基于單片機的自動導游系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、河南科技學院河南科技學院 2011 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計）屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 論文題目：基于單片機的自動導游系統(tǒng)設(shè)計論文題目：基于單片機的自動導游系統(tǒng)設(shè)計 學生姓名：學生姓名： 所在院系：機電學院所在院系：機電學院 所學專業(yè)：應(yīng)用電子技術(shù)教育所學專業(yè)：應(yīng)用電子技術(shù)教育 導師姓名：導師姓名： 完成時間：完成時間：2011 年年 05 月月 27 日日 摘摘 要要 電子導游機最開始時是一種半自動化系統(tǒng)，它的功能只是把景點信息以語 音文件格式存儲在導游機里，一般通過鍵盤直接鍵入景點代碼，選擇播放。全 自動化的電子導游系統(tǒng)，它在景點先安放無線發(fā)射模塊，這些發(fā)射模塊可以控 制工作范圍，這樣在各個景點

2、就有不同的編碼信號。游客到達景區(qū)某個景點后， 游客手上的導游機會自動接收編碼信號，經(jīng)過解碼后，由控制中心控制語音播 放即可。當有緊急事件是有 gsm 模塊發(fā)送信號通知。系統(tǒng)電子導游機的硬件 采用 51 系列的單片機作為控制中心，語音模塊 minic-a101fs 進行語音播放， 編解碼芯片 sc2262sc2272 進行無線收發(fā)信號的編解碼，gsm 模塊使用 tc35i 模塊進行緊急撥號。 關(guān)鍵字關(guān)鍵字：電子導游；單片機；編解碼芯片；串口語音模塊；gsm 模塊； abstract most e-start guide machine is a semi automated system, it

3、s function is to spot a voice file format information stored in the guide unit, the general attractions through the keyboard by typing the code, select play.tourists in this article guides the hands of the electronic control unit using the serial port voice module minic-a100fs, microcontroller 51 us

4、ing more generic at89c51 mcu as a system of control processing unit, codec chip sc2262 /sc2272 and the gsm module tc35i module.electronic guide automation system, which placed first in spot radio transmitter module, the transmitter module can control the scope of work, so there are different spots i

5、n each coded signal.visitors reach the attractions, visitors guide the hands of the opportunity to automatically receive encoded signals, after decoding by the control center can control the audio playback.when an emergency is to send signals to the gsm module. keyword：electronic guide；single-chip；c

6、odec chip；serial port voice module；gsm module 目目 錄錄 1 緒論.1 1.1 設(shè)計的意義和發(fā)展趨勢.1 1.2 設(shè)計的要求.1 2 模塊選擇.2 2.1 at89c51 單片機.2 2.2 射頻發(fā)射接收模塊.3 2.2.1 射頻發(fā)射模塊 f05p.3 2.2.2 射頻接收模塊 j04p.3 2.3 sc2262/2272 編解碼芯片.4 2.4 語音播放模塊 minic-a101fs .5 3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖.6 3.1 發(fā)送電路.7 3.2 接收電路.7 3.3 語音播放電路.8 3.4 gsm 模塊 .9 3.4.1 gsm 模塊電路 .9 3

7、.4.2 gsm at 指令.10 4 軟件設(shè)計.10 4.1 主程序流程圖.11 4.2 語音播放程序流程圖.12 4.3 gsm 模塊流程圖 .12 5 結(jié)束語.13 致謝.13 參考文獻.14 附錄 1 電路原理圖.14 附錄 2 程序清單.16 1 緒論緒論 1.1 設(shè)計的意義和發(fā)展趨勢設(shè)計的意義和發(fā)展趨勢 改革開放以來，伴隨著中國旅游業(yè)的高速發(fā)展，我國旅行社行業(yè)發(fā)生了巨 大的變化，特別是近十年來，行業(yè)規(guī)模不斷擴大，從業(yè)人員不斷增加，經(jīng)營體 制不斷創(chuàng)新，經(jīng)營環(huán)境不斷改善，旅行社行業(yè)已經(jīng)成為我國拉動經(jīng)濟增長、擴 大就業(yè)渠道的重要的服務(wù)行業(yè)之一。而隨著越來越多的把旅游當作節(jié)假日的一 種休閑

8、方式，而有些問題也隨之產(chǎn)生，如導游人員的缺乏及其素質(zhì)不高，加之 大批喜歡獨立自由的旅游者的出現(xiàn)，這些促使了電子導游系統(tǒng)的產(chǎn)生。 導游系統(tǒng)剛開始發(fā)展時間是一種半自動的系統(tǒng)，功能是把景點信息以語音 文件格式存儲在導游機里，一般通過鍵盤直接鍵入景點代碼，選擇播放。這種 類型的導游機，缺點是要輸入景點代碼，很不方便。發(fā)展到現(xiàn)在，出現(xiàn)了全自 動化的導游機，它在景點先安放無線發(fā)射模塊，這些發(fā)射模塊可以控制工作范 圍，這樣在各個景點就有不同的編碼信號。游客到達景點后，游客手上的導游 機會自動接收編碼信號，經(jīng)過解碼后，由控制中心控制語音播放即可。 電子導游相比較與人工導游方面，人工導游的的全職導游的減少，以及

