【正文】 管腳與地之間連接 一個(gè) μ F 電容。總共有 8 個(gè)音量檔供用戶選擇，每一檔會(huì)改變 4dB 。在錄音期 間按下 FT 鍵，會(huì)同時(shí)錄下 Analn 進(jìn)入的語(yǔ)音信號(hào)。主控制芯片在 SCLK 上升沿之前的半個(gè)周期將數(shù)據(jù)放置在 MOSI 端。此管腳空閑時(shí)，必須拉高。 APC 寄存器的 D3 可以決定 Analn 信號(hào)被立刻錄制到存儲(chǔ)器中，與 Mic 信號(hào)混合被錄制到存儲(chǔ)器中，或者被緩存到喇叭端并 經(jīng)由直通線路從 AUD/AUX 輸出 。出廠默認(rèn) 設(shè)置為 AUD 。不過(guò)，當(dāng)在 SPI 模式下， SPI 無(wú)視這個(gè)輸入，而且直通線路被 APC 寄存器的 D0 所控制。 Interrupt(SPI 模式 ) 在完成 SPI 命令后，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)低信號(hào)的中斷。實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音信號(hào)的輸入輸出。在報(bào)站狀態(tài)下，只需要單片機(jī)控制 P1口，輸送所需要的報(bào)站名和其它相應(yīng)存儲(chǔ)地址，開(kāi)始放音，通過(guò)改變地址信息，可以播放不同的預(yù)錄語(yǔ)音信息。本系統(tǒng)采用的 ISD1730 語(yǔ)音芯片由于容量不足 ,因此在軟件設(shè)計(jì)上采用了部分語(yǔ)音共用的方法 ,例如“遼寧工業(yè)大學(xué)站到了 ,請(qǐng)從后門下車”中的“站到了 ,請(qǐng)從后門下車”就是各個(gè)報(bào)站均要用到的詞語(yǔ) ,可以做為子程序重復(fù)調(diào)用。最大耗電量是啟動(dòng)時(shí)或全亮等極端情況時(shí)的耗電量 ,最大耗電量是交流電供電 (線徑 ,開(kāi)關(guān)等 )必須考慮的要素。最常用的通用芯片是 74HC595，具有 8位鎖存、串一并移位寄存器和三態(tài)輸出功能。如果采用驅(qū)動(dòng)芯片自身采用掃描方式，那么一塊主流的驅(qū)動(dòng)芯片就能一次驅(qū)動(dòng)多路 LED 器件，將會(huì)使應(yīng)用成本降低許多。按照發(fā)光燈強(qiáng)度又可以分為普通亮度發(fā)光燈、高亮度發(fā)光燈、超高亮度發(fā)光燈等。這里所說(shuō)的圖形，是指由單 一亮度線條組成的任意圖形，以便于不同亮度（灰度）點(diǎn)陣組成的圖像相區(qū)別。 從理論上說(shuō)，不論顯示圖形還是文字，都是控制與組成這些圖形或文字的各個(gè)點(diǎn)所在位置相對(duì)應(yīng)的 LED 器件發(fā)光。這樣依照所需顯示的圖形文字，按顯示屏的各行各列逐點(diǎn)填寫(xiě)顯示數(shù)據(jù)，就可以構(gòu)成一個(gè)顯示數(shù)據(jù)文件。漢字的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)相應(yīng)的顯示數(shù)據(jù)是用 16進(jìn)制格式以字節(jié)為單位表示的。顯示采用動(dòng)態(tài)顯示，使得圖形或文字能夠?qū)崿F(xiàn)靜止、移入移出等多種顯示方式。采用這種方式的優(yōu)點(diǎn)是耗電少，成本低，壽命長(zhǎng)，但是也存在顯示亮度及內(nèi)容顯示穩(wěn)定的問(wèn)題。 LED 點(diǎn)陣塊的單點(diǎn)靜態(tài)電流一般在 10mA 左右，由于占空比是 1/16，所以單點(diǎn)的動(dòng)態(tài)電流最大可以達(dá)到160mA。譯碼器在單片機(jī)系統(tǒng)中一般起擴(kuò)展 IO 的作用，當(dāng)外設(shè)比較多， 20 單片機(jī)的引腳不夠用的時(shí)候，就可以由 74LS154 把 4個(gè)單片機(jī) IO 口擴(kuò)展為 12 個(gè)。它輸入端允許 500nS 的上升（下降）時(shí)間，對(duì)嚴(yán)重畸形的時(shí)鐘脈沖仍能檢測(cè)。 由于 LED 顯示屏的工作電流時(shí)刻在變化，造成了系統(tǒng)電壓的波動(dòng)。穩(wěn)定系統(tǒng)電壓，旁路掉電源中的高頻脈動(dòng)成份。 74HC245 特有 3個(gè)使能輸入端：兩個(gè)低有效（ E1和 E2）和一個(gè)高有效（ E3）。 