的可以，
硬體平台：
根據題目的要求，我打算采用以核心闆為中心，分别通過外部引線的方式，将不同的子產品進行連接配接，實作這個系統的功能，也就是最後會将各個子產品用杜邦線的形式進行連接配接，因為考慮到任務的時間太短，不能最更高程度的內建化處理，是以打算采用子產品化設計。而不是這個做一個內建化的實物。
note：初步的設想是有兩個比較重大的節點，如果程式調試進展順利，在時間允許的條件下，我會選擇使用PCB做一個底闆，将所有的子產品放在一個闆子上；但是如果程式調試不順利，那我我會把時間更多的配置設定到功能的實作上，而不是做系統的美化處理。
需要購置的子產品：
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Stc89c52核心闆:
擔心内部資源不夠使用，時序滿足不了外設的執行過程，進而影響系統的實時性。提到這個實時性響應，一般提升系統實時性響應的方式有如下三種：
- 最簡單粗暴的方式，直接更換高性能的CPU，愛玩遊戲的同學不都是這麼搞的嘛
- 在程式中加入中斷，将一些關鍵性的操作，放在中斷中完成，但是也不能在中斷中持續操作，因為有可能會因為操作時間過長，而幹擾下一次的中斷觸發。
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第三種方式是主動降低系統中不需要時時響應的部分，降低程式的重新整理率。比如：OLED螢幕中長時間不變的部分，溫濕度采集的數值，GPS的信号等，均可以降低到一分鐘重新整理一次的速度。
note:如何降低重新整理率呢，這個非常簡單，就是在程式中加入一個标志位，在執行以前，先判斷标志位是否達到了設定的值，達到後，才開始執行程式，這個标志位也可以了解為知道目前整個系統已經執行了多少次。
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Oled顯示屏： iic接口（2個）
對于這個模組，可以通過對漢字的取模，來實作對對漢字的顯示。
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矩陣按鍵子產品：實作掃描顯示（占用的引腳數目至少是8個）
這個子產品特别占用引腳數目，單純不走協定的話，對于4*4的引腳，需要至少8個引腳，來完成電平信号的識别，需要自己對采集的資料進行編碼，才可以完成按鍵鍵值的确定。（家裡有）
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rtc時鐘子產品：iic接口（2個）
根據剛才查閱的資料可以知道，它需要注意的就是對于任務書中的星期的處理。剩下的也都還是可以的。（家裡沒有）
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ds18b20: spi接口(2個)
這個算是一個可選的方案，對于比較老套設計方案，或者目前的單片機開發闆上都是闆載的資源。通過一個spi接口，需要兩個引腳接口來完成對于資料的采集。（家裡也有）
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溫濕度子產品：iic接口（內建化的一個溫濕度采集模組）（2個）
這是我第一次發現的子產品，可以一次性完成濕度和溫度的資料采集，需要調研的就是對于資料的采集和處理過程。（家裡沒有）
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語音播放子產品:序列槽接口（2個）
經過調研，已經知道這個子產品使用的文字轉語音模組，可以通過序列槽将需要說的文字，轉化為語音播報。（家裡也有）
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紅外傳感子產品：（1個）
需要占用一個引腳，當檢測到外部的障礙物後，發送一個高電平，是以需要配置一個引腳作為外部輸入檢測。（考慮使用外部中斷引腳）來提升系統的響應速度。（家裡有）
系統框圖
器件選型
- 紅外子產品：正常的子產品 資料有 一個普通IO
- OLED顯示屏：帶有IIC接口的子產品 （手頭沒有） 資料有 IIC接口
- 4*4矩陣鍵盤：普通的4乘4矩陣鍵盤 資料有 八個普通IO
- RTC時鐘：PCF8563T帶有IIC接口 （手頭沒有） 資料有 IIC接口
- 語音播報子產品：中文TTS文字轉語音子產品 （這個是重點啊。。） 資料有 序列槽接口
- 溫濕度采集子產品：GY-SHT30-D帶IIC接口的子產品 （手頭沒有） 資料有 IIC接口
- 電源模組：帶有至少5路以上的3.3V和5V的電源子產品 （手頭有一個，再買一個備用）
經過反複的更正和設想，暫時性完成硬體的選型和設計規劃，對于資料也已經收集的很多了。感謝普中的前期工作：
普中開發闆
軟體調試
開發環境：
- keil4軟體
- 序列槽調試助手
軟體設計思路：
分子產品單獨進行子產品的調試，一方面是驗證子產品的功能性，另一方面是是按照任務書的要求，對子產品的獨立程式進行探索性開發，預期是達到和任務書的資料接口類型相一緻的設計目标。具體的執行計劃如下安排：
1）第一步先基于單片機開發闆完成初步的功能驗證，尋找最優布局和合理的程式架構，因為用開發闆，初期不用兼顧硬體的接觸不良這個問題。在程式設計中，優先調試邏輯部分，通過序列槽列印輸出需要顯示的内容，然後才是通過外設進行脫機處理，比如顯示屏顯示啊，語音播報等。
（1）序列槽通信（語音播報）
目前已經可以成功發送字元串了。
51單片機實作字元串的列印輸出，在程式實作上是在考驗對于C語言中對于字元串操作的部分的了解和掌握。因為序列槽每次隻能發送一個位元組（按照編碼，一個漢字是采用兩個位元組進行編碼），是以需要先定義一個字元串數組，然後進行發送，需要注意的一點是，字元串的結束标志是‘\0’，當發送函數檢測到結束符時，則結束發送。
