【正文】 圖 ，在錄音電路中， ISD1420語(yǔ)音芯片的 A0~A7口接 DIP8路開(kāi)關(guān)， DIP開(kāi)關(guān)用于產(chǎn)生錄音時(shí)的二進(jìn)制首地址。每個(gè)開(kāi)關(guān)的另一端均與地相連， A0~A7通過(guò) 1k的電阻上拉至電源。當(dāng) DIP開(kāi)關(guān) 接通時(shí) ，產(chǎn)生低電平，即為二進(jìn)制中的 0；相反，當(dāng) DIP開(kāi)關(guān) 斷開(kāi)時(shí) ，產(chǎn)生低高電平，即為二進(jìn)制中的 1。由此就產(chǎn)生了二進(jìn)制首地址。而每個(gè)地址對(duì)應(yīng)不同的語(yǔ)音輸入。在錄音時(shí)，與 A7和 A6對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)其中必須有一個(gè)置為低電平，即為二進(jìn)制中的 0。每錄完一次，再進(jìn)行下一次錄音前要調(diào)整好 DIP開(kāi)關(guān)，產(chǎn)生合適的地址。具體的地址對(duì)應(yīng)的語(yǔ)音內(nèi)容如下所示。 為了能正確地進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)，必須將 20秒的語(yǔ)音芯片分段存儲(chǔ)所需的內(nèi)容，然后根據(jù)每條播報(bào)信息的要求組合后進(jìn)行播報(bào)。根據(jù)分析，一個(gè)全長(zhǎng)九站的線(xiàn)路，語(yǔ)音信息分 18段存儲(chǔ)即可，分段表如 表 。 表 語(yǔ)音分段存儲(chǔ)內(nèi)容表 地址 (二進(jìn)制 ) 地址 (十進(jìn)制 ) 單元數(shù) 時(shí)間長(zhǎng)度 (s) 內(nèi)容 0001 01 2 空白 0207 27 6 “前往 ” 080F 815 8 1 “小龍坎 ” 1017 1623 8 1 “石橋鋪 ” 181F 2431 8 1 “歇臺(tái)子 ” 2027 3239 8 1 “石油路 ” 282F 4047 8 1 “大坪 ” 3037 4855 8 1 “鵝嶺公園 ” 383F 5663 8 1 “兩路口 ” 4047 6471 8 1 “解放碑 ” 484F 7279 8 1 “終點(diǎn)站 ” 5057 8087 8 1 “所有 ” 585F 8895 8 1 “到了 ” 6067 96103 8 1 “下一站 ” 686F 104111 8 1 “需要在 ” 7081 112129 24 3 “下車(chē)的乘客請(qǐng)下車(chē) ” 7481* 116129 24 3 “（下車(chē)）的乘客請(qǐng)下車(chē) ” 8287 116129 24 3 “沙坪壩 ” 889F 136159 24 3 “的乘客請(qǐng)做好準(zhǔn)備 ” 2021 屆電子信息工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 *其中 7481是 7081的子集，屬于同一個(gè)存儲(chǔ)段。 在錄音時(shí)，我們把 ISD1420的 REC端接到 REC按鍵開(kāi)關(guān)，以控制錄音使能。此時(shí)由DIP開(kāi)關(guān)提供地址數(shù)據(jù)，通過(guò)麥克風(fēng)把報(bào)時(shí)語(yǔ)音信 號(hào)錄制到語(yǔ)音芯片中。檢測(cè)是否進(jìn)入錄音狀態(tài)可以測(cè) ISD1420的 RECLED 端是否變?yōu)檫壿嫷?。本設(shè)計(jì)中用一個(gè)發(fā)光二極管連接到 RECLED 端， 當(dāng)錄音時(shí)， RECLED 端輸出低電平，發(fā)光二極管 LED亮。當(dāng)錄音停止或存儲(chǔ)器錄滿(mǎn)時(shí)， LED熄滅。 放音模塊 報(bào)站模塊采用的芯片是 ISD1420。配以外圍器件，如喇叭，播鍵開(kāi)關(guān)等。 ISD1420的地址數(shù)據(jù)是由 EPM7128SLC8415芯片提供的。由于 一天 共有 24個(gè) 小時(shí) ，每報(bào)一 次時(shí) 需要連續(xù)報(bào) 8個(gè)段 ， 共需要存儲(chǔ) 18個(gè)語(yǔ)音段，因此需要占用 8條數(shù)據(jù)輸入線(xiàn)，即 A0~A7均要和 CPLD的 IO端口相連，用于接收由 CPLD軟件編程實(shí)現(xiàn)的語(yǔ)音輸入地址 。