【正文】 .... 28 12864 顯示調(diào)試 .................................................................................... 28 語(yǔ)音芯片調(diào)試 ...................................................................................... 29 系統(tǒng)調(diào)試 ............................................................................................... 29 小結(jié) ................................................................................................................. 30 5 總 結(jié) ........................................................................................................................ 32 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 33 致 謝 .......................................................................................................................... 34 附錄 .............................................................................................................................. 35 1 1 緒論 課題研究的背景及意義 隨著鄉(xiāng)鎮(zhèn)城市化的加快 ， 客運(yùn)汽車交通作為鄉(xiāng)鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施之一 ， 仍然是絕大多數(shù)出行者的首選交通方式?？瓦\(yùn)汽車應(yīng)用系統(tǒng)帶給公交企業(yè)的將不僅是形象的提升，也是效益的增長(zhǎng)。 報(bào)站器的動(dòng)態(tài)發(fā)展趨勢(shì) 從 1831英國(guó)人沃爾特 ?漢考克為他的國(guó)家制造出了世界上第一輛裝有發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車起，到今天，客運(yùn)汽車已經(jīng)歷經(jīng)了將近 200 年的發(fā)展過(guò)程 ；從人工報(bào)站到半自動(dòng)語(yǔ)音報(bào)站，客運(yùn)汽車向著越來(lái)越人性化的方向發(fā)展 。 目前語(yǔ)音報(bào)站器技術(shù)主要有以下幾種 [2]： 一般語(yǔ)音報(bào)站器，到站前由乘務(wù)人員按動(dòng)進(jìn)站按鈕開(kāi)始報(bào)站，出站時(shí)由乘務(wù)人員按下出站按鈕，開(kāi)始預(yù)報(bào)下站的站名，通過(guò)序號(hào)來(lái)記錄各個(gè)站點(diǎn) ；第二種是門(mén)控語(yǔ)音報(bào)站器，將開(kāi)門(mén)、關(guān)門(mén)時(shí)轉(zhuǎn)換信號(hào)和語(yǔ)音報(bào)站器連接，開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)時(shí)自動(dòng)報(bào)站；第三種是無(wú)線信標(biāo)語(yǔ)音報(bào)站器，它是在每個(gè)客運(yùn)車站點(diǎn)設(shè)置發(fā)射信標(biāo)點(diǎn)，客運(yùn)汽車臨近到站點(diǎn)左右會(huì)收到信標(biāo)信號(hào)，開(kāi)始自動(dòng)報(bào)站， 出站后信號(hào)消失，開(kāi)始預(yù)報(bào)下一站，此 報(bào)站器報(bào)站準(zhǔn)確，但 2 需要為每個(gè)站點(diǎn)組 提供序號(hào)。 本文 所做的工作 本文主要介紹了本課題在研發(fā)和設(shè)計(jì) 中的思路與過(guò)程 。軟件方面，先將自己所需路線進(jìn)行錄音，每到一個(gè)站點(diǎn)時(shí)，按下相應(yīng)的按鍵，將 ISD4004中的 Data 傳送給 MCU，通過(guò) MCU 的處理在 LCD12864 液晶上顯示該站點(diǎn)的信息并用小喇叭播放聲音。 主控電路的設(shè)計(jì) 關(guān)于 STC89C52 單片機(jī) STC89C52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器 [3]。空閑模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 圖 21 STC89C52 引腳圖 4 VCC：供電電壓。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的 低 八位。 P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個(gè) TTL 門(mén)電流，當(dāng) P2 口被寫(xiě) “ 1” 時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。