公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)

1、公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)【摘 要】本設(shè)計(jì)介紹了一種利用紅外線遙控技術(shù),模擬公交車自動(dòng)報(bào)站的系統(tǒng)。以AT89C52為主芯片。公交車上的接收電路收到站臺(tái)信息后解碼，解碼后把信號(hào)傳送給AT89C52單片機(jī)，啟動(dòng)LCD12864顯示站名。同時(shí)，應(yīng)用語(yǔ)音模塊播報(bào)站名.還可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)報(bào)站功能。報(bào)站的時(shí)候，相應(yīng)的指示燈亮；蜂鳴器蜂鳴一聲報(bào)警。系統(tǒng)由紅外線的發(fā)射模塊、接收模塊、 LCD12864顯示模塊及ISD4004語(yǔ)音播報(bào)模塊組成目 錄1 引言 (3)1.1本課題研究的意義 (3)1.2 AT89C52單片機(jī)介紹 (3)2 設(shè)計(jì)要求(4)3方案分析與論證 (4)3.1 無(wú)線收發(fā)模塊的分析與論證 (4)3.2控制

2、模塊的分析與論證 (4)4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)(4)4.1 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)(4)4.1.1電路設(shè)計(jì)原理框圖 (5)4.2 單元電路的設(shè)計(jì)和分析(5)4.2.1 遙控收發(fā)電路(5)4.2.2 AT89C52控制的LCD12864電路(6)4.2.3 ISD4004語(yǔ)音錄放電路 (9)4.2.4 本設(shè)計(jì)總原理圖(11)5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) (12)5.1 系統(tǒng)流程圖(12)5.2 程序設(shè)計(jì)(14)6 系統(tǒng)測(cè)試 (15)致謝(15)參考文獻(xiàn)(15)附錄(16)1 引言1.1 本課題研究的意義現(xiàn)今社會(huì)，人口多、流動(dòng)大，公交事業(yè)關(guān)乎到大多數(shù)城市居民的出行，但公交車上的報(bào)站系統(tǒng)依然無(wú)法滿足大家對(duì)其的要求。由于公交車

3、上普遍使用的人工按鍵報(bào)站會(huì)出現(xiàn)報(bào)站不準(zhǔn)確。并且每次報(bào)站時(shí)都需要由駕駛員對(duì)報(bào)站器進(jìn)行手動(dòng)操作，但是在車輛起動(dòng)與進(jìn)站時(shí)，往往是路面情況最復(fù)雜的時(shí)候，駕駛員不僅對(duì)行駛中的汽車進(jìn)行起動(dòng)或制動(dòng)等操作，而且還要兼顧報(bào)站系統(tǒng)的操作，給行駛中的車輛帶來(lái)很大的安全隱患。所以要求我們要設(shè)計(jì)出智能的公交報(bào)站系統(tǒng)來(lái)解決上述問(wèn)題。盡管現(xiàn)在已經(jīng)有些大城市的某些公交車上已經(jīng)采用GPS定位系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)站，但由于其成本比較高，普通中小城市難以負(fù)擔(dān)，難以推廣普及。近年來(lái)微控制器控制技術(shù)迅猛發(fā)展，廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。由于微控制器具有可編程性及優(yōu)良的存儲(chǔ)擴(kuò)展性等許多優(yōu)點(diǎn)，因此產(chǎn)生了用微控制器中的單片機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)公交車輛的自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的

4、想法。為了實(shí)現(xiàn)智能城市公交車的自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，本次論文設(shè)計(jì)研究了一套低廉、高性能的、智能的基于51系列單片機(jī)的智能城市公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)。1.2 AT89C52單片機(jī)介紹隨著電子信息技術(shù)的日益發(fā)展，微控制技術(shù)已成為計(jì)算機(jī)技術(shù)中的一個(gè)獨(dú)特的分支，微控制器單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越廣泛，特別是在工業(yè)智能化中扮演著重要的角色。實(shí)際上，微控制器單片機(jī)幾乎在人們生活的各個(gè)領(lǐng)域都表現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力，使微控制器單片機(jī)的應(yīng)用范圍達(dá)到了前所未有的廣度和深度。單片機(jī)的出現(xiàn)尤其對(duì)電路工作者產(chǎn)生了觀念上的沖擊。過(guò)去經(jīng)常采用模擬電路、數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的電路系統(tǒng)，現(xiàn)在相當(dāng)大一部分可以用單片機(jī)予以實(shí)現(xiàn)，傳統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)方法已演

5、變成軟件和硬件相結(jié)合的設(shè)計(jì)方法，而且許多電路設(shè)計(jì)問(wèn)題將轉(zhuǎn)化為純粹的程序設(shè)計(jì)問(wèn)題。誠(chéng)然，單片機(jī)的應(yīng)用意義遠(yuǎn)不限于它的應(yīng)用范疇或由此帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益，更重要的是它已從根本上改變了傳統(tǒng)的控制方法和設(shè)計(jì)思想。是控制技術(shù)的一次革命，是一座重要的里程碑。單片機(jī)種類繁多，8位單片機(jī)有Intel MCS-51系列、PIC系列等，16位單片機(jī)有Intel MCS-96系列等。在本系統(tǒng)中，8位單片機(jī)就能滿足系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要。目前的8位單片機(jī)中，以Intel MCS-51系列單片機(jī)的品種最多，接口芯片以及應(yīng)用軟件也非常豐富。ATMEL公司推出的AT89C51單片機(jī)是一種以80C51為內(nèi)核的低功耗、高性能的8位COMS單

