【正文】 cquisition, processing from the previous simple waveform coding into parameter coding, pression, thus greatly reduces the storage data. Using integrated voice playback chip quality can be obtained satisfactory results. ISD1420 is monolithic ISD series voice playback a kind of integrated circuit, the recording time is 20 s, for 8 KHZ sampling frequency. This design adopts the AT89S52 singlechip puter and voice bus stops system posed of ISD1420 voice chip, can realize speech segmentation is admitted, playback, through software modifications still can realize the whole period of admission, looping, bined with the digital tube display module, keys module, which can realize the simple voice dial to function. The system hardware circuit is simple, easy to debug, costeffective, strong practicability. Keywords: bus stops voice recording SingleChip Microputer control Signature of Supervisor: 7 目 錄 目 錄 1 引 言 .......................................... 1 2 公交報站系統(tǒng)具體設(shè)計方案 ......................... 3 方案 1： 使用 8051 單片機和語音合成電 路 ............. 3 方案 2：使用 AT89S52和 ISD1420 .................... 3 3 公交報站系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 ......................... 5 報站系統(tǒng)整體框圖 ............................ 5 單片機最小系統(tǒng)設(shè)計 .......................... 5 單片機電路 ............................. 6 復位電路 ............................... 6 時鐘電路 ............................... 7 公交報站系統(tǒng)語音處理電路 .................... 8 ISD1420 介紹 ............................ 8 語音報站硬件連接 ....................... 18 LED 顯示電路設(shè)計 ............................ 19 按鍵輸入模塊電路 ........................... 15 4 公交報站系統(tǒng)軟件設(shè)計 ............................ 18 程序流程圖 ................................. 18 程序清單 ................................... 18 5 公交報站系統(tǒng)調(diào)試 ................................ 19 硬件調(diào)試 ................................... 19 軟件調(diào)試 ................................... 19 制版軟件 PROTEL99 介紹 ...................... 20 6 結(jié) 論 .......................................... 24 致 謝 ............................................. 25 參考文獻 .......................................... 26 附錄 1：原理圖紙 ................................... 27 附錄 2：程序清單 ................................... 28 8 語音播報公交車 1 引言 目前，隨著城市區(qū)域的擴大，旅游資源的發(fā)展，城市人口的增加，人民 生活水平的提高，公交車已經(jīng)成為城市人民生活用品不可替代的交通工具，它的運行狀況直接影響到人們的生活，同時也成了衡量當?shù)爻鞘行蜗蟮囊粋€標準。 近年來，單片機技術(shù)迅猛發(fā)展，廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域，在公交事業(yè)上已經(jīng)運用單片機來實現(xiàn)公交報站這項功能。不過這相對于以前的人工報站已經(jīng)有了很大的提高，但同時由于人 工控制存在著差錯，給人們的出行仍來不方便。 本次設(shè)計是課題是“基于單片機的公交車自動報站系統(tǒng)”，設(shè)計中通過單片機對按鍵模塊、液晶模塊及語音模塊的綜合控制實現(xiàn)全自動語音報站的功能。 20世紀 80年代中期， Intel公司將 8051內(nèi)核使用權(quán)以專利互換或出售的形式轉(zhuǎn)給世界許多著名 IC 制造廠商，這樣 8051就變成有眾多制造廠商支持的、發(fā)展出上百個品種的大家族。正因為 51 單片機的運用是如此廣泛，因此學習單片機的運用是非常重要的。因此，學好單片機，再去 9 學習其他式控制器如 ARM、 DSP 是比較簡單的。 