基于單片機的自動導(dǎo)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(dǎo)游系統(tǒng)設(shè)計論文題目：基于單片機的自動導(dǎo)游系統(tǒng)設(shè)計學生姓名：毛淵洋學生姓名：毛淵洋所在院系：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(dǎo)師姓名：徐君鵬導(dǎo)師姓名：徐君鵬完成時間：完成時間：2011 年年 05 月月 27 日日摘摘 要要電子導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)游；單片機；編解碼芯片；串口語音模塊；gsm 模塊；abstractmost e-start guide machine is a semi automated system, its functi

3、on 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 using more

4、 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 in each c

5、oded 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；codec chip

6、；serial port voice module；gsm module目目 錄錄1 緒論.11.1 設(shè)計的意義和發(fā)展趨勢.11.2 設(shè)計的要求.12 模塊選擇.22.1 at89c51 單片機.22.2 射頻發(fā)射接收模塊.32.2.1 射頻發(fā)射模塊 f05p.32.2.2 射頻接收模塊 j04p.32.3 sc2262/2272 編解碼芯片.42.4 語音播放模塊 minic-a101fs .53 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖.63.1 發(fā)送電路.73.2 接收電路.73.3 語音播放電路.83.4 gsm 模塊 .93.4.1 gsm 模塊電路 .93.4.2 gsm at 指令.104 軟件設(shè)計.104

7、.1 主程序流程圖.114.2 語音播放程序流程圖.124.3 gsm 模塊流程圖 .125 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.1601 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)假日的一種休閑方式，而有些問題也隨之產(chǎn)生，如導(dǎo)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

8、者的出現(xiàn)，這些促使了電子導(dǎo)游系統(tǒng)的產(chǎn)生。導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)游相比較與人工導(dǎo)游方面，人工導(dǎo)游的的全職導(dǎo)游的減少，以及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(dǎo)致了人工導(dǎo)游職業(yè)的困難加大。這就造成了電子導(dǎo)游的

9、迅速發(fā)展，解決了無導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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

10、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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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。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

11、。（3）gsm 緊急撥號系統(tǒng)?；谝陨系脑O(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。12 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(fù)雜等各種情況，而且本系統(tǒng)的設(shè)計并不

12、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

13、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(fù)位輸入。當振蕩器復(fù)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。p1.01p1.34p1.45p1.56p1.67p1.78p1.23p1.12e

14、a/vpp31(rxd)p3.010(txd)p3.111(int0)p3.212psen29p3.414p3.515(wr)p3.616(rd)p3.717xtal218xtal119p2.122p2.223p2.324p2.425p2.526p2.627p2.728rst9ale/prog30(int1)p3.313p0.732p0.633p0.534p0.435p0.336p0.237p0.138vcc40p0.039gnd20p2.021at89c51c130pc230py11.0592mhzk62xtal2：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)

15、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 f05pf05p 具有體積小、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: 10kbpsf05p 的引腳功能：1-正電源（3-12v）2-地3-數(shù)據(jù)

16、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0.1-1ms 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

17、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。2.2.2 射射頻頻接接收收模模塊塊 j04pj04p 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3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

18、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

19、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。由于本系統(tǒng)應(yīng)用于景區(qū)，環(huán)境相對復(fù)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(fù)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(d

20、0-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vss9a78a67a56a45a34a23a12a01a810a911a1012a1113din14osc215osc116vt17vcc18sc22724為低電平，所以 315mhz 的高頻發(fā)射

21、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”， “1”。5接收端

22、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)輸出管腳使用時，在同時符和以下兩個條件的前提

23、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)楦唠娖?。由?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 的當前地址與 sc2262 地址一致時，并接收到 2 幀以

24、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-a101fsminic-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)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

25、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(fù)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，

26、可5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：stoprxd6串行數(shù)據(jù)輸入txd7串行數(shù)據(jù)輸出reset23復(fù)位vcc30usb 接口；上位機串口控制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 at

27、89c51，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：reset23key10key3v39dgnd8txd7rxd6ack5vcc30minic-a101fsj04p 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6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

28、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；

29、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)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

30、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+16c1+1o 27i48i210g nd15c2+4o 49vcc-14c1-3c2-5v -6v +2ma x 232c422u/16c522u/16c60.1f+5vv ss9a 78a 67a 56a 45a 34a 23a 12a 01a 810a 911a 1012a 1113d in14o sc215o sc116v t17v cc18sc2262r547kr61.2mr210kr310kr410kr110k1234.5vp1.0p1.1

31、rst+10u4.5vk 4k 3k 2k 5d 1d 2d 4d 3774ls04 的 a4 腳的高低電平控制 y4 腳的輸出來進行單片機的復(fù)位操作。具體的接收電路如圖 6 所示：r7200kv ss9a 78a 67a 56a 45a 34a 23a 12a 01a 810a 911a 1012a 1113d in14o sc215o sc116v t17v cc18sc2272a 11y 12a 23y 24a 35y 36g nd7a 49y 48a 511v cc14a 613y 612y 51074ls04d 1r810kc22ufk 1v cc123v cc(a t89c51)r

32、stp3.3p0.0p0.1p0.2p0.3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，通過中斷控