6、片機(jī)。它內(nèi)部集成了4KB閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（EPEROM），這種存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除1000次之多，使程序的調(diào)試非常方便。同時(shí)AT89C51具有128B內(nèi)部RAM，32位可編程I/O線，2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，5個(gè)中斷源，具有低功耗閑置和掉電兩種省電模式。選用AT89C51單片機(jī)作為公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的中央處理器，完全能夠滿足系統(tǒng)的需要。而且這種單片機(jī)對(duì)開發(fā)設(shè)備的要求很低，開發(fā)時(shí)間也大大縮短。 2 設(shè)計(jì)要求用AT89C52單片機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)。要求用遙控模擬實(shí)現(xiàn)當(dāng)公交車靠近站點(diǎn)時(shí)可以用文字來(lái)顯示站名，同時(shí)相應(yīng)顯示燈亮、有報(bào)警等功能。3 方案分析與論證3.1無(wú)線收發(fā)模塊的分

7、析與論證方案一：無(wú)線接入點(diǎn)。由無(wú)線AP構(gòu)成，通信的效果好，數(shù)據(jù)傳送量大，但是其成本比較高，主要用于寬帶家庭、大樓內(nèi)部、校園內(nèi)部、園區(qū)內(nèi)部以及倉(cāng)庫(kù)、工廠等需要無(wú)線監(jiān)控的地方方案二：GSM小型系統(tǒng)第二種方案是運(yùn)用GSM小型系統(tǒng)，這套系統(tǒng)主要是通過(guò)GSM模塊，利用短信的形式將各種數(shù)據(jù)信息按規(guī)定的協(xié)議編碼發(fā)送至GSM網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送，這套系統(tǒng)對(duì)我們這次試驗(yàn)來(lái)說(shuō)有一個(gè)最大的問(wèn)題，就是它的成本，GSM模塊的價(jià)格很高，在查證之后才知道一個(gè)模塊就要300500元，不符合這次低成本的要求，并且其通信協(xié)議部分比較復(fù)雜，將增大設(shè)計(jì)的工作量。 方案三：PT2262/PT2272-L4集成芯片。該芯片

8、是一對(duì)帶地址、數(shù)據(jù)編碼功能的紅外遙控發(fā)射/接收芯片。其中發(fā)射芯片PT2262-IR將載波振蕩器、編碼器和發(fā)射單元集成于一身，使發(fā)射電路變得非常簡(jiǎn)潔。該方案采用低功耗、低價(jià)位、通用編解碼電路，發(fā)送用高的達(dá)林頓管，所以在靈敏度和抗干擾性方面有保障。方案四：紅外遙控?？梢杂矛F(xiàn)有的簡(jiǎn)單的遙控裝置，我們只要了解其編解碼原理，就可以采用現(xiàn)成的簡(jiǎn)易裝置來(lái)模擬應(yīng)用。 以上四種都是可供參考的方案，在考慮了諸多因素之后，決定采用方案四。雖然在軟件解碼方面比較復(fù)雜，但其工作穩(wěn)定，可靠性高。3.2 控制模塊的分析與論證方案一：采用GPRS作為本次系統(tǒng)的控制器。GPRS即“通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)”(GeneralPacket

9、RadioService的英文簡(jiǎn)稱) 是在現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)上開通的一種新型的分組數(shù)據(jù)傳輸技術(shù).相對(duì)于原來(lái)GSM以撥號(hào)接入的電路交換數(shù)據(jù)傳送方式 GPRS是分組交換技術(shù) 具有“永遠(yuǎn)在線”、“自如切換”、“高速傳輸”等優(yōu)點(diǎn)。GPRS可作為實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的邏輯功能，規(guī)模大,但是使用繁雜，并且該模塊成本非常高。方案二：采用嵌入式ARM的32位單片機(jī)LPC2138。LPC2138芯片速度快、功能強(qiáng)大，芯片內(nèi)部資源豐富，易于數(shù)據(jù)的采集，不但具有一般單片機(jī)的所有功能，還內(nèi)置了PWM，且具有很強(qiáng)的串行通信功能，引腳非常豐富，功耗低，穩(wěn)定性好，易于功能擴(kuò)展,其在線仿真技術(shù)，軟硬件調(diào)試方便,但ARM板成本較高，不適合

10、本次設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。 方案三：采用AT89C52單片機(jī)控制， 它簡(jiǎn)單易用、成本低廉，使用廣泛，相關(guān)資料豐富，軟件編程自由度大，可用編程實(shí)現(xiàn)各種控制算法和邏輯控制,采用AT89C52單片機(jī)為控制核心，系統(tǒng)功能強(qiáng)大，資源配置靈活，運(yùn)行可靠穩(wěn)定，是一套相對(duì)完善工業(yè)低壓控制系統(tǒng)，采用該芯片完全可以實(shí)現(xiàn)我們的設(shè)計(jì)要求。綜上所說(shuō)ARM芯片雖然速度快、功能強(qiáng)但成本高,且用51單片機(jī)也能很好的控制，所以該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選用單片機(jī)編程即可，我們所以選擇方案三。4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用紅外遙控模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)公交車相關(guān)無(wú)線數(shù)據(jù)的收發(fā)，采用AT89C52單片機(jī)為控制核心，實(shí)現(xiàn)智能公交車的自動(dòng)報(bào)站、顯示、語(yǔ)

