【文章內容簡介】 店子 到了，請從后門下車，下車請當心；車輛起步， 請拉好扶手，前方停靠 金沙站 ”，同時 LCD12864 上顯示 “茶店子到了 ”。 num=5,ISD4004 播報 “金沙站 到了，請從后門下車，下車請當心； ”，同時 LCD12864上顯示 “金沙站到了 ”。 num=6,ISD4004 播報 “謝謝乘坐本次公交車 ”，同時 LCD12864 上顯示 “謝謝乘坐 ”。 系統上電后，液晶顯示模塊 LCD12864 與語音模塊 ISD4004 進行初始化，當檢測到有按鍵按下時，進行鍵值的判斷，根據鍵值，跳轉到相應的顯示程序和語音播放程序并執(zhí)行，從而實現公交車語音報站功能。軟件主流程圖如圖 所示。 11 圖 ISD4004 語音模塊錄放音 在本次軟件程序設計中，我總共設置了 5 個按鍵，錄音鍵（ k1=） ,放音鍵（ k2=） ,停止鍵（ k3=） ,錄放音地址移位鍵（ k4=） ,復位鍵（ k5=）。當按下 k1 鍵時，語音模塊就從 0X05 開始錄音，錄好一段音后，按下 k3 鍵，停止錄音。按下 k2 鍵，開始播放之前所錄的聲音。按下 k4 鍵，錄音地址往后移 100，此時 再按下k1 鍵，開始第二段錄音。如此，便可實現多段錄音，而且每段錄音所存放的地址都通過計算得出。若是不滿意當前的錄音，可以按下 k5 鍵，重新錄音。圖 為錄音流程圖。圖 為放音流程圖 。 12 圖 錄音程序流程圖 13 圖 放音程序流程圖 14 LCD12864 顯示 系統上電后，液晶顯示模塊進行初始化。同時液晶顯示部分按照數組序號顯示字符程序，程序中 table 為要顯示的數組 序號，按照數組的次序依次顯示每站的站名。圖 為本次設計的液晶顯示 12864 的程序流程圖。 圖 程序流程圖 15 按鍵部分 按鍵部分采用掃描法，當檢測到按鍵按下時，進行鍵值判斷，并進行相應的顯示程序以及語音播放程序的跳轉，實現公交車語音報站功能。圖 是本次設計的按鍵程序流程圖。 圖 按鍵程序流程圖 16 第四章 仿真過程、結果分析 軟件仿真調試過程 本次單片機軟件仿真系統我選擇了 Proteus。在整個系統軟件設計中， 依舊從語音，液晶顯示以及按鍵這三大部分進行綜合考慮。由于 Proteus 軟件的限制，無法對 ISD4004語音芯片進行仿真，從而在此處我選用了 LED 燈來代替語音芯片，當按鍵按下時，相對應的 LED 燈點亮。在仿真時，由于語音模塊不能進行仿真，為了增加點難度，在液晶顯示模塊方面我選擇了可以顯示漢字的 12864 模塊。下面主要介紹一下 12864 的工作原理 錯誤 !未找到引用源。 。 LCD12864 液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū) 域進行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。其實用 LCD 顯示一個字符時比較復雜，因為一個字符由 1616 點陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個位置對應的顯示 RAM區(qū)的 64 字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為 “1”，其它的為 “0”，為 “1”的點亮，為 “0”的不亮。這樣一來就組成某個字符。但由于內帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比較簡單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據在 LCD 上開始顯示的行列號及每行的列數找出顯示 RAM 對應的地址，設立光標，在此送上該字符對應的代碼即可。在本次設計中，LCD12864 液晶顯示模 塊的 rs,rw,e 分別與 51 單片機的 P3^5， P3^6， P3^7 端口連接，進行程序的讀寫數據，字符操作。而 D0~D7 分別與 51 單片機的 P0 口進行連接，用來輸出數據與字符，這樣就可以在液晶上顯示出自己想要的字符 錯誤 !未找到引用源。 。 在此次仿真過程中，總共設計了 4 個按鍵， k1：歡迎乘坐， k2：上一站， k3：下一站 ,k4：謝謝乘坐。