9、大 量自由旅游者的出現(xiàn)和旅游電子商務(wù)的迅速普及等等，導致了人工導游職業(yè)的 困難加大。這就造成了電子導游的迅速發(fā)展，解決了無導游講解看不懂景點， 不再走馬觀花，獲得更高的旅游質(zhì)量，而且旅游期間自由旅游者喜歡時間和路 線自己做主，自己決定何時出發(fā)，何時休息，走哪條線路，在哪里停留，欣賞 喜歡的風景。 而且當前市場上的電子導游通常都是只進行景點的語音播放，當旅行者在 景區(qū)旅游碰到各種事故時，景區(qū)不能實時掌控，比如：語音播放出現(xiàn)故障；查 找別的景區(qū)；迷路等。 電子導游系統(tǒng)是一種旅游講解專用設(shè)備，它可以把景區(qū)和陳列展示的物品 圖文并茂的表現(xiàn)出來，使觀眾在邊看邊聽中，汲取知識，了解內(nèi)涵，享受文化。 許多游

10、客和參觀人士，在游覽和觀賞過程中，由于不了解景物和展品豐富的文 化內(nèi)涵，對眾多本該駐足觀賞、細細品味的人文、歷史景觀等往往是走馬觀花、 視而不見！造成了旅游資源的極大浪費。既來之，則觀之，賞之、品之、思之， 這才是游覽觀賞的價值所在！景點和物品配置電子導游機系統(tǒng)后，游客們可以 充分了解觀賞對象深厚的文化底蘊。睹物思情、浮想聯(lián)翩，景點、展品的豐富 內(nèi)涵在講解中得到了升華。使游客如癡如醉，游而忘返。使用電子導游系統(tǒng)可 以有效配置人力資源。由于講解人員有限，特別是外語講解，很難為每位游客 提供規(guī)范如一的講解服務(wù)，電子導游機系統(tǒng)為散客和外國游客的參觀提供了便 利。更加為了那些自由旅游者提供了良好的條件

11、。 1.2 設(shè)計的要求設(shè)計的要求 本系統(tǒng)的主要要求為： （1）單片機實現(xiàn)對 mp3存儲電路的控制，實現(xiàn)相應(yīng)的語音播放。 （2）景點標簽自動識別電路。 （3）gsm 緊急撥號系統(tǒng)。 基于以上的設(shè)計要求本系統(tǒng)需要單片機，語音播放模塊，無線收發(fā)模塊， gsm 模塊。 2 模塊選擇模塊選擇 2.1 at89c51 單片機單片機 圖 1 at89c51 管腳圖 at89c51 單片機是一種低功耗/低電壓/高性能的 8 位單片機。目前 51 單片 機的使用非常廣泛，關(guān)于 51 單片機設(shè)計開發(fā)的資料非常豐富1。使用 c 語言編 程可以實現(xiàn)豐富的功能，在仿真環(huán)境上也可以很好地體現(xiàn)出本設(shè)計欲達到的效 果，功能強

12、大。本設(shè)計以 at89c51 作為單片機。由于本課題屬于小型項目，信 息處理量不大，采用其他類型單片機進行設(shè)計存在成本高，開發(fā)過程復雜等各 種情況，而且本系統(tǒng)的設(shè)計并不能發(fā)揮出這些類型單片機芯片的各種強大功能。 基于以上優(yōu)點的分析以及 at89c51 的功能強大、價格低廉，我選擇 atmem 公司的 at89c51 作為控制芯片，成本低，開發(fā)周期短，配合各種專用芯片的使 用能夠很好的實現(xiàn)各種功能2。at89c51 的管腳圖圖上圖 1 所示。 at89c51 管腳功能如下： vcc：供電電壓。 gnd：接地。 p3口：p3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 i/o 口，可接收輸出 4個 ttl 門

13、電流。當 p3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 作為輸入，由于外部下拉為低電平， p3口將輸出電流（ ill）這是由于 上拉的緣故。 p3口也可作為 at89c51的一些特殊功能口，如下表所示： p3.0 rxd（串行輸入口） ，p3.1 txd（串行輸出口） ，p3.2 /int0（外 部中斷0） ，p3.3 /int1（外部中斷 1） ，p3.4 t0（記時器0外部輸入） ， p3.5 t1（記時器1外部輸入） ，p3.6 /wr（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）， p3.7 /rd（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通），p3口同時為閃爍編程和編程校驗 接收一些控制信號。 rst：復位輸入。當

14、振蕩器復位器件時，要保持rst 腳兩個機器周期的高 電平時間。 xtal1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 p1.0 1 p1.3 4 p1.4 5 p1.5 6 p1.6 7 p1.7 8 p1.2 3 p1.1 2 ea/vpp 31 (rxd)p3.0 10 (txd)p3.1 11 (int0)p3.2 12 psen 29 p3.4 14 p3.5 15 (wr)p3.6 16 (rd)p3.7 17 xtal2 18 xtal1 19 p2.1 22 p2.2 23 p2.3 24 p2.4 25 p2.5 26 p2.6 27 p2.7 28 rst 9 ale/

15、prog 30 (int1)p3.3 13 p0.7 32 p0.6 33 p0.5 34 p0.4 35 p0.3 36 p0.2 37 p0.1 38 vcc 40 p0.0 39 gnd 20 p2.0 21 at89c51 c1 30p c2 30p y 11.0592mhz k6 xtal2：來自反向振蕩器的輸出。 at89c51單片機的時鐘電路可以由三種方式構(gòu)成，即內(nèi)部時鐘方式、有 源晶振方式和外部時鐘信號方式。本系統(tǒng)為內(nèi)部時鐘方式，即采用外接晶振 和電容組成的并聯(lián)諧振電路 3。 2.2 射射頻頻發(fā)發(fā)射射接接收收模模塊塊 2.2.1 射射頻頻發(fā)發(fā)射射模模塊塊 f05p f05p 具