11、音提醒等功能。4.1.1系統(tǒng)總體方框圖 +5V電源 C52單片機(jī)遙控收發(fā)電路語(yǔ)音錄放電路液晶顯示電路+3V電源按鍵電路蜂鳴器指示燈圖4.1 系統(tǒng)總體方框圖4.2 單元電路的設(shè)計(jì)、分析4.2.1 遙控收發(fā)電路 遠(yuǎn)程遙控技術(shù)又稱為遙控技術(shù)，是指實(shí)現(xiàn)對(duì)被控目標(biāo)的遙遠(yuǎn)控制，在工業(yè)控制、航空航天、家電領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。紅外遙控是一種無(wú)線、非接觸控制技術(shù)，具有抗干擾能力強(qiáng)，信息傳輸可靠，功耗低，成本低，易實(shí)現(xiàn)等顯著優(yōu)點(diǎn)，被諸多電子設(shè)備特別是家用電器廣泛采用，并越來(lái)越多的應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。 紅外遙控的發(fā)射電路是采用紅外發(fā)光二極管來(lái)發(fā)出經(jīng)過(guò)調(diào)制的紅外光波；紅外接收電路由紅外接收二極管、三極管或硅光電池組成，它們將紅

12、外發(fā)射器發(fā)射的紅外光轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)，再送后置放大器。 發(fā)射機(jī)一般由指令鍵(或操作桿)、指令編碼系統(tǒng)、調(diào)制電路、驅(qū)動(dòng)電路、發(fā)射電路等幾部分組成。當(dāng)按下指令鍵或推動(dòng)操作桿時(shí)，指令編碼電路產(chǎn)生所需的指令編碼信號(hào)，指令編碼信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，再由驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行功率放大后由發(fā)射電路向外發(fā)射經(jīng)調(diào)制定的指令編碼信號(hào)。 接收電路一般由接收電路、放大電路、調(diào)制電路、指令譯碼電路、驅(qū)動(dòng)電路、執(zhí)行電路(機(jī)構(gòu))等幾部分組成。接收電路將發(fā)射器發(fā)出的已調(diào)制的編碼指令信號(hào)接收下來(lái)，并進(jìn)行放大后送解調(diào)電路，解調(diào)電路將已調(diào)制的指令編碼信號(hào)解調(diào)出來(lái)，即還原為編碼信號(hào)。指令譯碼器將編碼指令信號(hào)進(jìn)行譯碼，最后由驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行電

13、路實(shí)現(xiàn)各種指令的操作控制（機(jī)構(gòu)）。如圖4.2所示。發(fā)射部分包括鍵盤矩陣、編碼調(diào)制、LED紅外發(fā)送器；接收部分包括光、電轉(zhuǎn)換放大器、解調(diào)、解碼電路。 圖4.2 紅外遙控系統(tǒng)框圖遙控發(fā)射器專用芯片很多，根據(jù)編碼格式可以分成兩大類，這里我們以運(yùn)用比較廣泛，解碼比較容易的一類來(lái)加以說(shuō)明，現(xiàn)以日本NEC的uPD6121G組成發(fā)射電路為例說(shuō)明編碼原理。當(dāng)發(fā)射器按鍵按下后，即有遙控碼發(fā)出，所按的鍵不同遙控編碼也不同。這種遙控碼具有以下特征： 采用脈寬調(diào)制的串行碼，以脈寬為0.565ms、間隔0.56ms、周期為1.125ms的組合表示二進(jìn)制的“0”；以脈寬為0.565ms、間隔1.685ms、周期為2.25

14、ms的組合表示二進(jìn)制的“1”，其波形如圖4.3所示。 圖4.3 遙控碼的“0”和“1”上述“0”和“1”組成的32位二進(jìn)制碼經(jīng)38kHz的載頻進(jìn)行二次調(diào)制以提高發(fā)射效率，達(dá)到降低電源功耗的目的。然后再通過(guò)紅外發(fā)射二極管產(chǎn)生紅外線向空間發(fā)射，如圖4.4所示。圖4.4 遙控信號(hào)編碼波形圖UPD6121G產(chǎn)生的遙控編碼是連續(xù)的32位二進(jìn)制碼組，其中前16位為用戶識(shí)別碼，能區(qū)別不同的電器設(shè)備，防止不同機(jī)種遙控碼互相干擾。該芯片的用戶識(shí)別碼固定為十六進(jìn)制01H；后16位為8位操作碼（功能碼）及其反碼。UPD6121G最多額128種不同組合的編碼。 遙控器在按鍵按下后，周期性地發(fā)出同一種32位二進(jìn)制碼，周