當按下 k1 鍵時， LCD 上顯示 “歡迎乘坐 ”；如果當前的站是 “電子高專到了 ”，當按下 k2 鍵時， LCD 上顯示 “西 區(qū)公交站到了 ”，；當按下 k3 鍵時， LCD 上顯示 “茶店子到了 ”。當按下 k4 時， LCD 上顯示 “謝謝乘坐 ”。實現的效果圖如下圖 ， ， ， ， 所示 17 按下 k1 鍵 LCD12864 液晶顯示 “歡迎乘坐 ”。 圖 四 .1 “歡迎乘坐 ” 按下 k2 或者 k3 鍵顯示， k2 鍵逆向顯示， k3 鍵順向顯示 Num=1 LCD12864 液晶顯示 “電子高專到了 ”。 圖 四 .2 “電子高專到了 ” 18 Num=2 LCD1602 液晶顯示 “西區(qū)公交站到了 ”。 圖 四 .3 “西區(qū)公交站到了 ” Num=3 LCD12864 液晶顯示 “茶店子到了 ”。 圖 四 .4 “茶店子站到了 ” 19 Num=4 LCD12864 液晶顯示 “金沙到了 ”。 圖 四 .5 “金沙站到了 ” 按下 k4 鍵 LCD12864 液晶顯示 “謝謝乘坐 ”。 圖 四 .6 “謝謝乘坐 ” 20 ISIS 仿真系統基本知識 Proteus是英國 Labcenter公司開發(fā)的電路分析與實物仿真軟件 [6]。它運行于 Windows操作系統上，可以仿真、分析 (SPICE)各種模擬器件和集成電 路，該軟件的特點是： ①實現了單片機仿真和 SPICE 電路仿真相結合。具有模擬電路仿真、數字電路仿真、單片機及其外圍電路組成的系統的仿真、 RS232 動態(tài)仿真、 I2C 調試器、 SPI 調試器、鍵盤和 LCD 系統仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。② 支持主流單片機系統的仿真。 ③ 提供軟件調試功能。在硬件仿真系統中具有全速、單步、設置斷點等調試功能，同時可以觀察各個變量、寄存器等的當前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統中，也必須具有這些功能；同時支持第三方的軟件編譯和調試環(huán)境，如 Keil C51 uVision2 等軟件。 ④ 具有強大的原理圖繪制功能。 Proteus 軟件所提供了 30 多個元件庫，數千種元件。元件涉及到數字和模擬、交流和直流等。對于一個仿真軟件或實驗室，測試的儀器儀表的數量、類型和質量，是衡量實驗室是否合格的一個關鍵因素。在Proteus 軟件包中，不存在同類儀表使用數量的問題。 Proteus 還提供了一個圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號，以圖形的方式實時地顯示出來，其作用與示波器相似但功能更多。 總之，該軟件是一款集單片機和 SPICE 分析于一身的仿真軟件，功能極其強大。Proteus 與其 它單片機仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機 CPU 的工作情況，也能仿真單片機外圍電路或沒有單片機參與的其它電路的工作情況。因此在仿真和程序調試時，關心的不再是某些語句執(zhí)行時單片機寄存器和存儲器內容的改變，而是從工程的角度直接看程序運行和電路工作的過程和結果。對于這樣的仿真實驗，從某種意義上講，是彌補了實驗和工程應用間脫節(jié)的矛盾和現象。 Proteus ISIS 雙擊桌面上的 ISIS 6 Professional 圖標或者單擊屏幕左下方的 “開始 ”→“ 程序 ”→“Proteus 6 Professi onal” →“ISIS 6 Professional” ，出現如圖 所示屏幕，表明進入 Proteus ISIS 集成環(huán)境。 21 圖 啟動時的屏幕 Proteus 的工作界面是一種標準的 Windows 界面，如圖 所示。 單擊 對象選擇 按鈕 P 會出現如圖 對話框 。 在 keywords中輸入需要的元器件型號如 89C51會出現對話框 在 Results下選中需要的元器件然后按右下腳的 OK 關閉對話框，這時元器 件列表中就會列出 89c51。這時在原件列表中左鍵選取 89c51，在原理圖編輯窗口中單擊左鍵，這樣 89c52 就被放到原理圖編輯窗口中了。