公交車報站系統(tǒng)

1、欽 州學(xué)院單片機課程設(shè)計報告公車語音報站器設(shè)計院 系 機械與船舶海洋工程學(xué)院專 業(yè) 過程控制自動化 學(xué) 生 班 級 2013級133班 姓 名 劉良新 學(xué) 號 1305402313 指導(dǎo)教師單位 欽州學(xué)院 指導(dǎo)教師姓名 張曉培 指導(dǎo)教師職稱 2016年11月公交語音報站設(shè)計自動化專業(yè) 2013級 劉良新指導(dǎo)教師 張曉培摘要：本課程設(shè)計就是采用一種用單片機控制語音芯片進行公交車語音自動報站的方法。整個系統(tǒng)硬件設(shè)計包括鍵盤電路、復(fù)位電路、顯示驅(qū)動電路、顯示電路、內(nèi)存擴展電路模塊。利用AT89C52作為控制器，通過ISD4004語音芯片建立語音信息庫，形成變化多樣的語音信息，利用其功放播放語音信息以

2、及提示語音，同時運用LCD12864進行站數(shù)顯示。當公交車到達某站點，用鍵盤控制本系統(tǒng)工作，通過語音電路輸出語音信息和提示，同時站數(shù)信息在12864上顯示。本系統(tǒng)很大程度上提高公交車報站的準確性，可靠性。提高了公交系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量。促進城市經(jīng)濟發(fā)展和交通變化的和諧發(fā)展關(guān)鍵詞： 公交語音報站，AT89C52單片機，ISD4004語音芯片，LCD12864設(shè)計目的:本課程設(shè)計的目的是通過指導(dǎo)學(xué)生循序漸進地獨立完成單片機的設(shè)計任務(wù)，加深學(xué)生對理論知識的理解，有效地提高了學(xué)生的動手能力，獨立分析問題、解決問題能力，協(xié)調(diào)能力和創(chuàng)造性思維能力。著重提高學(xué)生在單片機應(yīng)用方面的實踐技能，樹立嚴謹?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，培養(yǎng)

3、學(xué)生綜合運用理論知識解決實際問題的能力。學(xué)生通過單片機的設(shè)計、安裝、調(diào)試、整理資料等環(huán)節(jié)，初步掌握工程設(shè)計方法和組織實踐的基本技能，逐步熟悉開展科學(xué)實踐的程序和方法。目錄緒論11. 設(shè)計的主要目標任務(wù)12. 方案設(shè)計2 2.1基本原理.2 2.2系統(tǒng)框圖.23. 主要電路介紹3 3.1主控電路簡介.3 3.1.1 關(guān)于AT89C52單片機3 3.1.1.1 AT89C52主要性能參數(shù).3 3.1.1.2 引腳功能說明3 3.1.2 振蕩器電路設(shè)計6 3.1.3 復(fù)位電路的設(shè)計7 3.2 語音模塊電路簡介7 3.2.1 ISD4004芯片內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu).8 3.2.2 ISD4004芯片引腳描述.

4、8 3.2.3 ISD4004芯片的使用說明.9 3.2.4 ISD4004與外圍設(shè)備的連接.12 3.3 顯示模塊電路簡介.13 3.4 按鍵電路簡介.144. 程序控制.14 4.1 主程序流程圖.145. 總結(jié).15參考文獻.15附錄.16欽州學(xué)院課程設(shè)計報告緒論隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展和進步, 無人售票公交車在街頭多起來了，語音報站器也被廣泛使用，這在相當大的程度上免除了乘務(wù)人員沿途報站的麻煩，給許多不熟悉公交線路的乘客帶來了方便。公共汽車行駛在現(xiàn)代文明程度高的市區(qū)，它是一道流動的風(fēng)景線，因而對整車外形乃至色彩都有更高的要求。作為公交汽車還要有醒目和減少乘務(wù)人員強度的電子報站器，電子顯示

