【文章內(nèi)容簡介】 終 端 USB 接 口 芯 片 UART 串行通信總線 U S B 取電 系統(tǒng) 供電 按鍵 電路 指示 電路 語音 電路 USB通信總線 管理 終 端 電 窗口服務(wù)評價器底層電路設(shè)計分析 11 網(wǎng)監(jiān)視到服務(wù)終端向窗口服務(wù)評價器下達的該指令，便等待窗口服務(wù)評價器傳回評價的結(jié)果；被服務(wù)對象在聽到 2語音“請對我們的服務(wù)進行評價”后，針對服務(wù)人員在服務(wù)過程中的服務(wù)質(zhì)量，可以按窗口服務(wù)評價器上的評價按鍵給出評價信息，窗口服務(wù)評價器直接發(fā)出“謝謝”的 3語音；并將該評價信息經(jīng)過服務(wù)終端后，且不在服務(wù)終端上顯示，而是被傳送到管理終端里進行評價結(jié)果統(tǒng)計；如果被服務(wù)對象不按評價按鍵而直接離開，則在服務(wù)人員下次向窗口服務(wù)評價器發(fā)出新一輪的 1語 音信息后，向管理終端傳送本次服務(wù)“未評價”信息，該信息同樣被管理終端所統(tǒng)計。 單片機電路部分設(shè)計 最小單片機系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)如圖 所示。 VCC VCC VCC 圖 .1 最小單片機系統(tǒng) 圖 為單片機的最小硬件系統(tǒng)，單片機采用 ATMEL 公司研制生產(chǎn)的MCS51 系列 AT89S52，該單片機的工作電源 VCC 為 5V，由終端 USB 接口提供；單片機的時鐘電路一般是在它的時鐘引腳外接晶體振蕩 器，和內(nèi)部的高增益反相放大器構(gòu)成自激振蕩電路，振蕩頻率取決于晶體的頻率，頻率范圍小于 33MHz， CC2 起頻率微調(diào)和穩(wěn)定作用，容值為 5~50pf。復(fù)位電路由基本的 RC微分電路實現(xiàn)，該電路可以在上電初期其 RESET 引腳獲得一定時間的高電平， MCS51 單片機復(fù)位操作是在復(fù)位引腳加 2個機器周期以上的高電平。有效復(fù)位與所加高電平時間與系統(tǒng)晶振的頻率有關(guān)。 被服務(wù)對象要做出服務(wù)效果的評定，需要按下不同的按鍵，為此，本窗口服__ EA VCC GND XTAL1 XTAL2 RESET 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 12 務(wù)評價器設(shè)計了四個按鍵，分別設(shè)定為“非常滿意”、“滿意”、“一般”和“ 不滿意”四個鍵，電路如圖 所示。 圖 按鍵電路 在圖 中，由于所需按鍵較少，采用簡單的獨立式按鍵實現(xiàn)，共設(shè)置了滿意、較滿意、一般和不滿意四個按鍵。判斷某按鍵是否被按下的方法是：先置各輸出為 1，然后將一起將四個口的電平狀態(tài)讀入。如果有鍵按下，從而使行輸入不全為 1。則判斷出有按鍵被按下。接著進一步判斷究竟是哪一個按鍵被按下。 鍵盤中哪個鍵按下的判斷方法是：一個一個口挨個判斷，為 0 那個鍵，即為按下的鍵，要注意，按鍵一定要判斷抖動與否。一旦找到哪 個按鍵按下，就可以賦鍵值，該鍵值就對應(yīng)于不同的評價功能。 被服務(wù)對象是各種各樣的，如果用戶是聾啞人，在按下按鍵后，聽不見“謝謝”的語音，則他不能確定此次按鍵是否有效，有可能會一直按各不停，為避免這種情況，設(shè)置按鍵指示電路是必需的。按鍵指示用發(fā)光二極管實現(xiàn)，分別對應(yīng)于“非常滿意”、“滿意”、“一般”和“不滿意”四個按鍵的指示，所以也要設(shè)計四個發(fā)光二極管。見圖 所示。 VCC 圖 按鍵指示電路 如圖 ，單片機的 ~ 上分別接一個發(fā) 光二極管通過限流電阻接 MCU MCU 非常滿意 滿意 一般 不滿意 非常滿意 滿意 一般 不滿意 窗口服務(wù)評價器底層電路設(shè)計分析 13 到 VCC 為 5V 的電源上，通過程序控制燈的亮滅，當(dāng)機子啟動時循環(huán)亮一遍，當(dāng)客戶按下某評價按鍵時，也循環(huán)亮一遍，這是為了不便讓服務(wù)人員觀察到評價結(jié)果但是又讓被服對象知道本次按鍵有效而設(shè)置的這種特別的顯示方式。 