【正文】 輸入電路 鍵盤各按鍵功能表按鍵公交車報(bào)站狀態(tài)時(shí)間設(shè)置狀態(tài)S0逐次播放上行各站提示語，每按一次按順序播放一個(gè)無效S1逐次播放下行各站提示語，每按一次按順序播放一個(gè) 無效S2播放警告用語“車輛拐彎，請(qǐng)注意安全”無效S3播放提示語“車上有老弱病殘?jiān)谐丝?，?qǐng)讓座”無效S4播放娛樂音樂或廣告無效S5進(jìn)入設(shè)置時(shí)間狀態(tài)設(shè)置切換S6顯示在時(shí)間/日期/年之間切換增加S7打開或關(guān)閉數(shù)碼管減小3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 語音處理 語音處理是建立在語言學(xué)和數(shù)字信號(hào)處理基礎(chǔ)之上的綜合學(xué)科。段信號(hào)高有效，位信號(hào)低有效。段信號(hào)高有效，位信號(hào)低有效。若IN腳輸入高電平，對(duì)應(yīng)的OUT腳接地；IN腳輸入低電平，對(duì)應(yīng)的OUT腳截止輸出。 顯示電路圖 顯示電路中只要有ULN2003A、WD0521CX和WD05643CX等元器件組成。整個(gè)顯示過程中采用動(dòng)態(tài)顯示，即六位顯示器逐一輪流顯示，每位持續(xù) 1ms，10ms或 20ms之內(nèi)循環(huán)一遍，刷新速度不要小于每秒三十楨。簡(jiǎn)單易用，(兩顆電池)即可工作。 音頻輸出電路 SPY0030芯片是一個(gè)音頻驅(qū)動(dòng)，其增益可以通過外部電阻（最長(zhǎng)增益調(diào)整為20）。SPCE061A的音頻輸出采用雙通道數(shù)／模轉(zhuǎn)換DAC方式，即數(shù)字信號(hào)通過10位DAC轉(zhuǎn)換成3mA驅(qū)動(dòng)的電流模擬信號(hào)輸出。 SPR4096電路圖 音頻輸出電路設(shè)計(jì) SPCE061A內(nèi)置2路10位精度的 DAC，芯片輸出的音頻信號(hào)功率較小,在報(bào)站時(shí)要求比較大的聲音,就要對(duì)芯片輸出的聲音信號(hào)進(jìn)行功率放大,因此電路選用了SPY0030音頻功率放大電路。SPR4096 的SCK接SPCE061A的IOB0，SDA接 SPCE061A的IOB1。SPR4096按串行接口模式工作，要把CF2～CF0 均接高電平。本設(shè)計(jì)使用品行模式，；VDDQ是專門為I/O供電的。SPR4096還內(nèi)置了一個(gè)4K8bit的SRAM。本次設(shè)計(jì)選用SPR4096芯片。它有三個(gè)引腳，引腳1接地，引腳2為輸入電壓，引腳3為輸出電壓。它有三個(gè)引腳，引腳1為輸入電壓，引腳2為+5V輸出電壓，引腳3接地。LM7805是常用的三端正電源穩(wěn)壓電路，使用的是TO220封裝，能提供直流電源5V的輸出電壓，內(nèi)含短路和熱過載保護(hù)電路，應(yīng)用范圍非常廣泛。IOB100 除用作普通的 IO端口，還可作為如下功能： IOB10：通用異步串行數(shù)據(jù)發(fā)送管腳 Tx IOB9：TimerB 脈寬調(diào)制輸出管腳 BPWMO IOB8：TimerA 脈寬調(diào)制輸出管腳 APWMO IOB7：通用異步串行數(shù)據(jù)接收管腳 Rx IOB6：雙向 IO 端口 IOB5：外部中斷源 EXT2 的反饋管腳 IOB4：外部中斷源 EXT1 的反饋管腳 IOB3：外部中斷源 EXT2 IOB2：外部中斷源 EXT1 IOB1：串行接口的數(shù)據(jù)傳送管腳IOB0：串行接口的時(shí)鐘信號(hào) DAC1輸出DAC1 數(shù)據(jù)輸出管腳 DAC2輸出DAC2 數(shù)據(jù)輸出管腳OSCI輸入32768Hz晶振輸入管腳 OSCO輸出32768Hz晶振輸出管腳 VCP輸入PLL的 RC 濾波器連接管腳 AGC輸入AGC 的控制管腳MICN輸入麥克風(fēng)負(fù)向輸入管腳MICP輸入麥克風(fēng)正向輸入管腳 VREF2輸出電壓源 的驅(qū)動(dòng)電流，可用作外部 ADC Line_In 通道的最高參考輸入電壓，不可作為電壓源使用 MICOUT輸出麥克風(fēng) 1 階放大器輸出管腳，管腳外接電阻決定AGC增益倍數(shù) OPI輸入麥克風(fēng) 2 階放大器輸入管腳 VRTPAD輸入ADC Line_In 通道的最高參考輸入電壓管腳VMIC輸出麥克風(fēng)電源VCM輸出AD 參考電壓(由內(nèi)部 ADC 產(chǎn)生)VDD輸入邏輯電源的正向電壓VSS輸入邏輯電源和 IO 口的參考地VDDIO輸入IO 端口的正向電壓管腳VSSIO輸入IO 端口的參考地AVDD輸入模擬電路（A/D、D/A 和 2V 穩(wěn)壓源）正向電壓 AVSS輸入模擬電路（A/D、D/A 和 2V 穩(wěn)壓源）參考地RSETB輸入低電平有效的復(fù)位管腳SLEEP輸出睡眠模式(高電平激活)ICE輸入激活 ICE(高電平激活I(lǐng)CECLK輸入ICE 串行接口時(shí)鐘管腳ICESDA輸入輸出ICE 串行接口數(shù)據(jù)管腳TEST輸入測(cè)試模式時(shí)接高電平，正常模式時(shí)接地 GND 或懸浮ROMT輸入測(cè)試閃爍存儲(chǔ)器，正常模式時(shí)懸浮 NC輸入正常使用時(shí)接地 系統(tǒng)電源設(shè)計(jì) ，,。 