【正文】 C to +85176。謹(jǐn)在此向致以崇高的敬意！對給予我支持和幫助的所有 老師和 同學(xué)們表示衷心的感謝！ 30 附 錄 附錄 A 外文資料 SingleChip Voice Record/Playback Devices 4, 5, 6, and 8Minute Durations GENERAL DESCRIPTION The ISD4003 ChipCorder174。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 28 參考文獻(xiàn) [1] 陳明熒 .8051單片機(jī)課程設(shè)計實(shí)訓(xùn)教材 [M]. 北京：清華大學(xué)出版社， 2022 [2] 徐新艷 .單片機(jī)原理、應(yīng)用與實(shí)踐 [M]. 北京：高等教育出版社， 2022 [3] 吳金戌，沈慶陽，郭庭吉 .8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用 [M]. 北京：清華大學(xué)出版社， 2022 [4] 王千 .實(shí)用電子電路大全 [M]. 電子工業(yè)出版社， 2022 [5] 馮博琴 .微型計算機(jī)原理與接口技術(shù) [M]. 北京：清華大學(xué)出版社， 2022 [6] 張毅剛 .MCS51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計 [M]. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 2022 [7] 張淑清，姜萬錄等 .單片微型計算機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用 [M]. 國防工業(yè)出版社， 2022 [8] 吳金戌，沈慶陽，郭庭吉 .8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用 [M]. 北京：清華大學(xué)出版社， 2022 [9] 趙亮 ,侯國銳 .單片機(jī) C語言編程與實(shí)例 [M]. 北京 :人民郵電出版社 ,2022 [10] 王振紅，李洋，郝承祥 .ISD4004語音芯片的工作原理及其在智能控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 [J]. 電子器件 2022年 3 月第 25卷第 1期 [11] IngleChip Voice Record/Playback Devices 4, 5, 6, and 8Minute Durations,1990 [12] ANALOG technology of AT89C51[EB/OL].White Paper,2022 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 29 致 謝 這次畢業(yè)設(shè)計能夠順利完成，要非常感謝電子信息專業(yè)的所有老師和同學(xué)，尤其是我的畢業(yè)論文指導(dǎo)老師 — 高迎霞老師的指導(dǎo)和幫助 ， 高老師在我畢業(yè)論文的撰寫過程中，給我提供了極大的幫助和指導(dǎo)。同時，對一些外圍設(shè)備比如ISD4004 芯片、 LM386 放大器等有了一定的了解 ， 學(xué)會了對一項(xiàng)工程如何設(shè)計：首先，要分析需要設(shè)計的系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)什么功能，需要什么器件；然后，針對設(shè)計購買相應(yīng)的硬件，選用硬件時不僅要選用經(jīng)濟(jì)的，更重要的是如何能更精確更方便的完成系統(tǒng)的要求；再次，對各個硬件的軟件實(shí)現(xiàn)要弄清 楚，如何更好的實(shí)現(xiàn)各個硬件的協(xié)調(diào)，更好的通過主控制器件實(shí)現(xiàn)硬件的功能。 實(shí)物顯示 如圖 53， 54 所示 ： 圖 53 顯示模塊顯示 第一站 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 26 圖 54 顯示模塊顯示第二站 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 27 第 6 章 結(jié)論與展望 本系統(tǒng)以單片機(jī)為核心部件的控制系統(tǒng)，利用軟件編程，最終基本上實(shí)現(xiàn)了各項(xiàng)要求。 