【正文】 壓變換電路如圖 39 所示。 表 31 各特殊功能寄存器的復(fù)位值 專用寄存器 復(fù)位值 專用寄存器 復(fù)位值 PC 0000H TCON 00H ACC 00H B 00H PSW 00H SP 07H DPTR 0000H P0P3 FFH IP 00000B IE 000000B TMOD 00H TH0 00H TL0 00H TH1 00H TL1 00H SCON 00H Vcc AT89C51 RST 10k 10n F + Vcc GND 第 3 章 硬件電路設(shè)計(jì) 11 電壓變換電路的設(shè)計(jì) 公交車上所使用的電源電壓為 24V，而 AT89C51 芯片的工作電壓為 5V，所以需要將 24V 的電壓轉(zhuǎn)換成 5V 電壓。內(nèi)部 RAM 的狀態(tài)不受復(fù)位的影響，在系統(tǒng)上電時(shí)， RAM 的內(nèi)容是不定的。 如果系統(tǒng)在上電時(shí)得不到有效的復(fù)位，則在程序計(jì)數(shù)器 PC 中將得不到一個(gè)合適的初值，因此， CPU 可能會(huì)從一個(gè)未被定義的位置開(kāi)始執(zhí)行程序。 在圖 37 的復(fù)位電路中，當(dāng) Vcc 掉電時(shí)，必然會(huì)使 RST 端電壓迅速下降到0V 以下，但是，由于內(nèi)部電路的限制作用，這個(gè)負(fù)電壓將不會(huì)對(duì)器件產(chǎn)生損害。 上電復(fù)位的過(guò)程是在加電時(shí)，復(fù)位電路通過(guò)電容加給 RST 端一個(gè)短暫的高電平信號(hào)，此高電平信號(hào)隨著 Vcc 對(duì)電容的充電過(guò)程而逐漸回落，即 RST 端的| S5 | S6 | S1 | S2 | S3 | S4 | S5 | S6 | S1 | S2 | S3 | S4 | S5 | S6 | S1 | S2 | S3 | RST： INST ADDR INST ADDR INST ADDR INST ADDR INST ADDR INST ALE： /PSEN： P0： 11 振蕩周期 19 振蕩周期 Vcc AT89C51 RST GND 10uF + Vcc 吉林建筑工程學(xué)院電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)畢業(yè) 論文 10 高電平信號(hào)必須維持足夠長(zhǎng)的時(shí)間。 圖 37 手動(dòng)復(fù)位電路 上電復(fù)位 AT89C51 的上電復(fù)位電路如圖 38 所示，只要在 RST 復(fù)位輸入引腳上接 一電容至 Vcc 端，下接一個(gè)電阻到地即可。由于人的動(dòng)作很快也會(huì)使按鈕保持接通達(dá)數(shù)十毫秒，所以，保證能滿足復(fù)位的時(shí)間要求。一般采用的辦法是在RST 端和正電源 Vcc 之間接一個(gè)按鈕。如 果在系統(tǒng)復(fù)位期間將 ALE 和 /PSEN 引腳拉成低電平，則會(huì)引起芯片進(jìn)入不定狀態(tài)。當(dāng)在 RST 端采樣到 “1”信號(hào)且該信號(hào)維持 19 個(gè)振蕩周期以后，將ALE 和 /PSEN 接成高電平 ，使器件復(fù)位。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，且振蕩器穩(wěn)定后，如 RST 引腳上有一個(gè)高電平并維持 2 個(gè)機(jī)器 （ 24 個(gè)振蕩 周期），則 CPU 就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。 復(fù)位電路的設(shè)計(jì) 89 系列單片機(jī)與其他微處理器一樣，在啟動(dòng)的時(shí)候都需要復(fù)位，使 CPU 及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初始狀態(tài)開(kāi)始工作。在圖中給出了外接元件，即外接晶及電容 C1， C2，并組成并聯(lián)諧振電路 。在組成一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，多數(shù)采用圖 35 所示的方法，這種方式的結(jié)構(gòu)緊湊，成本低廉，可 靠性高?？梢岳盟鼉?nèi)部的振蕩器產(chǎn)生時(shí)鐘，只要在 XTAL1 和 XTAL2 引腳上外接一個(gè)晶體及電容組成的并聯(lián)諧振電路，便構(gòu)成一個(gè)完整的振蕩信號(hào)發(fā)生器，如圖 35 示，此方法稱為內(nèi)部方式。 振蕩器電路的設(shè)計(jì) 89 系列單片機(jī)的內(nèi)部振蕩器電路如 圖 33 所示，由一個(gè)單級(jí)反相器組成。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。注意加密方式 1 時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí) ，這兩次有效的 /PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。另外，該引腳被略微拉高。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編 程脈沖。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(shí)器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。當(dāng) P3 口寫(xiě)入 “1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2 口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P1 口管腳寫(xiě)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(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫(xiě) 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。 Vss：接地。 P1 口管腳寫(xiě)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(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫(xiě) 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。 引腳功能說(shuō)明 AT89C51 引腳圖如圖 32 所示。在空閑方式中， CPU 停止工作，而 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串行口和中斷系統(tǒng)都繼續(xù)工作。在 AT89C 單片機(jī)結(jié)構(gòu)中，最顯著的特點(diǎn)是內(nèi)部含有 Flash 存儲(chǔ)器，而在其他方面的結(jié)構(gòu)，則和 Inter 公司的 8051 的結(jié)構(gòu)沒(méi)有太大的區(qū)別。 主控電路的設(shè)計(jì) 關(guān)于 AT89C51 單片機(jī) AT89C 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖如圖 31 所示。 語(yǔ)音合成 電路 51 單片機(jī) LCD 點(diǎn)陣顯示電路 語(yǔ)音輸入輸出電路 鍵盤(pán) 狀態(tài)指 示電路 吉林建筑工程學(xué)院電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)畢業(yè) 論文 4 第 3 章 硬件電路的設(shè)計(jì) 公交車報(bào)站系統(tǒng)主要由四個(gè)部分組成，即主控電路、鍵盤(pán)接口電路、語(yǔ)音電路以及 LCD 點(diǎn)陣漢字顯示電路。 電源采用 7805 作為穩(wěn)壓器件，將公交車上的 +24V 直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)?+5V 直流電壓。 