【文章內(nèi)容簡介】 內(nèi)部由振蕩器、語音存儲單元、前置放大器、自動增益控制電路、抗干擾濾波器、輸出放大器組成。一個最小的錄放系統(tǒng)僅由一個麥克風(fēng)、一個喇叭、兩個按鈕、一個電源、少數(shù)電阻電容組成。 錄音內(nèi)容存入永久存儲單元，提供零功率信息存儲，這個獨一無二的方法是借助于美國 ISD 公司的專利 —— 直接模擬存儲技術(shù)（ DAST TM）實現(xiàn)的。利用它，語音和音頻信號被直接存儲，以其原本的模擬形式進入 EEPROM 存儲器 。直接模擬存儲允許使用一種單片固體電路方法完成其原本語音的再現(xiàn)。不僅語音質(zhì)量優(yōu)勝，而且斷電語音保護。 目前， ISD1420 錄放時間為 20 秒，（ APR9301 錄放時間為 20 秒 30秒， RPR9600錄放時間為 50 秒 60 秒） , 特點 ◎重現(xiàn)優(yōu)質(zhì)原聲 ◎基本上不耗電信息存儲 ◎信息可保存 100年 ,可反復(fù)錄放 10萬次 16 ◎選址處理多達(dá) 160段信息 ◎具有自動節(jié)電模式 ◎維持狀態(tài) ,僅需 A 電流 電特性 ◎工作電壓 :5V ◎靜態(tài)電流 :～ 2μ A ◎工作電流 :15～ 30mA 圖 語音芯片結(jié)構(gòu)圖 圖 引腳圖 17 表 各引腳功能說明 , 地址模式 A0A7地址輸入有雙重功能 ,根據(jù)地址中的 A6,A7的電平狀態(tài)決定功能。如果A6,A7有一個是低電平 ,A0～ A7輸入全解釋為地址位 ,作為起始地址用。根據(jù) PLAYL、 PLAYE或 REC的下降沿信號 ,地址輸入被鎖定。 A0A7 由低位向高位排列， 每位地址代表 125 毫秒的尋址， 160 個地址覆蓋 20 秒的語音范圍 （ 160*=20s）， 錄音及放音功能均從設(shè)定的起始地址開始，錄音結(jié)束由停止鍵操作決定，芯片內(nèi)部自動在該段的結(jié)束位置插入結(jié)束標(biāo)志（ EOM）；而放音時芯片遇到 EOM標(biāo)志即自動停止放音。 操作模式 如果 A6,A7同為高電平時 ,它們即為模式位。地址位僅作為輸入端 ,在操作過程中不能輸出內(nèi)部地址信息。 使用操作模式有兩點要注意 : 所有初始操作都是從 0地址開始 ,0地址是 ISD1420存儲空間的起始端 ,以后的操作可根據(jù)模式的不同 ,而從不同的地址開始工作。當(dāng)電路中錄放音轉(zhuǎn)換或進入省電狀態(tài)時，地址 計數(shù)器復(fù)位為 0。 當(dāng) PLAYL、 PLAYE或 REC變?yōu)榈碗娖?,同時 A6,A7為高電平時 ,執(zhí)行對應(yīng)操作模式。這種操作模式一直執(zhí)行到下一個低電平控制輸入信號出現(xiàn)為止 ,這一刻現(xiàn)行的地址 /模式信號被取樣并執(zhí)行。操作模式可以與微控制器一起使用 ,也可用硬件連線 18 得到所需系統(tǒng)操作。 A0信息檢索 (PLAYE或 PLAYL only) 不知道每個信息的實際地址 ,A0可使操作者快速檢索每條信息 ,A0每輸入一個低脈沖 ,可使得內(nèi)部地址計數(shù)器跳到下一個信息。這種模式僅用于放音 ,通常與 A4操作同時應(yīng)用。 A1 刪除 EOM標(biāo)志 (REC only)可使錄入的分段信息成為連續(xù)的信息 ,用 A1可刪除掉每段中間信息后的 EOM標(biāo)志 ,僅在所有信息后留一個 EOM標(biāo)志。當(dāng)這個操作模式完成時 ,錄入的所有信息就作為一個連續(xù)的信息放出。 A2 未用。 A3 循環(huán)重放信息 (PLAYE或 PLAYLonly)可使存于存儲空間始端的信息自動地連續(xù)重放。一條信息可以完全占滿存儲空間 ,那么循環(huán)就可以從頭至尾進行工作 ,并由始至終反復(fù)重放。 A4 連續(xù)尋址：在正常操作中 , 當(dāng)一個信息放出 , 遇到一個 EOM標(biāo)志時 ,地址計數(shù)器會復(fù)位， A4可防止地址計 數(shù)器復(fù)位 ,使得信息連續(xù)不斷地放出。 A5 未用。 地址功能表 表 ISD1420地址功能表 語音報站硬件連接 由于系統(tǒng)采取自動報站方式，需要預(yù)錄取站名及提醒語句，電路中必須加入 19 語音電路。本系統(tǒng)采用 ISD1420P 語音錄放集成芯片。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)的閃爍存儲器中，因此能夠非常真實、自然地在現(xiàn)語音，避免了一般固體錄音電路固置化和壓縮造成的量化噪聲和多屬聲。 