【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 梯已經(jīng)到達(dá)8樓。89C52實(shí)物圖如圖34所示：圖34 89C52實(shí)物圖 LED顯示模塊顯示模塊主要顯示的是從當(dāng)前樓層數(shù)到指定樓層數(shù)之間的變動(dòng)過(guò)程以及最終到達(dá)的指定樓層數(shù)。LED顯示器是利用二極管的發(fā)光原理來(lái)顯示所設(shè)定的內(nèi)容。LED顯示屏顯示醒目、價(jià)格便宜、動(dòng)態(tài)簡(jiǎn)潔、重點(diǎn)突出，被人們廣泛應(yīng)用，幾十年來(lái)一直被人們所追捧和喜愛(ài)。LED點(diǎn)陣外觀圖如圖35所示：圖35 LED點(diǎn)陣外觀 本次設(shè)計(jì)用到的LED顯示屏是由64個(gè)發(fā)光二極管嚴(yán)格排列按照8*8的行列規(guī)則組成的點(diǎn)陣顯示屏體。如圖36：圖36 LED點(diǎn)陣內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖36所示的發(fā)光二極管，64個(gè)發(fā)光二極管都是放置在行和列相交的節(jié)點(diǎn)上，行接高電平即行置0電平，列接低電平即列置1電平，二極管導(dǎo)通發(fā)光。 語(yǔ)音模塊本設(shè)計(jì)主要選用VS1003 MP3芯片作為語(yǔ)音模塊的核心。VS1003是一個(gè)多功能的從MP3和WMA解碼芯片，更換終止VS1002。它可以記錄寬帶語(yǔ)音質(zhì)量的音并且播放MIDI。它具有如下特點(diǎn)：（1） 解碼MP3（MPEG 1amp。2音頻層III）（CBR + VBR + ABR），WMA （5384kbit / s的），WAV（PCM + IMA ADPCM）。 MIDI / SPMIDI文件。 （2） 對(duì)輸入的音頻信號(hào)進(jìn)行IMA ADPCM編碼。（3） 從麥克風(fēng)或線路輸入編碼IMA ADPCM。（4） 流媒體支持。（5） 低音和高音控制。（6） 使用一個(gè)12 13 MHz的時(shí)鐘。（7） 內(nèi)部PLL時(shí)鐘倍頻器。（8） 低功耗運(yùn)行。（9） 高性能。（10） 獨(dú)立的工作電壓和獨(dú)立的I/O口。（11） 自帶一個(gè)片上RAM、串行控制和數(shù)據(jù)接口VS1003性能良好、價(jià)格實(shí)惠，還帶有高品質(zhì)的片上立體聲DAC，沒(méi)有通道之間的相位誤差?？梢杂脕?lái)作為一個(gè)從屬協(xié)處理器，針對(duì)特殊應(yīng)用的SPI閃存啟動(dòng)，特殊應(yīng)用的SPI Flash引導(dǎo)，UART用于調(diào)試目的，新的功能可被添加與軟件和GPIO引腳。VS1003實(shí)物如圖37所示：圖37 VS1003芯片實(shí)物圖本設(shè)計(jì)中AT89C51接收按鍵鍵入信號(hào)經(jīng)過(guò)處理轉(zhuǎn)換為聲音信號(hào)傳遞到VS1003語(yǔ)音芯片上，然后通過(guò)外接一個(gè)音頻設(shè)備就可以播報(bào)相關(guān)樓層信息以及上/下行狀態(tài)了。 按鍵中斷檢測(cè)模塊按鍵中斷檢測(cè)模塊原理圖如圖38所示：圖38中斷檢測(cè)模塊原理圖 因?yàn)閱纹瑱C(jī)在檢測(cè)電平時(shí)是通過(guò)檢測(cè)按鍵的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的，本次設(shè)計(jì)的電梯語(yǔ)音系統(tǒng)是模擬顯示8層建筑中的電梯，所以需要檢測(cè)8個(gè)按鍵，至于檢測(cè)方式則由多種，綜合從簡(jiǎn)原理，本次設(shè)計(jì)采用的是2個(gè)四輸入端與門和一個(gè)二輸入端與門聯(lián)合檢測(cè)按鍵是否按下的情況。 電源電路模塊電源電路如圖39所示。整個(gè)系統(tǒng)采用的電源電壓只需+5V電壓的直流輸出?？紤]到實(shí)際情況下的攜帶行和畢業(yè)答辯時(shí)候的方便性。電源電路模塊原理圖如圖39所示：圖39 電源電路模塊原理圖 電路總圖本次設(shè)計(jì)系統(tǒng)電路原理圖如圖310所示：圖310系統(tǒng)電路原理圖4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)作為整個(gè)電梯自動(dòng)語(yǔ)音系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心，系統(tǒng)的功能都是靠軟件部分提供并且實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)要求能根據(jù)系統(tǒng)的要求而變化，因?yàn)橄到y(tǒng)的輸出是變化的，所以要求系統(tǒng)能在輸出不斷變化的情況下仍然能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)并且得到最終結(jié)果，另外設(shè)計(jì)過(guò)程中硬甲結(jié)構(gòu)一旦確定就很難更改，這個(gè)時(shí)候要想更改系統(tǒng)的功能就只能改軟件方面了，這就要求系統(tǒng)的軟件具有充分的靈活性?