1. 研究目的与意义
随着大规模集成电路技术的发展，电子系统正向集成化、大规模和高速度等方向发展，HDL（HardwareDescription Language，硬件描述语言）是一种描述硬件所做工作的语言。以硬件描述语言和逻辑综合为基础的自顶向下的电路设计方法在业界得到迅猛发展，HDL在这种形势下显示出了巨大的优势，展望将来HDL在硬件设计领域的地位将与C和C 在软件设计领域地位一样，在大规模数字系统的设计中，他将逐步取代传统的逻辑状态表和逻辑电路图等硬件描述方法而成为主要的硬件描述工具。本次设计我将用Verilog HDL语言中的状态机建模来设计一款模拟公交车报站器，利用状态机的交互、内置ISD模组存储语音资源，实现公交车模拟报站功能。
本次设计将实现公交车语音报站、在数码管上显示下一站等功能，最终完成设计的要求。对我设计过程中用到的各种硬件模块和系统实现所需软件工具的应用有了更深刻的了解和认识。
2. 课题关键问题和重难点
1、状态机的编写与设计：本次实验主要是利用状态机来实现公交车的报站，首先我们要解决的问题就是怎么用状态机来进行站台的控制，我们知道状态机是软件编程中的一个重要概念，它会根据按键命令进行一个状态切换到另一个状态，从而改变公交车的报站站点，因此课题的关键就是要在状态机的设计过程中，不能有站台的冲突与重复，不能有错报误报站台的情况发生。
2、各模块的设计与综合：在各模块的设计的中，我们主要是通过对FPGA芯片的烧写，将主控模块，语音电路，LCD液晶显示电路整合起来，使用FPGA作为主控制芯片，然后在采用语音芯片，将各个站台的名称，广告语以及一些提示术语存储起来，通过司机手动按键，主控芯片会自动将存储起来的语音信息利用语音芯片播放出来，与此同时，我们还要将这些语音内容通过LCD液晶显示器显示出来，这就需要我们把控制这些的程序代码全部写到主控芯片上，增加了编写的难度，也增强了报站器的功能。
3、Verilog语法的学习和设计工具的使用：在设计模块的过程中，我们要用到很多的描述语言和应用软件，其中Verilog代码要用到ISE ，modelsim等，设计过程中会出现一些语法的错误，从而导致功能的偏差，我们的难点就是要尽量克服在编写程序中出现的语法错误，在逻辑上实现对模块的系统化，规范的进行Verilog语法的编写，提高代码执行的效率。
3. 国内外研究现状（文献综述）
近年来，GPS全球定位系统在各种行业，特别是车辆监控与定位系统的应用中蓬勃发展。随着经济的持续发展，对公交运输也提出了更高的要求，目前国内的中小型城市的各个公交公司也都是在每辆公交车上只配备了一个司机。在司机座位后面隔板上，安装了一台15英寸的液晶电视和GPS信号接收器，安装了这套设备后，公交车在语音报站的同时，通过液晶电视还可以显示到站站名的字幕，这样如果没有听清报站的话，通过显示屏，乘客也可以一目了然，当出现紧急情况时，调度中心将会给公交车发出相应的信息，以短信的形式传送到显示屏上，同时车载台会发出相应的提示音，驾驶员也可以通过相应的工具进行回复。目前在美国部分城市GPS卫星定位系统已经投入使用，国内也有此类产品的研制开发，其功能强大，系统稳定，但其投资昂贵，尤其是一些小型城市无法承受。
另外一种基于单片机的公交车自动报站系统就是利用无线数传模块来实现的。每个站牌上和每辆公交车上设一个发送/接收装置（主要是PTR2000芯片），发送装置不断发送信号，接收装置即公交车在离站10到20米的时候接收到信号，然后就自动语音报站，同时设有LED数码管显示和手动报站装置，这种报站系统软件编写简单，修改容易，而且芯片价格低廉，大批生产比GPS系统达到更高的性价比,是公交车自动报站系统的较佳选择。
人工报站方式在大量淘汰，手动电子报站的优势在于它的产品价格低廉，同时又具备GPS自动报站系统的功能。尤其在中小型城市的公交车上，应用手动报站系统是最实惠也是最实际的一种方法。它弥补了传统人工报站必须有司机或乘务员口头报站的落后方式，实现公交车对站名的语音提示和文字显示功能，进站，出站手动播报站名及服务用语，为市民提供更人性化，更完善的服务。当公交车到达某一站时，司机或乘务人员只需按动按键，就可以使单片机控制语音模块对站名进行语音提示，并控制显示模组在液晶屏上显示站数和站名。
4. 研究方案
在公交车司机前方设置键盘按钮，当公交车离站台一定距离司机根据所处位置控制按钮进行报告位置，主控制器电路板由FPGA芯片控制，通过编写程序，按照顺序发出控制信号给语音合成模块，调用语音模块中的语音信息，自动播报如XX车站到了，下车的乘客后门请等信息，整个过程完全由FPGA芯片控制完成，无需公交车驾驶员参与。可以设置上、下行路线,方便用户修改站名和站数，更新快捷方便。
主程序先对LCD、串行口、时钟等进行初始化设置，然后程序一直循环检测时钟调整按键是否被按下（即是判断标志位flag是否等于0），如果此按键被按下，则执行时钟调整功能，否则执行时间显示、语音报站、报站信息显示等功能。
5. 工作计划
第12周：查找文献和翻译文献,了解ISD系列语音芯片和液晶显示器的相关功能，撰写开题报告，同时做一个ppt用来展示设计过程中需要的模块和可能遇到的问题。
第34周：进行电路系统的总体设计和规划，并对方案论证，得到成熟可行的方案。画系统硬件电路图，完成按键、语音及显示电路。
第56周：电路模块的设计，利用Verilog HDL语言编程完成相关语音芯片录放电路设计，液晶显示器汉字显示设计。并测试语音输出电路，键盘显示电路的功能，并进行综合测试。
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