5、路牌，無人售票裝置，前后電視監(jiān)視系統(tǒng)等新技術(shù)的采用也將越來越普及。 目前，公交車自動報站主要有以下幾種方式：一種是通過全球定位系統(tǒng)（GPS）的用戶終端接收工作衛(wèi)星的導(dǎo)航信息，從而解算出車輛的經(jīng)緯度信息，進而計算出實時坐標，將其與站點坐標相比較，當車輛駛?cè)胝军c一定距離范圍內(nèi)時，不用人工干預(yù)，系統(tǒng)自動報站；另一種是利用無線射頻識別（Radio Frequency Identification）技術(shù)，在每一個公交站臺設(shè)置一個具有唯一ID的射頻發(fā)射器，采用間歇工作方式發(fā)射信號，當公交車即將到達車站時，車載系統(tǒng)接收到站信號并解碼出站臺的ID號，由單片機控制自動播放對應(yīng)站臺編號的報站語音；還有一種是對車輪

6、軸的轉(zhuǎn)角脈沖進行計數(shù)，將計數(shù)值和預(yù)置值對比，即可確定報站時刻，達到準確報站的目的。然而，這三種方式都不太適合鄉(xiāng)鎮(zhèn)的發(fā)展現(xiàn)狀。第一種設(shè)備造價過高，定位精度也難以達到要求；第二種站臺建設(shè)投入較大，站點一旦變更，射頻發(fā)射裝置即須移動，較為麻煩；第三種需要公交線路嚴格固定，稍有改變，報站就難以準確。為此，本文試圖設(shè)計一種既方便易行又經(jīng)濟實惠的公交車自動報站系統(tǒng)。 本設(shè)計采用人工按鍵的操作方式公交車手動報站器，彌補傳統(tǒng)人工報站必須有司機或乘務(wù)員口頭報站的落后方式，實現(xiàn)公交車對站名的語音提示和文字顯示功能，為市民提供更人性化，更完善的服務(wù)。當公交車到達某一站時，司機或乘務(wù)人員只需按動按鍵，就可以使單片機控

7、制語音模塊對站名進行語音提示，并控制顯示模組在液晶屏上顯示。系統(tǒng)由一片八位單片機，一個語音模塊，一個液晶模組，一塊穩(wěn)壓芯片，若干電阻電容和與非門等組成。經(jīng)過本課題的研究，我們得到了一種公交車報站的低成本解決方案。1.設(shè)計的主要目標任務(wù)設(shè)計的主要目標本課題要求設(shè)計一公交車語音報站系統(tǒng)，具備8個或以上的站點，按下相應(yīng)按鍵就播放相應(yīng)的語音，并通過液晶屏幕顯示所在站點的信息。以實現(xiàn)公交車的語音報站，即在到站時候司機按下按鍵自動播報語音提示信息及，同時利用LCD顯示電路進行漢字顯示。同時系統(tǒng)需具有可操作性和兼容系，即在使用過程中，對不同的公交線路能夠很方便的進行設(shè)定。本設(shè)計要求利用AT89C52作為主控

8、芯片完成主控電路的設(shè)計，輔助電路要求包括語音電路、顯示電路、按鍵模塊電路等2. 方案設(shè)計2.1基本原理本系統(tǒng)使用八位單片機作為控制器件。當系統(tǒng)進行語音再生時，單片機控制語音合成電路中的語音芯片來讀取其外接的存儲器內(nèi)部的語音信息，并合成語音信號，再通過語音輸出電路，進行語音報站和提示。同時，單片機通過程序讀取文字信息，送入液晶顯示模組來進行站名的顯示。當汽車到達某站時，司機或乘務(wù)人員通過鍵盤來控制系統(tǒng)進行工作。而且，系統(tǒng)具有根據(jù)公交車的行駛方向確定報站順序的功能（司機或乘務(wù)人員可以通過按鍵來控制）。當系統(tǒng)進行語音錄制時，語音信號通過語音錄入電路送給語音合成電路中的語音芯片，由語音芯片進行數(shù)據(jù)處理

9、，并將生成的數(shù)字語音信息存儲到語音存儲芯片中，從而建立語音庫。2.2系統(tǒng)框圖AT89C52 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)3. 主要電路介紹3.1主控電路簡介微控制器選擇目前市場上常用的Intel生產(chǎn)的AT89C52單片機作為主控芯片,同時, AT89C52系統(tǒng)還需要外接晶振和復(fù)位電路。3.1.1關(guān)于AT89C52單片機AT89C52提供以下標準功能：8k字節(jié)FLASH閃速存儲器，256字節(jié)內(nèi)部RAM,32個I/O口線，3個16位定時/計數(shù)器，一個6向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)震蕩器及時鐘電路。同時，AT89C52可降至OHZ的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)點工作模式?？臻e方式停止CPU工