33、制子程序控制單片機不用再次掃描17。單片機的復(fù)位和語音播放模塊的復(fù)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(fù)位，之后 rst 管腳恢復(fù)為低電平。語音播放芯片 minic-a100fs 的復(fù)位與單片機的相反，可以用同一個復(fù)位電路，閉合開關(guān) k1，語音芯片的 reset圖 7 語音播放電路reset23key10key3v39dgnd8txd7rxd6ack5vcc30minic-a101fsvcc卡usb卡txdrxdc12 100upr81012348

34、765lm386aler75kc10 0.1ufc11220ufvcc8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(fù)位電路的復(fù)位邏輯穩(wěn)定、可靠。而且本系統(tǒng)只會播放一次，不能重復(fù)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，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

35、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+16c1+1o27i48i210gnd15c2+4o49vcc-14c1-3c2-5v-6v+2max232c622u/16c522u/16c422u/16c722u/16c80.1f+5v12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940zifvccinvccrstclki/ogndsim卡c3100nledr910kv1r1010kvccp1.0p1.1rst圖 8 t35 的外圍接口電路tc35是siemens公司推出的gsm專用

36、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

37、壓為 3.35.5v。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 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 ef

38、r 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9igt 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

39、，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 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

40、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

41、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+cmo

42、s 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 message 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 (

43、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)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

44、 text mode parameters (設(shè)置 短消息文本模式參數(shù))104 軟件設(shè)計軟件設(shè)計自動導(dǎo)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?qū)崿F(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(yù)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 g

45、sm 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)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

46、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

47、否緊急撥號緊急撥號ynyn11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 10 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ny按鍵是否按下ny12圖 11 gsm 模塊流程圖135 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

48、單片機為控制芯片來進行控制語音播放和 gsm 的緊急撥號。通過查閱大量資料和向指導(dǎo)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(dǎo)游機將完全取代傳統(tǒng)的人工導(dǎo)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(dǎo)老師的精心指導(dǎo)和

49、耐心鼓勵下完成的。從課題選定到方案確定，從理論指導(dǎo)到實際操作指導(dǎo)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(dǎo)，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兄x他們的鼓勵和支持。14參考文獻參考文獻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

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54、tal119p2.122p2.223p2.324p2.425p2.526p2.627p2.728rst9ale/prog30(int1)p3.313p0.732p0.633p0.534p0.435p0.336p0.237p0.138vcc40p0.039gnd20p2.021at89c51c130pc230py11.0592mhzr5200kvcc+16c1+1o27i48i210gnd15c2+4o49vcc-14c1-3c2-5v-6v+2max232c622u/16c522u/16c422u/16c722u/16c80.1f+5vvss9a78a67a56a45a34a23a12a01a

55、810a911a1012a1113din14osc215osc116vt17vcc18sc2272a11y12a23y24a35y36gnd7a49y48a511vcc14a613y612y51074ls04d1r610kc922ufk1vccreset23key10key3v39dgnd8txd7rxd6ack5vcc30minic-a101fsvcc卡usb卡123vccvss9a78a67a56a45a34a23a12a01a810a911a1012a1113din14osc215osc116vt17vcc18sc2262r1147kr111.2mr210kr310kr410kr110k

56、1234.5v12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940zifvccinvccrstclki/ogndsim卡c3100nledr910kv1r1010kvccp1.0p1.1txdrxd(at89c51)rstrst+10u4.5vk4k3k2k5d1d2d4d3p3.3p0.0p0.1p0.2p0.3k6r110kr210kr310kr410kvccc12 100upr81012348765lm386aler75kc10 0.1ufc11220ufvcca11a10a9a816#define

57、 uchar unsigned char/模擬串口sbit p1_0 = 0 x90;sbit p1_1 = 0 x91;sbit p1_2 = 0 x92;sbit p31=p31; /串口輸入sbit re=p30; /串口輸出sbit reset=p33; /單片機、語音芯片復(fù)位#define rxd p1_0#define txd p1_1#define wrdyn 44 /寫延時#define rddyn 43 /讀延時char i;uchar code dis1=jingdian1 ; /語音內(nèi)容更新或增加uchar code dis2=jingdian2;uchar code d

58、is3=jingdian3;uchar code dis4=jingdian4;uchar code dis5=jingdian5;uchar code dis5=jingdian6;uchar code dis5=jingdian7;uchar code dis5=jingdian8;uchar *p;void delay1ms(unsigned int count) /延時1msunsigned int i,j;for(i=0;icount;i+)for(j=0;j120;j+);void delay()int i,j;for(i=0;i255;i+)for(j=0;j1 模式 scon,

59、#11011000b;es=1;void sendasc(unsigned char asc)bit es;es=es;es=0;/關(guān)閉中斷ti=0;sbuf=asc;while (!ti);ti=0;es=es;void sendtotc35 (unsigned char *p,unsigned char long)while (long-)sendasc(*p+);void rs485_do(void) interrupt 4 using 1if (ri=1)ri=0;rsbufrspoint+=sbuf;if (rspoint =sizeof(rsbuf) rspoint=0;/flagrs485=0;/數(shù)據(jù)處理19char code at_code=ok;void send_at (void)unsigned char *p;while (1)clrrsbuf(rsbuf,sizeof(rsbuf);sendtotc35(at_tc35,2);/atsendasc(over);/* 等待應(yīng)答“ok”es=1;/必須中斷delay(50);p=strstr(rsbuf,at_code);if(p != null )