單片機和 ISD1420之間的連接較少，其中 ISD1420 的 AOA7 口分別接單片機對應(yīng)的 P1 口的， PLAYE 接單片機的中斷引腳 INT1， REC 接單片機的中斷引腳 INT0口。此外由于 ISD1420 的工作電壓為 5 伏，而單片機所需供電電壓為 5伏，和單片機通用 5伏電源。數(shù)據(jù)接收模塊將接收到的信號送入單片機，單片機將此信號進行解碼，信號經(jīng)過校驗確認(rèn)正確后，然后通過顯示模塊顯示出來；另一方面根據(jù)信號讀取相應(yīng)的地址，送給語音芯片，啟動語音芯片送出聲音信號，完成語音報站。其硬件連接圖如下： 圖 ISD1420P原理圖 LED 顯示電路設(shè)計 現(xiàn)在驅(qū)動 LED 數(shù)碼管流行采用單片機設(shè)計電路，但發(fā)現(xiàn)一些顯示（ LED 數(shù)碼管）電路設(shè)計復(fù)雜，沒有充分利用單片機的電器特點、沒有采用 “硬件軟化 ”的方法。直接用單片機的 8 位數(shù)據(jù)口作為數(shù)碼管的 8 段顯示驅(qū)動口。這種顯示方式雖然簡便，電路也最簡單，但顯示的位數(shù)很少（最多四位）。但已經(jīng)滿足了此次設(shè)計要求，所以選用此種方式。 （ 1） LED 的結(jié)構(gòu)原理 發(fā)光二極管是一種將電能轉(zhuǎn)變成光能的半導(dǎo)體器件。簡稱 LED(Light Emitting Diode)。 LED 數(shù)碼管結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜。 八段 LED 顯示管有八只 發(fā)光二極管組成，編號是 a、 b、 c、 d， e， f 和 SP，分別和同名管腳相連。七段 LED 顯示管比八段 LED 少一只發(fā)光二極管 SP，其 20 它和八段 LED 相同。在給每個二極管通電后，二極管發(fā)光后表示要顯示的數(shù)字的一部分，當(dāng)組成這個數(shù)字的所有二極管都發(fā)亮?xí)r，才能正確的顯示這個數(shù)字。 LED 顯示器是單片機應(yīng)用系統(tǒng)中常用的廉價輸出設(shè)備。它是由若干個發(fā)光二極管組成的，當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時，相應(yīng)的一個點或一段筆畫發(fā)亮。控制不同組合的二級管導(dǎo)通，就能顯示出各種字符。使用 LED 顯示器的時候，為了顯示數(shù)字或是字符，要為 LED 顯示器提供代碼， 因為這些代碼是通過各個段的亮與滅來顯示不同字符的，因此稱之為段碼。 7 段 LED 的段碼如下表 3 所示： 表 段 LED的段碼 顯示字符 共陰極段碼 共陽極段碼 顯示字符 共陰極段碼 共陽極段碼 0 3FH C0H c 39H C6H 1 06H F9H d 5EH A1H 2 5BH A4H E 79H 86H 3 4FH B0H F 71H 8EH 4 66H 99H P 73H 8CH 5 6DH 92H U 3EH C1H 6 7DH 82H T 31H CCEH 7 07H F8H y 6EH 91H 8 7FH 80H H 76H 89H 9 6FH 90H L 38H C7H A 77FH 88H “滅” 00H FFH B 7CH 83H ?? ?? ?? （ 2） LED 顯示器工作原理 由 N個 LED 顯示塊可以接成 N 位 LED 顯示器。 N個 LED 顯示塊有 N根位選線和 8*N 根段選線。根據(jù)顯示方式的不同，位選線和段選線的連接方法也各不同。段選線控制顯示字符的字型，而位選線為 各個 LED 顯示塊的公共端，它控制該LED顯示位的亮，暗。 A． LED 靜態(tài)顯示方式 LED 顯示器工作于靜態(tài)顯示方式時，各位的共陰極或是共陽極連接在一起并接地（或是 +5V）；每段的段選線（ a～ dp）分別與一個 8 位的鎖存器輸出連接。所以稱為靜態(tài)顯示。 LED 的顯示字符一經(jīng)確定，相應(yīng)鎖存器的輸出將維持不變，直到顯示另一個字符為止。也正是因為如此，靜態(tài)顯示的亮度都較高。 21 B． LED 動態(tài)顯示方式 在多位 LED 顯示時，為了簡化硬件電路，通常將所有位的段選線相應(yīng)的并聯(lián)在一起，由一個 8位 I/O 口控制，形成段選線的多路復(fù)用。而各 位的共陰極或是共陽極分別由相應(yīng)的 I/O 線選址，實現(xiàn)各位的分時選通。如以一個四位段顯示為例來說明，其中段選線占用一個 8 位 I/O 口，而位選線占用一個 4位 I/O 口。由于各位的段選線并聯(lián)，段碼的輸出對于各位來說都是相同的。因此次，同一時刻，如果各位選線都處于選通狀態(tài)的話， 4 位 LED 將顯示相同的字符。