SPCE061A簡(jiǎn)介 SPCE061A型單片機(jī)是凌陽科技公司推出的一款16位微處理器，具有體積小、集成度高、易擴(kuò)展、可靠性高、功耗低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、中斷處理能力強(qiáng)等特點(diǎn)，內(nèi)嵌32K字閃存FLASH，處理速度高，能夠很方便的完成普通單片機(jī)的功能，尤其適應(yīng)于數(shù)字語音播報(bào)和識(shí)別等應(yīng)用領(lǐng)域，是數(shù)字語音識(shí)別與語音信號(hào)處理的理想產(chǎn)品，得到廣泛的應(yīng)用。系統(tǒng)電路原理圖見附錄一。SPR4096能夠存儲(chǔ)大量語音數(shù)據(jù)，符合任務(wù)書所給要求。基于SPCE061A公交報(bào)站系統(tǒng)，SPCE061A芯片有語音處理能力使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化,外圍電路較少?；贕PS的公交報(bào)站系統(tǒng)用先進(jìn)的衛(wèi)星定位，進(jìn)站、出站自動(dòng)播報(bào)站名及服務(wù)用語，準(zhǔn)確、及時(shí)、完全不需要人工介入，實(shí)現(xiàn)了公交車報(bào)站器的完全智能化。基于MP3/U盤的公交報(bào)站系統(tǒng)能夠作為U盤與電腦連接，可自行下載報(bào)站器的播放內(nèi)容，也可方便地更改播放內(nèi)容，播放高品質(zhì)的音樂，無報(bào)站播放時(shí)可作為MP3播放器,提高公交車服務(wù)質(zhì)量。兩路10位精度的DAC,只需要外接功放(SPY0030A)即可完成語音的播放。SPCE061A作為整個(gè)系統(tǒng)的核心控制，并且負(fù)責(zé)語音的輸出。閃存電路USB接口電路LED點(diǎn)陣顯示電路MP3解碼及DAC電路語音輸入電路MCU功放電路鍵盤指示電路 方案一系統(tǒng)框圖 基于GPS的公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 GPS的公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)利用GPS，通過GPS接收單元接收衛(wèi)星發(fā)送的信號(hào)確認(rèn)車輛的動(dòng)態(tài)位置(經(jīng)度、緯度)、時(shí)間、狀態(tài)等信息,與公交線路信息庫中存儲(chǔ)的車站的位置進(jìn)行比較，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的距離和規(guī)則向乘客通報(bào)車站和線路的語音信息；并且能把車輛運(yùn)行的詳細(xì)情況記錄下來，對(duì)公共汽車的運(yùn)營(yíng)狀況進(jìn)行全程監(jiān)控并記錄。該列表文件可在Windows下利用記事本打開,編輯所需播放的MP3名稱。這樣通過程序的設(shè)定,公交車可通過鍵盤實(shí)現(xiàn)MP3格式聲音信號(hào)的報(bào)站以及各種信息的廣播。利用FAT16在K9F1208上實(shí)現(xiàn)文件系統(tǒng),形成一個(gè)Windows可識(shí)別訪問的64MB尋址區(qū)域?？梢栽陲@示屏上顯示當(dāng)前的時(shí)間，具有時(shí)間日期的設(shè)置功能，還可以播放音樂或廣告。這些優(yōu)點(diǎn)使得本方案成為制作公交報(bào)站器一種最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的選擇。因此設(shè)計(jì)一款能夠方便地更換報(bào)站信息、播放高音質(zhì)語音信息的公交車報(bào)站器愈顯重要。前者成本低，但音質(zhì)較差，且更改報(bào)站信息不靈活，當(dāng)公交車輛臨時(shí)改道時(shí)必須重新對(duì)語音芯片編程。 目前我國(guó)公交車輛己從原有的人工語音報(bào)站發(fā)展到現(xiàn)在的自動(dòng)語音報(bào)站。