10、作，但允許RAM，定時/計數(shù)器，串行口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但震蕩器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一個部件復(fù)位。3.1.1.1 AT89C52主要性能參數(shù) AT89C52單片機與MCS-51產(chǎn)品指令和引腳兼容，內(nèi)部含有8K字節(jié)可擦寫FALSH閃存，1000次擦寫周期。同時具有全靜態(tài)操作：OHZ-24MHZ，三級加密程序存儲器，2568字節(jié)內(nèi)部RAM，32個可編程I/O口線，3個15位定時/計數(shù)器，8個中斷源，可編程串行UART通道的功能部件。3.1.1.2 引腳功能說明引腳圖如下圖圖所示：功能說明如下：1 VCC：電源電壓 2 GND：地3 P0 口：P0 口是

11、一組8 位漏極開路型雙向I/O 口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅(qū)動8個TTL邏輯門電路，對端口P0 寫“1”時，可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash 編程時，P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。4 P1 口：P1 是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口， P1 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL 邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因

12、為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流(IIL)。與AT89C51 不同之處是，P1.0 和P1.1 還可分別作為定時/計數(shù)器2 的外部計數(shù)輸入（P1.0/T2）和輸入（P1.1/T2EX），參見表2.1。Flash 編程和程序校驗期間，P1 接收低8 位地址。 表3-1 P1.0和P1.1的第二功能引腳號功能特性P1.0T2（定時/計數(shù)器2外部計數(shù)脈沖輸入），時鐘輸出P1.1T2EX(定時/計數(shù)2捕獲、重裝載觸發(fā)和方向控制）5 P2 口：P2 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4 個TTL 邏輯門電路。對端口P2 寫“

13、1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流(IIL)。在訪問外部程序存儲器或16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX DPTR 指令）時，P2 口送出高8 位地址數(shù)據(jù)。在訪問8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行MOVX RI 指令）時，P2 口輸出P2 鎖存器的內(nèi)容。Flash 編程或校驗時，P2亦接收高位地址和一些控制信號。6 P3口：P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O 口。P3 口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4 個TTL 邏輯門電路。對P3口寫入“1”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并

14、可作為輸入端口。此時，被外部拉低的P3 口將用上拉電阻輸出電流（IIL）。P3 口除了作為一般的I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能，如表2.2所示，此外，P3 口還接收一些用于Flash 閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。表3-2 P3口第二功能 7 RST：復(fù)位輸入。當振蕩器工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復(fù)位。8 ALE/PROG： 當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8 位字節(jié)。一般情況下，ALE 仍以時鐘振蕩頻率的1/6 輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲

15、器時將跳過一個ALE 脈沖。對Flash 存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH 單元的D0 位置位，可禁止ALE 操作。該位置位后，只有一條MOVX 和MOVC指令才能將ALE 激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置ALE 禁止位無效。9 PSEN：程序儲存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當AT89C52 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次PSEN 有效，即輸出兩個脈沖。在此期間，當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次PSEN信號。EA/VPP：外部訪問允許。欲使CPU

16、僅訪問外部程序存儲器（地址為0000HFFFFH），EA 端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1 被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。Flash 存儲器編程時，該引腳加上+12V 的編程允許電源Vpp，當然這必須是該器件是使用12V 編程電壓Vpp。XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。3.1.2 振蕩器電路的設(shè)計 89系列單片機的內(nèi)部振蕩器電路如圖所示，由一個單級反相器組成。XTAL1為反相器的輸入，XTAL2為反相器的輸出?？梢岳盟鼉?nèi)部的振蕩器產(chǎn)生