15、期約為108ms。一組碼本身的持續(xù)時(shí)間隨它包含的二進(jìn)制“0”和“1”的個(gè)數(shù)不同而不同，大約在4563ms之間。當(dāng)一個(gè)鍵按下超過(guò)36ms，振蕩器使芯片激活，將發(fā)射一組108ms的編碼脈沖,這108ms發(fā)射代碼由一個(gè)起始碼（9ms）,一個(gè)結(jié)果碼（4.5ms）,低8位地址碼（9ms18ms）,高8位地址碼（9ms18ms）,8位數(shù)據(jù)碼（9ms18ms）和這8位數(shù)據(jù)的反碼（9ms18ms）組成。如果鍵按下超過(guò)108ms仍未松開，接下來(lái)發(fā)射的代碼（連發(fā)代碼）將僅由起始碼（9ms）和結(jié)束碼（2.5ms）組成。解碼的關(guān)鍵是如何識(shí)別“0”和“1”，從位的定義我們可以發(fā)現(xiàn)“0”、“1”均以0.56ms的低電平開

16、始，不同的是高電平的寬度不同，“0”為0.56ms,“1”為1.68ms,所以必須根據(jù)高電平的寬度區(qū)別“0”和“1”。如果從0.56ms低電平過(guò)后，開始延時(shí)，0.56ms以后，若讀到的電平為低，說(shuō)明該位為“0”，反之則為“1”，為了可靠起見(jiàn)，延時(shí)必須比0.56ms長(zhǎng)些，但又不能超過(guò)1.12ms,否則如果該位為“0”，讀到的已是下一位的高電平，因此?。?.12ms+0.56ms）/2=0.84ms最為可靠，一般取0.84ms左右均可。 接收電路如圖4.5所示。PC3388是紅外接收頭，1腳是信號(hào)端，2腳是地端，3腳是電源端。當(dāng)電路正常工作時(shí)，發(fā)光二極管發(fā)亮。測(cè)試時(shí)可以觀察D1的狀態(tài)來(lái)判斷是否有接

17、收到信號(hào)。 圖4.5 紅外接收電路4.2.2 AT89C52控制的LCD12864電路LCD12864介紹LCD12864在市面上主要分為兩種，一種是采用st7920控制器的，它一般帶有中文字庫(kù)字模，價(jià)格略高一點(diǎn)。另一種是采用KS0108控制器，它只是點(diǎn)陣模式，不帶字庫(kù)。我的這塊就是KS0108控制器不帶漢字庫(kù)的。LCD12864模塊的20個(gè)引腳定義如下：1.Vss  邏輯電源地2.VDD邏輯電源正5v3.V0 LCD驅(qū)動(dòng)電壓4.RS 數(shù)據(jù)/指令選擇：高電平為數(shù)據(jù)，低電平為指令5.R/W讀/寫選擇：高電平為讀數(shù)據(jù)，低電平為寫數(shù)據(jù)6.E讀寫使能，高電平有效，下降沿鎖定數(shù)據(jù)7.

18、 DB0數(shù)據(jù)輸入輸出引腳8.DB1數(shù)據(jù)輸入輸出引腳9.DB2數(shù)據(jù)輸入輸出引腳10.DB3數(shù)據(jù)輸入輸出引腳11.DB4數(shù)據(jù)輸入輸出引腳12.DB5數(shù)據(jù)輸入輸出引腳13.DB6數(shù)據(jù)輸入輸出引腳14.DB7數(shù)據(jù)輸入輸出引腳15.CS1片選擇號(hào)，低電平時(shí)選擇前64列16.CS2片選擇號(hào)，低電平時(shí)選擇后64列17.RET復(fù)位信號(hào)，低電平有效。18.VEE輸出15v電源給V0提供驅(qū)動(dòng)電源19.A背光電源LED正極20.K背光電源LED負(fù)極圖4.6是LCD12864的內(nèi)部控制結(jié)構(gòu)：圖4.6 LCD12864的內(nèi)部控制結(jié)構(gòu)圖由上圖可以看出12864屏是分為左、右兩塊控制的。所有對(duì)屏幕的操作要受片選CS1、CS

19、2來(lái)控制。表4-1是屏幕操作數(shù)據(jù)與屏幕點(diǎn)陣的排布關(guān)系圖。 表4-1 屏幕操作數(shù)據(jù)與屏幕點(diǎn)陣的排布關(guān)系圖 從上表可以看出數(shù)據(jù)按字節(jié)在屏幕上是豎向排列的。上方為低位，下方為高位。因此在橫向上(也就是Y)就一共是128列數(shù)據(jù)。分為CS1和CS2兩個(gè)64列來(lái)寫入。在豎方向上(也就是X)一字節(jié)數(shù)據(jù)顯示8個(gè)點(diǎn)，豎向64個(gè)點(diǎn)分為8個(gè)字節(jié)，稱做8頁(yè)(X=0-7)。了解這些后我們就知道要滿屏顯示一張圖就要從y=0127、X=07一共寫128×8=1024個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。同樣在AT89S51中存一張圖就要1024個(gè)字節(jié)的空間。表4-2為其指令表。表4-2 指令表 顯示開關(guān)控制(DISPLAY ON/OFF

