【導(dǎo)讀】檢測技術(shù)不斷更新。現(xiàn)在的車速表大多是電子式的，用LED數(shù)碼管或LCD. 即時(shí)顯示，顯示更加直觀。電子式車速表采用接觸車速傳感器代替軟軸傳。速表中的諸多不足。該方案由于使用了數(shù)碼管顯示模塊和E2PROM，以及高效快速算法，其中信號(hào)預(yù)處理電路包含信號(hào)放大、波形變換和波形整形：信號(hào)預(yù)。通過單片機(jī)的設(shè)置可使INT0引腳能夠?qū)?nèi)部定時(shí)器T0. 出脈沖信號(hào)的期)。速度顯示部分采用數(shù)碼顯示,所得的數(shù)據(jù)采用I2C. 總線,并通過E2PROM來存儲(chǔ),因而節(jié)省了所需單片機(jī)的口線和外圍器件,同時(shí)也簡化了顯示部分的軟件編程?；蚶锍蹋瑫r(shí)加入了超速語音報(bào)警功能，使之更加人性化。

　　

【正文】 ，供顯示所用。 與單片機(jī)的接口 如圖 412所示。 圖 412 AT24CO2與單片機(jī)的接口電路 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eBD a t e : 31 M a y 20 09 S he e t of F i l e : E : \畢業(yè)設(shè)計(jì) 單片機(jī)測速 \ t a ng l e i .dd b D r a w n B y :R S T / V ppP ( R X D )P ( T X D )X T A L 1X T A L 2P ( I N T 0)P ( I N T 1)P ( T 0)P ( T 1)P GNDP ( A I N 0)P ( A I N 1)P P P P P P V C C1234567891011121314151617181920A T 89 C 20 51A01A22A33V s s4S D L5S C L6WC7V C C8A T 24 C 02 K KV c c河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 27 報(bào)警電路設(shè)計(jì) 電動(dòng)車行使超過預(yù)設(shè)速度時(shí)提供 語音報(bào)警的電路應(yīng)用講述，語音報(bào)警電路的核心是 WTV040 語音芯片。之所以選擇 WTV040 語音芯片作為電動(dòng)車超速報(bào)警器電路的核心，是因?yàn)?WTV040 語音芯片不僅僅能滿足電動(dòng)車超速報(bào)警器性能各種要求，而且芯片價(jià)格便宜，外圍電路簡單 容易制作，最重要 是語音內(nèi)容可以由自己決定選用。我們先來認(rèn)識(shí)一下WTV040 語音芯片，根據(jù)語音芯片的各項(xiàng)功能，規(guī)劃一下電動(dòng)車超速報(bào)警器的工作框圖，然后設(shè)計(jì)出整套電動(dòng)車超速報(bào)警器。 語音芯片概述 WTV040 語音芯片是一款功能強(qiáng)大的一次性編程語音芯片，工作電壓范圍為 ～ ，所加載的語音為 6K 采樣率時(shí)，播放時(shí)間可達(dá)到 40 秒，音頻輸出為 DAC 和 PWM 模式， PWM 輸出時(shí)能直接推動(dòng) Ω揚(yáng)聲器，聲音清晰洪亮。 芯片特點(diǎn)：可編程一次性燒錄 (OTP)語音芯片。 6KHZ 頻率時(shí)，語音長度可分別達(dá)到 40秒、 80 秒、 170 秒、 340 秒。內(nèi)置 16bits DAC 數(shù)字 /仿真轉(zhuǎn)換器 (DAC)，內(nèi)置 PSG 語音合成器和音質(zhì)優(yōu)化算法，音質(zhì)高。 PWM 和 DAC 兩種語音輸出方式?？扇我獠迦腱o音，且不占用語音 的 空間。相同語音可重復(fù)調(diào)用，且不占用語音空間。多種工作模式：按鍵控制模式、按鍵組合控制模式、 并口控制模式、串口控制模式等。播放語音時(shí)， BUSY 腳可根據(jù)需要，設(shè)定輸出高電平或低電平。內(nèi)置 喇叭直推線路 (DirectDrive),不需要外加器件 ,音質(zhì)與音量比傳統(tǒng) Cout+三極管 更佳 ,且耗電量更少。