17、時鐘，只要在XTAL1和XTAL2引腳上外接一個晶體及電容組成的并聯(lián)諧振電路，便構(gòu)成一個完整的振蕩信號發(fā)生器。 單片機內(nèi)部振蕩器電路3.1.3復(fù)位電路的設(shè)計89系列單片機與其他微處理器一樣，在啟動的時候都需要復(fù)位，使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初始狀態(tài)開始工作。89系列單片機的復(fù)位信號是從RST引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。當系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時，且振蕩器穩(wěn)定后，如RST引腳上有一個高電平并維持2個機器周期（24個振蕩周期），則CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。復(fù)位時序如圖37所示，因外部的復(fù)位信號是與內(nèi)部時鐘異步的，所以在每個機器周期的S5P2都對RST引腳上的狀態(tài)采樣。當

18、在RST端采樣到“1”信號且該信號維持19個振蕩周期以后，將ALE和/PSEN接成高電平 ，使器件復(fù)位。在RST端電壓變低后，經(jīng)過1-2個機器周期后退出復(fù)位狀態(tài)，重新啟動時鐘，并恢復(fù)ALE和/PSEN的狀態(tài)。如果在系統(tǒng)復(fù)位期間將ALE和/PSEN引腳拉成低電平，則會引起芯片進入不定狀態(tài)。3.2語音模塊電路簡介ISD4004系列語音芯片工作電壓為+3V,單片錄放時間8到16分鐘,音質(zhì)好,適用于移動電話及其他便攜式電子產(chǎn)品中。芯片采用CMOS 技術(shù),內(nèi)含振蕩器、防混淆濾波器、平滑濾波器、音頻放大器、自動靜噪及高密度多電平閃爍存儲陳列。芯片設(shè)計是基于所有操作必須由微控制器控制,操作命令可通過串行通信

19、接口(SPI或Microwire)送入。芯片采用多電平直接模擬量存儲技術(shù), 每個采樣值直接存儲在片內(nèi)閃爍存儲器中,因此能夠非常真實、自然地再現(xiàn)語音、音樂、音調(diào)和效果聲,避免了一般固體錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪聲和金屬聲。采樣頻率可以是4.0,5.3,6.4或8.0kHz，頻率越低,錄放時間越長,而音質(zhì)則有所下降,片內(nèi)信息存于閃爍存儲器中,可在斷電情況下保存一百年(典型值),可反復(fù)錄音十萬次。3.2.1 ISD4004芯片內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu) 3.2.2 ISD4004芯片引腳描述 1）電源(VCCD,VCCA) 芯片內(nèi)部數(shù)字電路電源正極引腳和模擬電路電源正極引腳。為使噪聲最小,芯片的數(shù)字電路和模

20、擬電路使用不同的電源供電,并且分別引到外封裝的不同管腳上,數(shù)字和模擬電源端最好分別走線,盡可能在靠近供電端處相連,而去耦電容應(yīng)盡量靠近器件。 2）地線(VSSD,VSSA) 芯片內(nèi)部數(shù)字電路電源地線和模擬電路電源地線引腳。芯片的數(shù)字電路和模擬電路也要使用不同的地線。 3）同相模擬輸入(ANA IN+) 錄音信號的同相輸入端。輸入放大器可用單端或差分驅(qū)動。單端輸入時,信號由耦合電容輸入,最大幅度為峰-峰值32mV,耦合電容和本端的3K電阻輸入阻抗決定了芯片頻帶的低端截止頻率。差分驅(qū)動時,信號最大幅度為峰-峰值16mV。4）反相模擬輸入(ANA IN-) 差分驅(qū)動時,這是錄音信號的反相輸入端。信號

21、通過耦合電容輸入,最大幅度為峰-峰值16mV。 5）音頻輸出(AUD OUT) 提供音頻輸出,可驅(qū)動5K的負載。 6）片選(SS)此端為低,即向ISD4004芯片發(fā)送指令，兩條指令之間為高電平。 7）串行輸入(MOSI) 此端為串行輸入端，主控制器應(yīng)在串行時鐘上升沿之前半個周期將數(shù)據(jù)放到本端,以供輸入。 8）串行輸出(MISO) 此端為串行輸出端，芯片未被選中時,本端呈高阻態(tài)。 9）串行時鐘(SCLK) 時鐘輸入端,由主控制器產(chǎn)生,用于同步MOSI 和MISO的數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)在SCLK上升沿鎖存到芯片,在下降沿移出芯片。 10）中斷() 本端為漏極開路輸出。芯片在任何操作(包括快進)中檢測到E