20、) D=1:開顯示(DISPLAY ON)    意即顯示器可以進(jìn)行各種顯示操作 D=0:關(guān)顯示(DISPLAY OFF) 意即不能對(duì)顯示器進(jìn)行各種顯示操作 設(shè)置顯示起始行(DISPLAY START LINE)    A5A0    6位地址自動(dòng)送入Z地址計(jì)數(shù)器，起始行的地址可以是063的任意一行。 例如: 選擇A5A0是62,則起始行與DDRAM行的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下： DDRAM 行：62 63    0    1  

21、0; 2    3 ·················28 29 屏幕顯示行： 1    2    3     4    5    6·········

22、;········ 31 32 設(shè)置頁(yè)地址（SET PAGE “X ADDRESS”)       所謂頁(yè)地址就是DDRAM的行地址，8行為一頁(yè),模塊共64行即8頁(yè),A2A0表示07頁(yè)。讀寫數(shù)據(jù)對(duì)地址沒(méi)有影響,頁(yè)地址由本指令或RST信號(hào)改變復(fù)位后頁(yè)地址為0。頁(yè)地址與DDRAM的對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)DDRAM地址表。 設(shè)置Y地址(SET Y ADDRESS)      此指令的作用是將A5A0送入Y地址計(jì)數(shù)器，作為DDRAM的Y地址指針。

23、在對(duì)DDRA M進(jìn)行讀寫操作后，Y地址指針自動(dòng)加1,指向下一個(gè)DDRAM單元。 讀狀態(tài)(STATUS READ)       當(dāng)R/W=1    D/I=0時(shí),在E信號(hào)為“H”的作用下，狀態(tài)分別輸出到數(shù)據(jù)總線(DB7DB0)的相應(yīng)位。 BF:       前面已敘述過(guò)(見(jiàn)BF標(biāo)志位一節(jié))。 ON/OFF: 表示DFF觸發(fā)器的狀態(tài)（見(jiàn)DFF觸發(fā)器一節(jié)）。 RST:      RST=1表示內(nèi)部正在初始化，此時(shí)

24、組件不接受任何指令和數(shù)據(jù)。寫顯示數(shù)據(jù)(WRITE DISPLAY DATE)      D7D0為顯示數(shù)據(jù)，此指令把D7D0寫入相應(yīng)的DDRAM單元,Y地址指針自動(dòng)加1。讀顯示數(shù)據(jù)(READ DISPLAY DATE)  此指令把DDRAM的內(nèi)容D7D0讀到數(shù)據(jù)總線DB7DB0，Y地址指針自動(dòng)加1。 下圖4.7為AT89C52控制的LCD12864顯示電路。 圖4.7 89C52控制的LCD12864顯示電路4.2.3 ISD4004語(yǔ)音錄放電路ISD4004芯片無(wú)須A/D轉(zhuǎn)換和壓縮就可以直接儲(chǔ)存，沒(méi)有A/D轉(zhuǎn)換誤差，具有可

25、多次重復(fù)錄放、存儲(chǔ)時(shí)間長(zhǎng)，使用時(shí)不需擴(kuò)充存儲(chǔ)器、所需外圍電路簡(jiǎn)單。利用AT89C51控制ISD4004芯片的過(guò)程。外接輸入和輸出端口。通過(guò)系統(tǒng)功能模塊各部分的連接及軟硬件設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化語(yǔ)音的存儲(chǔ)和回放。ISD4004語(yǔ)音芯片采用CMOS技術(shù)，內(nèi)含晶體振蕩器、防混疊濾波器、平滑濾波器、自動(dòng)靜噪、音頻功率放大器及高密度多電平閃爍存儲(chǔ)陣列等。因此只需要很少的外圍器件就可構(gòu)成一個(gè)完整的聲音錄放系統(tǒng)。芯片設(shè)計(jì)是基于所以操作由微控制器控制。操作命令通過(guò)串行通信接口（SPI或Microwire）送入。采樣頻率可謂4.0HZ、5.3HZ、6.4HZ、8.0HZ，頻率越低，錄放時(shí)間越長(zhǎng)。而音質(zhì)有所下降。片內(nèi)

26、信息存于內(nèi)存儲(chǔ)器中，可在斷電情況下保存100年，反復(fù)錄音10萬(wàn)次。器件工作電壓為3V，工作電流為2530mA。單片機(jī)錄放語(yǔ)音時(shí)間816min。圖4.8為ISD4004內(nèi)部框圖、圖4.9為ISD4004的引腳排列。圖4.8 ISD4004內(nèi)部框圖 圖4.9 ISD4004的引腳排列引腳12、27為電源線；4、11為地線；17為同相模擬輸入端，輸入放大器可用單端或差分驅(qū)動(dòng)；16為反相模擬輸入端。音頻輸出（引腳13）提供音頻輸出，可驅(qū)動(dòng)5K的負(fù)載；引腳1為片選，此端為低，即向ISD4004芯片發(fā)送指令，兩條指令之間為高電平。MOSI為串行輸入端口，MISO為串行輸出端口，串行時(shí)鐘SCLK由主控制器產(chǎn)