Keil C 程序運(yùn)行如圖 51 所示 ： 圖 51 keil C 運(yùn)行圖 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 25 圖 52 程序燒錄運(yùn)行圖 在完成對程序的調(diào)試及燒錄之后，還需要對其進(jìn)行演示，把開發(fā)板與電腦連上，設(shè)置好對應(yīng)的接口，完成供電及下載。設(shè)計的首要任務(wù)是安裝和學(xué)習(xí)使用這個軟件，在簡單的學(xué)習(xí)和了解 Keil C 后，我們便可在此環(huán)境下開始了對帶錄音功能的電子琴的設(shè)計工作。 在主函數(shù)調(diào)用第一站信息時，顯示對應(yīng)內(nèi)容，當(dāng)調(diào)用第二站信息時顯示第二站對應(yīng)內(nèi)容。往芯片內(nèi)燒錄 語音信息 （錄音地址 0XA0，當(dāng)前錄音地址 0XB0）。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 19 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 在對所要設(shè)計的課題有了整體的了解之后，需要先建立程序框架的流程圖，對整個設(shè)計劃分模塊，逐個模塊實(shí)現(xiàn)其功能，最終把各個子模塊合理的連接起來，構(gòu)成總的程序。 電路原理圖如圖 38： 圖 38 液晶顯示 模塊電路原理圖石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 18 按鍵控制模塊 按鍵控制模塊電路原理圖 按鍵分為兩類：獨(dú)立式按鍵和矩陣鍵盤。當(dāng)其有效時，關(guān)閉液晶顯示，使顯示起始行為 0。 RS（ CS） 寄存器選擇信號，高電平時為數(shù)據(jù)操作，低電平時為寫指令或讀狀態(tài)（串行方式下為片選信號，低電平有效）。調(diào)節(jié)該端的電壓，可以改變顯示屏字符、圖形的顏色深淺。其詳細(xì)功能如下： 電源部分 VDD 電源正極，通常接 +5V。 組成結(jié)構(gòu) TH12864 使用 ST7920 作為行驅(qū)動器，同時使用 ST7921 作為列驅(qū)動器。點(diǎn)陣式 LCD 不僅可以顯示字符、數(shù)字，還可以顯示各種圖形、曲線及 文 字，并且可以實(shí)現(xiàn)屏幕上下左右滾動、動畫、分區(qū)開窗口、反轉(zhuǎn)、閃爍等功能，用途十分廣泛。 由于單片機(jī)驅(qū)動能力不夠，在處理音符信號時，需加功率放大裝置，因 LM386芯片具有低功耗、高增益的特點(diǎn)，這合適單片機(jī)低功耗輸出，所以加裝 LM386 音頻信號放大器對信號進(jìn)行放大。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 15 語音芯片模塊電路原理圖 STC89C52 和 ISD4004 之間的連接較少，其中 接 ISD4004 的片選引腳 /SS，控制 ISD4004 的選通與否。 引腳 2 為反相輸入端，引腳 3 為同相輸入端。使用鏡像電流源作為差分放大電路有源負(fù)載，可使單端輸出電路的增益近似等于雙端輸出電容的增益 。輸入端以地為參考同時輸出端被自動偏置到電源電壓的一半，在 6 V 電源電壓下，它的靜態(tài)功耗僅為 24mW，使得 LM386 特別適用于電池供電的場合。 器件便從 00 地址開始錄音，一直到出現(xiàn) OVF（存儲器末尾）時，錄音停止。 器件會從 00 地址開始放音，當(dāng)出現(xiàn) EOM 時，立即中斷，停止放音。信息快進(jìn)只用于放音模式，放音速度是正常的 1600 倍， 遇到 EOM 后停止，然后內(nèi)部地址計數(shù)器 1，指向下一條信息的開始處。當(dāng)然，也允許在一個 SPI 周期里，同時執(zhí)行讀狀態(tài)和開始新的操作（即新移入的數(shù)據(jù)與器件當(dāng)前的操作可以不兼容）。 指令格式是 (八位控制碼 )加（十六位地址碼）。以 ISD4004 為例，協(xié)議的具體內(nèi)容如下 [5]： 所有串行數(shù)據(jù)傳輸開始于 SS 下降沿。 1mF 的電容也影響自動靜噪電路對信號幅度的響應(yīng)速度。 自動靜噪（ AMCAP）：當(dāng)錄音信號電平下降到內(nèi)部設(shè)定的某一闌值以下時，自動靜噪功能使信號衰弱，這樣有助于養(yǎng)活無信號（靜音）時的噪聲。若要求更高精度，可從本端輸入外部時鐘（如前表所列）。 外部時鐘（ XCLK）：本端內(nèi)部有下拉元件。該信號 175ms 保持高電平，低電平為 25ms。 