目錄1 系統(tǒng)總體方案 3 公交車報(bào)站器可選方案 3 設(shè)計(jì)方案的可行性分析和選擇 5 公交車報(bào)站器的硬件框圖 52 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 6 SPCE061A簡(jiǎn)介 6 系統(tǒng)電源設(shè)計(jì) 10 語音存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì) 10 音頻輸出電路設(shè)計(jì) 12 顯示電路設(shè)計(jì) 13 鍵盤電路設(shè)計(jì) 143 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 15 語音處理 15 主函數(shù)流程圖 17 初始化函數(shù) 24 語音播放的實(shí)現(xiàn) 29 更新時(shí)間 32 設(shè)置時(shí)間 33參考文獻(xiàn) 46謝辭 47附錄一 公交車報(bào)站器電路圖 49附錄二 公交車報(bào)站器程序 50在當(dāng)今社會(huì)，即使在私家車越來越多的今天，公交車仍然是人們出行的首選，因?yàn)楣卉嚲哂蟹奖?、快捷、車票便宜等?yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)的公交車報(bào)站主要由售票員報(bào)站，但是有些售票員有著濃重的地方口音，給外地人乘坐公交車造成了困難，另外，隨著無人售票車逐漸增多，公交車報(bào)站器就越顯得重要了。就報(bào)站語音而論，絕大多數(shù)報(bào)站裝置都采用IsD系列的語音芯片，部分報(bào)站產(chǎn)品也有采用最新的數(shù)字語音處理合成技術(shù)，兩者各有優(yōu)缺點(diǎn)。后者受信息容量、語音音質(zhì)的限制，且更換信息仍需專業(yè)設(shè)備。本方案利用單片機(jī)的語音處理功能，以及其強(qiáng)大的處理能力，完成語音的合成技術(shù)，再配合存儲(chǔ)器 ，擴(kuò)大存儲(chǔ)容量，很容就可以實(shí)現(xiàn)公交車報(bào)站器,從而為市民提供了更加人性化的服務(wù)。1 系統(tǒng)總體方案公交報(bào)站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求報(bào)站系統(tǒng)可以完整地播放一條公交線路的站名。經(jīng)過查閱資料，可選方案有基于MP3/U盤的公交車報(bào)站設(shè)計(jì),基于GPS的公交車報(bào)站器系統(tǒng)設(shè)計(jì)和基于SPCE061A的公交車報(bào)站系統(tǒng)設(shè)計(jì)等. 公交車報(bào)站器可選方案 基于MP3/U盤的公交車報(bào)站設(shè)計(jì)方案 采用AT89C51SND1C單片機(jī)(內(nèi)部集成MP3解碼器)作為主控CPU及解碼MP3數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)對(duì)報(bào)站信息播放、點(diǎn)陣字符顯示、文件存儲(chǔ)以及用作優(yōu)盤功能時(shí)USB與PC機(jī)聯(lián)機(jī)的控制。結(jié)合USB控制器,系統(tǒng)可作為優(yōu)盤在Windows下使用,從而實(shí)現(xiàn)在Windows下對(duì)文件的管理以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。列表文件在系統(tǒng)對(duì)閃存初始化時(shí)生成,。播放報(bào)站信息的同時(shí)通過16個(gè)1616的LED點(diǎn)陣顯示相應(yīng)的播放內(nèi)容。 GPS 天線電源 音頻功放CPU語音合成喇叭光耦鍵盤 方案二系統(tǒng)框圖 基于SPCE061A的公交車報(bào)站系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案系統(tǒng)以 SPCE061A 為核心，可以劃分為鍵盤輸入、數(shù)碼管顯示、SPR4096資源存儲(chǔ)與語音播放等部分。SPR4096 作為語音資源的存儲(chǔ)介質(zhì)。單片機(jī)控制系統(tǒng)語音輸出電路語音存儲(chǔ)電路顯示電路鍵盤電路圖 方案三系統(tǒng)框圖 設(shè)計(jì)方案的可行性分析和選擇這三種方案各有各的優(yōu)勢(shì)。但是MP3操作頁面對(duì)于司機(jī)來說太小，分散過多的注意力，實(shí)用性不夠。國(guó)內(nèi)GPS語音自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)處于試驗(yàn)階段，可行性太小。