【正文】 lcd_control_port|=lcd_EN。=~lcd_RW。 //顯示光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置 lcd_write_mand(0x0c,1)。 lcd_init()。,39。,39。 39。39。,39。,39。 void lcd_write_data(unsigned char char_data)。并根據(jù)系統(tǒng)功的需求分析，確定了 語音計(jì)費(fèi)顯示系統(tǒng) 的總體設(shè)計(jì)方案。如圖 41 為 軟件總體設(shè)計(jì) 簡要流程圖。 ATmega16 與 AT24C02 存儲(chǔ)芯片的接口電路如圖 34 所示。 在電路布局時(shí)，晶 振應(yīng)與 MAX232 的輸入信號(hào) R1IN,R2IN,T1IN,T2IN 和輸出信號(hào) R1OUT,R2OUT,T1OUT,T2OUT 保持一定的距離，以避免晶振信號(hào)對輸入輸出信號(hào)的干擾，提高轉(zhuǎn)換精度。如圖 26 所示： 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 圖 26 AT24C02引腳結(jié)構(gòu)圖 圖 10 中的時(shí)鐘信號(hào)線 SCL 與數(shù)據(jù)線 SDA 需外接 ， 其作用是減 AT24C02 的靜態(tài)功耗 ， 24C02 采用 I178。輸出電壓為 5V 在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，器件對噪聲很敏感，因此， VCC 必須對地加一個(gè)阻抗為 的去藕電容， C1＋與 C1－之間、 C2＋與 C2－之間、 Vs＋與 VCC 之間以及 Vs－與地之間均需連接一個(gè)阻抗為 的鉭電解電容，以提高抗干擾能力，且接線時(shí)盡量靠近器件。 XTAL2： 反向振蕩放大器的輸出端。端口 B 也可以用做其他不同的特殊功能 。 ATmega16 單片機(jī) ATmega16 單片機(jī)介紹 ATmega16 是基于增強(qiáng)的 AVR RISC 結(jié)構(gòu)的低功耗 8 位 CMOS 微控制器。 語音計(jì)費(fèi)顯示系統(tǒng) 后端電路設(shè)計(jì)，說明各模塊間的相互聯(lián)系。 國內(nèi)外語音計(jì)費(fèi)顯示系統(tǒng)研制生產(chǎn)現(xiàn)狀 國外語音計(jì)費(fèi)顯示系統(tǒng)研制生產(chǎn)現(xiàn)狀 目前，國外 收費(fèi)站 已經(jīng)基本完成了自動(dòng)化，不需要人工干預(yù)。 系列單片機(jī)的語音計(jì)費(fèi)顯示系統(tǒng) 基于 FPGA 的 語音 計(jì)費(fèi) 顯示 器不僅可以解決電子系統(tǒng)小型化、低功耗、高可靠性 等問題，而且其開發(fā)周期短、開發(fā)軟件投入少、芯片價(jià)格不斷降低，特別是對小批量、多品種的產(chǎn)品需求，基于 FPGA 的 語音 計(jì)費(fèi) 顯示 器已成首選。長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) I 摘 要 本文通過對傳統(tǒng) 語音計(jì)費(fèi)顯示系統(tǒng) 的系統(tǒng)分析以及對 語音芯片 的研究，結(jié)合對后續(xù)信號(hào)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，給出了一套新型 方便快捷的 數(shù)字型 語音計(jì)費(fèi)顯示系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)方案。計(jì)費(fèi)系統(tǒng)在各大、中城市出租車中使用越來越廣泛。已經(jīng)用先進(jìn)的非接觸類型的收費(fèi)方式取代了接觸讀寫類型的收費(fèi)方式。 ， 主要 包括 主控單元軟件設(shè)計(jì)和顯示界面設(shè)計(jì) 。由于其先進(jìn)的指令集以及單時(shí)鐘周期指令執(zhí)行時(shí)間， ATmega16 的數(shù)據(jù)吞吐率高達(dá)1MIPS/MHz，從而可以緩減系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾。 端口 C(PC7..PC0)： 端口 C 為 8 位雙向 I/O 口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。 AVCC： AVCC 是端口 A 與 A/D 轉(zhuǎn)換器的電源。 ISD1760是華邦公司新推出的單片優(yōu)質(zhì)語音錄放電路 ISD1700系列芯片中的一款 。支持過載保護(hù) C 總線與 AT mega16 相連 ， AT mega16的 PC0 作為它的串行時(shí)鐘線 ， PC1 作為它的串行數(shù)據(jù)線。 ISD1760語音芯片 與 ATmega16 接口電路設(shè)計(jì) 語音芯片 與 ATmega16 接口電路 的功能 ISD1760 是語音播報(bào)芯片，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的語音播報(bào)功能。 