27、生，用于同步MOSI和MISO的數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)在SCLK上升沿鎖存到ISD，在下降沿移出ISD。中斷（INT）為漏極開路輸出端口，ISD在任何操作（包括快進(jìn)）中檢測(cè)到EOM或IVF時(shí)，本端變低并保持。中斷狀態(tài)在下一個(gè)SPI周期開始時(shí)清除。中斷狀態(tài)也可用RINT指令讀取。每個(gè)RAC周期表示ISD存儲(chǔ)器的操作進(jìn)行了一行。該信號(hào)保持高電平的時(shí)間為175ms，低電平時(shí)間為25ms。在快進(jìn)模式，RAC可保持高電平218.75微秒，低電平為31.25微秒。ISD4004工作于SPI串行接口。SPI協(xié)議是一個(gè)同步串行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，協(xié)議假定微控制器的SPI以為寄存器在SCLD的下降沿動(dòng)作，因此，對(duì)ISD400

28、4而言，在時(shí)鐘上升沿鎖存MOSI引腳數(shù)據(jù)，在下降沿將數(shù)據(jù)送至MISO引腳。如圖4.11，在語(yǔ)音芯片的外圍只需接一個(gè)EMC輸入電路和一個(gè)功率放大器的輸出電路，就構(gòu)成了一個(gè)語(yǔ)音錄放系統(tǒng)。ISD4004的27腳接的是由+5V電源改裝成的+3V電源。 圖4.11 ISD4004語(yǔ)音錄放電路4.2.4 本設(shè)計(jì)總原理圖通過(guò)以上單元電路的分析我們已經(jīng)對(duì)各單元電路的硬件都有了一定的了解。下面對(duì)其總體實(shí)現(xiàn)情況作一個(gè)簡(jiǎn)單的說(shuō)明。紅外接收電路接收遙控信息并解碼，解碼后把信息通過(guò)外部中斷1與單片機(jī)通信。單片機(jī)處理后，啟動(dòng)LCD12864及ISD4004模塊顯示播報(bào)站名。P2.0P2.4接LED1LED5等5個(gè)指示燈，

29、P2.5控制蜂鳴器。PC3388的信號(hào)端連到AT89C52的外部中斷1。 圖4.12 本設(shè)計(jì)總原理圖5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)5.1 系統(tǒng)流程圖5.1.1 主程序流程圖 功能：通過(guò)按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)公交車的手動(dòng)報(bào)站。鍵1實(shí)現(xiàn)公交車站名的正順序顯示，鍵2實(shí)現(xiàn)公交車站名的逆顯示，鍵3實(shí)現(xiàn)清屏，鍵4可以用來(lái)插入廣告等。 開始LCD初始化定時(shí)器0的中斷設(shè)置鍵1按下？判斷是第幾次按下執(zhí)行相應(yīng)顯示,相應(yīng)的指示燈亮，蜂鳴器蜂鳴一聲YNNYWhile(1)鍵2按下？鍵3按下？鍵4按下？NN判斷是第幾次按下LCD清屏插入廣告等YY執(zhí)行相應(yīng)顯示,相應(yīng)的指示燈亮，蜂鳴器蜂鳴一聲 圖5.1 主程序流程圖5.1.2 定時(shí)器中斷0服務(wù)子程

30、序流程圖功能：按鍵處理。定時(shí)器中斷0鍵盤處理switch退出YCase1Case2Case3Case4圖5.2 定時(shí)器中斷0服務(wù)子程序流程圖5.1.3 遙控接收程序流程圖功能：判斷接收到的數(shù)據(jù)是否正確。開始串行口初始化接收數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)是否接完？YNN不處理，退出進(jìn)入外部中斷1Y接收到的數(shù)據(jù)正確？圖5.3 遙控接收程序流程圖5.1.4 定時(shí)中斷1子程序流程圖 功能：解碼來(lái)控制播報(bào)站點(diǎn)相應(yīng)信息。定時(shí)器中斷1解碼判斷解出的是什么碼退出顯示相應(yīng)站名，相應(yīng)指示燈亮，蜂鳴器蜂鳴一聲圖5.4 定時(shí)中斷1子程序流程圖5.1.5 外部中斷1子程序流程圖 功能：通過(guò)外部中斷1來(lái)實(shí)現(xiàn)紅外的控制。外部中斷1定時(shí)中斷1處理

31、退出圖5.5 外部中斷1子程序流程圖5.2 程序設(shè)計(jì)源程序見(jiàn)附錄三6 系統(tǒng)測(cè)試紅外接收系統(tǒng)的測(cè)試可以通過(guò)觀察發(fā)光二極管D1的狀態(tài)來(lái)辨別該系統(tǒng)是否正常工作，如果接收到遙控信息，發(fā)光二極管點(diǎn)亮。還可以用電壓表來(lái)測(cè)試信號(hào)端的電壓來(lái)判斷接收系統(tǒng)是否正常工作，如果電壓表上顯示的電壓小幅度擺動(dòng)，說(shuō)明接收正常。按下遙控上的任意鍵，接收電路上的發(fā)光二極管D1發(fā)光，說(shuō)明接收電路正常工作。但是，譯碼不夠準(zhǔn)確，所以不能很好的按預(yù)定的順序來(lái)顯示報(bào)站。預(yù)定的報(bào)站順序是：鍵1按下，LCD12864顯示龍巖學(xué)院，LED1點(diǎn)亮；鍵2按下，LCD12864顯示曹溪金鵬，LED2點(diǎn)亮；鍵3按下，LCD12864顯示交警大隊(duì)，LE