16、有體積小、低功耗發(fā)射；聲表穩(wěn)頻；無數(shù)據(jù)是發(fā)射電流為零；較 寬的電壓工作范圍。 性能參數(shù)： 發(fā)射頻率: 315mhz433mhz 頻率穩(wěn)定: 10 聲表穩(wěn)頻 工作電壓: dc+3v-12v 調(diào)制方式: ask 發(fā)射電流: 2-10ma 外形尺寸: 9215mm(寬 x 長 x 厚) 發(fā)射功率: 10mw 工作溫度: -40-+60 傳輸速率: 10kbps f05p 的引腳功能： 1-正電源（3-12v） 2-地 3-數(shù)據(jù)信號輸入（平時為高電平） y-外接天線 f05p 在無數(shù)據(jù)輸入時單片機必須為低電平狀態(tài)。 f05p 需要輸入數(shù)據(jù)才 能發(fā)射，數(shù)據(jù)信號停止，發(fā)射電流為零。 f05p 對0.1-1

17、ms 的數(shù)據(jù)脈沖發(fā)射 效果較理想，過寬過窄的脈沖會引起調(diào)制效率下降，過調(diào)制或調(diào)制不足使收 發(fā)距離變近。采用通用編碼器 sc2262，發(fā)射效果比單片機好，因為 2262的 數(shù)據(jù)無論怎么變但脈寬是不變的，即使出現(xiàn)一點突發(fā)性的外界干擾，解碼器 的寬容性也會解碼輸出高電平。而單片機則會出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯誤。 f05p 應(yīng)垂直安裝在印板邊部，應(yīng)離開周圍器件 5mm 以上，以免受分布 參數(shù)影晌而停振。 fo5p 發(fā)射距離與輸入信號，發(fā)射電壓，電池容量，發(fā)射 天線及發(fā)射環(huán)境有關(guān)。在障礙區(qū)由于折射反射會形成一些死區(qū)及不穩(wěn)定區(qū)域， 不同的收發(fā)環(huán)境會有不同的收發(fā)距離， f05p 最佳有效工作距離為 100m 左 右。 2

18、.2.2 射射頻頻接接收收模模塊塊 j04p j04p 具有小體積,特低功耗超再生接收模塊；輸出無噪聲干擾；接收靈 敏度高。 性能參數(shù)： 工作頻率: 315mhz433mhz 靈敏度: 5uv 工作電壓: dc+3v(2.6-3.6v) 電路結(jié)構(gòu): 超再生 工作電流: 0.15-0.3ma 外形尺寸: 10235mm(寬 x 長 x 厚) 調(diào)制帶寬: 10k 工作溫度: -40-+60 輸出電平: ttl 電平 引腳功能： 1-外接天線 2-數(shù)據(jù)輸出端 3-數(shù)據(jù)反向輸出（接收端） 4-工廠測試端（懸空） 5-地 6-正電源（dc+3v） j04p 內(nèi)部具有放大整形電路，只適合數(shù)據(jù)信號的接收而不

19、適合模擬信號。 j04p 應(yīng)按裝在印板邊部并離開周圍器件 5mm 以上，要垂直于線路板，否則 會引起頻率偏移。如果器件較多還必須注意地線布局合理，如果有晶振或其 他信號源必須遠離 j04p，否則會引起很多無法排除的干擾致使接收電路無 法正常工作。 j04p 可外接天線提高接收靈敏度，天線長度不限。 2.3 sc2262/2272編編解解碼碼芯芯片片 圖2 sc2262/sc2272管腳圖 本次設(shè)計中之所以選擇 sc2272/sc2262：編解碼選通電路，具有良好的 抗干擾性能； 6路輸出相互獨立，并具有自鎖功能 ;價格低、功耗小、單電阻 振蕩、適用電壓范圍寬等優(yōu)點，外圍電路簡單，使用方便。由于

20、本系統(tǒng)應(yīng)用于 景區(qū)，環(huán)境相對復雜，新品的抗干擾性能一定要良好。而且編解碼芯片需要的 外圍電路較少，使用其他編解碼芯片就會讓系統(tǒng)變的更加復雜，所以它被廣泛 應(yīng)用于外圍電路較少的領(lǐng)域。 sc2262/2272 是臺灣普城公司生產(chǎn)的一種 cmos 工藝制造的低功耗低價位 通用編解碼電路，工作電壓范圍 2.6-15v，數(shù)據(jù)最多可達 6 位，地址碼最多可達 531441 種，最多可有 12 位(a0-a11)三態(tài)地址端管腳(懸空,接高電平,接低電平), 任意組合可提供 531441 地址碼。sc2262 最多可有 6 位(d0-d5)數(shù)據(jù)端管腳,設(shè) 定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從 17 腳串行輸出，可用于無線遙控

21、發(fā)射電路。4編碼芯片 sc2262 發(fā)出的編碼信號由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個完整的碼字，解 碼芯片 sc2272 接收到信號后，其地址碼經(jīng)過兩次比較核對后，vt 腳才輸出高 電平，與此同時相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼 芯片也會連續(xù)發(fā)射。當發(fā)射機沒有按鍵按下時，sc2262 不接通電源，其 17 腳 vss 9 a7 8 a6 7 a5 6 a4 5 a3 4 a2 3 a1 2 a0 1 a8 10 a9 11 a10 12 a11 13 din 14 osc2 15 osc1 16 vt 17 vcc 18 sc2272 為低電平，所以 315mhz 的高頻