PB0(XCK/T0)1PB1(T1)2PB2(AIN0/INT2)3PB3(AIN1/OC0)4PB4(SS)5PB5(MOSI)6PB6(MISO)7PB7(SCK)8PD0(RXD)14PD1(TXD)15PD2(INT0)16PD3(INT1)17PD4(OC1B)18PD5(OC1A)19PD6(ICP)20PD7(OC2)21PA7(ADC7)33PA6(ADC6)34PA5(ADC5)35PA4(ADC4)36PA3(ADC3)37PA2(ADC2)38PA1(ADC1)39PA0(ADC0)40PC0(SCL)22PC1(SDA)23PC2(TCK)24PC3(TMS)25PC4(TDO)26PC5(TDI)27PC6(TOSC1)28PC7(TOSC2)29RESET9VCC10AVCC30AREF32GND31GND11XTAL212XTAL113ATmega16VCCGND1VCC2V03RS4R/W5E6DB07DB18DB29DB310DB411DB512DB613DB714BG VCC15BG GND16LCD1602VCC1010K長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 圖 34 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)接口電路圖 注：圖中 5 腳、 6 腳分別與 Atmega16 的 PC PC0 相連， PC0 作為它的串行時(shí)鐘線， PC1 作為它的串行數(shù)據(jù)線。首先要 對各模塊進(jìn)行初始化，包括 ATmega16 初始化， LCD1602 初始化， ISD1760 初始化等。 語音計(jì)費(fèi)顯示系統(tǒng) 的硬件設(shè)計(jì)。 void wait_enable(void)。39。 39。,39。,39。539。D39。 for(i=0。 //顯示開及光標(biāo)設(shè)置 } /* 液晶寫指令函數(shù) E=1 RS=0 RW=0 */ void lcd_write_mand(unsigned char mand,unsigned char wait_en) //mand 為指令， wait_en 指定是否要檢測 LCD 忙信號(hào) { if(wait_en)wait_enable()。 //RW=0 lcd_control_portamp。 //E=1 while(lcd_busy_pinamp。 //RW=1 NOP()。 //RS=1 lcd_control_portamp。 //顯示清屏 lcd_write_mand(0x06,1)。 lcd_control_ddr=0xb0。C39。439。,39。,39。 39。39。 void lcd_write_mand(unsigned char mand,unsigned char wait_en)。 本文主要完成以下幾方面工作： 語音計(jì)費(fèi)顯示 系統(tǒng)的組成、工作原理和功能進(jìn)行了分析。 主函數(shù)內(nèi)容精簡，只做了一些必要的系統(tǒng)配置，如單片機(jī)時(shí)鐘、看門狗、 I/O口設(shè)置、特殊功能選擇、顯示開機(jī)畫面等，完成這些工作后，系統(tǒng)進(jìn)入低功耗模式，等待中斷。 AT24C02 存儲(chǔ)芯片的接口電路設(shè)計(jì) AT24C02 為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片，能夠?qū)φZ音計(jì)費(fèi)顯示系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的信息存儲(chǔ)。 104104104104104VCCC1+1T2in10T1in11R1out12R1in13T1out14GND15VCC16V+2C13C2+4C25T2out7R2in8V6R2out9MAX232TXDRXD1234567891110D Connector 9長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 MAX232 與 ATmega16 接口電路布線布局特點(diǎn) 本電路區(qū)中 ATmega16 和 MAX232 都采用 DIP 封裝，電路布局時(shí)晶振應(yīng)盡量靠近 ATmega16 的 XTALI 和 XTAL2 兩引腳，并且盡量避免在晶振與 XTALI和 XTAL2 的布線之間出現(xiàn)過孔，這樣可以減少甚至防止其他信號(hào)對時(shí)鐘信號(hào)的干擾，保證單片機(jī)的正常穩(wěn)定工作。 AT24C02 是 ATMEL 公司 2KB 的電可擦除存儲(chǔ)芯片采用 2 線串行的總線和單片機(jī)通訊 ， 電壓最低可以到 V， 額定電流為 1mA， 靜態(tài)電流 10μ A( )， 芯片內(nèi)的資料可以在斷電的情況下保存 40 年以上 ， 而且采用 8 腳的 DIP 封裝 ， 使用方便 [7]。輸出電流可達(dá) 有商業(yè)級(jí)和工業(yè)級(jí)型號(hào)選擇 該芯片的引腳如圖 23 所示： 圖 23MAX232 引腳結(jié)構(gòu)圖 圖 23 中， C1＋、 C1－、 C2＋、 C2－、 Vs＋、 Vs－是電源的變電部分。 XTAL1： 反向振蕩放大器與片內(nèi)時(shí)鐘操作電路的輸入端 。在復(fù)位過程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口 B 處于高阻狀態(tài)。所以選擇由ATMEL 公司制作 AVR 系列芯片中的 ATmega16 作為本次設(shè)計(jì)的處理單元 。 語音計(jì)費(fèi)顯示系統(tǒng) 硬件設(shè)計(jì)，通過對不同型號(hào)元器件的選擇，實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)計(jì)。 在實(shí)際應(yīng)用中模擬元件 (AGC電阻和電容 、 耦合電容等 ) 要盡量靠近 ISD器件 ， 元件的引腳要短 ， 應(yīng)把模擬和數(shù)字電源引腳都接到電源端并在這兩個(gè)電源端口添加高頻去耦電容 ， 且其等效串聯(lián)電阻要小 ， 同時(shí) ， 電源本身一定不能有噪聲 。