，F(xiàn)有的編程語(yǔ)言特別多，也各具特色，但是我個(gè)人偏好C語(yǔ)言，因?yàn)镃語(yǔ)言不僅關(guān)鍵字少、語(yǔ)言規(guī)模小、簡(jiǎn)潔明了、書寫形式自由多變，而且具有可移植性、表達(dá)能力強(qiáng)、方式靈活、能進(jìn)行結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)、能直接操作計(jì)算機(jī)硬件、高質(zhì)量的生成的目標(biāo)代碼。使用相當(dāng)容易，適合用于學(xué)生階段簡(jiǎn)單的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。綜上所術(shù)，故此次設(shè)計(jì)的軟件部分就采用C語(yǔ)言來(lái)編寫電梯自動(dòng)語(yǔ)音提示系統(tǒng)相關(guān)的程序。此次設(shè)計(jì)得軟件分為4個(gè)模塊： （1） 主機(jī)模塊：主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)的初始化和對(duì)矩陣鍵盤按鍵的具體數(shù)值的處理，并且根據(jù)該值控制LED顯示器顯示樓層變化和樓層數(shù)、語(yǔ)音模塊播報(bào)上下行狀態(tài)以及到達(dá)的樓層。 （2） LED顯示模塊：主要負(fù)責(zé)在按鍵鍵入樓層信號(hào)后經(jīng)主機(jī)模塊的處理，然后顯示從當(dāng)前樓層到目標(biāo)樓層的樓層數(shù)得變化以及所到達(dá)的樓層。 （3） 按鍵掃描模塊：主要負(fù)責(zé)對(duì)矩陣鍵盤按鍵鍵入的識(shí)別，并且以軟件的方式輸入高低電平來(lái)控制主機(jī)模塊輸出語(yǔ)音信號(hào)到語(yǔ)音播報(bào)模塊播報(bào)電梯上下行狀態(tài)和到達(dá)的樓層數(shù)。 （4） 語(yǔ)音播報(bào)模塊：主要負(fù)責(zé)接收主機(jī)模塊傳遞過(guò)來(lái)的語(yǔ)音信號(hào)播報(bào)電梯的上下行狀態(tài)以及最終達(dá)到的樓層。 軟件流程圖 本次設(shè)計(jì)軟件流程圖如圖41所示：開始 系統(tǒng)初始化 語(yǔ)言模塊初始化掃描電梯面板并量化存儲(chǔ) 排序YYN是否有效樓層信號(hào)YN是否有關(guān)門信號(hào)上行下行上/下行判斷保存比當(dāng)前樓層小且最高的樓層保存比當(dāng)前樓層大的且最低的樓層調(diào)用語(yǔ)音播放子程序保存放音樓層為當(dāng)前樓層 圖41 軟件流程圖軟件流程包括以下步驟：（1） 初始化，取定當(dāng)前樓層； （2） 掃描按鍵按下的電平信號(hào)，并確定目標(biāo)樓層； （3） 為存儲(chǔ)的目標(biāo)樓層數(shù)據(jù)排序； （4） 判斷按鍵的按下與否即是否存在有效的目標(biāo)樓層信息，若判斷結(jié)果為否，則返回步驟(2)； （5） 若(4)中檢測(cè)的結(jié)果為是，判斷電梯是上行還是下行； （6） 保存判斷所述的電梯最近目標(biāo)樓層； （7） 調(diào)用選音播放子程序； （8） 保存已經(jīng)播放語(yǔ)音的距離電梯最近目標(biāo)樓層為當(dāng)前樓層。 詳細(xì)程序見(jiàn)附錄1。 語(yǔ)音模塊的數(shù)據(jù)流程 首先，數(shù)據(jù)流從SDI總線接收并解碼，解碼之后，應(yīng)用代碼從寄存器所指向的地址開始執(zhí)行。然后數(shù)據(jù)流經(jīng)過(guò)低音，高音增強(qiáng)器。接著，數(shù)據(jù)流向音量控制單元，同時(shí)拷貝數(shù)據(jù)進(jìn)音頻。最后前往音頻輸出設(shè)備。 軟件設(shè)計(jì)原則 本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中的軟件是根據(jù)此系統(tǒng)功能要求而設(shè)計(jì)的，應(yīng)該要正確無(wú)誤的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各種功能。在本系統(tǒng)中，對(duì)軟件設(shè)計(jì)的要求有以下5點(diǎn)：（1） 軟件結(jié)構(gòu)清晰，有一個(gè)軟件流程圖，并且熟悉各個(gè)環(huán)節(jié)的流程。（2） 各功能程序盡量實(shí)現(xiàn)模塊化，子程序化。如此這般的話再修改和調(diào)試某一模塊程序時(shí)將會(huì)更加簡(jiǎn)便。