21 顯示電路 設(shè)計(jì)采用以 AT89C51 單片機(jī)為核心芯片 ,16*16LED 漢字顯示 4 個(gè)字，即為16*64 點(diǎn)陣漢字顯示， 采用重疊處理的方法。對(duì)于列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備來(lái)說(shuō)，它應(yīng)能實(shí)現(xiàn)串入并出的移位功能；對(duì)于列數(shù)據(jù)顯示來(lái)說(shuō)，應(yīng)具有并行鎖存的功能。隨著全球性空間定位信息應(yīng)用的日益廣泛， GPS 提供的全時(shí)域、全天候、高精度定位服務(wù)將給空間技術(shù)、地球物理、大地測(cè)繪、遙感技術(shù)、交通調(diào)度、軍事作戰(zhàn)以及人們的日常生活帶來(lái)巨大的變化和深遠(yuǎn)的影響。 動(dòng)態(tài)定位是用 GPS 接收機(jī)測(cè)定一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)行軌跡。 GPS 接收機(jī)的結(jié)構(gòu)分為天線單元和接收單元兩大部分。設(shè)置機(jī)內(nèi)電池的目的在于更換外電池時(shí)不中斷連續(xù)觀測(cè)。 GPS 模塊的特性： 使用 SiRF 第三代低耗電量 (LP)，高效能晶片 ,大大降低耗電量。 可支援 美國(guó)海岸部隊(duì)塔臺(tái)差分全球定位系統(tǒng)修正訊號(hào)。 將 GPS 模塊接入單片機(jī)的 RXD/TXD 引腳，做數(shù)據(jù)的讀取和寫(xiě)入，當(dāng)公交車到達(dá)某一站點(diǎn)時(shí)，由 GPS 進(jìn)行定位，將定位的信號(hào)傳入單片機(jī)中，觸發(fā)單片機(jī)工作進(jìn)而實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音與漢字顯示的工作。專用程序?yàn)檐浖藛T提供合適的環(huán)境，便于進(jìn)行程序設(shè)計(jì)工作。 匯編語(yǔ)言是一種效率很高的語(yǔ)言，在對(duì)資源利用、實(shí)時(shí)響應(yīng)等方面具有高級(jí)語(yǔ)言難以比擬的優(yōu)點(diǎn)，但它同時(shí)存在可讀性、可移植性和可維護(hù)性差的弱點(diǎn)。目前，使用 C 語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)已成為軟件開(kāi)發(fā)的主流之一。在51系列單片機(jī)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，程序設(shè)計(jì)是重 點(diǎn)也是難點(diǎn)。 本程序?qū)崿F(xiàn)了，在公交車進(jìn)站出站時(shí)語(yǔ)音和漢字顯示的同時(shí)調(diào)用， 如圖 所示主程序流程圖： GPS 判斷是否到站 AT89C51 初始化 觸發(fā) AT89C51 工作 返回 語(yǔ)音輸出子程序 LED 顯示子程序 開(kāi)始 是 否 圖 主程序框圖 26 子程序的設(shè)計(jì) LED 漢字顯示程序 LED 漢字顯示子程序 主要由開(kāi)始、初始化、設(shè)置片選然后提取 漢字庫(kù)模 。字碼表初址賦值 MOV R1,00H ； 。程序流程圖，如圖 。 C51是 MCS51系列單片機(jī)的 C 語(yǔ)言。因此，本自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的程序采用了 C 語(yǔ)言編寫(xiě)。用 C 語(yǔ)言編寫(xiě)的程序可 以較好地解決匯編語(yǔ)言存在的這些不足。匯編語(yǔ)言比機(jī)器語(yǔ)言易于讀寫(xiě)、調(diào)試和修改，同時(shí)具有機(jī)器語(yǔ)言全部?jī)?yōu)點(diǎn)。LM7805 是我們最常用到的穩(wěn)壓芯片了，他的使用方便，用很簡(jiǎn)單的電路即可以輸入一個(gè)直流穩(wěn)壓電源 ,他的輸出電壓恰好為 5v，剛好是 51系列單片機(jī)運(yùn)行所需的電壓， 很符合本設(shè)計(jì)的要求， 電路圖如 圖 所示 ： 圖 GPS模塊 23 24 第 4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì)是軟件開(kāi)發(fā)工作的重要部分，而軟件開(kāi)發(fā)是工程性的工作，所以要有規(guī)范。