【正文】 載。 二： 語音芯片 ISD40048M； ISD4004 系列單片語音錄放電路 如圖 2 所示： 簡述 ●單片 8 分鐘語音錄放 ●內(nèi)置微控制器串行通信接口 ● 3V 單電源工作 ●多段信息處理 ●工作電流 2530mA,維持電流 1μ A 第 V 頁 共 61 頁 ●不耗電信息保存 100 年 (典型值 ) ●高質(zhì)量、自然的語音還原技術 ● 10 萬次錄音周期 (典型值 ) ●自動靜噪功能 ●片內(nèi)免調(diào)整時鐘 ,可選用外部時鐘 ISD4004 系列工作電壓 3V,單片錄放時間 8 至 16 分鐘 ,音質(zhì)好 ,適用于移動電話及其他便攜式電子產(chǎn)品中。芯片設計是基于所有操作必須由微控制器控制 ,操作命令可通過串行通信接口 (SPI 或Microwire)送入。 采 樣 頻 率 可 為,頻率越低 ,錄放時間越長 ,而音質(zhì)則有所下降 ,片內(nèi)信息存于閃爍存貯器中 ,可在斷電情況下保存 100 年 (典型值 ),反復錄音 10 萬次。電路圖如 圖 3 所示 ： 第 VI 頁 共 61頁 圖 3： LED點陣 電路 四 ： 電源電路 由于語音芯片 ISD4004 的工作電壓時 3V,不同于單片機的 5V 工作電壓，所以就必須有電源電路，提供 3V 的穩(wěn)定電壓，本電路才用 LM317 電源電路， 5V進， 3V 出的一個穩(wěn)壓電路，很適合于產(chǎn)品電源。 電路圖如 圖 4 所示 ： 圖 4：電源電路 第 VII 頁 共 61 頁 預期的成果及形式 采用 STC89CRC52 單片機實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制功能， 利用語音芯片 ISD40048M 進行語音設計及 74HC38 控制點陣顯示， 通過鍵盤改變 語音芯片工作狀態(tài) ， 先錄音并存儲，然后放音，同時實現(xiàn)自動報站， 并 同時用 點陣進行相關信息顯示 。 時間安排 第 1－ 3 周：搜集資料，確定方案； 第 4 周：搜集 89C52RC、 ISD4004 等器件的功能和引腳資料，熟悉單片機一般編程語言，為后期的設計做前期準備； 第 5－ 6 周：分析功能實現(xiàn)原理，利用 Protel 畫出電路圖。 第 9－ 11 周：焊接出實際的電路板，測試、運行、實現(xiàn)功能； 第 11－ 13 周：匯總整個的工作流程，查資料，做論文，準備答辯。 同時由于 16*16 的點陣是由自己親手焊接，而且是采用的萬能板，所以不是很美觀，但是功能基本能實現(xiàn)。由于單片機技術以及電子語音技術飛速發(fā)展。 從以前售票員的大聲報站變成現(xiàn)在的自動語音報站以及漢字提示等新型的報站系統(tǒng)，加快了現(xiàn)代化建設的進程。 本文介紹了一種新型的公交車自動報站 漢字顯示 系統(tǒng)的設計原理，同時提供了一種以 89C51 單片機為核心，控制 ISD4004 語音芯片及 LED 點陣顯示漢字 的新方案。 同時它 擺脫傳統(tǒng)電子屏 線 的束縛，使其應用更加市場化，其 流動 顯示的特點更為廣告界所推崇，是一種全新的媒體。 本系統(tǒng)是以 C 語言來進行 軟件設計，指令的執(zhí)行速度快，節(jié)省存儲空間。 關鍵詞 ： 89C51 單片機， LED點陣顯示，語音芯片 第 IX 頁 共 61頁 Abstract With the progress of The Times,the bus has bee a general applicability and students go to the family to the microcontroller technology and electronic voice technology rapidly present, in the bus stops,also from the traditional artificial stops, gradually changing into using the microputer control system of bus stop announcement. From before the loud voice stops of the conductor to be the new characters suggest and stops system,accelerating the process of 39。