【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 11 電壓變換電路的設(shè)計 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， RAM 的內(nèi)容是不定的。 如果系統(tǒng)在上電時得不到有效的復(fù)位，則在程序計數(shù)器 PC 中將得不到一個合適的初值，因此， CPU 可能會從一個未被定義的位置開始執(zhí)行程序。 在圖 37 的復(fù)位電路中，當(dāng) Vcc 掉電時，必然會使 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，這個負(fù)電壓將不會對器件產(chǎn)生損害。 上電復(fù)位的過程是在加電時，復(fù)位電路通過電容加給 RST 端一個短暫的高電平信號，此高電平信號隨著 Vcc 對電容的充電過程而逐漸回落，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 高電平信號必須維持足夠長的時間。 圖 37 手動復(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，下接一個電阻到地即可。由于人的動作很快也會使按鈕保持接通達數(shù)十毫秒，所以，保證能滿足復(fù)位的時間要求。一般采用的辦法是在RST 端和正電源 Vcc 之間接一個按鈕。如 果在系統(tǒng)復(fù)位期間將 ALE 和 /PSEN 引腳拉成低電平，則會引起芯片進入不定狀態(tài)。當(dāng)在 RST 端采樣到 “1”信號且該信號維持 19 個振蕩周期以后，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，且振蕩器穩(wěn)定后，如 RST 引腳上有一個高電平并維持 2 個機器 （ 24 個振蕩 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 89 系列單片機與其他微處理器一樣，在啟動的時候都需要復(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 。在組成一個單片機應(yīng)用系統(tǒng)時，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)生時鐘，只要在 XTAL1 和 XTAL2 引腳上外接一個晶體及電容組成的并聯(lián)諧振電路，便構(gòu)成一個完整的振蕩信號發(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 89 系列單片機的內(nèi)部振蕩器電路如 圖 33 所示，由一個單級反相器組成。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。注意加密方式 1 時， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時 ，這兩次有效的 /PSEN信號將不出現(xiàn)。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。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。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。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，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。 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（記時器 0 外部輸入） T1（記時器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。當(dāng) P3 口寫入 “1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2 口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 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。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進行校驗時， P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 Vss：接地。 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。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進行校驗時， P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 引腳功能說明 AT89C51 引腳圖如圖 32 所示。在空閑方式中， CPU 停止工作，而 RAM、定時器 /計數(shù)器、串行口和中斷系統(tǒng)都繼續(xù)工作。在 AT89C 單片機結(jié)構(gòu)中，最顯著的特點是內(nèi)部含有 Flash 存儲器，而在其他方面的結(jié)構(gòu)，則和 Inter 公司的 8051 的結(jié)構(gòu)沒有太大的區(qū)別。 主控電路的設(shè)計 關(guān)于 AT89C51 單片機 AT89C 單片機的結(jié)構(gòu)框圖如圖 31 所示。 語音合成 電路 51 單片機 LCD 點陣顯示電路 語音輸入輸出電路 鍵盤 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 公交車報站系統(tǒng)主要由四個部分組成，即主控電路、鍵盤接口電路、語音電路以及 LCD 點陣漢字顯示電路。 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)用于微型計算機系統(tǒng)中，與 LED 相比，具有功率低，抗干擾能力強，體積小，價格低廉等優(yōu)點。 語音提示模塊選用 ISD4004 系列語音芯片，外接 話筒和音箱組成語音錄制和播放電路。當(dāng)系統(tǒng)進行語音錄制時，語音信號通過語音錄入電路送給語音合成電路中的語音芯片，由語音芯片進行數(shù)據(jù)處理，并將生成的數(shù)字語音信息存儲到語音存儲芯片中，從而建立語音庫。當(dāng)汽 車到達某站時，司機或乘務(wù)人員通過鍵盤來控制系統(tǒng)進行工作。當(dāng)系統(tǒng)進行語音再生時，單片機控制語音合成電路中的語音芯片來讀取其外接的存儲器內(nèi)部的語音信息，并合成語音信號，再通過語音輸出電路，進行語音報站和提示。經(jīng)過本課題的研究，我們得到了一種公交車自動報站的低成本解決方案。當(dāng)公交車到達某一站時，司機或乘務(wù)人員只需按動按鍵，就可以使單片機控制語音模塊對站名進行語音提示，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)計一種既方便易行又經(jīng)濟實惠的公 交車自動報站系統(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)，公交車如何實現(xiàn)自動報站還缺乏人們的重視。在這個過程中，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。 公交車自動報站器的設(shè)計主要是為了彌補改變傳統(tǒng)語音報站器必須有司機操控才能工作的落后方式，進站、出站自動播報站名及服務(wù)用語，為市民提供更人性化，更完善的服務(wù)。在聲學(xué)領(lǐng)域，微機技術(shù)與各種語音芯片相結(jié)合，即可完成語音的合成技術(shù)，使得汽車報站器的實現(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)人員人工報站，該方式因其效果太差和工作強度太大，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)展和進步 , 無人售票公交車在街頭多起來了，語音報站器 也被廣泛使用，這在相當(dāng)大的程度上免除了乘務(wù)人員沿途報站的麻煩，給許多不熟悉公交線路的乘客帶來了方便。 Audio Prompt。配合液晶屏顯示，就使得該報站系統(tǒng)更加實用。系統(tǒng)使用 51 單片機來控制語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 報站器的 發(fā)展趨勢 .......................................................................................... 1 設(shè)計的主要目標(biāo) 及 任務(wù) .................................................................................. 2 技術(shù)指標(biāo) .......................................................................................................... 2 第 2 章 方案設(shè)計 .......................................................................................................... 3 原理 .................................................................................................................. 3 方案設(shè)計 .......................................................................................................... 3 第 3 章 硬件電路的設(shè)計 ............................................................................................. 4 主控電路的設(shè)計 .............................................................................................. 4 關(guān)于 AT89C51 單片機 .......................................................................... 4 主要性能 ...................................................................................... 4 引腳功能說明 .............................................................................. 5 振蕩器電路的設(shè)計 ...................................................