摘 要： 在嵌入式系統(tǒng)軟硬件設計仿真平臺Proteus 的基礎上設計了公交車液晶顯示報站系統(tǒng)。硬件電路包括控制器件AT89C51、顯示模塊LCD 128 ×64 和4 個操作按鍵。通過漢字取模軟件生成漢字點陣，采用匯編語言編程實現(xiàn)了康定城第2 路公交車單線方向的報站仿真。

　　1  引  言

　　公交車對提升城市形象、促進社會經(jīng)濟發(fā)展起到積極推動作用。但在我國偏遠的西部和經(jīng)濟還不太發(fā)達的一些地方，公交車的發(fā)展還明顯跟不上人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)需求，如2009 年3 月，康定縣才成為四川藏區(qū)個開通公交服務的城市。對于我國二級以下的城市，目前公交車報站的情況大多還存在以下問題： ①沒有自動報站，實行人工報站；②有自動報站，卻停留在單一的語言報站上；③LED站臺數(shù)字編號（比如002） 顯示；④LED 漢字顯示屏，但屏幕顯示內(nèi)容單一。這些在乘客對路線不熟悉或在乘車擁擠的情況下，勢必會給乘客帶來不便。本文設計了公交車報站系統(tǒng)液晶顯示漢字的控制電路，并在Proteus 仿真平臺上完成了模擬。

　　2  Proteus 介紹

　　Protus ISIS 是英國Labcenter 公司開發(fā)的電路分析實物仿真軟件。該軟件可以提供嵌入式系統(tǒng)（單片機應用系統(tǒng)、ARM 應用系統(tǒng)） 軟硬件設計仿真平臺，支持主流單片機系統(tǒng)的仿真并集SPICE 分析于一身，把用戶編寫的應用程序到微處理器（MCU） 中，結(jié)合外界連線及模擬、數(shù)字電路對微處理器進行系統(tǒng)邏輯功能的控制。該軟件除了大量的元件庫外，還有常用的虛擬儀器；在編譯調(diào)試方面，還支持Keil 和MPLAB 等第三方集成開發(fā)工具。

　　3  報站系統(tǒng)液晶顯示的硬件仿真電路設計

　　液晶顯示器（Liquid Crystal Display ,LCD）具有體積小便于攜帶、功耗低、抗干擾能力強、信息豐富等優(yōu)點，已被廣泛地運用在了儀器儀表和控制系統(tǒng)中。在公交報站系統(tǒng)中，采用LCD 進行站名漢字顯示，具有直觀性，增強了系統(tǒng)的實用性。

　　本文液晶模塊選用Proteus 中的AMPIRE128 ×64 .其管腳說明見表1 ,顯示模式見表2。

　　根據(jù)表1 完成硬件電路的連接，根據(jù)表2 完成軟件部分液晶驅(qū)動程序。

表2  AMPIR 128 ×64 的顯示方式控制

　　報站系統(tǒng)液晶顯示的電路連接圖如圖1 所示?？刂齐娐愤x用單片機AT89C51 , 本電路接高電平，沒有擴展ROM.將液晶的數(shù)據(jù)輸入端DB0~DB7 與單片機的P0 口相連，將P2. 0 ,P2. 1 , P2. 2 分別與液晶的E , RW , RS 端連接，P2. 4 和P2. 3 分別和CS1 和CS2 端連接，用來控制液晶左右屏的顯示。為了便于司機操作，采用4 個獨立式按鍵對顯示進行控制，分別與單片機的P1. 0~ P1. 3 相連，分別代表4 種功能： 起點站、上一站、下一站和終點站。