單位對營業(yè)員評定等第往往用“星級”這個指標來描述，這個星級很有必要展現(xiàn)給客戶，以便客戶選擇星級高的營業(yè)員為自己服務(wù)。星級指示一般為 15級，電路如圖 所示。 VCC 圖 服務(wù)人員星級指示電路 圖 為星級指示電路圖，也 是限流電阻接發(fā)光二極管后上接到 VCC 為 5V的電源上，通過軟件實現(xiàn)星級指數(shù)的顯示功能。星級顯示的要求是：以四星級為例，應(yīng)該讓 3 和 4 都發(fā)光。 語音電路采用北京 中青世紀科技公司 生產(chǎn)的 PM5020 語音芯片，可以把錄得的聲音信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號，通過專用語音編程器，將語音信息分段燒寫到其芯片內(nèi)。以下對語音芯片 PM5020 作簡要介紹并給出其與單片機的接口電路圖。 （ 1）語言芯片 PM5020 的引腳圖 圖 語音芯片 PM5020 引腳圖 （ 2） 語言芯片 PM5020 的 引腳功能描述 MCU 一星級 二星級 三星級 四星級 五星級 1 28 2 27 3 26 4 25 5 24 6 23 7 22 8 21 9 20 10 19 11 18 12 17 13 16 14 15 GND FM PC FD FA FKK1 R K2 01 K3 02 K4 03 K5 04 K6 05 K7 06K8 07ROSC 08SP1 LED SP2 VDD 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 14 表 1： PM5020 的引腳功能 （ 3）語音電路設(shè)計圖 根據(jù) PM5020 生產(chǎn)廠商提供的接口電路圖如圖 所示。 VCC 圖 PM5020 生產(chǎn)廠商提供的接口電路圖 由圖 所示，本電路采用 PWM 方式， PM50 芯片 13(SP1)和 14(SP2)腳直接接喇叭端，直接驅(qū)動 8歐姆 喇叭 ,R1 為振蕩電阻 ,取值 240K,標準值是 255K,上拉到正電源。 PM5020 的串行控制方式須由外部單片機接口，發(fā)串行指令控制放音的段號，名稱 用途 名稱 用途 GND 電源地端 FM 編程端 FC 編程端 FD 編程端 FA 編程端 FK 編程端 K1 輸入 1 R 復(fù)位端 K2 輸入 2 01 輸出 1 k3 輸入 3 02 輸出 2 k4 輸入 4 03 輸出 3 k5 輸入 5 04 輸出 4 k6 輸入 6 05 輸出 5 k7 輸入 7 06 輸出 6 k8 輸入 8 07 輸出 7 ROSC 振蕩電阻 08 輸出 8 SP1/DAC 喇叭 1 LED1 指示燈 SP2 喇叭 2 VDD 正電 源端 R1 語音芯片 PM50 K1 ROSC K2 VDD R SP1 01 SP2 GND GND MCU P25 P24 P27 P26 窗口服務(wù)評價器底層電路設(shè)計分析 15 段數(shù)最大 128 段，專用于語音組合用。本設(shè)計的語音信息為歡迎光臨，請您評價我們的服務(wù)，謝謝等。 在該串行模式下最大可分 128 段， K1 為數(shù)據(jù)端， K2 為時鐘端，時鐘為 1KHZ，O1 為忙信號端。時鐘上升沿時數(shù)據(jù)端有效。語音段的地址為 80H~FFH，第一段的地址是 80H，按順序排列，最多 128 段語音。外部單片機直接送入要放音的段號數(shù)據(jù)，播放，結(jié)束時 PM50 的忙信號拉低，在判斷一段語音結(jié)束時，外部單片機再送下一段語音的段號。 R為復(fù)位端。 通 信接口電路的設(shè)計 USB(Universal Serial Bus)是 1995 年 Microsoft、 Compaq、 IBM 等公司聯(lián)合制定的一種新的 PC 串行通信協(xié)議。 