22、發(fā)射電路不工作，當有按鍵按下時，sc2262 得 電工作，其第 17 腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號，當 17 腳為高電平期間 315mhz 的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號，當 17 腳為低平期間 315mhz 的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全收控于 sc2262 的 17 腳輸出的數(shù)字信號，從而對高頻電路完成幅度鍵控（ask 調(diào)制）相當于調(diào)制 度為 100的調(diào)幅。發(fā)送端 pt2262 輸出 12 位編碼，高 8 位為地址，低 4 位為 數(shù)據(jù)。發(fā)送時以高位在前，低位在后的順序逐次發(fā)送這 12 位碼，其中地址碼的 邏輯狀態(tài)為“0”， “1”， “懸空”，數(shù)據(jù)碼的邏輯狀態(tài)為“0”，

23、“1”。5接收端 pt2272 接 收到的地址與自身設(shè)置的地址相同時，才將接收到的數(shù)據(jù)進行解碼，并輸出。 sc2262/sc2272 的管腳圖如上圖 2 所示。 管腳功能如下： a0-a5：0-5 碼地址管腳。sc2272 通過檢測這六條三態(tài)的管腳來確定 bit0-bit5 的編碼波形。每個管腳均分別可置為“0”、 “1”或“f”（懸空） a6-a11：6-11 碼地址管腳或 5-0 數(shù)據(jù)輸出管腳。根據(jù) sc2272 的規(guī)格不同，這 六條管腳即可作為高位碼地址管腳，也可作為數(shù)據(jù)輸出管腳。當這些管腳 作為碼地址管腳使用時，每個管腳可分別置為“0”、 “1”或“f”（懸空） 。當作 為數(shù)據(jù)輸出管腳

24、使用時，在同時符和以下兩個條件的前提下，輸出為“1” （vcc）,否則為“0”（vss） 。 （1）所接受的地址碼波形與碼地址輸入端的設(shè) 置匹配；相應(yīng)位接收到的數(shù)據(jù)輸出置為“1”。 din：數(shù)據(jù)輸入管腳，接收到的編碼信號由此腳串行輸入。 osc1：振蕩器第一外接點。 osc2：振蕩器第二外接點，此二端外接一個電阻，以確定 sc2272 的基本振蕩 頻率。 vt：有效傳輸確認，高電平有效。當 sc2272 收到有效信號時，vt 變?yōu)楦唠?平。 由于 sc2272 與 sc2262 要完成整體的收發(fā)，需要兩者匹配。即是， sc2262 完成發(fā)射，送出當前的地址碼和數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)。6當 sc2272 的

25、當前地址 與 sc2262 地址一致時，并接收到 2 幀以上 sc2262 發(fā)出的串行碼，sc2272 才 開始接收 sc2262 送來的數(shù)據(jù)。為保證 sc2272 接收到 sc2262 兩幀以上的串行 碼，sc2272 的振蕩頻率要與 sc2262 的振蕩頻率相匹配。最佳的匹配振蕩頻率 是 sc2272 是 sc2262 的兩倍。這樣才能完成整個無線信號的收發(fā)7。 2.4 語音播放模塊語音播放模塊 minic-a101fs minic-a101fs 是串口控制的語音模塊，使用簡單，擴展靈活且性能高。它 是由點創(chuàng)科技開發(fā)的 minic-a101fs 系列長時間語音模塊,是一款功能強大,性能 穩(wěn)

26、定帶 mp3解碼功能的語音模塊，該模塊不僅提供豐富的串口命令用于控制語 音模塊播放，還可以向上位機提供查詢命令。其特性如下：高品質(zhì) mp3立體聲 播放；支持 mpeg122.5 layer3的 mp3格式播放；支持 fat16、fat32文件 系統(tǒng)；支持支持 usb2.0，通過 usb 接口更新音樂；支持上位機串口控制功能； 提供復位引腳；支持 flash 容量范圍：01024mb；支持 sd 卡，容量范圍 16m1g；本語音模塊通過上位機發(fā)指令控制本模塊內(nèi)語音播放,可以靈活指令 某首歌曲的播放；功能靈活，可播放指定曲目,讀取配置文件等。而且在9腳、 10腳之間可以外接按鍵電路控制語音的音量大

27、小9。 作為 mp3播放的 minic-a101fs 語音播放模塊支持異步串口通信方式，可 以通過串口接收上位機的命令。主控芯片的命令采用串口方式輸出至 mp3播放 模塊，從而控制音樂播放10。 語音播放模塊 minic-a101fs 的管腳圖如下圖3所示： 圖 3 語音播放模塊 minic-a101fs 管腳圖 語音播放模塊 minic-a101fs 的主要管腳功能如下表1所示： 表1 minic-a101fs 的主要管腳功能 引腳名稱管腳號功能 ack5低電平：playing；高電平：stop rxd6串行數(shù)據(jù)輸入 txd7串行數(shù)據(jù)輸出 reset23復位 vcc30usb 接口；上位機串

28、口控制 vin22工作電壓 agnd27模擬地信號 3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 根據(jù)設(shè)計要求，系統(tǒng)整體電路包括 at89c51，無線收發(fā)模塊，編解碼電路 及語音播放模塊，gsm 通信模塊部分。系統(tǒng)整體框圖如下圖 4 所示： reset 23 key 10 key3v3 9 dgnd 8 txd 7 rxd 6 ack 5 vcc 30 minic-a101fs j04p 接收信號 景點 sc2262 編碼信號 sc2272 解碼 f05p 信號發(fā)射 gsm 模塊 單片機 at89c51 語音播放電路 喇叭 上位機 圖4 系統(tǒng)整體電路框圖 3.1 發(fā)發(fā)送送電電路路 圖5 發(fā)射電路 該電路采用無