工作電壓范圍： 至 。省電模式時(shí)耗電 2uA，在省電模式下，芯片上電后 1 秒鐘或者語音停止播放后 1 秒自動(dòng)休眠。 DIP1 SOP1 SSOP QFP44 等多種封裝形式可供選擇。強(qiáng)大的可編程能力，可以根據(jù)需要定制各種繁雜的功能。 可選擇語音控制方式有按鍵控制模式、按鍵組合控制模式、并口 控制模式、串口控制模式。按鍵模式下又有脈沖可重復(fù)觸發(fā)、脈沖不可重河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 28 復(fù)觸發(fā)、電平保持可循環(huán)觸發(fā)、電平保持不循環(huán)觸發(fā)等十幾種觸發(fā)方式?？刂颇Ｊ?、觸發(fā)方式和報(bào)警語音可以由上位機(jī)軟件隨意進(jìn)行更改、設(shè)定，WTV040 語音芯片可根據(jù)自身的設(shè)計(jì)要求，應(yīng)用在多種場合中。 在很多需要高音質(zhì)、功能靈活多變等要求的產(chǎn)品中， WTV 系列語音芯片是最具性價(jià)比的方案之一，也是在某些場合替換 ISD系列語音芯片的最佳選擇！ WTV040 語音芯片的語音段數(shù)如表 42所示： 表 42 WTV040 語音芯片語音段數(shù) 語音報(bào)警電路 當(dāng)電動(dòng)車的行使速度達(dá)到或超過測速器預(yù)設(shè)速度時(shí)，測速器 單片機(jī)往外發(fā)出一個(gè) 低電平 ， 直接拉低 I/O 口 P01 的電平，使 WTV040 語音芯片被觸發(fā) ，點(diǎn)亮報(bào)警指示進(jìn)行提示并觸發(fā)語音進(jìn)行報(bào)警。由于測速器送出的電壓是恒定的，只要超速，就一直有電壓輸出，并且要求持續(xù)提供語音報(bào)警，直到電動(dòng)車速度低于預(yù)設(shè)速度為止。這是一種電平保持供給的信號(hào)，我們?cè)谏衔粰C(jī)軟件上將 WTV040 芯片的控制方式設(shè)置為按鍵模式，觸發(fā)方式為電平保持可循環(huán)觸發(fā)。 按鍵控制模式 指 所定義的管腳可以直接觸發(fā)芯片放音，即每一個(gè)管腳可控制播放一段語音。每個(gè)開關(guān)的觸發(fā)方式可單獨(dú)設(shè)置按鍵控制模式的防抖動(dòng)時(shí)間為： 10ms， 端口的分配 如表 43所示。 封裝形式 語音長度 工作模式所對(duì)應(yīng) 的最多語音段數(shù) 按鍵模式 按鍵組合 并口模式 串口模式 DIP16 SSOP20 40秒 40秒 4段 8段 7段 128段 8段 128段 208段 208段 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 29 表 43 按鍵控制模式 端口分配 封裝 形式 管 腳 T07 T06 T05 T04 T03 T02 T01 T00 DIP16 SOP16 K8 K7 K6 K5 K4 K4 K4 K3 K3 K3 K2 K2 K2 K1 K1 K1 SSOP20 該芯片采用的 觸發(fā)方式為電平保持可循環(huán)觸發(fā)。 可循環(huán)觸發(fā) 為 負(fù)脈沖觸發(fā) ， 時(shí)序圖 如圖 413 所示。 當(dāng) I/O 口檢測到有下降沿時(shí)（ 該 I/O 口對(duì)地短路一下），觸發(fā)播放語音。在語音播放期間，再檢測到下降沿，芯片會(huì)打斷正在播放的語音，重新播放。只要有下 降沿信號(hào)，就重新播放。 脈沖可重觸發(fā)K1BU SYV O IC E OU T G r o u p 1 Group1 Group1 圖 413 可循環(huán)觸發(fā) 時(shí)序圖 電平保持 觸發(fā)方式如圖 414所示。 當(dāng) I/O口為低電平時(shí)，保持播放，高電平則停止。當(dāng)?shù)谝槐榻Y(jié)束后，還保持低電平，則繼續(xù)重新播放，直到轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖讲磐Ｖ埂Ｖ灰堑碗娖?