（3） 利用C語(yǔ)言編程的過(guò)程中要認(rèn)真仔細(xì)，不要粗心馬虎，因?yàn)榫幊痰臅r(shí)候一個(gè)粗心引起的小錯(cuò)誤可能引起整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行結(jié)果報(bào)錯(cuò)，最終還很難找出來(lái)錯(cuò)誤的地方。（4） 應(yīng)規(guī)范化經(jīng)過(guò)調(diào)試修改后的程序，除去修改過(guò)的痕跡，方便用語(yǔ)交流和借鑒，也為以后的軟件模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化打下夯實(shí)的基礎(chǔ)。（5） 利用一定的手段增強(qiáng)軟件的抗干擾力，以免一些很小的故障或者錯(cuò)誤就能影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行和最終結(jié)果。 軟件開發(fā)環(huán)境準(zhǔn)備 在確定選用的編程語(yǔ)言為C語(yǔ)言后，由于C語(yǔ)言中同一種功能可以用多種不同的語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)，所以在編程過(guò)程中首先要符合從簡(jiǎn)的原則，然后再考慮是否能進(jìn)行拓展。其次就是選用編程軟件的問(wèn)題，這里我們選用的編程軟件是keil_uVison4。keil_uVison4是一款能兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開發(fā)的軟件。也是現(xiàn)在業(yè)內(nèi)使用最廣泛，也是被最多編程者喜歡的一款軟件編程軟件。keil_uVison4也是我們?cè)诖髮W(xué)期間學(xué)習(xí)過(guò)并且多次被用到的一款軟件，特別適合學(xué)生群體的軟件編程。Keil C51是美國(guó)Keil Software公司出品的，從keil_uVison4問(wèn)世到現(xiàn)在以其完善的功能，漂亮大方的界面設(shè)計(jì)得到眾多公司和軟件工程師的認(rèn)可。Keil提供了一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器，通過(guò)一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境（μVision）將不同的部分相結(jié)合。支持各種不同軟件開發(fā)公司的MCS51和ARM架構(gòu)的芯片。因此都是作為編程者編程軟件的首選。另外它集編輯，編譯，仿真等于一體，在調(diào)試程序，系統(tǒng)仿真方面功能全面、完整，使用起來(lái)非常方便。5 系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果按照設(shè)計(jì)的要求寫好代碼后，下一步需要進(jìn)行的是調(diào)試工作。焊接過(guò)程要按照相關(guān)規(guī)定的焊接過(guò)程。首先焊電源、單片機(jī)，其次是焊接下載口，最后焊接LED顯示器、八個(gè)按鍵。焊接過(guò)程和調(diào)試工作不能分開而做，要相互伴隨而行，焊接完某一模塊立馬調(diào)試該模塊，不要等到所有焊接模塊焊接完成了之后再去調(diào)試，這樣的話調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤就不容易找到錯(cuò)誤的原因是出在哪一個(gè)模塊上，邊焊接邊調(diào)試可以保證電路最后的順利完成。其次，本次設(shè)計(jì)最后的調(diào)試工作大部分是硬件調(diào)試，主要用到的調(diào)試工具為：萬(wàn)能表等模擬電路調(diào)試工具。有硬件調(diào)試自然會(huì)有軟件部分的調(diào)試，軟件部分調(diào)試比較少，但是卻非常重要。各模塊程序段需要不斷調(diào)試直到程序完整的運(yùn)行正確無(wú)誤才行。最后所有程序需要一起協(xié)調(diào)運(yùn)行，無(wú)論外部給定了什么命令，程序運(yùn)行結(jié)果都必須是正確無(wú)誤。當(dāng)然在保證本次設(shè)計(jì)的電梯自動(dòng)語(yǔ)音提示系統(tǒng)正確運(yùn)行的情況下，還要保護(hù)單片機(jī)芯片。因?yàn)槌绦蛟谡{(diào)試過(guò)程會(huì)出現(xiàn)各種各樣未知的錯(cuò)誤，有些錯(cuò)誤比較復(fù)雜，需要重復(fù)調(diào)試，不斷地刪除和燒寫程序會(huì)使單片機(jī)的壽命縮短，甚至壞掉。在硬件都焊接完成后我們便可以下載調(diào)試好的C語(yǔ)言程序進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)試了。程序下載成功后，電梯自動(dòng)語(yǔ)音提示系統(tǒng)就可以正常運(yùn)行了，但是要注意LED點(diǎn)陣顯示器的引腳