22、OM或OVF時,本端變低并保持。中斷狀態(tài)在下一個SPI周期開始時清除。中斷狀態(tài)也可用RINT指令讀?。∣VF標志指示芯片的錄/放操作已到達存儲器的末尾；EOM標志只在放音中檢測到內(nèi)部的EOM標志時,此狀態(tài)位才置1）。 11）行地址時鐘(RAC) 漏極開路輸出。每個RAC周期表示芯片存儲器的操作進行了一行(ISD4004系列中的存儲器共2400行)。該信號保持高電平175ms，低電平25ms?？爝M模式下,RAC 218.75s是高電平，31.25s為低電平。該端可用于存儲管理技術(shù)。12）外部時鐘(XCLK) 本端內(nèi)部有下拉元件。芯片內(nèi)部的采樣時鐘在出廠前已調(diào)校,誤差在1%以內(nèi)。商業(yè)級芯片在整個溫

23、度和電壓范圍內(nèi), 頻率變化在2.25%以內(nèi)。工業(yè)級芯片在整個溫度和電壓范圍內(nèi),頻率變化在4%以內(nèi),此時建議使用穩(wěn)壓電源。若要求更高精度,可從本端輸入外部時鐘。由于內(nèi)部的防混淆及平滑濾波器已設(shè)定,故上述推薦的時鐘頻率不應(yīng)改變。輸入時鐘的占空比無關(guān)緊要,因內(nèi)部首先進行了分頻。在不外接時鐘時,此端必須接地。13）自動靜噪(AM CAP) 當錄音信號電平下降到內(nèi)部設(shè)定的某一閾值以下時,自動靜噪功能使信號衰弱,這樣有助于濾除無信號(靜音)時的噪聲。通常本端對地接1F的電容,構(gòu)成內(nèi)部信號電平峰值檢測電路的一部分。檢出的峰值電平與內(nèi)部設(shè)定的閾值作比較,決定自動靜噪功能的翻轉(zhuǎn)點。大信號時,自動靜噪電路不衰減,

24、靜音時衰減6dB7。1F 的電容也影響自動靜噪電路對信號幅度的響應(yīng)速度。本端接VCCA則禁止自動靜噪。 ISD4004芯片實物圖 ISD4004芯片引腳圖 3.2.3 ISD4004芯片使用說明 1）串行外設(shè)接口ISD4000系列語音芯片工作于SPI串行接口。SPI協(xié)議是一個同步串行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，設(shè)定微控制器的SPI移位寄存器在SCLK的下降沿將數(shù)據(jù)送至MISO引腳。以ISD4004為例，協(xié)議的具體內(nèi)容如下： 所有串行數(shù)據(jù)傳輸開始于下降沿。 在傳輸期間必須保持低電平，在兩條指令之間則保持高電平。 數(shù)據(jù)在時鐘上升沿移入，在下降沿移出。 變低，輸入指令和地址后，ISD4004才能開始錄/放操作。

25、指令格式是(八位控制碼)加（十六位地址碼）。 ISD4004的任何操作如果遇到EOM或OVF，則產(chǎn)生一個中斷，該中斷狀態(tài)在下一個SPI周期開始時被清除。 使用“讀”指令使中斷狀態(tài)位移出ISD4004的MISO引腳時，控制及地址 數(shù)據(jù)也應(yīng)同步從MOSI端移入。因此，要注意移入的數(shù)據(jù)是否與器件當前進行的操作兼容。當然，也允許在一個SPI周期里，同時執(zhí)行讀狀態(tài)和開始新的操作（即新移入的數(shù)據(jù)與器件當前的操作可以不兼容）。所有操作在運行位（RUN）置1時開始，置0時結(jié)束。 所有指令都在SS端上升沿開始執(zhí)行。 2）信息快進 用戶不必知道信息的確切地址就能快進跳過一條信息。信息快進只用于放音模式，放音速度是

