【正文】 話筒錄制各站信息存儲于芯片內(nèi)部以供播放時應(yīng)用。：XXX輸入移位寄存器C4~C0MOSI選擇邏輯字節(jié)行計數(shù)器輸出移位寄存器EOMOVFMISOA15~A0P15~P0 ISD4004的SPI端口 ISD4004與外圍設(shè)備的連接語音芯片ISD4004主要與三部分外圍設(shè)備連接，即單片機(jī)控制電路、語音錄入電路和語音播放電路。這個特點對語音提示功能很有用。 4）指令碼 ISD4004的指令碼指令控制碼操作POWERUP00100xxx上電：等待TPUD后可以工作SETPLAY11100xxxA15A0從指定地址開始放音PLAY11110xxx從當(dāng)前地址開始放音SETREC10100xxxA15A0從指定地址開始錄音REC10110xxx從當(dāng)前地址開始錄音SETMC11101xxxA15A0從當(dāng)前地址開始快進(jìn)MC11111xxx執(zhí)行快進(jìn)，直到EOMSTOP0x110xxx停止當(dāng)前操作STOPWRDN0x01xxxx停止當(dāng)前操作并掉電RINT0x110xxx讀狀態(tài)OVF和EOM 5）SPI端口的控制位MOSIMISOOOC3C4XC0C2OVFEOMP0~P15000000C1XX快進(jìn)模式操作是否使用指令地址電源控制錄/放模式允許/禁止操作 ISD4004的SPI控制位6） SPI控制寄存器 SPI控制寄存器控制器件的每個功能，如錄音、放音、信息檢索（快進(jìn)）、上電/掉電、開始/停止操作、忽略地址指針等。 ⑤發(fā)地址值為00的 SET REC命令； ⑥發(fā)REC命令。 如果從00處錄音，則按以下時序： ①發(fā)POWER UP指令。 例如，從00處放音，應(yīng)遵循如下時序: ①發(fā)POWER UP命令； ②等待TPUD（上電延時）； ③發(fā)地址值為00的SET PLAY命令； ④發(fā)PLAY命令。 3）上電順序 器件延時TPUD（8KHz采樣時，約為25ms）后才能開始操作。 2）信息快進(jìn) 用戶不必知道信息的確切地址就能快進(jìn)跳過一條信息。 ⑧所有操作在運(yùn)行位（RUN）置1時開始，置0時結(jié)束。因此，要注意移入的數(shù)據(jù)是否與器件當(dāng)前進(jìn)行的操作兼容。 ⑥ISD4004的任何操作如果遇到EOM或OVF，則產(chǎn)生一個中斷，該中斷狀態(tài)在下一個SPI周期開始時被清除。 ④變低，輸入指令和地址后，ISD4004才能開始錄/放操作。 ②在傳輸期間必須保持低電平，在兩條指令之間則保持高電平。SPI協(xié)議是一個同步串行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，設(shè)定微控制器的SPI移位寄存器在SCLK的下降沿將數(shù)據(jù)送至MISO引腳。本端接VCCA則禁止自動靜噪。1181。檢出的峰值電平與內(nèi)部設(shè)定的閾值作比較,決定自動靜噪功能的翻轉(zhuǎn)點。通常本端對地接1181。在不外接時鐘時,此端必須接地。由于內(nèi)部的防混淆及平滑濾波器已設(shè)定,故上述推薦的時鐘頻率不應(yīng)改變。工業(yè)級芯片在整個溫度和電壓范圍內(nèi),頻率變化在4%以內(nèi),此時建議使用穩(wěn)壓電源。芯片內(nèi)部的采樣時鐘在出廠前已調(diào)校,誤差在1%以內(nèi)。該端可用于存儲管理技術(shù)。該信號保持高電平175ms,低電平25ms。 11）行地址時鐘(RAC) 漏極開路輸出。中斷狀態(tài)在下一個SPI周期開始時清除。 10）中斷() 本端為漏極開路輸出。 9）串行時鐘(SCLK) 時鐘輸入端,由主控制器產(chǎn)生,用于同步MOSI 和MISO的數(shù)據(jù)傳輸。 7）串行輸入(MOSI) 此端為串行輸入端，主控制器應(yīng)在串行時鐘上升沿之前半個周期將數(shù)據(jù)放到本端,以供輸入。 5）音頻輸出(AUD OUT) 提供音頻輸出,可驅(qū)動5KΩ的負(fù)載。 、 ISD4004實物圖 ISD4004引腳圖 4）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。單端輸入時,信號由耦合電容輸入,最大幅度為峰峰值32mV,耦合電容和本端的3KΩ電阻輸入阻抗決定了芯片頻帶的低端截止頻率。 3）同相模擬輸入(ANA IN+) 錄音信號的同相輸入端。 2）地線(VSSD,VSSA) 芯片內(nèi)部數(shù)字電路電源地線和模擬電路電源地線引腳。 ISD4004芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu) ISD4004的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 芯片引腳描述 1）電源(VCCD,VCCA) 芯片內(nèi)部數(shù)字電路電源正極引腳和模擬電路電源正極引腳。芯片采用多電平直接模擬量存儲技術(shù), 每個采樣值直接存儲在片內(nèi)閃爍存儲器中,因此能夠非常真實、自然地再現(xiàn)語音、音樂、音調(diào)和效果聲,避免了一般固體錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪聲和金屬聲。芯片采用CMOS 技術(shù),內(nèi)含振蕩器、防混淆濾波器、平滑濾波器、音頻放大器、自動靜噪及高密度多電平閃爍存儲陳列。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。，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端的高電平信號必須維持足夠長的時間。Vcc AT89C51RST GND10uF+Vcc 手動復(fù)位電路2） 上電復(fù)位 ，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。當(dāng)人為按下按鈕時，則VCC的+5V電平就會直接加到RST端。| 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 INSTALE：/PSEN：P0：11振蕩周期19振蕩周期 內(nèi)部復(fù)位定時時序1） 手動復(fù)位手動復(fù)位需要人為在復(fù)位輸入端RST上加入高電平。在RST端電壓變低后，經(jīng)過12個機(jī)器周期后退出復(fù)位狀態(tài)，重新啟動時鐘，并恢復(fù)ALE和/PSEN的狀態(tài)。復(fù)位時序如圖3－7所示，因外部的復(fù)位信號是與內(nèi)部時鐘異步的，所以在每個機(jī)器周期的S5P2都對RST引腳上的狀態(tài)采樣。89系列單片機(jī)的復(fù)位信號是從RST引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。