放音時(shí)，采用 PLAYE 端的下降沿觸發(fā)。放音時(shí)，由 CPLD控制芯片產(chǎn)生 PLAYE信號(hào)，語(yǔ)音芯片 ISD1420每遇到一個(gè) PLAYE 端的下降沿，就會(huì)去檢測(cè)由 CPLD控制芯片輸出的地址，進(jìn)行按 整點(diǎn)報(bào)時(shí) 。 報(bào) 時(shí) 模塊中采用了 LM386功 放對(duì)聲音進(jìn)行放大，使聲音更加清晰。 LM3686的 2號(hào)、3號(hào)端口分別與 ISD1420芯片的 1 14端口通過(guò)一個(gè) 100K的電阻和一個(gè) 地相連。 圖 放音電路 2021 屆電子信息工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 顯示模塊 顯示部分采用的是共陰七段 LED 數(shù)碼管。共陰七段 LED 數(shù)碼管的 A、 B、 C、 D、E、 F、 G 端口分別和 CD4511 的 A、 B、 C、 D、 E、 F、 G 端口直接相連。顯示模塊中，采用 CD4511 做硬件譯碼。 根據(jù) CD4511 的引腳說(shuō)明和真值表， 將 CD4511 的 LT 端 （測(cè)試端） 接高， BI 端 （消隱輸入端） 接高電平， LE 端 （鎖定 輸出端） 接地。 顯示模塊由小時(shí) 、分鐘、秒構(gòu)成。而在顯示部分我們采用的是靜態(tài)顯示。故 CD4511的 和數(shù)碼顯示管各用了 6 個(gè)，其引腳綁定表示小時(shí) A0、 B0、 C0、 D0， A B CD1 的 8 個(gè) BCD 碼數(shù)據(jù)輸入端分別與 EPM7128SLC8415 芯片的 7 7 7 79 端口直接相連 。表示分鐘 A B C D2， A B C D3 的 8 個(gè) BCD 碼數(shù)據(jù)輸入端分別與 EPM7128SLC8415 芯片的 ， 表示秒 A B C D4， A BC D5 的 8 個(gè) BCD 碼數(shù)據(jù)輸入端分別與 EPM7128SLC8415 芯片的 用來(lái)接收由控制模塊送入的地址信號(hào) 。顯示模塊原理圖如圖 所示 。 圖 顯示模塊 編程下載接口模塊 為了使系統(tǒng)的調(diào)試和更新更加方便，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了編程下載接口模塊。該模塊通過(guò)專(zhuān)用下載電纜一端和 PC 機(jī)相連，另一端和主控模塊的 ISP 編程信號(hào)控制線(xiàn) /專(zhuān)用輸入端口（ TDO、 TCK、 TMS、 TDI）相連。這樣在軟件編程結(jié)束后 PC 機(jī)就可通過(guò)專(zhuān)用下載電纜把設(shè)計(jì)的控制程序下載到復(fù)雜可編程芯片中，實(shí)現(xiàn)了在系統(tǒng)編程，為系統(tǒng)的更新和調(diào)試提供了可能。 2021 屆電子信息工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 硬件和軟件的結(jié)合 系統(tǒng)的軟件和硬件需要通過(guò)編程下載進(jìn)行結(jié)合。在編程下載前要進(jìn)行系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計(jì)。軟件的設(shè)計(jì) 方案 如 圖 。 系統(tǒng)的幾乎所有控制邏輯均由 CPLD 實(shí)現(xiàn)， 其邏輯框圖如 圖 所示 。 圖 CPLD 控制邏輯框圖 其中 ， ADD 是加計(jì)數(shù)按鍵輸入； CLEAR 是復(fù)位輸入； REPEAT 是重復(fù)播報(bào)按鍵輸入； CLK16M 是時(shí)鐘輸入端，信號(hào)頻率為 16MHz； PLAY_END 是 ISD1420 的放音結(jié)束信號(hào)，該信號(hào)是低有效； P_N_SELECT 是方向選擇輸入端，當(dāng)該輸入端為低電平時(shí)，播報(bào)信息是正向播報(bào)，反之， 當(dāng)為高電平時(shí)，播報(bào)信息是逆向播報(bào)； SUB 是減計(jì)數(shù)按鍵輸入。 PLAY_E 是觸發(fā)語(yǔ)音播放的輸出端； A[7:0]是地址輸出端，用于給語(yǔ)音芯片播放時(shí)提供語(yǔ)音地址； BCD[3:0]是驅(qū)動(dòng)顯示譯碼的輸出端，用于同步顯示汽車(chē)到站信息。 