【正文】 ??????????????????????????????????????????????????????????16　 LCD 液晶顯示模塊 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????16　 組成結(jié)構(gòu) ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????17　 引腳功能 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????17　 按鍵控制模塊 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????19　 按鍵控制模塊電路原理圖 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????19第 4 章　 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????20　 錄音模塊設(shè)計(jì) ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????21　 放音模塊設(shè)計(jì) ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????21　 顯示模塊設(shè)計(jì) ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????22　 鍵盤掃描模塊設(shè)計(jì) ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????23I第 5 章　 系統(tǒng)分析與調(diào)試 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????25第 6 章　 結(jié)論與展望 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????28參考文獻(xiàn) ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????29致　 謝 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????30附　 錄 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????31附錄 A　 外文資料 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????31附錄 B　 硬件原理圖 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????46附錄 C　程 序清單 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????47石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)0第 1章　緒　論　課題研究的背景隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化進(jìn)程越來(lái)越快，城市人口急劇增加從而使城市交通壓力不管增大，在倡導(dǎo)綠色低碳環(huán)保的今天，公交車作為城市公共交通的重要方式，是城市居民出行的重要工具。因?yàn)楣卉嚲哂蟹奖?、快捷、?jīng)濟(jì)實(shí)惠等優(yōu)點(diǎn)?！≌n題研究的意義傳統(tǒng)由乘務(wù)人員人工報(bào)站的方式工作強(qiáng)度大且效果差，并需要大量的人力資源。公交車語(yǔ)音報(bào)站系統(tǒng)還可以結(jié)合每條線路的特點(diǎn)和實(shí)際情況自主設(shè)定不同的報(bào)站方式和站點(diǎn)設(shè)置，在為乘客提供方便的同時(shí)也便于公交車的運(yùn)營(yíng)和司乘人員的操作。本設(shè)計(jì)的主要工作有以下幾個(gè)方面：整體方案的設(shè)計(jì)方案的選擇要符合芯片功能的要求，既要保證操作簡(jiǎn)單適合公交司機(jī)操作，又要體現(xiàn)出本產(chǎn)品的特點(diǎn)，本文研究設(shè)計(jì)的帶錄音功能的公交車語(yǔ)音報(bào)站系統(tǒng)是采用STC89C52 單片機(jī)和 ISD4004 語(yǔ)音芯片，用來(lái)實(shí)現(xiàn)公交車站信息的播放以及錄音和放音功能，用 LCD12864 帶中文字庫(kù)的液晶顯示屏實(shí)現(xiàn)公交站名的顯示。本設(shè)計(jì)的軟件設(shè)計(jì)主要包括系統(tǒng)的初始化設(shè)計(jì)、延時(shí)子程序的設(shè)計(jì)、鍵盤掃描模塊的設(shè)計(jì)、錄音子模塊的設(shè)計(jì)、放音子模塊的設(shè)計(jì)、兩個(gè)芯片之間通信的設(shè)計(jì)、液晶屏的顯示設(shè)計(jì)、中斷程序設(shè)計(jì)、以及把各個(gè)子模塊組合成一個(gè)完整程序的設(shè)計(jì)等。系統(tǒng)原理圖及硬件調(diào)試實(shí)驗(yàn)本設(shè)計(jì)在進(jìn)行硬件原理分析后，需要連接實(shí)物進(jìn)行實(shí)際操作，檢驗(yàn)自己的設(shè)計(jì)是否可以行得通。　課題研究的工作原理 本系統(tǒng)使用 STC89C52 單片機(jī)作為控制器件。同時(shí)，單片機(jī)通過(guò)程序讀取文字信息，送入液晶顯示模組來(lái)進(jìn)行站數(shù)和站名的顯示。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)芯片對(duì)應(yīng)的地址中，從而建立語(yǔ)音庫(kù)。以 STC89C52 單片機(jī)最小系統(tǒng)作為核心控制電路，控制獨(dú)立按鍵對(duì)錄音放音的選擇，具體顯示內(nèi)容及方式由軟件來(lái)完成。具體步驟是：先錄入兩站的信息，存儲(chǔ)到芯片內(nèi)部，建立語(yǔ)音庫(kù)，并且具體鎖定到對(duì)應(yīng)的地址中，通過(guò)按鍵的次序播放不同的信息。方案二： 采用 LCD12864 不帶字庫(kù)芯片，但需要用取模軟件取模，PROTEUS可以仿真 HT1621（1602）KS0108(12864) T6963C(24064)，等系列的模塊，需先學(xué)會(huì)仿真軟件方案三：采用帶字庫(kù)的 LCD12864 芯片，可直接調(diào)用字庫(kù)，使用比較方便。方案二：采用 STC89C52 的矩陣鍵盤，其矩陣鍵盤具有 16 個(gè)按鍵，數(shù)量太多，不如獨(dú)立按鍵方便。按第二下時(shí)，對(duì)應(yīng)播放第二站信息，并在液晶屏上顯示信息?！