在本設(shè)計中，采用的是內(nèi)部方式，在XTAL1和XTAL2引腳上外接一個12MHZ的晶振及兩個47pF的電容組成[6]。CL（負(fù)載電容）：30pF+3pF。XTAL2XTAL1內(nèi)部定時/PD400D1D2Q1RfQ2VCCQ3Q4 AT89C51單片機(jī)內(nèi)部振蕩器電路XTAL2XTAL1GNDNCCMOS門外部振蕩信號 外部時鐘接法XTAL1XTAL289系列單片機(jī)GND內(nèi)部定時VCC/PDRf石英晶體或陶瓷振蕩器C1C2 片內(nèi)振蕩器等效電路通常，在單片機(jī)中對所使用的振蕩晶體的參數(shù)要求如下：ESR（等效串聯(lián)電阻）：。有時，在某些應(yīng)用場合，為了降低成本，晶體振蕩器可用陶瓷振蕩器代替。在圖中給出了外接元件，即外接晶體及電容C1，C2，并組成并聯(lián)諧振電路。在組成一個單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)時，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，此方法稱為內(nèi)部方式。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出 振蕩器電路的設(shè)計 ，由一個單級反相器組成。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。 /EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。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。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。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。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。 RST：復(fù)位輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。 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。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。 P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位。 P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8個TTL門電流。2）引腳功能說明 : AT89C51單片機(jī)實物圖級引腳排列圖VCC：供電電壓。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(jī)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(jī)。3 硬件電路的設(shè)計 公交車語音報站系統(tǒng)主要由四個部分組成，即主控電路、按鍵模塊、語音電路、漢字顯示電路?！　‰娫床捎肔M2576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。與單片機(jī)的連接，我們采用并行間接訪問方式。文字顯示模組采用12864液晶屏作為顯示單元，其驅(qū)動芯片為帶有中文字庫的ST7920控制器系列。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(jìn)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(jìn)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[3]。當(dāng)汽車到達(dá)某站時，司機(jī)或乘務(wù)人員通過鍵盤來控制系統(tǒng)進(jìn)行工作。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行語音再生時，單片機(jī)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(jìn)行語音報站和提示。 本設(shè)計要求利用AT89C51作為主控芯片完成主控電路的設(shè)計，輔助電路要求包括語音電路、顯示電路、電源電路、按鍵模塊電路等。同時系統(tǒng)需具有可操作性和兼容系，即在使用過程中，對不同的公交線路能夠很方便的進(jìn)行設(shè)定。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(dá)某一站時，司機(jī)或乘務(wù)人員只需按動按鍵，就可以使單片機(jī)控制語音模塊對站名進(jìn)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(jì)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。鑒于傳統(tǒng)公交車人工報站的不足之處，結(jié)合公交車輛的使用特點及實際營運(yùn)環(huán)境，設(shè)計了一種由單片機(jī)控制的公交車語音報站系統(tǒng)[1]。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展和進(jìn)步，微型計算機(jī)技術(shù)已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 課題研究的背景及意義公共汽車為外出的人們提供了方便快捷的服務(wù)，而公共汽車的報站直接影響服務(wù)的質(zhì)量。促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展和交通變化的和諧發(fā)展。 本系統(tǒng)很大程度上提高公交車報站的準(zhǔn)確性，可靠性。利用AT89C51作為控制器，通過ISD4004語音芯片建立語音信息庫，形成變化多樣的語音信息，利用其功放播放語音信息以及提示語音，同時運(yùn)用LCD數(shù)碼管進(jìn)行站數(shù)顯示。本文提出了一種用單片機(jī)控制語音芯片進(jìn)行公交車語音自動報站的方法。指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日目 錄摘 要 IAbstract II1 緒論 1 課題研究的背景及意義 1 公交報站器的動態(tài)發(fā)展趨勢 1 設(shè)計的主要目標(biāo)任務(wù) 2 基本原理 3 基本系統(tǒng)框圖 3 系統(tǒng)主要電路簡介 33 硬件電路的設(shè)計 5