值得注意的是 PLAY_END 輸入端不是一個(gè)按鍵輸入，而是語(yǔ)音芯片的輸出端，是低有效，該信號(hào)有效時(shí)表示當(dāng)前播報(bào)的一段語(yǔ)音信息已經(jīng)結(jié)束，利用該信息去觸發(fā)下一段語(yǔ)音信息的播報(bào)，就可以使需要播報(bào)的一條完整的語(yǔ)音信息連續(xù)流暢地播放出來(lái)。 具體軟件模塊設(shè)計(jì)見(jiàn)編寫(xiě)軟件同學(xué)的論文 。 系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)都結(jié)束后 ，就可以進(jìn)行編程下載，使得軟硬件結(jié)合，完成系統(tǒng)功能。首先將編程下載電纜兩端分別連接計(jì)算機(jī)的通信接口和在系統(tǒng)可編程芯片的編程下載接口。接著在軟件上實(shí)現(xiàn)引腳鎖定。最后通過(guò)下載線(xiàn)纜下載到在系統(tǒng)可編程芯片EPM7128SLC8415 中。 2021 屆電子信息工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 結(jié)合軟硬件，用軟件進(jìn)行引腳鎖定結(jié)果如下： Input Pins Pin Name Pin Attribute ADD LOCK 55, PULLUP CLEAR LOCK 57, PULLUP CLK16MHZ LOCK 33, PULLUP PLAY_END LOCK 75, PULLUP P_N_SELECT LOCK 12, PULLUP REPEAT LOCK 56, PULLUP SUB LOCK 54, PULLUP Output Pins Pin Name Pin Attribute A[0] LOCK 74, PULLUP A[1] LOCK 73, PULLUP A[2] LOCK 70, PULLUP A[3] LOCK 69, PULLUP A[4] LOCK 68, PULLUP A[5] LOCK 67, PULLUP A[6] LOCK 65, PULLUP A[7] LOCK 64, PULLUP BCD[0] LOCK 75, PULLUP BCD[1] LOCK 76, PULLUP BCD[2] LOCK 77, PULLUP BCD[3] LOCK 79, PULLUP PLAY_E LOCK 58, PULLUP 下載結(jié)束后，系 統(tǒng)的總體功能就可以實(shí)現(xiàn)了。結(jié)合系統(tǒng)原理總圖（系統(tǒng)原理總圖見(jiàn)附錄 ），對(duì)系統(tǒng)的總體功能描述如下： DIP 8 路開(kāi)關(guān)用來(lái)給語(yǔ)音芯片送入 地址 碼 ，方便語(yǔ)音芯片 ISD1420 錄音。結(jié)合前面所講的具體語(yǔ)音芯片的地址對(duì)應(yīng)的語(yǔ)音內(nèi)容進(jìn)行人工錄音。 通過(guò)下載編程接口（ JI）進(jìn)行編程下載，以便系統(tǒng)進(jìn)行軟件調(diào)試和更新。通過(guò)按鍵開(kāi)關(guān)給主控模塊（復(fù)雜可編程邏輯器件）送驅(qū)動(dòng)脈沖，使得主控模塊內(nèi)部由軟件編寫(xiě)的計(jì)數(shù)器進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)數(shù)。 例如，若按下 ADD 鍵可以使雙十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器的輸出加 12021 屆電子信息工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 以指向下一條語(yǔ)音信息地址表的存儲(chǔ)位置，同理按鍵 SUB 可以使雙十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器的輸出減 1 以指向上一條語(yǔ)音信息地址表的存儲(chǔ)位置，而 REPEAT 將不改變雙十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器的輸出以指向當(dāng)前條語(yǔ)音信息地址表的存儲(chǔ)位置，按鍵 CLEAR 可以使雙十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器的輸出全為 0 以指向第一條語(yǔ)音信息地址表的存儲(chǔ)位置。