，則有聲音；高電平，沒聲音。 電平保持K1B U S YV O I C E O U T G r o u p 1 Group1 Group1 圖 414 電平保持觸發(fā)時(shí)序圖 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 30 在這里，我們先做一個(gè)簡單又能滿足大部分車主要求的電動(dòng)車超速報(bào)警器，也就是說只在語音芯片里面錄制一段報(bào)警語音， DIP16 封裝的WTV040語音芯片可支持 4段語音的播放，所以選用 DIP16封裝的 WTV040語音芯片就能夠滿足這 些要求了。如果需要特殊制作豪華型的多段語音報(bào)警的汽車超速報(bào)警器，可以選用 SSOP20 封裝的 WTV040 語音芯片，在SSOP20 封裝模式下，最多可提供 128 段 語音的播放。 其工作框圖如圖415 所示。 單片機(jī)W T V 0 4 0語 音 芯 片報(bào) 警 指 示 燈 圖 415 超速報(bào)警器工作框圖 電路中 I/O 口 P01 被定義為語音觸發(fā)腳，因目前只用到一個(gè) I/O 口觸發(fā)語音播放，所以其他 I/O 口暫時(shí)被騰空。 R8 為下拉電阻，用于在觸發(fā)時(shí)減小 WTV040 語音芯片的功耗，當(dāng)汽車的行使速度超過測速器上預(yù)設(shè)的速度時(shí)，測速模塊上單片 機(jī)就會(huì) 往外傳送出一個(gè) 低電平， 直接拉低 I/O 口 P01 的電平，使 WTV040 語音芯片被觸發(fā)，觸發(fā)后 BUSY 腳導(dǎo)通，BUSY 指示燈就是超速報(bào)警狀態(tài)指示燈被點(diǎn)亮，然后開始播放報(bào)警語音，提醒司機(jī)當(dāng)前速度已經(jīng)超出了預(yù)設(shè)的速度，需要減慢速度行使。車速減慢后，測速器輸出 高 電壓， 根據(jù)電瓶保持觸發(fā)方式 ，觸發(fā)狀態(tài)被停止，WTV040 語音芯片關(guān)閉超速報(bào)警狀態(tài)指示燈和停止播放報(bào)警語音。電路由 C Q R R6 和 D1 組成上電復(fù)位電路，每次上電前自動(dòng)給 WTV040語音芯片進(jìn)行復(fù)位，以確保 WTV040 語音芯片能處在最好的工作狀態(tài)。WTV040 語音芯片震蕩模式為 RC 震蕩，震蕩頻率是 48MHz，根據(jù) WTV040語音芯片內(nèi)部特性，選取了外部震蕩電阻 R1 為 270KΩ。 R R C2 和C3 組成 WTV040 語音芯片的內(nèi)置功放外部反饋電路， R R3 阻值的大小直接影響到 SPEAKER 聲音的大小。電路外圍元器件少，安裝完畢后無需河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 31 調(diào)試，只要測速器在超速時(shí)有電壓輸出，就能正常工作。 電路圖中的元件參數(shù)僅供參考，實(shí)際應(yīng)用時(shí)請(qǐng)根據(jù)不同的內(nèi)容適當(dāng)調(diào)整參數(shù)，以達(dá)到最佳效果。 圖中的 R R R R C C C C4 等元件必須盡可能靠近IC 的相應(yīng)端口焊接 。 R1 為一個(gè) 270K 的震蕩電阻，可以適當(dāng)改變 R1 的值可調(diào)整語音播放的速度，改動(dòng)區(qū)間： 250K~270K，太大或太小都可能會(huì)導(dǎo)致芯片工作不正常。調(diào)節(jié) R3（反饋電阻）的大小可以改變音量，其值越大，音量越大。在主控單片機(jī)供電電壓和語音芯片供電電壓不兼容的情況下，地址線或者數(shù)據(jù)線，復(fù)位線所加的電阻可通過下列公式計(jì)算： （ VinVout）179。 700/Vin =Rn,一般如果是 5V單片機(jī)作為主控的話建議 Rn 的值為 200 到 510 歐之間。 電路圖如圖 416 所示。