另外具有一套指令系統(tǒng)和集成開發(fā)環(huán)境易學(xué)易用效率較高。 公交車報(bào)站器的硬件框圖 查閱各種相關(guān)資料,設(shè)計(jì)出公交報(bào)站系統(tǒng)。2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)硬件電路設(shè)計(jì)可以分為單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)；語音存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì)；音頻輸出電路設(shè)計(jì)；顯示電路設(shè)計(jì)。 SPCE061A單片機(jī)的主要性能有：l 16位 u’nSP 微處理器 l 工作電壓（CPU）VDD 為 ~，（I/O）VDDH為 ~ l CPU時(shí)鐘：~ l 內(nèi)置 2K字 SRAM l 內(nèi)置 32K字FLASH l 可編程音頻處理 l 晶體振蕩器 l 系統(tǒng)處于備用狀態(tài)下（時(shí)鐘處于停止?fàn)顟B(tài)），耗電僅為 2uA/ l 2 個(gè)16 位可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（可自動(dòng)預(yù)置初始計(jì)數(shù)值） l 2 個(gè)10位 DAC（數(shù)/模轉(zhuǎn)換）輸出通道 l 32 位通用可編程輸入/輸出通道 l 14 個(gè)中斷源可來自定時(shí)器 A/B、時(shí)基、2 個(gè)外部時(shí)鐘源輸入和鍵喚醒 l 具備觸鍵喚醒的功能 l 使用凌陽音頻編碼 SACM_S480 可以播放壓縮的語音資源 l 鎖相環(huán) PLL 振蕩器提供系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào) l 32768Hz 實(shí)時(shí)時(shí)鐘 l 7 通道10 位電壓模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）和單通道聲音模/數(shù)轉(zhuǎn)換器 l 聲音模/數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入通道內(nèi)置麥克風(fēng)放大器，并具有自動(dòng)增益控制（AGC）功能 l 具備串行設(shè)備接口 l 具備低電壓復(fù)位功能和低電壓檢測(cè)功能 l 內(nèi)置在線仿真電路接口 l 具有 WatchDog 功能 SPCE061A單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖： 圖 SPCE061A 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 ， SPCE061A引腳圖表 SPCE061A引腳功能表引腳名稱類型引腳功能IOA[15:8]輸入輸出OA[15:8]：雙向 IO 端口IOA[7:0] 輸入輸出IOA[7:0]：通過編程，可設(shè)置成喚醒管腳 IOA[6:0]：與 ADC Line_In 輸入共用 IOB[15:11] IOB10 IOB9 IOB8 IOB7 IOB6 IOB5 IOB4 IOB3 IOB2 IOB1 IOB0輸入輸出 輸入輸出 輸入輸出 輸入輸出 輸入輸出 輸入輸出 輸入輸出 輸入輸出 輸入輸出 輸入輸出輸入輸出輸出 IOB[15:11]：雙向 IO 端口。公交蓄電池12V直流電壓經(jīng)過7805產(chǎn)生5V電壓。帶散熱片時(shí)能持續(xù)提供1A的電流，如果使用外圍器件，它還能提供不同的電壓和電流。SPY0029是凌陽公司設(shè)計(jì)的電壓調(diào)整IC，采用CMOS工藝，具有靜態(tài)電流低，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，線性調(diào)整出色等特點(diǎn)。 單片機(jī)電源電路 語音存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì) 因?yàn)镾PCE061A的FLASH只有32K字，要存放大量的語音資源，就要外擴(kuò)存儲(chǔ)器。 SPR4096芯片簡(jiǎn)介 SPR4096是一個(gè)高性能的4Mbit(512K8bit)FLASH,分為256個(gè)扇區(qū)(Sector),每個(gè)扇區(qū)為2KB。SPR4096內(nèi)置了一個(gè)總線存儲(chǔ)器接口和一個(gè)串行接口，它允許單片機(jī)通過8bit并行模式或者1bit串行模式訪問FLASH/SRAM存儲(chǔ)區(qū)。最大讀電流為2mA。CF7為低電平時(shí)選中FLAS