【正文】 分類號(hào) 編 號(hào) 題目 公交漢字顯示系統(tǒng) —— 硬 件 部分 院 系 汽車與電氣工程系 專 業(yè) 電氣自動(dòng)化 姓 名 桑建 2022 年 4 月 25 日 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū) 設(shè)計(jì)題目： 公交車漢字顯示系統(tǒng) 專 業(yè)： 電氣自動(dòng)化 班級(jí)學(xué)號(hào)： _202211301__ 姓 名 : 桑建 __ 指導(dǎo)教師：設(shè)計(jì)期限： 2022 年 3 月 1 日開(kāi)始 2022 年 5 月 13 日結(jié)束 院、系： 2022 年 3 月 1 日 第 I 頁(yè) 共 61 頁(yè) 電子信息專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)指導(dǎo)書(shū) 指導(dǎo)老師 一、畢業(yè) 論文 的目的 通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)使學(xué)生了解和掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集 、數(shù)據(jù)處理技術(shù)；了解和掌握匯編語(yǔ)言的程序設(shè)計(jì)和同硬件電路的結(jié)合；了解和掌握單片機(jī)硬件電路的焊接和調(diào)試； 了解和掌握繼電器、報(bào)警電路、運(yùn)算放大器、反饋網(wǎng)絡(luò)等模擬電路的分析設(shè)計(jì) 。 二、主要 內(nèi)容 一種新型的公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理，以 89C51 單片機(jī)為核心，控制ISD4004 語(yǔ)音芯片及 16*16LED 點(diǎn)陣 顯示模塊做 漢字顯示 的新方案。利用 89C51 單片機(jī)作為 CPU 來(lái)進(jìn)行總體控制，通過(guò)語(yǔ)音控制電路進(jìn)行各種提示語(yǔ)音的播放，同時(shí)使用 LED 點(diǎn)陣電路進(jìn)行漢字顯示，實(shí)現(xiàn)了公共汽車的語(yǔ)音報(bào)站以及漢字提示的功能 . 三、重點(diǎn)研究問(wèn) 題 語(yǔ)音芯片驅(qū)動(dòng)使用、人機(jī)接口技術(shù)、語(yǔ)言技術(shù)、檢測(cè)技術(shù) 四、主要技術(shù)指標(biāo)或主要設(shè)計(jì)參數(shù) 用 8051 單片機(jī)芯片實(shí)現(xiàn)完成漢字 顯示 報(bào)站基本功能 。 LED 點(diǎn)陣使用 16*16 點(diǎn)陣 ； 語(yǔ)音芯片使用 ISD40048M，可錄制 8 分鐘， 錄放電路簡(jiǎn)單； 用動(dòng)態(tài)掃描法進(jìn)行漢字顯示 ； 功放電路使用 LM386,負(fù)載 8Ω , 電壓增益為 20； 錄音電路使用9014，增強(qiáng)錄音效果。 五、設(shè)計(jì)成果要求 1．熟悉 Protel、 KeilC5 Proteus 軟件，并用來(lái)設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)原理圖。 2．學(xué)習(xí)硬件的焊接、安裝、組裝，單片機(jī)仿真器的使用。 3．閱讀參考資料、文獻(xiàn)及論文，提交本設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告，設(shè)計(jì)方案不少于兩種。 4．完成設(shè)計(jì)所需要的編程，硬件電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，焊接。 5．系統(tǒng)電路測(cè)試與交付。 六、 其他 時(shí)間安排 次序 周次 內(nèi)容 第 II 頁(yè) 共 61 頁(yè) 1 1～ 2 閱讀文獻(xiàn)資料 2 3 與設(shè)計(jì)內(nèi)容相關(guān)的學(xué)習(xí)（講課、解答、方案分析等） 3 4 完成開(kāi)題報(bào)告 4 5 學(xué)習(xí) KeilC51， Proteus 軟件，單片機(jī)原理 5 6～ 7 設(shè)計(jì)硬件電路，方案選擇論證 6 8～ 9 實(shí)現(xiàn)硬件電路，焊接調(diào)試 7 10～ 12 編程、測(cè)試 8 13 撰寫(xiě)論文 9 14 答辯 七 、參考資料 1． 《新編單片機(jī)原理與應(yīng)用》 潘永雄 編著 西安電子科技大學(xué)出版社 2．《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》第三版 童詩(shī)白 華成英 主編 高等教育出版社 3．《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》第四版 閻石 主編 高等教育出版社 4．《匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》 錢(qián)曉捷 主編 電子工業(yè)出版社 5．