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eBD a t e : 1 J un 20 09 S he e t of F i l e : E : \畢業(yè)設(shè)計(jì) 單片機(jī)測速 \ t a ng l e i .dd b D r a w n B y :C1104R1270KR210KR310KR410KR51KR6R7500R81KC2104C3471C4104Q19014B U S YLEDD11 162 153 144 135 126 117 108 9VDDE Q L I N E Q L O U TA U D I O _ LV C CB U S YR _ F R E QV P PP 0 0P 0 1P 0 2P 0 3GNDR E S E T BA M P _ NA M P _ PW T V 04 0S P E A K E R+ 3V+ 3VC5 uF+ 3V語音芯片+ 3 VP 圖 416 超速報(bào)警器語音部分電路圖 顯示電路設(shè) 計(jì) 本設(shè)計(jì)顯示模塊用 74HC164 驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示， 74HC164 是高速硅門CMOS 器件，與低功耗肖特基型器件引腳兼容。 74HC164 是 8 位邊沿觸河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 32 發(fā)式移位寄存器，串行輸入數(shù)據(jù)，然后并行輸出。數(shù)據(jù)通過兩個(gè)輸入端（ DSA 或 DSB）之一串行輸入；任一輸入端可以用作高電平使能端，控制另一輸入端的數(shù)據(jù)輸入。兩個(gè)輸入端或者連接在一起，或者把不用的輸入端接高電平，一定不要懸空。 74HC164 的引腳如圖 417所示。 圖 417 74HC164的引腳 時(shí)鐘 (CP) 每次由低變高時(shí)，數(shù)據(jù)右移一位，輸入到 Q0， Q0 是兩個(gè)數(shù)據(jù)輸入端（ DSA 和 DSB）的邏輯與，它將上升時(shí)鐘沿之前保持一個(gè)建立時(shí)間的長度。主復(fù)位 (MR) 輸入端上的一個(gè)低電平將使其它所有輸入端都無效，同時(shí)非同步地清除寄存器，強(qiáng)制所有的輸出為低電平。 ? 門控串行數(shù)據(jù)輸入 ? 異步中央復(fù)位 ? 符合 JEDEC 標(biāo)準(zhǔn) ? 靜電放電 (ESD) 保護(hù)： ? 多種封裝形式 ? 額定從 40176。C 至 +85176。C 和 40176。C 至 +125176。C 。 數(shù)碼管 ,驅(qū)動(dòng)電路 等組成顯示電路，使用共陽數(shù)碼管。 為數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)掃描位驅(qū)動(dòng)。 ， 。 顯示電路如圖 418 所示。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 33 418 速度 顯示電路 掉電保護(hù)電路設(shè)計(jì) 為了用戶方便、節(jié)省電能，本設(shè)計(jì)加入了系統(tǒng)自動(dòng)開啟與關(guān)斷功能。當(dāng) 電動(dòng) 車由靜止開始移動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)開啟。當(dāng) 電動(dòng) 車的速度小于( 型 )時(shí)，系統(tǒng)認(rèn)為 電動(dòng) 車已停止，經(jīng)過 10S 的延時(shí)系統(tǒng)關(guān)斷電源，單片機(jī)進(jìn)入掉電狀態(tài)。 如果在 l0 秒內(nèi)測量電路沒有脈沖輸出，則系統(tǒng)自動(dòng)判定自行車已停止移動(dòng)，此時(shí)單片機(jī)將 POWERC 端置高電平，將大部分芯片的電源切斷，只給單片機(jī)和測量電路繼續(xù)供電，而后單片機(jī)進(jìn)入掉電狀態(tài) ，此時(shí)單片機(jī)最小電流可到 50uA，這樣整個(gè)系統(tǒng)的耗電可保持在 uA 級(jí)，用電池供