圖1  公交車報站系統(tǒng)液晶顯示仿真電路

　　4  報站系統(tǒng)液晶顯示的軟件設計

　　液晶顯示模塊中按字節(jié)為單位劃分，單個屏幕中，共分為8 個頁，每頁為8 行，而每一行為64個位（即64 列） .同計算機一樣，單片機控制液晶點陣顯示中的數(shù)據(jù)也是以"0"和"1"代碼來表示的。一般地", 0"代表不顯示數(shù)據(jù)", 1"代表有顯示數(shù)據(jù)，根據(jù)編碼的不同，終會顯示出不同的字符。顯示器上的顯示點與驅(qū)動控制芯片中的顯示緩存RAM 是一一對應的，即字模當中的一個位代表LCD 顯示中的一個像素點，取點方式為從左到右，自上到下的順序。這里采用16 ×16 的點陣輸出顯示每個漢字，那么就需要屏幕上的256 個點組成的方塊來顯示。一個字節(jié)對應8 個點，所以一個漢字需要32 個字節(jié)來存儲顯示。"漢字字模點陣數(shù)據(jù)批量生成工具"就是運用這個原理來實現(xiàn)漢字編碼的軟件。

　　本文采用PCtoLCD2002 漢字提取軟件，打開窗口，如圖2 所示，設置好字體、字號等格式參數(shù)，在漢字輸入?yún)^(qū)，輸入漢字或其他字符，即得到需要的代碼。將本設計所涉及的漢字用軟件取模批量生成16 ×16 點陣代碼，放入ROM 區(qū)的TA2BL E 表格中，通過邏輯控制，終可將代碼讀出到硬件驅(qū)動電路上，顯示出不同的漢字。

圖2  漢字字模點陣數(shù)據(jù)批量生成軟件

　　本設計針對康定城第2 路公交車，共有7 站，對單邊線路的報站進行了仿真。軟件流程圖如圖3 所示。

圖3  程序流程圖

　　系統(tǒng)上電后，對液晶模塊進行初始化，并進行清屏。按鍵部分采用掃描法，當檢測到按鍵按下時，進行鍵值判斷，并進行相應顯示程序的跳轉(zhuǎn)，實現(xiàn)公交報站的功能。整個程序的詳細流程如下：

　　Step1 :對LCD 進行初始化，即根據(jù)系統(tǒng)的需要對液晶控制器的各項參數(shù)進行設置，顯示開關(guān)、顯示起始行、光標位置等設置，再對LCD 所有單元寫零清屏后準備顯示。

　　Step2 :掃描P1 端口，等待按鍵的按下，進行鍵值判斷，不同的按鍵對應不同的分支：

　?、貹1 按鍵：表示是起始站，顯示歡迎詞，在LCD 上固定顯示："歡迎您乘坐康定城第2 路公交車！";②K2、K3 按鍵：分別表示上一站和下一站，可方便進行站臺調(diào)節(jié)，在LCD 上顯示："1 # 站到了！ 下一站2 # ".其中1 # 和2 # 分別是本站和下一站的站臺名，如本線路要涉及5 個站臺（除去起始站和終點站） .而"站到了！"和"下一站"是公交線路中各站都要顯示的，則固定顯示，故按鍵改變的只是模塊的左半屏上半部分和右半屏下半部分內(nèi)容的顯示。

　?、跭4 鍵：表示終點站，顯示歡送詞，在LCD上固定顯示："終點站到了，請乘客依次從后門下車".一定延遲后表明本次運行結(jié)束。

　　Step3 :若沒有到終點站，返回Step2.

　　5  仿真結(jié)果

　　對用匯編語言編寫的程序。 ASM 進行了編譯調(diào)試，終編譯成功，生成。 HEX 文件，把。 HEX文件到Proteus 軟件的單片機中，并在Pro2teus 軟件中設置單片機的晶振為12 MHz. 終實現(xiàn)了如圖4 所示的顯示效果。

圖4  LCD 顯示效果

　　6  結(jié)  論

　　本文設計的公交車報站系統(tǒng)，通過了Proteus仿真平臺的驗證，實現(xiàn)了在相應站臺下液晶模塊顯示相應文字的功能，對提高公交質(zhì)量有一定的技術(shù)支持，也為其他液晶漢字顯示電路系統(tǒng)的設計提供了方法。在本設計基礎上對軟硬件稍加修改，就可以實現(xiàn)公交車往返路線的漢字液晶顯示報站。

參考文獻:

[1]. AT89C51 datasheet http://www.hbjingang.com/datasheet/AT89C51_810155.html.
[2]. ROM  datasheet http://www.hbjingang.com/datasheet/ROM+_1188413.html.
[3]. ASM  datasheet http://www.hbjingang.com/datasheet/ASM+_1231013.html.