是打工族和學生族的常用交通工具。隨著信息社會的到來， 單片機廣泛的應用于工業(yè)控制 系統(tǒng)、 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 、 自動測試系統(tǒng)、 聲學領域 和 微機技術 等廣闊的領域。 因此，了解并掌握 單片機智能控制 技術工作原理及特性是非常重要的。但是由于傳統(tǒng)的 語音芯片的外圍電路比較復雜，所以 實現(xiàn)復雜、易受干擾、不易控制且精度不高。 本設計 基于 ISD4004 芯片設計 的 公交車漢字顯示報站系統(tǒng)， 介紹了 STC89C52RC 單片機 語音漢字顯示 控制系統(tǒng) ，主要是通過單片機組成的應用系統(tǒng)來完成對 語音的錄制以及播放，漢字的 LED 點陣顯示以及語音播放的控制 ，從而實現(xiàn)了單片機對 語音漢字的 控制 。芯片設計是基于所有操作必須由微控制器控制 ,操作命令可通過串行通信接口 (SPI 或 Microwire)送入。 目的 及 意義 首先是設計出一種的方便實用的 公交車漢字顯示報站 系統(tǒng)。芯片采用多電平直接模擬量存儲技術 , 每 個采樣值直接存貯在片內(nèi)閃爍存貯器中 ,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。 而本系統(tǒng) 則 基本完成了設計的任務要求，通過 STC89C52RC 單片機 語音錄放 控制系統(tǒng) ，主要是通過單片機組成的應用系統(tǒng)來完成對 語音 的采集、 語音的存儲 處理、 提示漢字的 顯示以及 語音播放 的控制，從而實現(xiàn)了單片機對 公交車到站的語音漢字顯示功能 。通過大學本科四年的 學習，已經(jīng)初步具有了一定的分析和設計能力。 公共汽車為外出的人們提供了方便快捷的服務，而公共汽車的報站直接影響服務的質(zhì)量。近年來，隨著科學技術的日益發(fā)展和進步，微型計算機技術已經(jīng)在許多領域得到了廣泛的應用。鑒于傳統(tǒng)公交車報站系統(tǒng)的不足之處，結合公交車輛的使用特點及實際營運環(huán)境，設計了一種 由單片機控制的公交車 語音 報站 顯示 系統(tǒng) 。 第 3 頁 共 61 頁 2 總體設計的原理與實現(xiàn) 方案論證 本設計 主 要是通過單片機組成的應用系統(tǒng)來完成對 語音 的 錄制 、 語音的存儲處理 、語音的播放 以及 漢字顯示的 控制，從而實現(xiàn)了單片機對 語音報站漢字顯示的控制 。若采用一般 語音芯片 采集 語音 信號，則需要設計信號調(diào)理電路、 A/D 轉(zhuǎn)換及相應的接口電 路，才能把 語音芯片 輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信 號送到計算機去處理。 所以 要選擇合適的方案，才能使 設計得到最大的優(yōu)化。對一些語音內(nèi)容不固定并要求現(xiàn)場錄音和放音的系統(tǒng)，采用一般語音芯片實現(xiàn)，錄放音的質(zhì)量難以控制。 另 外 , 在 語音錄放系統(tǒng)中 ,采用 普通語音芯片 .外圍電路會比較復雜， 而且在軟件實現(xiàn)時 也 需 要用到復雜的算法，一定程度上也 增加 了軟件實現(xiàn)的難度。采用 語音芯片 ISD4004 進行語音的錄放 ， 直接對模擬信號進行存儲 。且該芯片的物理化學性很穩(wěn)定 ， 此元件線形較好。