29、線發(fā)送，通過 sc2262編碼信號進行發(fā)送信號， 最后通過 電路外圍的天線發(fā)射出去，工作距離可通過天線的長短和工作電壓的高低來調(diào) 節(jié)。由于本系統(tǒng)用于景區(qū)的發(fā)射，發(fā)射芯片要一直工作，而且景區(qū)內(nèi)的景點不 用發(fā)送的地址也不能相同，如下圖發(fā)射電路所示的 a8，a9，a10，a11腳接開 關(guān)控制發(fā)射地址碼和數(shù)據(jù)，vt 腳就一直處于發(fā)送狀態(tài)11。由于 sc2262的外接 震蕩電阻要與 sc2272相匹配，所以 osc1和 osc2的電阻選用1.2mhz，sc2272 選用外接震蕩電阻200k12。 由于在景區(qū)的景點比較多，本系統(tǒng)假設(shè)有景點 9個,那么系統(tǒng)就需要 sc2262在不同的景點分別設(shè)置 9個不同的

30、發(fā)射地址，發(fā)射地址的改變通過發(fā) 射電路圖的 k2、k3、k4、k5按鍵改變，按照不同的按鍵組合，一共可以有 16種不同的地址編碼，而本系統(tǒng)只需要用到 9個。設(shè)置地址碼的原則是：同 一個系統(tǒng)地址碼必須一致；不同的系統(tǒng)可以依靠不同的地址碼加以區(qū)分,至于設(shè) 置什么樣的地址碼完全隨不同使用者的需要而改變13。而本系統(tǒng)可以設(shè)置16個 地址。具體的發(fā)射電路如圖5所示： 3.2 接接收收電電路路 當接收到射頻信號時，直接通過接收器將接收到的信號送至 sc2272 解碼， sc2272 對從 din 端子送入的信號進行解碼。所送入的編碼波形被譯成字碼， 它含有碼地址位，數(shù)據(jù)位和同步位，解碼出來的地址碼以及數(shù)據(jù)

31、送入單片機控 制語音播放。本系統(tǒng)主要通過 sc2272 的 10、11、12、13 腳輸出的地址碼送入 單片機的 p0.0、p0.1、p0.2、p0.3 口進行控制語音播放。而 sc2272 做以下動作： 1、當解碼得到有“1”數(shù)據(jù)時，驅(qū)動相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出端為高電平15。2、驅(qū)動 vt 輸出為高電平，將此信號送反相器取反后，觸發(fā)中斷 int1。而且本系統(tǒng)通過 vcc+ 16 c1+ 1 o 2 7 i4 8 i2 10 g nd 15 c2+ 4 o 4 9 vcc- 14 c1- 3 c2- 5 v - 6 v + 2 ma x 232 c4 22u/16c5 22u/16 c6 0.1f +

32、5v v ss 9 a 7 8 a 6 7 a 5 6 a 4 5 a 3 4 a 2 3 a 1 2 a 0 1 a 8 10 a 9 11 a 10 12 a 11 13 d in 14 o sc2 15 o sc1 16 v t 17 v cc 18 sc2262 r5 47k r6 1.2m r2 10k r3 10k r4 10k r1 10k 1 2 3 4.5v p1.0 p1.1 rst + 10u 4.5v k 4 k 3 k 2 k 5 d 1d 2d 4d 3 74ls04 的 a4 腳的高低電平控制 y4 腳的輸出來進行單片機的復位操作。具體 的接收電路如圖 6 所示：

33、 r7 200k v ss 9 a 7 8 a 6 7 a 5 6 a 4 5 a 3 4 a 2 3 a 1 2 a 0 1 a 8 10 a 9 11 a 10 12 a 11 13 d in 14 o sc2 15 o sc1 16 v t 17 v cc 18 sc2272 a 1 1 y 1 2 a 2 3 y 2 4 a 3 5 y 3 6 g nd 7 a 4 9 y 4 8 a 5 11 v cc 14 a 6 13 y 6 12 y 5 10 74ls04 d 1 r8 10k c 22uf k 1 v cc 1 2 3 v cc (a t89c51)rst p3.3 p0.

34、0 p0.1 p0.2 p0.3 圖 6 接收電路 3.3 語語音音播播放放電電路路 當接收的地址編碼通過 sc2272 解碼出來以后，送入單片機的 4 個 p 口， 通過串口 rxd、txd 向語音播放模塊發(fā)送指令（015 的地址碼） ，控制語音 播放模塊里面對應(yīng)的 015 的景點介紹。通過單片機接收從 sc2272 輸出的 p0.0、p0.1、p0.2、p0.3 的地址編碼控制語音芯片相對應(yīng)的景點，語音播放模塊 開始播放相應(yīng)景點的語音介紹。而且通過 sc2272 輸出的 vt 腳的高電平，將 vt 腳的高電平送反相器取反后，74ls04 的 y1 腳就會輸出低電平，觸發(fā)中斷 int1，通過

35、中斷控制子程序控制單片機不用再次掃描17。單片機的復位和語音 播放模塊的復位連在一起，當 k1 閉合時，74ls04 的 a4 腳就輸入低電平，y4 腳輸出就為高電平，讓 rst 管腳保持高電平（通常 0.7vcc 以上電壓）維持至 少兩個機器時鐘，就會讓單片機復位，之后 rst 管腳恢復為低電平。語音播放 芯片 minic-a100fs 的復位與單片機的相反，可以用同一個復位電路，閉合開 關(guān) k1，語音芯片的 reset 圖 7 語音播放電路 reset 23 key 10 key3v3 9 dgnd 8 txd 7 rxd 6 ack 5 vcc 30 minic-a101fsvcc卡us