32、D3點(diǎn)亮；鍵4按下，LCD12864顯示人民醫(yī)院，LED4點(diǎn)亮；鍵5按下，LCD12864顯示羅橋西站，LED5點(diǎn)亮。報(bào)站的同時(shí)，蜂鳴器蜂鳴一聲報(bào)警。SB1按下：如果是第1次按下，LCD12864顯示龍巖學(xué)院，LED1點(diǎn)亮；再按下，依次顯示曹溪金鵬、交警大隊(duì)、人民醫(yī)院、羅橋西站。SB2按下，如果是第1次按下，LCD12864顯示羅橋西站LED5點(diǎn)亮；再按下，依次顯示人民醫(yī)院、交警大隊(duì)、曹溪金鵬、龍巖學(xué)院。報(bào)站時(shí)，相應(yīng)的指示燈點(diǎn)亮，蜂鳴器蜂鳴一聲報(bào)警。SB3按下，LCD12864清屏；SB4按下，可以在LCD12864插入廣告等。測(cè)試基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求， ISD4004語(yǔ)音芯片的調(diào)試尚未成功。 附

33、 錄附錄一 原理圖附錄二 PCB圖 圖1 89C52控制的LCD12864顯示電路 圖2 ISD4004語(yǔ)音錄放電路附錄三 源程序#include < reg52.h >/*預(yù)定義*/#define uchar unsigned char#define uint unsigned intunsigned char key_temp,key_bak,ychi,keyvalue=0x0f;unsigned char one_cnt=0,two_cnt=0;uchar key=0x0f;unsigned char up,dowm;static unsigned char data IRC

34、ode3,IRCON,IRCON2;static unsigned char data DT;/*12864管腳配置*/#define port P1sbit rs=P30;sbit rw=P31;sbit e=P32;sbit cs1=P36;sbit cs2=P37;sbit P3_2 = P33;sbit led1 = P20;sbit led2 = P21;sbit led3 = P22;sbit led4 = P23;sbit led5 = P24;sbit beep = P25;uchar code data_shuju2232 = /*- 文字: 龍 -*/*- 宋體12; 此字

35、體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 -*/0x00,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0xFF,0x10,0xF0,0x12,0x1C,0xD0,0x10,0x10,0x10,0x00,0x00,0x40,0x20,0x10,0x0C,0x03,0x10,0x08,0x3F,0x42,0x41,0x40,0x40,0x40,0x70,0x00,/*- 文字: 巖 -*/*- 宋體12; 此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 -*/0x00,0x40,0x5E,0x50,0x50,0xD0,0x50,0x5F,0x50,0x50,0x50,0x50,0x5E,0x40,0x

36、40,0x00,0x10,0x08,0x04,0x02,0x7F,0x22,0x22,0x22,0x22,0x22,0x22,0x22,0x7E,0x00,0x00,0x00,/*- 文字: 學(xué) -*/*- 宋體12; 此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 -*/0x40,0x30,0x10,0x12,0x5C,0x54,0x50,0x51,0x5E,0xD4,0x50,0x18,0x57,0x32,0x10,0x00,0x00,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x42,0x82,0x7F,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x00,/*- 文字

37、: 院 -*/*- 宋體12; 此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 -*/0xFE,0x02,0x32,0x4A,0x86,0x0C,0x24,0x24,0x25,0x26,0x24,0x24,0x24,0x0C,0x04,0x00,0xFF,0x00,0x02,0x04,0x83,0x41,0x31,0x0F,0x01,0x01,0x7F,0x81,0x81,0x81,0xF1,0x00,/*- 文字: 曹 -*/*- 宋體12; 此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 -*/0x02,0x02,0xFA,0xAA,0xAA,0xAA,0xFF,0xAA,0xAA,0xFF,0xAA

38、,0xAA,0xAA,0xFA,0x02,0x00,0x00,0x00,0x00,0x7E,0x2A,0x2A,0x2A,0x2A,0x2A,0x2A,0x2A,0x2A,0x7E,0x00,0x00,0x00,/*- 文字: 溪 -*/*- 宋體12; 此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 -*/0x10,0x21,0x86,0x60,0x02,0x06,0x4A,0xE2,0x56,0x49,0x21,0x89,0x05,0x00,0x00,0x00,0x04,0xFC,0x03,0x00,0x44,0x45,0x25,0x25,0x15,0x0F,0x15,0x25,0x47,0xC

39、4,0x44,0x00,/*- 文字: 金 -*/*- 宋體12; 此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 -*/0x40,0x40,0x20,0x20,0x50,0x48,0x44,0xC3,0x44,0x48,0x50,0x50,0x20,0x60,0x20,0x00,0x40,0x40,0x42,0x42,0x4A,0x72,0x42,0x7F,0x42,0x62,0x5A,0x42,0x42,0x40,0x40,0x00,/*- 文字: 鵬 -*/*- 宋體12; 此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 -*/0x00,0xFE,0x12,0xFE,0x00,0xFE,0x12,0

40、xFE,0x00,0xFC,0x0E,0x35,0x44,0x7C,0x00,0x00,0x20,0x1F,0x21,0x7F,0x20,0x1F,0x41,0x7F,0x08,0x09,0x09,0x29,0x49,0x21,0x1F,0x00,/*- 文字: 人 -*/*- 宋體12; 此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 -*/0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xC0,0x3F,0xC2,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x40,0x20,0x10,0x0C,0x03,0x00,0x00,0x01,0x06,