《 preteus 入門(mén)教程》 6．《 keil c51 入門(mén)教程》 第 III 頁(yè) 共 61頁(yè) 開(kāi)題 報(bào)告 2022年 3 月 15 日 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 電子信息工程 題目名稱 公交車漢字顯示系統(tǒng) —硬件 部分 課題來(lái)源 老師提供 主 要 內(nèi) 容 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容： 一種新型的公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理，以 89C52RC單片機(jī)為核心，控制 ISD4004 語(yǔ)音芯片及 16*16LED 點(diǎn)陣 顯示模塊做 漢字 顯示 的新方案。利用 89C52RC 單片機(jī)作為 CPU 來(lái)進(jìn)行總體控制，通過(guò)語(yǔ)音控制電路進(jìn)行各種提示語(yǔ)音的播放，同時(shí)使用 LED 點(diǎn)陣電路進(jìn)行漢字顯示，實(shí)現(xiàn)了公共汽車的語(yǔ)音自動(dòng)報(bào)站以及漢字提示的功能 .如圖 1 所示。 圖 1：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 主要包括 四 個(gè)部分： 語(yǔ)音錄放音電路 、 LED 點(diǎn)陣 顯示、 電源電路 、 按鍵控制電路組成。 采取的主要技術(shù)路線或方法 開(kāi)發(fā)方案和原理框圖是由老師引導(dǎo)提供的。具體的電路圖和線路組織連接都是需要自己設(shè)計(jì)的。整個(gè)電路的硬件及功能控制軟件是自己設(shè)計(jì)和編寫(xiě)的。 一、單片機(jī)芯片： STC89C52RC 單片機(jī)芯片采用 40 引腳的雙列直 插封裝方式。 40 條引腳如下： 主電源引腳 Vss 和 Vcc 第 IV 頁(yè) 共 61頁(yè) 外接晶振引腳 XTAL1 和 XTAL2 控制或與其它電源復(fù)用引腳 RST/VPD， ALE/PROG ， PSEN 和 EA /Vpp 輸入 /輸出引腳 ， ， ， 。 ① P0 口（ ）是一個(gè) 8 位漏極開(kāi)路型雙向 I/O 口，在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，它是分時(shí)傳送的低字節(jié)地址和數(shù)據(jù)總線， P0 口能以吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)八個(gè) TTL負(fù)載。 ② P1 口（ ）是一個(gè)帶有內(nèi)部提升電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口。能驅(qū)動(dòng) (吸收或輸出電流 )四個(gè) TTL負(fù)載。 ③ P2 口（ ）是一個(gè)帶有內(nèi)部提升電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口，在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，它輸出高 8 位地址。 P2 口可以驅(qū)動(dòng) (吸收或輸出電流 )四個(gè) TTL負(fù)載。 ④ P3 口（ ）是一個(gè)帶有內(nèi)部提升電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口。能驅(qū)動(dòng) (吸收或輸出電流 )四個(gè) TTL負(fù)載。 P3 口還用于第二功能。 二： 語(yǔ)音芯片 ISD40048M； ISD4004 系列單片語(yǔ)音錄放電路 如圖 2 所示： 簡(jiǎn)述 ●單片 8 分鐘語(yǔ)音錄放 ●內(nèi)置微控制器串行通信接口 ● 3V 單電源工作 ●多段信息處理 ●工作電流 2530mA,維持電流 1μ A 第 V 頁(yè) 共 61 頁(yè) ●不耗電信息保存 100 年 (典型值 ) ●高質(zhì)量、自然的語(yǔ)音還原技術(shù) ● 10 萬(wàn)次錄音周期 (典型值 ) ●自動(dòng)靜噪功能 ●片內(nèi)免調(diào)整時(shí)鐘 ,可選用外部時(shí)鐘 ISD4004 系列工作電壓 3V,單片錄放時(shí)間 8 至 16 分鐘 ,音質(zhì)好 ,適用于移動(dòng)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(dòng)靜噪及高密度多電平閃爍存貯陳列。芯片設(shè)計(jì)是基于所有操作必須由微控制器控制 ,操作命令可通過(guò)串行通信接口 (SPI 或Microwire)送入。芯片采用多電平直接模擬量存儲(chǔ)技術(shù) , 每個(gè)采 樣值直接存貯在片內(nèi)閃爍存貯器 中 ,因此能夠非常真實(shí)、自然地再現(xiàn)語(yǔ)音、音樂(lè)、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 為,頻率越低 ,錄放時(shí)間越長(zhǎng) ,而音質(zhì)則有所下降 ,片內(nèi)信息存于閃爍存貯器中 ,可在斷電情況下保存 100 年 (典型值 ),反復(fù)錄音 10 萬(wàn)次。 