在主控模塊中又包括 CPU 子模塊 ， 語音識(shí)別子模塊 ， 串口通信子模塊，復(fù)位、看門狗及電源監(jiān)控子模塊，打印子模塊等，硬件電路復(fù)雜 ， 不利于系統(tǒng)功能升級(jí)，容易在運(yùn)營過程中產(chǎn)生干擾，影響系統(tǒng)的使用 ； 并且由于分立器件多，必然造成電源功耗大，芯片易發(fā)熱，影響芯片的使用壽命 。 論文介紹了 語音計(jì)費(fèi)顯示系統(tǒng) 前端 各個(gè)芯片 的設(shè)計(jì)，后端電路設(shè)計(jì)以及相關(guān)的理論分析等，詳細(xì)說明了電路設(shè)計(jì)的方法及原理、電路實(shí)現(xiàn)的功能以及數(shù)據(jù)處理的方法。 針對現(xiàn)有計(jì)費(fèi)系統(tǒng)通用性差的缺陷，本文采用 ISP 器件和 VHDL 語言開發(fā)了一套出租車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)；該計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的可靠性高、成本低、通用性強(qiáng)；該系統(tǒng)在不改變硬件電路的前提下，具有可以重構(gòu)系統(tǒng)的功能，采用完全相同電路結(jié)構(gòu)，只要根據(jù)各地區(qū)的需求在 VHDL程序中設(shè)置各參數(shù)，就可以適應(yīng)各地區(qū)出租車不同計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的需要，還可根據(jù)各地區(qū)需求增加其他功能。國外 收費(fèi)站 設(shè)備精良，采用高科技提高產(chǎn)品質(zhì)量，系統(tǒng)可靠性已經(jīng)相當(dāng)高。 5. 總結(jié)開發(fā)系統(tǒng)時(shí)所做的工作以及對后續(xù)工作的展望。 ATmega16 有如下特點(diǎn) [1]： 16K 字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程 Flash(具有同時(shí)讀寫的能力，即 RWW)， 512 字節(jié) EEPROM， 1K 字節(jié) SRAM， 32 個(gè)通用 I/O 口線， 32個(gè)通用工作寄存器，用于邊界掃描的 JTAG 接口，支持片內(nèi)調(diào)試與編程，三個(gè)具有比較模式的靈活的定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器 (T/C)， 片內(nèi) /外中斷，可編程串行 USART，有起始條件檢測器的通用串行接口， 8 路 10 位具有可選差分輸入級(jí)可編程增益(TQFP 封裝 )的 ADC，具有片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時(shí)器，一個(gè) SPI 串行端口，以及六個(gè)可以通過軟件進(jìn)行選擇的省電模式。其輸出緩沖器具有對稱的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。不使用 ADC 時(shí)，該引腳應(yīng)直接與 VCC 連接。 該芯片可用來替代已經(jīng)停產(chǎn)的 ISD2560芯片 。支持短路保護(hù) 當(dāng)通過按鍵設(shè)定一次數(shù)據(jù)完畢后 (如 ： 車型、金額、余額 等 )， 系統(tǒng)就自動(dòng)調(diào)用存儲(chǔ)程序 ， 將數(shù)據(jù)信息保存在芯片內(nèi) ； 當(dāng)系統(tǒng)重新上電時(shí) ， 自動(dòng)調(diào)用讀存儲(chǔ)器程序 ， 將存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)信息 ， 讀到緩存單元中 ， 供主程序使用。 ISD1760 與ATmega16 語音芯片接口電路 主要是語音芯片接收來自控制器處理后的數(shù)據(jù)，達(dá)到語音部分的實(shí)現(xiàn)。 時(shí)鐘信號(hào)線 SCL 與數(shù)據(jù)線 SDA 需外接 的上拉電阻 ， 其作用是減AT24C02 的靜態(tài)功耗 ， 24C02 采用 I178。 開 始數(shù) 據(jù) 芯 片 初 始 化數(shù) 據(jù) 設(shè) 置語 音 播 報(bào) 液 晶 顯 示數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ)清 除 顯 示結(jié) 束 圖 41 軟件總體設(shè)計(jì)簡要流程圖 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 因?yàn)?LCD1602 可以顯示 2 行，每行 16 個(gè)字符，因而可以將 車型、金額 分別顯示在 LCD1602 的第一，第二行。 。 void display_a_char(unsigned char position,unsigned char char_data)。,39。,39。39。 39。,39。,39。i32。 //若 wait_en 為 1，則要檢測 LCD 忙信號(hào)，等待其空閑 lcd_control_portamp。=~lcd_EN。busy)。 //RS=0 lcd_control_port|=lcd_RW。 //等待 LCD 空閑 lcd_control_port|=lcd_RS。 //顯示關(guān)閉 lcd_write_man