OVF 標(biāo)志一指示 ISD 的錄、放操作已到達(dá)存儲器的未尾。 中斷（ INT）：本端為漏極開路輸出。 串行輸出（ MISO）： ISD 的串行輸出端。 反相模擬輸入（ ANA IN）：差分驅(qū) 動時，這是錄音信號的反相輸入端。 同相模擬輸入（ ANA IN+）：這是錄音信號的同相輸入端。此外， ISD4004 具有記錄時間長（可達(dá) 16 分鐘，本文采用的為 8 分鐘的 ISD4004 語音芯片）的優(yōu)點(diǎn)。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 9 主控模塊電路原理圖 單片機(jī)主 控 模塊 由 STC89C52 芯片和晶振復(fù)位組成。該反 相 放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V編程電源（ VPP）。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次 PSEN 有效。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 RST：復(fù)位輸入。 P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。當(dāng) P1口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。空閑模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時器 /計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。片上 Flash 允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在設(shè)計系統(tǒng)時，為了更好地采用模塊化設(shè)計法，分步的設(shè)計各個單元功能模塊，系統(tǒng)的硬件部分可以分為鍵盤設(shè)定、單片機(jī)控制、 LCD 顯示和 語音控制四大部分。 總體設(shè)計框圖 按照系統(tǒng)功能的具體要求，在保證實(shí)現(xiàn)其功能的然礎(chǔ)上，盡可能降低系統(tǒng)成本。再者， 由于 執(zhí)行速度 的加快 ，非定時器控制的精確延時 也會受到一定 影響，用 STC 時注意得加長延時，大約是 AT 的 10—30 倍 。 AT89C51 芯片提供三級程序存儲器加密，提供了方便靈活而可靠的硬加密手段，能完 全保證程序或系統(tǒng)不被仿制。再者， AT89C51 目前的售價比 8031 低，市場供應(yīng)也很充足。 K2 為錄音鍵，按下時，錄制第一段語音信息并存放在對應(yīng)的地址中，按下第二下時，錄制第二段語音信息并存放于第二段語音對應(yīng)的地址中，以方便調(diào)用。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 4 按鍵選擇方案 方案一：采用 STC89C52 的獨(dú)立鍵盤，其獨(dú)立鍵盤有 4 個按鍵，按鍵數(shù)量 符合錄音和放音兩個按鍵的需要。具體步驟是：先錄入 兩站的信息 ，存儲到芯片內(nèi)部，建立 語音 庫，并且具體鎖定到 對應(yīng)的地址中 ，通過按 鍵的次序播放不同的信息 。需要在 protel99SE 環(huán)境下畫出硬件原理圖并進(jìn)行電氣測試，檢測無異議后進(jìn)行硬件系統(tǒng)的調(diào)試，為了保證系統(tǒng)的 可靠性分析查找，硬件的調(diào)試 分模塊分別進(jìn)行了模擬 。 程序流程圖及軟件設(shè)計 一個程序要想實(shí)現(xiàn)其功能，不能沒有次序而盲目下手，必須對其有一個全面的了石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 2 解后畫出流程框圖，然后逐個模塊的實(shí) 現(xiàn)其功能，最終把模塊之間合理的連接起來，構(gòu)成完整程序。而通過單片機(jī)和語音芯片的結(jié)合， 使得公交車 到站信息及提示信息以 語音和顯示的方式告知乘客， 為市民提供更人性化，完善的服務(wù)，并且節(jié)省了大量的人力資源。 46 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 1 第 1 章 緒 論 課題研究的背景 隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化進(jìn)程越來越快，城市人口急劇增加從而使城