文字顯示模組采用 LCD12864液晶屏作為顯示單元， 液晶顯示器 LCD（ Liquid Crystal Display）廣泛應(yīng)用于微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，與 LED 相比，具有功率低，抗干擾能力強(qiáng)，體積小，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。 語(yǔ)音提示模塊選用 ISD4004 系列語(yǔ)音芯片，外接 話筒和音箱組成語(yǔ)音錄制和播放電路。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行語(yǔ)音錄制時(shí)，語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)語(yǔ)音錄入電路送給語(yǔ)音合成電路中的語(yǔ)音芯片，由語(yǔ)音芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并將生成的數(shù)字語(yǔ)音信息存儲(chǔ)到語(yǔ)音存儲(chǔ)芯片中，從而建立語(yǔ)音庫(kù)。當(dāng)汽 車到達(dá)某站時(shí)，司機(jī)或乘務(wù)人員通過(guò)鍵盤(pán)來(lái)控制系統(tǒng)進(jìn)行工作。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行語(yǔ)音再生時(shí)，單片機(jī)控制語(yǔ)音合成電路中的語(yǔ)音芯片來(lái)讀取其外接的存儲(chǔ)器內(nèi)部的語(yǔ)音信息，并合成語(yǔ)音信號(hào)，再通過(guò)語(yǔ)音輸出電路，進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)站和提示。經(jīng)過(guò)本課題的研究，我們得到了一種公交車自動(dòng)報(bào)站的低成本解決方案。當(dāng)公交車到達(dá)某一站時(shí)，司機(jī)或乘務(wù)人員只需按動(dòng)按鍵，就可以使單片機(jī)控制語(yǔ)音模塊對(duì)站名進(jìn)行語(yǔ)音提示，并控制顯示模組在液晶屏上顯示站數(shù)和站名。為此，本文試圖設(shè)計(jì)一種既方便易行又經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的公 交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)。 然而，這三種方式都不太適合鄉(xiāng)鎮(zhèn)的發(fā)展現(xiàn)狀。在廣大鄉(xiāng)鎮(zhèn)，公交車如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)站還缺乏人們的重視。在這個(gè)過(guò)程中，乘坐公交車逐步取代了以前落后的出行方式，成為廣大城鄉(xiāng)人民短途出行的首選。 公交車自動(dòng)報(bào)站器的設(shè)計(jì)主要是為了彌補(bǔ)改變傳統(tǒng)語(yǔ)音報(bào)站器必須有司機(jī)操控才能工作的落后方式，進(jìn)站、出站自動(dòng)播報(bào)站名及服務(wù)用語(yǔ)，為市民提供更人性化，更完善的服務(wù)。在聲學(xué)領(lǐng)域，微機(jī)技術(shù)與各種語(yǔ)音芯片相結(jié)合，即可完成語(yǔ)音的合成技術(shù)，使得汽車報(bào)站器的實(shí)現(xiàn)成為可能，從而為市民提供了更加人性化的服務(wù)。傳統(tǒng)由乘務(wù)人員人工報(bào)站，該方式因其效果太差和工作強(qiáng)度太大，在很多大城市已經(jīng)被淘汰。 BusStop AutoAnnounce 第 1 章 緒論 1 第 1 章 緒論 隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展和進(jìn)步 , 無(wú)人售票公交車在街頭多起來(lái)了，語(yǔ)音報(bào)站器 也被廣泛使用，這在相當(dāng)大的程度上免除了乘務(wù)人員沿途報(bào)站的麻煩，給許多不熟悉公交線路的乘客帶來(lái)了方便。 Audio Prompt。配合液晶屏顯示，就使得該報(bào)站系統(tǒng)更加實(shí)用。系統(tǒng)使用 51 單片機(jī)來(lái)控制語(yǔ)音合成芯片和液晶顯示模組。目錄 I 目 錄 摘 要 ............................................................................................................................... I Abstract .........................................................................................................................II 第 1 章 緒論 .................................................................................................................. 1 課題研究的背景及意義 .................................................................................. 1 報(bào)站器的 發(fā)展趨勢(shì) .......................................................................................... 1 設(shè)計(jì)的主要目標(biāo) 及 任務(wù) .................................................................................. 2 技術(shù)指標(biāo) .......................................................................................................... 2 第 2 章 方案設(shè)計(jì) .......................................................................................................... 3 原理 .................................................................................................................. 3 方案設(shè)計(jì) .......................................................................................................... 3 第 3 章 硬件電路的設(shè)計(jì) ............................................................................................. 4 主控電路的設(shè)計(jì) .............................................................................................. 4 關(guān)于 AT89C51 單片機(jī) .......................................................................... 4 主要性能 ...................................................................................... 4 引腳功能說(shuō)明 .............................................................................. 5 振蕩器電路的設(shè)計(jì) ...................................................