10 2 公交報站系統(tǒng)具體設(shè)計方案 實現(xiàn)公共汽車自動報站是公車智能化的一份子，是促進智能交通的一個不可缺少的步驟，也是使城市交通與社會經(jīng)濟和諧發(fā)展的重要組成部分。本章介紹了兩種不同的方案，并將其進行對比。原理圖框圖如圖 。當系統(tǒng)進行語音再生時，由 CPU 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。當系統(tǒng)進行語音錄制時，語音信號通過語音輸入電路輸入給語音合成電路中的語音合成芯片，由語音合成芯片進行數(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。同時通過單片機的鍵盤掃描與數(shù)碼管的動態(tài)掃描，實現(xiàn)語音系統(tǒng)的播報功能。ISD1420 片內(nèi) EEPROM 容量為 128K，僅有 8個地址輸入端。由于 ISD1420 芯片在播 放過程中，輸入地址保持不變，因此可以很好的將錄制的原聲 還原播放出來。 原理框圖如圖 。 （ 2）控制按鍵：用于手動控制 到站后的清零。 （ 4）預置存儲：采用 預先設(shè)置好在程序里的方式對站點信息存儲。 將方案一與方案二進行比較，方案二是采用 8051 單片機控制，通過鍵盤來控制報站時刻， 從方便使用的角度考慮 ,本系統(tǒng)不需要復雜的邏輯功能，對數(shù)據(jù)的處理速度的要求也不是非常高。 ISD1420 的條件已能符合本設(shè)計要求以及其成本相對較低，而且 無耗電信息存儲，省掉備用電池 。 且方案二錄放后立即進入維持狀態(tài)僅需 電流 ，只需 單一 5 伏電源供電 ，保證了操作的安全， 選用的語音芯片是美國 ISD公司的 ISD1420，該芯片與其它語音芯片相比較，其語音音質(zhì)好，錄放時間長 ， 因此 我們選擇了方案 2。 本實驗單片機方面著重介紹 時鐘電路、復位電路。 (2) AT89S52 系列單片機內(nèi)、內(nèi)部含有 Flash 存儲器，在系統(tǒng)開發(fā)可以反復擦寫。 (4) AT89S52 支持 ISP（在線編程），不需要把單片機從電路板取下來就可以擦寫程序。 AT89S52 單片機主要由幾個部分組成： 1 個 8 位中央處理單元（ CPU）、片內(nèi) Flash 存儲器、片內(nèi) RAM、 4 個 8 位的雙向可尋址 I/O 口、 1 個全雙工 UART（通用異步接收發(fā)送器）的串行接口、 2個 16 位的定時器 /計數(shù)器、多個優(yōu)先級的嵌套中斷結(jié)構(gòu)，以及一個片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。 本設(shè)計采用 AT89S52 主要由于其 操作簡單，芯片外圍電路少，成本低。無論是在單片機剛開始接上電源時，還是斷電后或者發(fā)生故障后都要復位 。地址鎖存信號 ALE也為 高電平。該電路在最簡單的復位電路下增加了手動復位按 14 鍵，在接通電源瞬間，電容 C1上的電壓很小，復位下拉電阻 RSTR 上的電壓接近電源電壓，即 RST為高電平，在電容充電的過程中 RST端電壓逐漸下降，當 RST端的電壓小于 某一數(shù)值后， CPU脫離復位狀態(tài)，由于電容 C1足夠大，可以保證RST高電平有效時間大于 24個振蕩周期， CPU能夠可靠復位。當復位按鍵按下后電容 C1通過 R1放電。由于 R1R 因此 RST為高電平， CPU處于復位狀態(tài)，松手后，電容 C1充電， RST端電位下降， CPU脫離復位狀態(tài)。 圖 復位電路 時鐘電路 當使用單片機的內(nèi)部時鐘電路時，單片機的 XATL1 和 XATL2 用來接石英晶體和微調(diào)電容，如圖所示，晶體一般可以選擇 3M~24M，電容選擇 30pF 左右。 所以這個晶振可以滿足這個系統(tǒng)的要求。 公交報站系統(tǒng)語音處理電路 ISD1420 介紹 ISD1420是美國 ISD公司出品的新型單片優(yōu)質(zhì)語音錄放電路，較之以往所 有的語音電路，具有專利技術(shù)的模擬處理存儲方式，使錄放音質(zhì)極佳，沒有常見的的背景噪音，且電路斷電后語音內(nèi)容仍不丟失。一個最小的錄放系統(tǒng)僅由一個麥克風、一個喇叭、兩個按鈕、一個電源、少數(shù)電阻電容組成。利用它，語音和音頻信號被直接存儲，以其原本的模擬形式進入 EEPROM 存儲器 。不僅語音質(zhì)量優(yōu)勝，而且斷電語音保護。如果A6,A7有一個是低電平 ,A0～ A7輸入全解釋為地址位 ,作為起始地址用。 A0A7 由低位向高位排列， 每位地址代表 125 毫秒的尋址， 160 個地址覆蓋 20 秒的語音范圍 （ 160*=20s）， 錄音及放音功能均從設(shè)定的起始地址開始，錄音結(jié)束由停止鍵操作決定，芯片內(nèi)部自動在該段的結(jié)束位置插入結(jié)束標志（ EOM）；而放音時芯片遇到 EOM標志即自動停止放音。地址位僅作為輸入端 ,在操作過程中不能輸出內(nèi)部地址信息。當電路中錄放音轉(zhuǎn)換或進入省電狀態(tài)時，地址 計數(shù)器復位為 0。這種操作模式一直執(zhí)行到下一個低電平控制輸入信號出現(xiàn)為止 ,這一刻現(xiàn)行的地址 /模式信號被取樣并執(zhí)行。 A0信息檢索 (PLAYE或 PLAYL only) 不知道每個信息的實際地址 ,A0可使操作者快速檢索每條信息 ,A0每輸入一個低脈沖 ,可使得內(nèi)部地址計數(shù)器跳到下一個信息。 A1 刪除 EOM標志 (REC only)可使錄入的分段信息成為連續(xù)的信息 ,用 A1可刪除掉每段中間信息后的 EOM標志 ,僅在所有信息后留一個 EOM標志。 A2 未用。一條信息可以完全占滿存儲空間 ,那么循環(huán)就可以從頭至尾進行工作 ,并由始至終反復重放。 A5 未用。本系統(tǒng)采用 ISD1420P 語音錄放集成芯片。 單片機和 ISD1420之間的連接較少，其中 ISD1420 的 AOA7 口分別接單片機對應(yīng)的 P1 口的， PLAYE 接單片機的中斷引腳 INT1， REC 接單片機的中斷引腳 INT0口。數(shù)據(jù)接收模塊將接收到的信號送入單片機，單片機將此信號進行解碼，信號經(jīng)過校驗確認正確后，然后通過顯示模塊顯示出來；另一方面根據(jù)信號讀取相應(yīng)的地址，送給語音芯片，啟動語音芯片送出聲音信號，完成語音報站。直接用單片機的 8 位數(shù)據(jù)口作為數(shù)碼管的 8 段顯示驅(qū)動