支援 NMEA0183 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)格式及 SiRF 二位元編碼。 晶片內(nèi)建 1920 次 / 頻率硬體 , 提高接收傳送搜尋衛(wèi)星訊號(hào)。關(guān)機(jī)后，機(jī)內(nèi)電池為ＲＡＭ存儲(chǔ)器供電，以防丟失數(shù)據(jù)。實(shí)際上，也可以將天線單元和接收單元制作成一個(gè)整體，而在觀測(cè)時(shí)將其安置在測(cè)站點(diǎn)上。由于載體上的 GPS 接收機(jī)天線在跟蹤 GPS 衛(wèi)星的過(guò)程中將相對(duì)地球而運(yùn)動(dòng)，這樣，接收74HC245 16*16 LED 點(diǎn)陣 列驅(qū)動(dòng) 行驅(qū)動(dòng) 列驅(qū)動(dòng) 列驅(qū)動(dòng) 列驅(qū)動(dòng) 16*16 LED 點(diǎn)陣 16*16 LED 點(diǎn)陣 16*16 LED 點(diǎn)陣 圖 LED電路設(shè)計(jì)程圖 22 機(jī)用 GPS 信號(hào)就可實(shí)時(shí)地測(cè)量運(yùn)動(dòng)載體的狀態(tài)參數(shù)（瞬間三維位置和三維速度）。導(dǎo)航衛(wèi)星至少 24顆，均勻分布在 6個(gè)極地軌道上，軌道的夾角為 60度，距地平均高度為 20200 公里，每 12 恒星時(shí)繞地球一周。 LED 電路圖見(jiàn)附錄， 框 圖如 圖 所示 ： GPS 定位模塊 設(shè)計(jì) GPS 是 Global Positioning System 的縮寫(xiě)，即全球定位系統(tǒng)。為了達(dá)到重疊處理的目的，列數(shù)據(jù)的顯示就需要具有鎖存功能。利用這種復(fù)合使能特性，僅需 4 片 74HC245 芯片和 1個(gè)反相器，即可輕松實(shí)現(xiàn)并行擴(kuò)展，組合成為一個(gè) 132（ 5 線到 32 線）譯碼器。 3． 集成驅(qū)動(dòng)芯片 在本設(shè)計(jì)中集成驅(qū)動(dòng)芯片是為了節(jié)省 I/O 口，通過(guò)整合驅(qū)動(dòng)信號(hào)做到時(shí)間上的匹配，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。輕則對(duì)周圍無(wú)線電環(huán)境造成電磁污染，重則使系統(tǒng)時(shí)鐘紊亂，邏輯錯(cuò)誤。 74HC595 并行輸出端與 LED 模塊列線之間通過(guò) 20Ω 的電阻連接，這里電阻起到分壓，去除紅色 LED 的并聯(lián)嵌位作用。 (1)A、 B、 C、 D 譯碼地址輸入端 (低電平有效 ) (2)G G2選通端 (低電平有效 ) (3)0－ 15輸出端 (低電平有效 ) (4)電源電壓 7V (5)輸入電壓 5V (6)工作環(huán)境溫度 0～ 70℃ (7)貯存溫度－ 65～ 150℃ 2． 列驅(qū)動(dòng)芯片 74HC595 在 5V供電的時(shí)候能夠達(dá)到 30MHz 的時(shí)鐘速度，每個(gè)并行輸出端口均能承受 20mA 的灌電流和拉電流。試驗(yàn)表明當(dāng)輸入 LED的電流為 15mA 時(shí)，維持時(shí)間至少需要 1ms，否則 LED 呈微亮狀態(tài)。由于要掃描 16 行的點(diǎn)陣，所以每行的時(shí)間絕不能超過(guò) 20ms247。至此，一幅完整的文字信息就顯現(xiàn)出來(lái)。整機(jī)以 AT89C51 單片機(jī)為核心，通過(guò)單片機(jī)片控制一個(gè)行驅(qū)動(dòng)器 74LS154 和八個(gè)列驅(qū)動(dòng)器 74HC595 來(lái)驅(qū)動(dòng)顯示屏顯示。 文字的點(diǎn)陣格式比較規(guī)范，可以采用現(xiàn)行計(jì)算機(jī)通用的字庫(kù)字模。對(duì)于只控制通斷的圖文顯示屏來(lái)說(shuō)，每個(gè) LED 發(fā)光器件占據(jù)數(shù)據(jù)中的 1位（ 1bit），在需要該 LED 器件發(fā)光的數(shù)據(jù)中相應(yīng)的位填 1，否則填 0。 LED 圖文顯示屏的外觀可以做成條形，叫做條形圖文顯示屏（簡(jiǎn)稱條屏），也可以按一定高度比例做成矩形的平面圖文顯示屏。