26、正常的1600倍，遇到EOM后停止，然后內(nèi)部地址計數(shù)器1，指向下一條信息的開始處。 3）上電順序 器件延時TPUD（8KHz采樣時，約為25ms）后才能開始操作。因此，用戶發(fā)完上電指令后，必須等待TPUD，才能發(fā)出下一條操作指令。 例如，從00處放音，應(yīng)遵循如下時序: 發(fā)POWER UP命令； 等待TPUD（上電延時）； 發(fā)地址值為00的SET PLAY命令； 發(fā)PLAY命令。 器件會從00地址開始放音，當出現(xiàn)EOM時，立即中斷，停止放音。如果從00處錄音，則按以下時序： 發(fā)POWER UP指令; 等待TPUD（上電延時）； 發(fā)POWER UP命令； 等待2倍TPUD; 發(fā)地址值為00的 SE

27、T REC命令； 發(fā)REC命令。 器件便從00地址開始錄音，一直到出現(xiàn)OVF（存儲器末尾）時，錄音停止。 4）指令碼 5）SPI端口的控制位6）SPI控制寄存器 SPI控制寄存器控制器件的每個功能，如錄音、放音、信息檢索（快進）、上電/掉電、開始/停止操作、忽略地址指針等。注：IAB置0時，錄/放操作從A9A0地址開始為了能連貫地錄/放到后續(xù)的存儲空間，在操作到達該行末之前，應(yīng)發(fā)出第二個SPI指令將IAB置1，否則器件會在同一地址上反復(fù)循環(huán)。這個特點對語音提示功能很有用。RAC引腳和IAB位可用于信息管理。SPI端口簡單框圖如圖所示： ISD4004的SPI端口 3.2.4 ISD4004與外

28、圍設(shè)備的連接語音芯片ISD4004主要與三部分外圍設(shè)備連接，即單片機控制電路、語音錄入電路和語音播放電路。單片機的P1.0、P1.1和P1.2引腳接獨立按鍵，控制語音芯片的放音過程；P1.3引腳經(jīng)電阻與控制外部語音錄入和語音播放電路接通與否的三極管的基極相連；P1.4引腳接片選端SS，控制ISD4004選通與否；P1.5引腳接串行輸入MOSI，經(jīng)此讀入放音地址；P1.7引腳接串行時鐘SCLK；兩芯片中斷口相連，以收發(fā)中斷信號。同相模擬輸入（ANA IN+）和反相模擬輸入（ANA IN-）與錄音電路相連，通過話筒錄制各站信息存儲于芯片內(nèi)部以供播放時應(yīng)用。音頻功率放大器LM386驅(qū)動音箱組成放音電

29、路，與音頻輸出端(AUD OUT)相連。另外，發(fā)光二極管接于電源通路，可以顯示語音芯片工作情況。ISD4004與外圍設(shè)備的連接電路圖3.3顯示模塊電路簡介帶中文字庫的128X64是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為12864,內(nèi)置8192個16*16點漢字，和128個16*8點ASCII字符集.利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機交互圖形界面?？梢燥@示84行1616點陣的漢字.也可完成圖形顯示.低電壓低功耗是其又一顯著特點。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點陣液晶顯示模

30、塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價格也略低于相同點陣的圖形液晶模塊。3.3.1引腳功能說明管腳號管腳名稱電平管腳功能描述1VSS0V電源地2VCC3.0+5V電源正3V0-對比度（亮度）調(diào)整4RS(CS）H/LRS=“H”,表示DB7DB0為顯示數(shù)據(jù)RS=“L”,表示DB7DB0為顯示指令數(shù)據(jù)5R/W(SID)H/LR/W=“H”,E=“H”,數(shù)據(jù)被讀到DB7DB0R/W=“L”,E=“HL”, DB7DB0的數(shù)據(jù)被寫到IR或DR6E(SCLK)H/L使能信號7DB0H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線8DB1H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線9DB2H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線10DB3H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線11DB4H