按照任務書的要求，可以通過定義不同的字元串，進而實作不同的語音播報，具體在程式中則是通過發送不同的字元串，來實作不同的語音播報。
語音資訊的資料類型：
- 起步階段
- 車輛起步請扶好站好注意安全
- 請主動給老弱病殘讓座
- 到站階段
- 站點資訊+到了
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請依次從後門下車下車請注意安全
note：站點資訊包括8個站點，打算用ABCDEFGH +站代替。
- 突發狀況
- 目前溫度過高請注意防暑降溫
（2）矩陣鍵盤
上圖是矩陣鍵盤的原理圖，在程式中，先進行列掃描，設定鍵值為0~3，然後再進行行掃描，發現每一行的加4.進而通過确定列和行，得到最終的鍵值。然後根據鍵值的不同，實作不同的功能。比如任務書中的上下行切換，重複播報，初始化。
在程式中加入按鍵釋放功能，其意義是确定隻有當按鍵釋放後，程式才接着往後執行。
目前總共有16個按鍵，根據任務書的要求，對不同的鍵值的功能配置設定如下：
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鍵值0
主要是實作站點資訊的上行播報功能
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鍵值1
主要是實作站點資訊的下行播報功能
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鍵值2
主要是目前站點資訊語音的重複播報
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鍵值3
主要是實作對站點資訊的複位，暫定從初始位置開始播報語音
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鍵值4
實作時鐘顯示中對年的加操作
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鍵值5
實作時鐘顯示中對年的減操作
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鍵值6
實作時鐘顯示中對月的加操作
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鍵值7
實作時鐘顯示中對月的減操作
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鍵值8
實作時鐘顯示中對日的加操作
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鍵值9
實作時鐘顯示中對日的減操作
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鍵值10
實作時鐘顯示中對小時的加操作
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鍵值11
實作時鐘顯示中對小時的減操作
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鍵值12
實作時鐘顯示中對分鐘的加操作
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鍵值13
實作時鐘顯示中對分鐘的減操作
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鍵值14
實作時鐘顯示中對秒的加操作
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鍵值15
實作時鐘顯示中對秒的減操作
（3）紅外子產品
紅外線遙控就是利用波長為0.76～1.5μm之間的近紅外線來傳送控制信号的。目前大量的使用的紅外發光二極管發出的紅外線波長為940nm左右，外形與普通φ5發光二極管相同。
常用的有通過脈沖寬度來實作信号調制的脈寬調制(PWM)和通過脈沖串之間的時間間隔來實作信号調制的脈時調制(PPM)兩種方法。
數字量電平信号輸出（白線高電平，黑線低電平）
（4）RTC子產品
（5）OLED 螢幕
對于顯示内容的分析，重點包括三種資訊的顯示：
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時鐘資訊，标準的的顯示格式：2017年2月23日 星期4 08:45:10
note：注意對于星期的顯示需要用一個算法進行實作，判斷出初始當天的星期幾，然後計算和目前相距的天數，把天數對7取餘，将餘數和初始的星期相加，即為目前的星期，然後将星期顯示到OLED上。
- 站點資訊的提示，即目前所處的站點資訊
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語音提示的流動顯示
因為螢幕太小，而顯示的内容過多，是以需要将資訊利用流動的形式顯示到OLED螢幕上。
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目前的溫度和濕度資訊
由于采用的的是一體化的子產品，是以溫濕度可以放在螢幕中的一個固定位置。
為了提升系統的實時性，需要對于不用長時間顯示的内容，降低重新整理率，比如溫濕度，年月日，星期，站點辨別符（station），隻需要初始化的時候，将這些資訊更新到螢幕上即可。
（6）溫濕度子產品
2）第二步是進行脫機程式的調試，考慮程式能否在既定的程式架構中完成運作。如果不可以，則需要考慮調整系統的響應速度，提升系統的實時性；或者更改系統的執行次序。
3）第三步是将調試完成的系統，從單片機上轉移到核心闆上，進行最終的産品包裝。
note：考慮到産品的目的地需要經過快遞這個流程，是以保險起見，我想将調試完成的裝置，用兩塊15*20cm的洞洞闆和螺栓進行固定，最後用膠帶将四周完全密封。隻留出需要互動的界面即可。