41、0x0C,0x18,0x30,0x60,0x20,0x00,/*- 文字: 民 -*/*- 宋體12; 此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 -*/0x00,0x00,0xFE,0x92,0x92,0x92,0x92,0xF2,0x92,0x92,0x92,0x9E,0x80,0x80,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFF,0x40,0x20,0x10,0x00,0x00,0x03,0x0C,0x10,0x20,0x40,0xF0,0x00,0x00,/*- 文字: 醫(yī) -*/*- 宋體12; 此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 -*/0x00,0xFE,0x42,0xA

42、2,0x9E,0x92,0x92,0x92,0xF2,0x92,0x92,0x92,0xD2,0x82,0x00,0x00,0x00,0x7F,0x40,0x40,0x50,0x48,0x44,0x43,0x40,0x41,0x42,0x5C,0x48,0x40,0x40,0x00,/*- 文字: 院 -*/*- 宋體12; 此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 -*/0xFE,0x02,0x32,0x4A,0x86,0x0C,0x24,0x24,0x25,0x26,0x24,0x24,0x24,0x0C,0x04,0x00,0xFF,0x00,0x02,0x04,0x83,0x41,0x

43、31,0x0F,0x01,0x01,0x7F,0x81,0x81,0x81,0xF1,0x00,/*- 文字: 交 -*/*- 宋體12; 此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 -*/0x00,0x08,0x88,0x48,0x38,0x28,0x09,0x0E,0x0C,0x08,0x98,0x28,0x68,0x48,0x08,0x00,0x00,0x80,0x80,0x40,0x41,0x22,0x14,0x18,0x0C,0x16,0x23,0x61,0xC0,0x40,0x00,0x00,/*- 文字: 警 -*/*- 宋體12; 此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 -*/

44、0x20,0x1A,0xFA,0xAF,0xAA,0xEF,0x0A,0xFA,0x10,0x8F,0x54,0x24,0x5C,0x84,0x04,0x00,0x02,0x02,0x02,0xEA,0xAA,0xAA,0xAB,0xAA,0xAB,0xAA,0xAA,0xEA,0x02,0x02,0x03,0x00,/*- 文字: 大 -*/*- 宋體12; 此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 -*/0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0xA0,0x7F,0xA0,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x00,0x00,0x80,0x40

45、,0x20,0x10,0x0C,0x03,0x00,0x01,0x06,0x08,0x30,0x60,0xC0,0x40,0x00,/*- 文字: 隊(duì) -*/*- 宋體12; 此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 -*/0xFE,0x02,0x12,0x2A,0xC6,0x02,0x00,0x00,0x00,0xFF,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x7F,0x00,0x02,0x44,0x43,0x20,0x10,0x0C,0x03,0x00,0x03,0x0C,0x10,0x60,0x20,0x00,/*- 文字: 羅 -*/*- 宋體12; 此字體下對(duì)應(yīng)

46、的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 -*/0x00,0x00,0x7E,0x22,0x22,0x22,0xFE,0xA2,0xA2,0xBE,0xA2,0xA2,0xA2,0xBE,0x00,0x00,0x80,0x88,0x88,0x84,0x42,0x43,0x25,0x28,0x10,0x10,0x08,0x04,0x03,0x00,0x00,0x00,/*- 文字: 橋 -*/*- 宋體12; 此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 -*/0x88,0x68,0xFF,0x28,0x48,0x18,0x92,0x52,0x32,0x1E,0x32,0x52,0x92,0x12,0x10,0

47、x00,0x01,0x00,0xFF,0x00,0x01,0x41,0x30,0x0F,0x00,0x00,0x00,0xFF,0x00,0x01,0x01,0x00,/*- 文字: 西 -*/*- 宋體12; 此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 -*/0x02,0xF2,0x12,0x12,0x12,0xFE,0x12,0x12,0x12,0xFE,0x12,0x12,0x12,0xF2,0x02,0x00,0x00,0x7F,0x28,0x24,0x22,0x21,0x20,0x20,0x20,0x21,0x22,0x22,0x22,0x7F,0x00,0x00,/*- 文字: 站

48、-*/*- 宋體12; 此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 -*/0x10,0x50,0x92,0x1C,0x10,0xF0,0x10,0x00,0x00,0x00,0xFF,0x10,0x10,0x10,0x10,0x00,0x10,0x10,0x0B,0x0C,0x0B,0x08,0x00,0x7F,0x21,0x21,0x21,0x21,0x21,0x7F,0x00,0x00,/*- 文字: 到 -*/*- 宋體12; 此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 -*/0x00,0x22,0x72,0x2A,0x26,0xE2,0x2A,0x72,0x22,0x00,0xF8,0x00,0x00,0xFF,0x00,0x00,0x00,0x42,0xC2,0x42,0x22,0x3F,0x22,0x12,0x12,0x00,0x0F,0x40,0x80,0x7F,0x00,0x00,/*- 文字: 了 -*/*- 宋體12; 此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 -*/0x00,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0xF2,0x12,0x0A,0x0A,