31、/L三態(tài)數(shù)據(jù)線12DB5H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線13DB6H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線14DB7H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線15PSBH/LH：8位或4位并口方式，L：串口方式（見注釋1）16NC-空腳17/RESETH/L復(fù)位端，低電平有效（見注釋2）18VOUT-LCD驅(qū)動電壓輸出端19AVDD背光源正端（+5V）（見注釋3）20KVSS背光源負端（見注釋3）*注釋1：如在實際應(yīng)用中僅使用并口通訊模式，可將PSB接固定高電平，也可以將模塊上的J8和“VCC”用焊錫短接。*注釋2：模塊內(nèi)部接有上電復(fù)位電路，因此在不需要經(jīng)常復(fù)位的場合可將該端懸空。*注釋3：如背光和模塊共用一個電源，可以將模塊上的JA、JK用焊錫短接。3.4

32、 按鍵電路簡介鍵盤是若干按鍵的集合，是向系統(tǒng)提供操作人員干預(yù)命令及數(shù)據(jù)的接口設(shè)備。鍵盤可分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩種類型。前者能自動識別按下的鍵并產(chǎn)生相應(yīng)代碼，以并行或串行方式發(fā)送給CPU。它使用方便，接口簡單，響應(yīng)速度快，但需要專用的硬件電路。后者則通過軟件來確定按鍵并計算鍵值。這種方法雖然沒有編碼鍵盤速度快，但它不需要專用的硬件支持，因此得到了廣泛的應(yīng)用。4.程序控制4.1主程序流程圖主程序流程圖從宏觀方面說開始對所有程序初始化，在行車到站停車時，單片機判斷是否有觸發(fā)電路，如果就開始報站，同時液晶顯示到站信息。如果沒有則不報站。延時LCD顯示下一站名報下一站名延時按鍵按Y下顯示提示語開始錄

33、音按鍵值 開始系統(tǒng)初始化顯示開機畫面Mode=1錄音模式報站模式顯示廣告顯示提示語NN按鍵按Y下按鍵按Y下延時YY讀取按鍵值報下一站名按鍵值 LCD顯示下一站名發(fā)送語音報站名LCD顯示開始錄音延時主程序流程圖5.總結(jié) 該系統(tǒng)實現(xiàn)了公交車報站功能。本系統(tǒng)功能強大，成本低，系統(tǒng)穩(wěn)定，語音音質(zhì)好，很好的實現(xiàn)了車輛報站的自動化，具有很強的實用性。系統(tǒng)選用 ISD4004語音芯片，它的錄音數(shù)據(jù)被存放方法是通過 ISD 多級存儲專利技術(shù)實現(xiàn)的，用聲音和聲頻信號的自然形式直接存放在故態(tài)存儲器，從而提供高質(zhì)量回放語音的保真度，使得該系統(tǒng)與其他語音報站系統(tǒng)相比較，語音質(zhì)量較好。另外，本設(shè)計仍然存在的許多的不足之

34、處，比如它在報站時刻上不能十分的精確，存在一定的誤差。這些問題都需要在今后的研究工作中加以改進，使系統(tǒng)更完善，更好的為人們服務(wù)。 通過本次設(shè)計，我不僅學(xué)習(xí)到了MCS-51系列單片機的知識，更拓展了自己的視野，培養(yǎng)了自己的學(xué)習(xí)能力。這些進步對以后的工作學(xué)習(xí)肯定會有很大的幫助。當然，由于設(shè)計的時間較短，加之對單片機知識比較陌生，設(shè)計之中還有很多不足的地方需要改進，真誠希望尊敬的老師和前輩斧正！參考文獻1姜濤. 公交車信息管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)D.山東大學(xué),2010.2張建華,高守瑋,楊建國. ISD4004語音芯片在語音報站器中的應(yīng)用J. 電子技術(shù)應(yīng)用,2003,08:70-72.3馮志慧,許利軍,薛鵬濤,翁梅,余華,周志強. 一種基于單片機控制ISD4004語音芯片應(yīng)用電路J. 微計算機信息,2003,07:55-56.4張曉東,計玉芳,蒯申紅,徐宇寶. 基于ISD4004智能語音提示系統(tǒng)設(shè)計J. 皖西學(xué)院學(xué)報,2008,02:69-71.5王俊. 基于單片機的公交車報站器的設(shè)計J. 科技經(jīng)濟市場,2008,06:22-23.附錄1#include#includest7565.h#include isd4004.hsbit K1 =