若要各位 LED能夠顯示出與本位相應(yīng)的顯示字符，就必須采用掃描顯示方式，即在某一時刻，只要讓某一位的位選線處于選通狀態(tài)，而其他各位的為選線處于關(guān)閉狀態(tài)，同時，段選線上輸出相應(yīng)位要顯示字符的段碼。這樣同一時刻，只讓下一位的位 選線處于選通狀態(tài)，而其他各位的位選通處于關(guān)閉狀態(tài)，同時，在段選線上輸出相應(yīng)位將要顯示字符的段碼，則同一時刻，只有選通位顯示出相應(yīng)的字符，而其他各位都是熄滅的。如此循環(huán)下去，就可以使各位顯示出將要顯示的字符。雖然這些字符上在不同時刻出現(xiàn)的，而且同一時刻，只有一個位顯示，其他各位熄滅，但是LED顯示器的余輝和人眼的視覺暫留作用，只要每位顯示間隔足夠短，則可以造成多位同時亮的假象，達(dá)到同時顯示的目的。 數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動電路來驅(qū)動數(shù)碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字 ,本次實驗為靜態(tài)驅(qū)動。 靜態(tài)顯示 驅(qū)動：靜態(tài)驅(qū)動也稱直流驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動是指每個數(shù)碼管的每一個段碼都由一個單片機的 I/O 端口進行驅(qū)動，或者使用如 BCD 碼二 十進制譯碼器譯碼進行驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動的優(yōu)點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用 I/O 端口多，如驅(qū)動 5 個數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要 58＝ 40 根 I/O 端口來驅(qū)動，要知道一個 89S51 單片機可用的 I/O 端口才 32 個呢：），實際應(yīng)用時必須增加譯碼驅(qū)動器進行驅(qū)動，增加了硬件電路的復(fù)雜性。 圖 靜態(tài)顯示數(shù)碼管原理圖 22 按鍵輸入模塊電路 單片機控制系統(tǒng)中，往往只需要幾個功能鍵，此時，可采用獨 立式按鍵結(jié)構(gòu)。 1. 獨立式按鍵結(jié)構(gòu) 獨立式按鍵是直接用 I/O 口線構(gòu)成的單個按鍵電路，其特點是每個按鍵單獨占用一根 I/O 口線，每個按鍵的工作不會影響其它 I/O 口線的狀態(tài)。 獨立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單，但每個按鍵必須占用一根 I/O口線，因此，在按鍵較多時， I/O 口線浪費較大，不宜采用。 I/O 端線分為行線和列線，按鍵跨接在行線和列線上，按鍵按下時，行線與列線發(fā)生短路。 特點： ①占用 I/O端線較少； ②軟件結(jié)構(gòu)教復(fù)雜。 適用于按鍵較多的場合。 控制方式 ⑴ 程序控制掃描方式 鍵處理程序固定在主程序的某個程序段。 特點：對 CPU 工作影響小，但應(yīng)考慮鍵盤處理程序的運行間隔周期不能太長，否則會影響對鍵輸入響應(yīng)的及時性。 ⑵ 定時控制掃描方式 利用定時 /計數(shù)器每隔一段時間產(chǎn)生定時中斷， CPU 響應(yīng)中斷后對鍵盤進行掃描。 特點：與程序控制掃描方式的區(qū)別是，在掃描間隔時間內(nèi)，前者用 CPU 工作程序填充，后者用定時 /計數(shù)器定時控制。定時控制掃描方式也應(yīng)考慮定時時間不能太長，否則會影響對鍵輸入響應(yīng)的及時性。 ⑶ 中斷控制方式 中斷控制方式是利用外部中斷源，響 應(yīng)鍵輸入信號。 特點：克服了前兩種控制方式可能產(chǎn)生的空掃描和不能及時響應(yīng)鍵輸入的缺點，既能及時處理鍵輸入，又能提高 CPU 運行效率，但要占用一個寶貴的中斷資源。 23 圖 按鍵電路原理圖 對于此次設(shè)計來說我們要準(zhǔn)確的顯示我們所對應(yīng)的信息，每按下一次按鍵要顯示所顯示的信息，這按鍵主要用來報站而設(shè)計的。這樣操作方便而且實惠。按鍵電路采用中斷模式。當(dāng)有按鍵按下時，系統(tǒng)產(chǎn)生中斷， CPU 響應(yīng)中斷后，開始計數(shù)，即查詢鍵號，通過軟件來實現(xiàn)該鍵號所對應(yīng)鍵的功能。 本設(shè)計采用獨立按鍵方式， K2為 終點站報站鍵 ； K K4 為上一站、 下一站報站鍵 ； K5為重復(fù)鍵，按下此鍵重復(fù)前一按鍵的播報內(nèi)容 。 24 4 公交報站