也可以用多個(gè) LED 發(fā)光燈組成固定的字符或圖形進(jìn)行顯示，如大型劇場(chǎng)會(huì)堂的出入口及洗手間的顯示。所以多種規(guī)格的顯示板 (或單元箱體 )配合不同控制技術(shù)的控制器就可以組成許多種 LED 顯示屏 ,以滿足不同環(huán)境 ,不同顯示要求的需要。一般 IC 廠家都可生產(chǎn)此類芯片，一塊主流 16位穩(wěn)態(tài)電流 LED 顯示屏驅(qū) 動(dòng)芯片只能驅(qū)動(dòng) 16路的 LED 器件。 要想要 LED 顯示屏工作，需要驅(qū)動(dòng)芯片，可分為通用芯片和專用芯片。 LED 顯示屏分類多種多樣 ,大體按照如下幾種方式分類，其中耗電與電源要求 顯示屏的耗電量分為平均耗電量和最大耗電 量。語(yǔ)音播放的原理圖如圖 所示： 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中語(yǔ)音接口的基本特點(diǎn)是 :語(yǔ)音輸出的許多詞匯是相同的 ,如操作提示、運(yùn)行結(jié)果報(bào)告等。利用 8根地址線和 2根語(yǔ)音控制線和單片機(jī)連接實(shí)現(xiàn)控制功能。 17 VSSD 數(shù)字地 語(yǔ)音電路設(shè)計(jì) 本部分采用 ISD1730 語(yǔ)音芯片以及外圍電路實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音報(bào)站功能，該芯片內(nèi)部包含片上時(shí)鐘，麥克風(fēng)前置放大器，自動(dòng)增益放大器，帶通濾波器，平滑濾波器和功率放大器。 /PLAY 播放控制端 /REC 錄音控制端 /ERASE 擦除控制端 /FWD 快進(jìn)控制端 RDY / INT 一個(gè)開(kāi)路輸出。 AGC 自動(dòng)增益控制 /VOL 音量控制 ROSC 振蕩電阻， ROSC 用一個(gè)電阻連接到地，決定芯片的采樣頻率 VCCA 模擬電路電源 /FT 在獨(dú)立芯片模式下，當(dāng) FT 一直為低， Analn 直通線路被激活。 AUD 是一個(gè)單端電流輸出，而 AuxOut 是一個(gè)單端電壓輸出?？臻e時(shí)，需要拉高 VSSA 模擬地 圖 ISD1730芯片 16 AnaIn 芯片錄音或直通時(shí)，輔助的模擬輸入。此管腳在空閑時(shí)，應(yīng)該被拉高 SCLK SPI 接口的時(shí)鐘。 ISD1730 在 SCLK 下降沿之前的半個(gè)周期將數(shù)據(jù)放置在 MISO 端。 G、 FT 直通操作： 按住 FT 鍵將 FT 管腳持續(xù)保持在低電平會(huì)啟動(dòng)直通模式。 F、音量操作： 點(diǎn)按一下 VOL 鍵將 VOL 管腳拉低會(huì)改變音量大小。 如果芯片當(dāng)前正在播放第一段或最后一段語(yǔ)音，點(diǎn)按下 ERASE 鍵會(huì)刪除當(dāng)前語(yǔ)音。點(diǎn)按一下 ERASE 健將 ERASE 管腳拉低，這時(shí)具體的擦除情況要看播放指針的狀態(tài)： 如果芯片在掉電狀態(tài)并且當(dāng)前播放指針的位置在最后一段，那么指針會(huì)返回到第一段語(yǔ)音處。 C、 快進(jìn)操作： 點(diǎn)按一下 FWD 按鈕將 FWD 端拉低，會(huì)啟動(dòng)快進(jìn)操作。如果在放音期間點(diǎn)按放音鍵會(huì)停止放音。 放音操作 ： 放音操作有兩種模式，分別是邊沿觸發(fā)和電平觸發(fā)，都由 PLAY 管腳觸發(fā)。 在按鍵模式工作時(shí)，芯片可以通過(guò) LED 腳給出信號(hào)來(lái)提示芯片的工作狀態(tài)，并且伴隨有提示音，用戶也可自定 4 種提示音效 。 工作電壓： 可處理多達(dá) 255 段信息 可錄、放音十萬(wàn)次，存儲(chǔ)內(nèi)容可以斷電保留一百年 13 語(yǔ)音電路 芯片的 介紹 ISD1730 是 ISD 公司最新推出的單片高音質(zhì)語(yǔ)音錄放電路，該芯片提供多項(xiàng)創(chuàng)新功能，包括多信息管理系統(tǒng)，新信息提示（ vAlert ），雙運(yùn)作模式（獨(dú)立 amp。把分壓接到未穩(wěn)壓的直流電源是為了更早地對(duì)電源故障告警 . 程序運(yùn)行“死機(jī)”及相應(yīng)對(duì)策，程序正常運(yùn)行時(shí)，由主程序在小于 的時(shí)間間隔內(nèi)周期性地從 P1． 7端向 MAX813L 的 WDI輸入端發(fā)送一個(gè)脈沖信號(hào)，以清除芯片內(nèi)