在給出地址 “ 1” 時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。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。 5 ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖 。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程 。 圖 22 STC89C52單片機(jī)內(nèi)部振蕩器電路 XTAL2 XTAL1 內(nèi)部定時(shí) /PD 400? D1 D2 Q1 Rf Q2 VCC Q3 Q4 6 圖 23 片內(nèi)振蕩器等效電路 另一種使用方法如圖 24 所 示，由外部時(shí)鐘源提供一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)到 XTAL1端輸入，而 XTAL2 端浮空。在電路中，對(duì)電容 C1 和 C2 的值要求不是很嚴(yán)格，如果用高質(zhì)的晶振，則不管頻率為多少， C1， C2 通常都選擇 30pF。 C0（并聯(lián)電容）：最大 。 復(fù)位電路的設(shè)計(jì) 89 系列單片機(jī)與其他微處理器一樣，在啟動(dòng)的時(shí)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(kāi)始工作。當(dāng)在 RST 端采樣到“ 1”信號(hào)且該信號(hào)維持 19 個(gè)振蕩周期以后，將 ALE 和 /PSEN 接成高電平 ，使器件復(fù)位。一般采用的辦法是在RST 端和正電源 VCC 之間接一個(gè)按鈕。 9 圖 27 手動(dòng)復(fù)位電路 （ 4） 上電復(fù)位 STC89C52 的上電復(fù)位電路如圖 28 所示，只要在 RST 復(fù)位輸入引腳上接一電容至 VCC 端，下接一個(gè)電阻到地即可。 在圖 27 的復(fù)位電路中，當(dāng) Vcc 掉電時(shí)，必然會(huì)使 RST 端電壓迅速下降到0V 以下，但是，由于內(nèi)部電路的限制作用，這個(gè)負(fù)電壓將不會(huì)對(duì)器件產(chǎn)生損害。內(nèi)部 RAM 的狀態(tài)不受復(fù)位的影響，在系統(tǒng)上電時(shí)， RAM 的內(nèi)容是不定的。 ISD 系列語(yǔ)音芯片有 ISD1100 系列、 ISD1200 系列、 ISD1400 系列、 ISD2500系列、 ISD4000 系列和 ISD5000 系列幾種 [7]。 ISD1800 系列中有 8s、 10s、 12s 和 16s 的單片單段聲音錄放器件 ISD1810。 其中 ISD1100 系列、 ISD1200 系列和 ISD1400 系列都是獨(dú)立使用； ISD2500系列是手動(dòng)切換或則與微控制器兼容，放音時(shí)可以用邊沿或電平進(jìn)行觸發(fā)；ISD4000 系列、 ISD5000 系列都帶有微控制器 SPI 或 Microwire 串行接口。這個(gè)系列的新片要求用于微處理器或微控制器系列，通過(guò)串行外圍接口 SPI 或Microwire 串行接口進(jìn)行尋址和控制。 同相模擬輸入 (ANA IN+)： 這是錄音信號(hào)的同相輸入端。 反相模擬輸入 (ANA IN)： 差分驅(qū)動(dòng)時(shí) ， 這是錄音信號(hào)的反相輸入端。 串行輸入 (MOSI)： 此端為串行輸入端，主控制器應(yīng)在串行時(shí)鐘上升沿之前半個(gè)周期將數(shù)據(jù)放到本端 ， 供 ISD 輸入。數(shù)據(jù)在 SCLK 上升沿鎖存到 ISD,在下降沿移出 ISD。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 (ISD4004 系列中的存貯器共 2400 行 )。 外部時(shí)鐘 (XCLK)： 本端內(nèi)部有下拉元件。若要求更高精度 ,可從本端輸入外部時(shí)鐘 (如前表所列 )。 自動(dòng)靜噪 (AMCAP)： 當(dāng)錄音信號(hào)電平下降到內(nèi)部設(shè)定的某一閾值以下時(shí) ,自動(dòng)靜噪功能使信號(hào)衰弱 ,這樣有助于養(yǎng)活無(wú)信號(hào) (靜音 )時(shí)的噪聲。 1mF 的電容也影響自動(dòng)靜噪電路對(duì)信號(hào)幅度的響應(yīng)速度。20mA）：（ ）～ （ 5） 結(jié)溫： +150℃ （ 6） 存儲(chǔ)溫度范圍（ Tstg）： 65～ +150℃ （ 7） 引腳焊接溫度（ 10s）： +300℃ 串行外圍接口 SPI： 14 （ ISD4004 的串行操作是通過(guò) SPI 串行接口實(shí)現(xiàn)的 ， 數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議設(shè)定微控制器 SPI 的移位寄存器是有串行時(shí)鐘 SCLK 的下降沿驅(qū)動(dòng)。 （ 3） 數(shù)據(jù)輸入由時(shí) 鐘的上升沿驅(qū)動(dòng)，數(shù)據(jù)輸出由時(shí)鐘的下降沿驅(qū)動(dòng)。 （ 7） 當(dāng)中斷數(shù)據(jù)被移位移出 MISO 引腳時(shí)，控制和地址數(shù)據(jù)就同時(shí)被移進(jìn)MOSI 引腳。 （ 9） 所有的操作都是有 /SS 的上升沿開(kāi)始。 （ 2） /R 控制寄存器：用于選擇放音和錄音操作。當(dāng)其為 1 時(shí)，允許報(bào)文插入；當(dāng)其為 0 時(shí)，關(guān)閉報(bào)文插入功能。當(dāng)其為 1 時(shí)，忽略輸入地址寄存器的內(nèi)容 A9A0/A15A0。 存儲(chǔ)器管理時(shí)， RAC（行地址時(shí)鐘）引腳和 IAB 可以用來(lái)繞著存儲(chǔ)器分段移動(dòng)。典型的被存儲(chǔ)信息可以保存時(shí)間高達(dá) 100 年，同一個(gè)存儲(chǔ)單元可以反復(fù)被錄音 10 萬(wàn)次 [5]。 220uF0 . 0 4 7 u F220uFAUDOUT10K312+U5L M 3 8 6325614 8710+ + 6 V+ 圖 211 功放電路 16 由于功率放大器 LM386要接 +6V電壓，因此還需要一個(gè)電壓變換電路將 24V電壓變換成 +6V 的電壓。所以消耗的電流都從輸出端流出，內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓（約 ）接至比較放大器的同相端和調(diào)整端之間。對(duì)小功率 LED，支流工作電流以 115mA 為宜（不同材料的 LED 要求會(huì)相差較大），最大電流不得超過(guò) 50mA，最大平均電流不超過(guò)30mA，所以使用中必須要加限流電阻。另外 LED 的發(fā)光強(qiáng)度還一環(huán)境溫度有關(guān)，溫度越低發(fā)光強(qiáng)度越高，隨溫度升高，發(fā)光強(qiáng)度呈準(zhǔn)線性下降，在 75℃時(shí)發(fā)光強(qiáng)度僅為 25℃時(shí)的一半，在 80℃時(shí)， LED 幾乎就不能工作， LED 的最大工作電流也隨溫度升高而線性下降。對(duì)共陰極數(shù)碼管，公共陰極接地，當(dāng)各段陽(yáng)極上的電平為高電平時(shí)，該段接通亮，電平為 0 時(shí)，該段關(guān)斷不亮。其第 8 筆段一小數(shù)點(diǎn)形式位于字符的右下方。 （ 3） 6 段符號(hào)顯示器 19 6 段符號(hào)顯示器經(jīng)常在 132或 142計(jì)量顯示中用于顯示最高位和符號(hào)位，因?yàn)樵?3 位半或 4 位半顯示器中，最高位最大僅為 1，所以符號(hào)顯示器用 6 段筆段構(gòu)成“ +1”，可以根據(jù)需要顯示“ +1”、“ 1”、“ 1”、“ +”、“ ”、“ +1.”、“ 1.”或“ 1.”等組合符號(hào)。 LED 顯示譯碼方式 要驅(qū)動(dòng) LED 顯示器顯示相應(yīng)字符，必須通過(guò)接口向 其提供字符的筆段字形碼和數(shù)位代碼。 LED 顯示器驅(qū)動(dòng)方式 LED 顯示器驅(qū)動(dòng)方式可以分成靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)和動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)兩種。 這種驅(qū)動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)是編程容易、管理簡(jiǎn)單、顯示亮度高、穩(wěn)定性好，占用CPU 時(shí)間較少；但缺點(diǎn)是占用硬件電路和微處理器系統(tǒng)接口資源較多、引線多、印刷板布線復(fù)雜、硬件投入成本高。 動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)是引線少、線路簡(jiǎn)單、硬件成本相對(duì)較低。 （ 2）串行輸入 數(shù)據(jù)串行輸入方式是以串行方式傳送數(shù)據(jù)，其優(yōu)點(diǎn)是占用 I/O 接口資源少，其缺點(diǎn)是傳送數(shù)據(jù)的速度相對(duì)較慢 [10]。 九位地址線 A0— A8 的地址范圍為 0— 511，分別對(duì)應(yīng)顯示屏的第 1 頁(yè)的第 1 行到第 32 頁(yè)的第 16 行，地址線 A0— A8 與顯存 U14 的地址輸入管腳相連接，因此 U14 中的第 1 到第 512 字節(jié)中的數(shù)據(jù)存放的是對(duì)應(yīng)顯示 屏中第 1 頁(yè)的第 1 行到第 32 頁(yè)的第 16 行的顯示數(shù)據(jù)信息。 總電路圖設(shè)計(jì) 根據(jù)以上各部分電路設(shè)計(jì)，構(gòu)成整體系統(tǒng)的總電路，具體電路見(jiàn)附錄 A。 本系統(tǒng)很大程度上提高 客運(yùn)汽車 報(bào)站的準(zhǔn)確性，可靠性。 23 3 軟件設(shè)計(jì) 程序就是為計(jì)算機(jī)某一算式或完成某一工作的若干指令的有序集合。 主控程序的 設(shè)計(jì) 在本設(shè)計(jì)中，單片機(jī)的 P3 控制的矩陣鍵盤(pán)，其功能說(shuō)明如表 所示。 如此反復(fù)②操作，將各站的語(yǔ)音依次錄入存儲(chǔ)器。程序見(jiàn)目錄 B[13， 14]。 用戶不需要搭建硬件電路就可以對(duì)程序進(jìn)行驗(yàn)證 。部分程序如下 ： uchar a。 switch(a) {case 12:{D1=1。D2=1。delayms(200)。 case 14{D1=0。D2=1。delayms(200)。