不管按下其中的任何一個(gè)按鍵都可以使得主控模塊產(chǎn)生語(yǔ)音播放信號(hào) PLAY_E ，該信號(hào)通過(guò)EPM7128SLC8415 芯片的 58 腳連接到語(yǔ)音芯片的 邊沿觸發(fā)放音控制端 PLAYE ，使語(yǔ)音芯片開(kāi)始播放語(yǔ)音信息。當(dāng)?shù)?1 段語(yǔ)音信息播放完后 ， ISD1420 將輸出PLAY_END 信號(hào) ， PLAY_END 信號(hào)又可以觸發(fā)十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器 ， 同時(shí) PLAY_END信號(hào)還將產(chǎn)生 語(yǔ)音播放信號(hào) PLAY_E， 該信號(hào)作用于語(yǔ)音芯片 ISD1420 后又使 語(yǔ)音芯片開(kāi)始播放語(yǔ)音信息。最后十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器產(chǎn)生的進(jìn)位信號(hào) CO 將屏蔽PLAY_END，使語(yǔ)音播放停止。 將 P_N_SELECT 單刀雙置的開(kāi)關(guān)與電源接通時(shí)，與 SUB 鍵結(jié)合可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)反向播報(bào)；與地接通時(shí)與 ADD 鍵結(jié)合可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)正向播報(bào)。 同時(shí)， EPM7128SLC8415 芯片也提供顯示譯碼器的地址輸入，使得系統(tǒng)可以在語(yǔ)音報(bào)站的同時(shí)進(jìn)行按站 數(shù)字 顯示站點(diǎn)。 2021 屆電子信息工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 第 4 章 硬件 制作 與 調(diào)試 硬件 制作 在完成器件選擇和原理圖設(shè)計(jì)后，我進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)板的制作。由于在本設(shè)計(jì)中要用到復(fù)雜可編 程邏輯器件 EPM7128SLC8415，我就選擇了可安裝 PGA84_1313 插座的實(shí)驗(yàn)電路板來(lái)手工布線(xiàn)，進(jìn)行系統(tǒng)性能測(cè)試。首先是對(duì)主要芯片進(jìn)行布局，實(shí)驗(yàn)板中芯片布局主要依靠原理圖的構(gòu)圖，盡量做到方便以后手工布線(xiàn)和后期的檢查測(cè)試。芯片布局完成后就可以開(kāi)始手工連線(xiàn)了，連線(xiàn)時(shí)要仔細(xì)，尤其是復(fù)雜可編程邏輯器件EPM7128SLC8415 芯片，該芯片的底座的針腳有兩層，很容易混淆，在接線(xiàn)前要使用萬(wàn)用表測(cè)試芯片底座和芯片的引腳是怎樣聯(lián)系的，測(cè)試后發(fā)現(xiàn)對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖所示： 2021 屆電子信息工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 圖 EPM7128SLC8415 芯片引腳和底座對(duì)應(yīng)圖 對(duì) EPM7128SLC8415 芯片連線(xiàn)就嚴(yán)格按照上圖所示。同理對(duì)其他芯片 也 要嚴(yán)格按照芯片的實(shí)際引腳進(jìn)行連線(xiàn)。布線(xiàn)結(jié)束后我又對(duì)照原理圖檢查了一遍布線(xiàn)是否正確，主要是檢查各個(gè)芯片的接電源、地的引腳是否正確。確認(rèn)無(wú)誤后就可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)板測(cè)試了。 板的制作 實(shí)驗(yàn)板制作并測(cè)試完成后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)板的設(shè)計(jì)和原理圖使用 PROTEL 99SE 軟件設(shè)計(jì) PCB 圖。在本次設(shè)計(jì)中由于原理圖不是很復(fù)雜，我選擇了手工布線(xiàn)和對(duì)芯片布局。由于 PROTEL 99SE