36、b卡 txd rxd c12 100up r8 10 1 2 3 4 8 7 6 5 lm386 ale r7 5k c10 0.1uf c11 220uf vcc 腳就為低電平，芯片開始工作，反之不管單片機有無數(shù)據(jù)，語音芯片都會停止 工作，而且此復位電路的復位邏輯穩(wěn)定、可靠。而且本系統(tǒng)只會播放一次，不 能重復播放同一景點兩次18。語音的播放驅(qū)動電路通過 lm386 進行驅(qū)動喇叭進 行語音的播放。如上圖 7 所示： 3.4 gsm 模塊模塊 3.4.1 gsm 模塊電路模塊電路 tc35應(yīng)用非常廣泛，使用人數(shù)更多，資料介紹比較全面詳細。網(wǎng)絡(luò)上也有 很多電子愛好者、工程師對tc35i比較感興趣，

37、討論的話題比較多，更有很多調(diào) 試筆記等可以參考。而且采用tc35i作為信息傳輸、控制的系統(tǒng)越來越成熟，因 此我們考慮選用該模塊，這樣風險較小，成功率較高，遇到問題方便解決。 vcc+ 16 c1+ 1 o2 7 i4 8 i2 10 gnd 15 c2+ 4 o4 9 vcc- 14 c1- 3 c2- 5 v- 6 v+ 2 max232 c6 22u/16c5 22u/16 c4 22u/16c7 22u/16 c8 0.1f +5v 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

38、30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 zif vcc in vcc rst clk i/o gnd sim卡 c3 100n led r9 10k v1 r10 10k vcc p1.0 p1.1 rst 圖 8 t35 的外圍接口電路 tc35是siemens公司推出的gsm專用調(diào)制解調(diào)器，它可在gsm網(wǎng)中完成 語音、數(shù)據(jù)、短消息以及傳真的傳送，tc35具有標準的工業(yè)接口和完整的sim 卡閱讀器，因此使用非常簡單，它提供的命令接口符合gsm0705和gsm0707規(guī) 范，并提供rs232數(shù)據(jù)口，模塊和單片機接口通過40針數(shù)據(jù)電纜相連接。 tc35 模塊有 40 個

39、引腳，通過一個 zif(zero insertion force，零阻力插座)連接 器引出。這 40 個引腳可以劃分為 5 類，即電源、數(shù)據(jù)輸入/輸出、sim 卡、音 頻接口和控制。可以快速、安全、可靠地實現(xiàn)系統(tǒng)方案中的數(shù)據(jù)、語音傳輸、 短消息服務(wù)（short messageservice）和傳真。tc35i 模塊的工作電壓為 3.3 5.5v。模塊有 at 命令集接口19。此外，該模塊常用工作模式有省電模式、 idle、talk 等模式。通過獨特的 40 引腳的 zif 連接器,實現(xiàn)電源連接、指令、 數(shù)據(jù)、語音信號、及控制信號的雙向傳輸。通過 zif 連接器及 50 天線連接器， 可分別連接

40、 sim 卡支架和天線。tc35i 模塊主要由 gsm 基帶處理器、gsm 射 頻模塊、供電模塊（asic） 、閃存、zif 連接器、天線接口六部分組成。作為 tc35i 的核心，基帶處理器主要處理 gsm 終端內(nèi)的語音、數(shù)據(jù)信號，并涵蓋了 蜂窩射頻設(shè)備中的所有的模擬和數(shù)字功能。在不需要額外硬件電路的前提下， 可支持 fr、hr 和 efr 語音信道編碼。 tc35 模塊的第 15 引腳是正電源輸入腳通常推薦值 4.2v，第 610 引腳 是電源接地。11、12 為充電引腳，可以外接鋰電池，13 為對外輸出電壓(共外 電路使用)，14 為 accu-temp 接負溫度系數(shù)的熱敏電阻，用于鋰電池

41、充電保 護控制。15 腳是啟動腳 igt，系統(tǒng)加電后為使 tc35 進入工作狀態(tài)，必須給 igt 加一個大于 100ms 的低脈沖，電平下降持續(xù)時間不可超過 1ms20。1623 為數(shù)據(jù)輸入/輸出，分別為 dsr0、ring0、rxd0、txd0、cts0、rts0、dtr0 和 dcd0。tc35 模塊的 數(shù)據(jù)輸入/輸出接口實際上是一個串行異步收發(fā)器，符合 itu-t rs232 接口標準。 它有固定的參數(shù)：8 位數(shù)據(jù)位和 1 位停止位，無校驗位，波特率在 300bps115kbps 之間可選，默認 9600。硬件握手信號用 rts0/cts0，軟件流量 控制用 xon/xoff，cmos

42、電平，支持標準的 at 命令集。其中 18 腳 rxd0、19 腳 txd0 為 ttl 的串口通訊腳，需要和單片機或者 pc 通訊。tc35 使用外接式 sim 卡，2429 為 sim 卡引腳。tc35 的第 32 腳 sync 引腳有兩 種工作模式，一種是指示發(fā)射狀態(tài)時的功率增長情況，另一種是指示 tc35 的 工作狀態(tài)，可用 at 命令 at+sync 進行切換，本模塊使用的是后一種。 30、31、32 腳為控制腳，其中 30 為 rtc backup，31 為 power down，32 為 sync。3538 為語音接口，35、36 接揚聲器放音。37、38 可以直接接駐極體 話筒