⌒酒x擇方案方案一：AT89C51 是美國(guó) ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS 型 8 位單片機(jī)，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器(CPU)和 Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大。寫(xiě)入單片機(jī)內(nèi)的程序還可以進(jìn)行加密，這又很好地保護(hù)我們的勞動(dòng)成果。AT89C51 可構(gòu)成真正的單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)，縮小系統(tǒng)體積，增加系統(tǒng)的可靠性，降低系統(tǒng)的成本?？捎?5V 電壓編程，而且擦寫(xiě)時(shí)間僅需 l0ms。PO 口是三態(tài)雙向口，通稱數(shù)據(jù)總線口，因?yàn)橹挥性摽谀苤苯佑糜趯?duì)外部存儲(chǔ)器的讀/寫(xiě)操作 [1]。STC 單片機(jī)執(zhí)行指令的速度很快，大約是 AT 的 330 倍，盡管快是好事，但這樣一來(lái)，你在 AT 上好使的程序在 STC 上不一定好用，最典型的例子就是那些對(duì)時(shí)序有嚴(yán)格要求的模塊，比如 IIC，DS18BDS1302 等的時(shí)序。 片機(jī)對(duì)工作環(huán)境的要求比較低，電壓低于 5 伏時(shí)仍然正常工作，甚至 3 伏到4 伏之間都還可以工作，然而這樣的環(huán)境下 AT 肯定不行了，所以當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)用石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)4STC 單片機(jī)好用，但用 AT 的單片機(jī)不工作時(shí)，直接查最小系統(tǒng)，看單片機(jī)的供電是否正常。而且學(xué)校也提供了相應(yīng)的硬件操作平臺(tái)，實(shí)際操作起來(lái)比較方便，故 STC 為更合理的選擇?？傮w設(shè)計(jì)方案圍繞上述思想，初步確定系統(tǒng)的方案如圖 21 所示。在方案設(shè)計(jì)中，遵循簡(jiǎn)潔至上的原則，因此所有的外圍模塊采用串行方式與微處理器模塊接口。在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，為了更好地采用模塊化設(shè)計(jì)法，分步的設(shè)計(jì)各個(gè)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(yǔ)音控制四大部分。　主控模塊　STC89C52 芯片的簡(jiǎn)介功能特性 ：STC89C52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K[1]在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。STC89C52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié)Flash， 256 字節(jié) RAM，32 位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器，2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。空閑模式下，CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。主要性能：與 MCS51 單片機(jī)產(chǎn)品兼容、8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器、1000 次擦寫(xiě)周期、全靜態(tài)操作：0Hz～33Hz 、三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 、32 個(gè)可編程I/O 口線 、三個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器八個(gè)中斷源、全雙工 UART 串行通道、低功耗空閑和掉電模式、掉電后中斷可喚醒、看門狗定時(shí)器、雙數(shù)據(jù)指針、掉電標(biāo)識(shí)符。GND：接地。當(dāng) P1口的管腳第一次寫(xiě) 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。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。 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。P2 口：P2 口為一個(gè)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(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫(xiě)“1” 時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P3 口：P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL門電流。作為輸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。RST：復(fù)位輸入。ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在平時(shí)，ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX，MOVC 指令是 ALE 才起作用。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無(wú)效。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN 有效。/EA/VPP：當(dāng)/EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000HFFFFH） ，不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（VPP） 。XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。該反向放大器可以配置為石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)9片內(nèi)振蕩器。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接?！≈骺啬K電路原理圖單片機(jī)主程序模塊通過(guò)對(duì)鍵盤掃描程序信號(hào)的讀取，再通過(guò)對(duì)應(yīng)的地址，取出液晶屏漢字信息和錄放音初始值以產(chǎn)生不同的聲音信號(hào)。其次，快速閃存作為存儲(chǔ)介質(zhì)，無(wú)需電源可保存數(shù)據(jù)長(zhǎng)達(dá) 100年，重復(fù)記錄 10000 次以上。最后，ISD4