同樣放置其他元器件。 Proteus 繪圖流程舉例 ，首先按剛才所述選取放置一元件電阻，然后在圖形編輯窗口中右鍵選取電阻，然后單擊左鍵會出現如圖 對話框然后按需要進行設置即可。 22 圖 Proteus 工作界面 23 圖 對象選擇 界面 圖 修改元器件屬性界面 24 （ .hex 文件） 圖 添加十六進制文件界面 連好電路圖后右鍵單擊圖中的單片機選中，然后單擊左鍵出現如圖 對話框在program file 中單擊瀏覽圖標，找到所需要的 .hex 文件最后單擊 ok 退出。 KEIL Cx51 軟件的使用 Keil C51 軟件是眾多單片機應用開發(fā)的優(yōu)秀軟件之一，它集編輯，編譯，仿真于一體，支持匯編 ,PLM 語言和 C 語言的程序設計，界面友好，易學易用。下面介紹 Keil C51 軟件的使用方 法。 啟動后進入 keil c 的編輯界面如圖 。 此時點擊 project—New Project 菜單選項可創(chuàng)建一個新的項目文件。此時會彈出一個標準的 Windows 對話框，詢問新建項目文件的名字，建議每個項目都使用一個獨立的文件夾。文件名寫好后單擊確定會出現如圖 對話框要求選擇單片機型號， keil c51幾乎支持所有的 51 核的單片機，選好單片機后只要點擊確定即可。 25 圖 keil c 的編輯界面 圖 CPU 選擇界面 26 為項目新建文件 點擊菜單 File—New File 此時屏幕如圖 此時在彈出的 Text 窗口中寫入自己的程序，寫完后點擊 File—Save As 將文件保存。注意，如果用Ｃ語言編寫程序，則擴展名為 .c，如果用匯編語言編寫程序，則擴展名必須為 .asm。此時回到 編輯界面單擊 “Target 1”前面的 “＋ ”號，然后在 “Source Group 1”上單擊右鍵，在彈出的下拉菜單中單擊 “Add File to Group ?Source Group 1?”再在出現的對話框中選擇自己需要 .c 文件或 .asm文件，單擊 Add 然后關閉此對話框。此時編輯界面如下圖 所示 。 圖 新建文件界面 27 圖 編輯界面 .HEX文件 在生成 .hex 文件前要對程序進行編譯看程序是否有誤，單擊圖 中的編譯按鈕即可，如顯示無誤則右擊 “Target 1” 再在下拉菜單中單擊 “Options For Target ?target1?，此時單擊 “Output”選中 “Create HEX File” 選項，最后單擊確定。此時再次點擊編譯按鈕進行編譯則自動生成保存 .hex 文件，此時只需按剛才 Proteus 介紹所說，將 .hex 文件添加到單片機中就可以在 Proteus 進行仿真了。 28 液晶顯示模塊中按字節(jié)為單位劃分，單個屏幕中，共分為 8個頁，每頁為 8行，而每一行為 64個位 (即 64列 )。同計算機一樣，單片機控制液晶點陣顯示中的數據也是以 “0 和“1”代碼來表示的。一般地， “0”代表不顯示數據， “1代表有顯示數據，根據編碼的不同，最終會顯示出不同的字符。顯示器上的顯示點與驅動控制芯片中的顯示緩存 RAM 是一一對應的，即字模當中的一個位代表 LCD顯 示中的一個像素點，取點方式為從左到右，自上到下的順序。這里采用 1616的點陣輸出顯示每個漢字，那么就需要屏幕上的 256個點組成的方塊來顯示。一個字節(jié)對應 8個點，所以一個漢字需要 32個字節(jié)來存儲顯示[7,8]。 “漢字字模點陣數據批量生成工具 ”就是運用這個原理來實現漢字編碼的軟件。 圖 漢字字模點陣數據批量生成軟件 本文采用 PCtoLCD2020漢字提取軟件，打開窗口，如圖 ，設置好字體、字號等格式參數，在漢字輸入區(qū)，輸入漢字或其他字符，即 得到需要的代碼。將本設計所涉及的漢字用軟件取模批量生成 1616點陣代碼，放入 ROM 區(qū)的 TA—BLE表格中，通 29 過邏輯控制，最終可將代碼讀出到硬件驅動電路上，顯示出不同的漢字。 30 51 單片機公交車報站系統設計心得體會 時間過得很快，現在回想起這三個多月的 畢業(yè) 設計 , 終于可以畫上一個 句號 了。一路走來 ,感受頗多。曾經有過失落；有過成功； 有過沮喪；有過喜悅；這已