USB 協(xié)議出臺后得到各 PC 廠商、芯片制造商和 PC 外設(shè)廠商的廣泛支持。 USB本身也處于不斷的發(fā)展和完善中，從當(dāng)初的 、 到現(xiàn)在廣泛采用的 、 版本到即將被采用的 版本。 USB 外設(shè)在國外以驚人的速度發(fā)展，迄今為止，各種 USB 的外設(shè)已經(jīng)有上千種 . CP2101 的 USB 功能控制器是一個符合 USB 的全速器件并集成了收發(fā)器和片內(nèi) 相應(yīng)的上拉電阻 USB功能控制器管理 USB 和 UART 間所有的數(shù)據(jù)傳輸以及由 USB 主控制器發(fā)出的命令請求和用于控制 UART 功能的命令。 本裝置窗口服務(wù)評價器需要用 USB 接口與上位機連接進行數(shù)據(jù)通信。 （ 1） USB 接口的結(jié)構(gòu) 圖 USB 接口示意圖 USB 引腳線由四條數(shù)據(jù)線組成，其中兩條是數(shù)據(jù)，另外兩條是電源。這四條線的接線金手指都在連接插頭插座的里面。其四個插腳的定義如下： 1 ＋ 5V 2 DATA－ 數(shù)據(jù)－ 3 DATA＋ 數(shù)據(jù)＋ 4 GND 地 當(dāng)您把 USB 設(shè)備往機 器上插時，首先接觸的是信號線，然后才是電源線。而向外拔時剛好相反，由于電源線較短，所以首先被切斷，而后才是數(shù)據(jù)線。這樣操作對整個系統(tǒng)及 USB 設(shè)備都沒有影響，所以可以熱插拔。 （ 2） USB 專用接口芯片 CP2102 簡介 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 16 USB 專用接口芯片 CP2102 的引腳示意圖如圖 所示。 圖 3262 CP2102 的引腳示意圖 USB 掛起和恢復(fù)信號支持功能便于 CP2101 器件以及外部電路的電源管理，當(dāng)在總線上檢測到掛起信號時 CP2101 將進入掛起模式在進入掛起模式時 CP2101會發(fā)出 SUSPEND 和 /SUSPEND 信號 SUSPEND 和 /SUSPEND 在一個 CP2101 復(fù)位后也會發(fā)出直到 USB 要求的器件配置完成。 CP2101 的掛起模式會在下述任何一種情況時出現(xiàn)： ①檢測到繼續(xù)信號或產(chǎn)生繼續(xù)信號時； ②檢測到一個 USB 復(fù)位信號或； ③發(fā)生器件復(fù)位在掛起模式出現(xiàn)時 SUSPEND 和 /SUSPEND 信號被取消。 注意 : SUSPEND 和 /SUSPEND 在 CP2101 復(fù)位期間會暫時處于高電平，如果要避免這種情況出現(xiàn)，可以使用一個大的下拉電阻 (10K 歐姆 )來確保/SUSPEND 在復(fù)位期 間處于低電平。 CP2101 的虛擬 COM 口（ VCP） 器件驅(qū)動程序允許一個基于 CP2101 的器件以 PC 機的應(yīng)用軟件的形式作為一個增加的 COM 口獨立于任何現(xiàn)有的硬件，COM 口使用運行在 PC 機上的應(yīng)用軟件以訪問一個標準的硬件， COM 口的方式訪問基于 CP2101 的器件，但 PC 與 CP2101 器件間的數(shù)據(jù)傳輸卻是通過 USB完成的。因此無需修改現(xiàn)有的 COM 口應(yīng)用就可以實現(xiàn)通過 USB 向基于 CP2101窗口服務(wù)評價器底層電路設(shè)計分析 17 的器件傳輸數(shù)據(jù)。 （ 3） UART 與 USB 的轉(zhuǎn)換電路設(shè)計 UART 與 USB 的轉(zhuǎn)換電路如圖 3263所示。 圖 3263 UART 與 USB 的轉(zhuǎn)換電路 左側(cè)為 USB 端與電腦連接，右側(cè)為 UART 與單片機連接， CP2102 及其周邊元器件起到 USB 信號與 UART 信號的轉(zhuǎn)換作用。 C001 接在 USB 的 5V 到地之間，使 USB 輸出電源經(jīng)過傳輸線后消除干擾起濾波作用， C0