三 ： LED 點(diǎn)陣電路； 利用 74HC138 對(duì) 4 塊 8*8 點(diǎn)陣進(jìn)行拼接成 16*16 的點(diǎn)陣，然后通過(guò)單片機(jī)控制，進(jìn)行漢字的顯示。電路圖如 圖 3 所示 ： 第 VI 頁(yè) 共 61頁(yè) 圖 3： LED點(diǎn)陣 電路 四 ： 電源電路 由于語(yǔ)音芯片 ISD4004 的工作電壓時(shí) 3V,不同于單片機(jī)的 5V 工作電壓，所以就必須有電源電路，提供 3V 的穩(wěn)定電壓，本電路才用 LM317 電源電路， 5V進(jìn)， 3V 出的一個(gè)穩(wěn)壓電路，很適合于產(chǎn)品電源。利用電容濾波，使語(yǔ)音電路噪聲減少。 電路圖如 圖 4 所示 ： 圖 4：電源電路 第 VII 頁(yè) 共 61 頁(yè) 預(yù)期的成果及形式 采用 STC89CRC52 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制功能， 利用語(yǔ)音芯片 ISD40048M 進(jìn)行語(yǔ)音設(shè)計(jì)及 74HC38 控制點(diǎn)陣顯示， 通過(guò)鍵盤(pán)改變 語(yǔ)音芯片工作狀態(tài) ， 先錄音并存儲(chǔ)，然后放音，同時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)站， 并 同時(shí)用 點(diǎn)陣進(jìn)行相關(guān)信息顯示 。最終軟件調(diào)試功能測(cè)驗(yàn) ，基本達(dá)到了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。 時(shí)間安排 第 1－ 3 周：搜集資料，確定方案； 第 4 周：搜集 89C52RC、 ISD4004 等器件的功能和引腳資料，熟悉單片機(jī)一般編程語(yǔ)言，為后期的設(shè)計(jì)做前期準(zhǔn)備； 第 5－ 6 周：分析功能實(shí)現(xiàn)原理，利用 Protel 畫(huà)出電路圖。 第 7－ 8 周：進(jìn)一步和同組人探討整個(gè)功能實(shí)現(xiàn)（包括硬件和軟件的結(jié)合）；用軟件進(jìn)行仿真測(cè)試。 第 9－ 11 周：焊接出實(shí)際的電路板，測(cè)試、運(yùn)行、實(shí)現(xiàn)功能； 第 11－ 13 周：匯總整個(gè)的工作流程，查資料，做論文，準(zhǔn)備答辯。 指導(dǎo)教師意見(jiàn) 簽 名： 年 月 日 備注 鑒于系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和精確性，整個(gè)電路大都采用了集成電路，雖然這加大了設(shè)計(jì)的成本，并給焊接電路帶來(lái)了小麻煩，但更重要的是這給編程、電路的復(fù)雜度和調(diào)試帶來(lái)了極大的方便，能夠很好的增加程控電壓源的工作穩(wěn)定性和精度。 同時(shí)由于 16*16 的點(diǎn)陣是由自己親手焊接，而且是采用的萬(wàn)能板，所以不是很美觀，但是功能基本能實(shí)現(xiàn)。 第 VIII 頁(yè) 共 61頁(yè) 摘要 隨著時(shí)代的進(jìn)步， 公交車已經(jīng)成為一般工薪族和學(xué)生族出門(mén)必須的交通工具 。由于單片機(jī)技術(shù)以及電子語(yǔ)音技術(shù)飛速發(fā)展。 目前，在公交車報(bào) 站方面，也由傳統(tǒng)的人工報(bào)站，逐漸改變?yōu)槭褂梦㈦娔X控制的語(yǔ)音文字報(bào)站系統(tǒng)。 從以前售票員的大聲報(bào)站變成現(xiàn)在的自動(dòng)語(yǔ)音報(bào)站以及漢字提示等新型的報(bào)站系統(tǒng)，加快了現(xiàn)代化建設(shè)的進(jìn)程。是國(guó)家自動(dòng)化交通發(fā)展的標(biāo)志。 本文介紹了一種新型的公交車自動(dòng)報(bào)站 漢字顯示 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理，同時(shí)提供了一種以 89C51 單片機(jī)為核心，控制 ISD4004 語(yǔ)音芯片及 LED 點(diǎn)陣顯示漢字 的新方案。利用89C51 單片機(jī)作為 CPU 來(lái)進(jìn)行總體控制，通過(guò)語(yǔ)音控制電路進(jìn)行各種提示語(yǔ)音的播放，同時(shí)使用 LED 點(diǎn)陣電路進(jìn)行漢字顯示，實(shí)現(xiàn)了公共汽車的語(yǔ)音自動(dòng)報(bào)站以及漢字 提示的功能，實(shí)現(xiàn)了圖文、語(yǔ)音一體化協(xié)調(diào)工作，減輕了司售人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了車輛的服務(wù)質(zhì)量，是一種科技、時(shí)尚的新產(chǎn)品。 同時(shí)它 擺脫傳統(tǒng)電子屏 線 的束縛，使其應(yīng)用更加市場(chǎng)化，其 流動(dòng) 顯示的特點(diǎn)