43、來采集聲音(37 是話筒正端，39 是話筒負端)。由于電源電壓要求為 +5.0v5%（即+4.75v+5.25v），因此模塊引腳 1、引腳 2，引腳 3 均接系統(tǒng)的 +5v 電源。由于該模塊無需初始化，上電后模塊即可自動接收和發(fā)送定位數(shù)據(jù)， 故不需要對其進行控制操作，即系統(tǒng)不必向 gps 模塊發(fā)出控制指令。89c51 單 片機的 p1.0 和 p1.1 口分別模擬串行通信的發(fā)送和接收，通信速率 1200bit/s，幀 格式為 n.8.1。發(fā)送時，先發(fā)送一個起始位（低電平），接著按低位在先的順序 發(fā)送 8 位數(shù)據(jù)，最后發(fā)送停止位。接收時，先判斷 p1.1 接收端口是否有起始低 電平出現(xiàn)，如有則按

44、低位在先的順序接收 8 位數(shù)，最后判斷 p1.1 口是否有停止 高電平出現(xiàn)，如有則完成一個數(shù)據(jù)接收，否則繼續(xù)等待。 tc35 模塊輸入輸出的 ttl 正電平邏輯不是+5v,而是+2.9v,因此,必須對該 輸入電平進行邏輯轉(zhuǎn)換,系統(tǒng)需要在與單片機之間加一個 max232 電平轉(zhuǎn)換電路 22。t35 與單片機的外圍接口如上圖 8 所示： 3.4.2 gsm at 指令指令 at 指令功能： at+cmos send an sms command (發(fā)出一條短消息指令) at+cmgd delete sms message ( 刪除 sim 卡內(nèi)存的短消息) at+cmgf select sms m

45、essage formate(選擇短消息信息格式：0-pdu;1-文本) at+cmgl list sms message from preferredstore(列出 sim 卡中的短消息 pdu/text“recunread”-未讀，1/“recread”-已讀出，2/“stounsent”- 待發(fā)，3/“stosent”-已發(fā)，4/“all”-全部的) at+cmgr read sms message (讀短消息) at+cmgs send sms message (發(fā)送短消息) at+cmgw write sms message to memory (向 sim 內(nèi)存中寫入待發(fā)的短消息

46、) at+cmss send sms message from storage (從 sim 內(nèi)存中發(fā)送短消息) at+cpms preferred sms message storage (選擇短消息內(nèi)存) at+csca sms service center address (短消息中心地址) at+cscb select cell broadcast message (選擇蜂窩廣播消息) at+csmp set sms text mode parameters (設(shè)置 短消息文本模式參數(shù)) 4 軟件設(shè)計軟件設(shè)計 自動導游機軟件使用 c 語言編程，具有很高的編程效率。通過外部中斷服 務(wù)程序

47、實現(xiàn)檢測的功能。為實現(xiàn)編程結(jié)構(gòu)清晰，采用各個模塊單獨編程，最后 實現(xiàn)各個模塊的綜合連接。軟件主程序主要包括 gsm 緊急撥號系統(tǒng)程序和控 制語音播放程序。語音播放程序主要通過串口連接，單片機控制是否播放語音 信息，播放哪段語音信息，然后直接調(diào)用語音播放模塊預設(shè)的語音程序進行相 關(guān)的語音播放。gsm 模塊程序的設(shè)計是在 at 指令的基礎(chǔ)上通過單片機控制 gsm 模塊進行緊急撥號。 4.1 主程序流程圖主程序流程圖 主程序流程圖的初始化包括 gsm 模塊的初始化以及語音播放模塊和單片 機的初始化。在初始化完成后，通過檢測 gsm 的緊急撥號信號，進行控制是 否進行緊急撥號。然后檢測 p1 口的數(shù)據(jù)

48、是否與收到的無線信號一致，通過單片 機控制語音播放模塊播放景點音樂。本系統(tǒng)設(shè)計的 gsm 模塊的緊急撥號為最 高級的檢測級別，有單片機的 p1.2 口接按鍵開關(guān)進行控制 gsm 模塊的緊急撥 號程序。 由于本系統(tǒng)需要雙串口，這種情況下,語音播放需要一個串口通信,gsm 模 塊也需要一個串口通信,這就要求單片機具有雙串口的功能,但我們知道 at89c51 只提供一個串口,那么另一個串口只能靠程序模擬。模擬串口,就是利 用單片機的兩個輸入輸出引腳 p1.0 和 p1.1,置 1 或 0 分別代表高低電平,也就是 串口通信中所說的位,如起始位用低電平,則將其置 0,停止位為高電平,則將其置 1,各

49、種數(shù)據(jù)位和校驗位則根據(jù)情況置 1 或置 0。至于串口通信的波特率,只是每位電 平持續(xù)的時間,波特率越高,持續(xù)的時間越短。如波特率為 9600bps,即每一位傳 送時間為 1000ms/9600=0.104ms,即位與位之間的延時為為 0.104 毫秒。單片機 的延時是通過執(zhí)行若干條指令來達到目的的,因為每條指令為 1-3 個指令周期,可 即是通過若干個指令周期來進行延時23。主程序流程圖如下圖 9 所示： 開始 數(shù)據(jù)碼與語音播放模塊存儲 數(shù)據(jù)是否一致 程序初始化 化 播放景點介紹 是否緊急撥號 緊急撥號 y n y n 圖 9 主程序流程圖 4.2 語音播放程序流程圖語音播放程序流程圖 圖 1

50、0 語音播放流程圖 4.3 gsm 模塊流程圖模塊流程圖 開始 語音播放模塊初始化 查詢 p0.0 到 p0.3 的地 址 播放 0 地 址的音樂 返回 播放 1 地 址的音樂 播放 2 地 址的音樂 播放 3 地 址的音樂 播放 16 地 址的音樂 為 0 為 1 為 2為 3 為 16 開始 發(fā)送 at 指令，建立通信連接 tc35i 模塊初始化，設(shè)置消息模式 向指定號碼發(fā)送短信 是否接收到短信？ 結(jié)束 n y 按鍵是否按下 n y 圖 11 gsm 模塊流程圖 5 結(jié)束語結(jié)束語 經(jīng)過幾個月的努力，我終于完成了本次設(shè)計。本系統(tǒng)通過 at89c51 單片機 為控制芯片來進行控制語音播放和 g

51、sm 的緊急撥號。通過查閱大量資料和向 指導教師的請教，終于在徐老師的幫助下實現(xiàn)了本系統(tǒng)要求的各種功能。 在本次設(shè)計中，芯片的選擇以及外圍電路的設(shè)計花費本次設(shè)計大量的時間。 經(jīng)過查閱大量資料和請教徐教師，我確定了本次設(shè)計所使用的各種元件，也確 定本次設(shè)計的思路。通過本次設(shè)計也讓我知道了大量的以前不知道的各種芯片 的原理以及功能。而且在設(shè)計中也發(fā)現(xiàn)了一些小問題，通過對這些問題的克服 也讓我學習了更多知識，也掌握了方法和技巧。 在旅游業(yè)高速發(fā)展的今天。自動導游機將完全取代傳統(tǒng)的人工導游，普遍 應(yīng)用于各個景點，讓人們的旅行更加方便。 致謝致謝 這次畢業(yè)設(shè)計是在指導老師的精心指導和耐心鼓勵下完成的。從

52、課題選定 到方案確定，從理論指導到實際操作指導老師為我作出了認真的分析和耐心的 講解，給我們提供了極大的幫助。讓我們在學習知識和解決問題時感到無比的 輕松和愉快，才使我的畢業(yè)設(shè)計能夠順利的進行下去。至此論文定稿之際，我 向老師表示我最衷心的感謝，是他為我的學習階段進行了啟蒙指導，使我在設(shè) 計中奠定了一定的理論基礎(chǔ)。 同時，我也衷心感謝在我的五年的學習中教育和培養(yǎng)我的老師們，是他們 給予了我很大的關(guān)懷和幫助，在此表示深深的感謝!也感謝我的師弟、師妹們， 在我的學習、生活中給了我?guī)椭?，感謝他們的鼓勵和支持。 參考文獻參考文獻 1 余永權(quán).atmel89 系列單片機應(yīng)用技術(shù)m. 北京：北京航空航天大

53、學出版社，2002.4 2 siemens.tc35i terminal.eb/ol 3 李朝青.單片機原理及接口技術(shù)m .北京:北京航空航天大學出版社，2005 4 at89c51中文資料手冊eb 5 pt2262/2272編解碼集成電路介紹eb 6 朱定華，黃松，蔡苗.protel 99 se原理圖與印制板設(shè)計m.北京：清華大學出版社， 2007 7 韋宏利.語音芯片在報站器中的應(yīng)用j.現(xiàn)代電子技術(shù).2003， （13）：30-31 8 竇振中.單片機外圍器件實用手冊m. 北京：北京航空航天大學出版社，2003 9 蘇文平.新型電子電路應(yīng)用實例精選m. 北京：北京航空航天大學出版社，200

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57、12 psen 29 p3.4 14 p3.5 15 (wr)p3.6 16 (rd)p3.7 17 xtal2 18 xtal1 19 p2.1 22 p2.2 23 p2.3 24 p2.4 25 p2.5 26 p2.6 27 p2.7 28 rst 9 ale/prog 30 (int1)p3.3 13 p0.7 32 p0.6 33 p0.5 34 p0.4 35 p0.3 36 p0.2 37 p0.1 38 vcc 40 p0.0 39 gnd 20 p2.0 21 at89c51 c1 30p c2 30p y 11.0592mhz r5 200k vcc+ 16 c1+ 1

58、o2 7 i4 8 i2 10 gnd 15 c2+ 4 o4 9 vcc- 14 c1- 3 c2- 5 v- 6 v+ 2 max232 c6 22u/16c5 22u/16 c4 22u/16c7 22u/16 c8 0.1f +5v vss 9 a7 8 a6 7 a5 6 a4 5 a3 4 a2 3 a1 2 a0 1 a8 10 a9 11 a10 12 a11 13 din 14 osc2 15 osc1 16 vt 17 vcc 18 sc2272 a1 1 y1 2 a2 3 y2 4 a3 5 y3 6 gnd 7 a4 9 y4 8 a5 11 vcc 14 a6 13

59、 y6 12 y5 10 74ls04 d1 r6 10k c9 22uf k1 vcc reset 23 key 10 key3v3 9 dgnd 8 txd 7 rxd 6 ack 5 vcc 30 minic-a101fsvcc卡usb卡 1 2 3 vcc vss 9 a7 8 a6 7 a5 6 a4 5 a3 4 a2 3 a1 2 a0 1 a8 10 a9 11 a10 12 a11 13 din 14 osc2 15 osc1 16 vt 17 vcc 18 sc2262 r11 47k r11 1.2m r2 10k r3 10k r4 10k r1 10k 1 2 3 4

60、.5v 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 zif vcc in vcc rst clk i/o gnd sim卡 c3 100n led r9 10k v1 r10 10k vcc p1.0 p1.1 txd rxd (at89c51)rst rst + 10u 4.5v k4 k3 k2 k5 d1d2d4d3 p3.3 p0.0 p0.1 p0.2 p0.3 k6 r1 10k r2 10k r3 10k