美國 ISD（ Information Storage Devices）公 第 4 頁 共 61 頁 司的 ISD 系列芯片采用直接模擬存儲專利技術，把語音信號以原始的模 擬形式直接存儲在片內(nèi) EEPROM 存儲器中，無需進行 A/D 轉(zhuǎn)換和壓縮處理等，從而減少了失真、大大提高了錄放音質(zhì)量，并具有抗斷電、音質(zhì)好、使用方便、可反復錄放、無需專用的語音開發(fā)工具、能隨意列改內(nèi)容和耗電省等優(yōu)點，很適合于現(xiàn)場錄放音系統(tǒng)。 而且在軟件實現(xiàn)時 也 不需 要用到復雜的算法，一定程度上也 減輕 了軟件實現(xiàn)的難度。部分功能電路的集成，使總體電路 更簡潔，搭建電路和焊接電路時更快。所以集成芯片的使用將成為電路發(fā)展的一種趨勢。 設計 系統(tǒng)方案論證 該系統(tǒng)主要由 語音錄放 和 漢字顯示兩 部分組成?？紤]到一般 語音芯片 存儲的是數(shù)字 信號 ，所以還要設計相應的 模數(shù)轉(zhuǎn)換 電路。此方案 由于使用液晶顯示模塊，需要進行其驅(qū)動的攥寫，并且硬件復雜，如果信號產(chǎn)生失真， 都將會導致誤差的產(chǎn)生，難以完全清除，而且成本會有較大增長幅度。其具有下列特點： ① 具有高的 語音錄放質(zhì)量及實用性 ， 可重復使用 ； ② 抗干擾能力強，穩(wěn)定性好； ③ 信號易于處理 、 傳送和自動控制； ④ 便于現(xiàn)場錄制播放，播放語音顯示效果好 ⑤ 安裝方便，維護 簡單，工作可靠性高。 比較兩個方案后可以發(fā)現(xiàn)，方案二更適合于用作本系統(tǒng)的實施方案。 電路原理的 總體設計 基于 ISD4004語音芯片 的 語音報站漢字顯示 系統(tǒng) 的設計研制過程主要包括：總體設計、硬件設計、軟件設計、仿真調(diào)試等幾個階段。 如 圖 ： 圖 系統(tǒng)總體設計框圖 單片機芯片是與 MCS51 兼容的 STC89C52RC， STC89C52RC單片機帶 8K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓 、 高性能 8位微處理器 。 同時 單片 8至 16 分鐘語音錄放，內(nèi)置微控制器串行通信接口， 3V單電源工作，多段信息處理，工作電流 2530mA,維持電流 1μ A，不耗電信息保存 100 年(典型值 )，高質(zhì)量、自然的語音還原技術， 10 萬次錄音周期 (典型值 )，自動靜噪功能，片內(nèi)免調(diào)整時鐘 ,可選用外部時鐘 。 第 6 頁 共 61 頁 漢字 顯示電路采用的是 16*16 LED點陣 顯示。顯然，靜態(tài)顯示需占用較多的 I/O 口線。通過控制各個顯示器公共陽極輪流接高電平的辦法，逐一輪流地啟動各個 LED。其優(yōu)點是硬件簡單，“動態(tài)”由軟件實現(xiàn)。 電源電路是給語音芯片 ISD4004提供 3V穩(wěn)壓電源，利用 LM317，通過電阻分壓，輸出穩(wěn)定的 3V穩(wěn)定電源，讓語音芯片 可以 正常的工作。 按鍵 控制電路完成對 語音 播放以及漢字顯示開始的 控制， 通過對單片機相關引腳的高地電平的控制，從而完成對語音芯片 的控制，從而達到完成 語音報站漢字顯示功能 。 3 硬件部分的設計 硬件組成部分 基于 ISD4004 語音芯片 的 語音報站漢字顯示 系統(tǒng) 的 硬件 設計主要包括： （ 1） 電源 電路（ 為語音芯片提供 3V 穩(wěn)壓電源 ） ； （ 2） LED 漢字 顯示電路（完成 漢字 顯示） ； （ 3）ISD4004 語音錄放 電路（ 完成 語音錄制放音 ） ； （ 4） 按鍵控制 電路（完成 按鍵控制播放錄音 功能） （ 5）單片機（電路的核心系統(tǒng)） 五部分組成，具體的電路介紹本部分就先不進行詳細的介紹，在論文的硬件各部分設計中將會對各個部分的電路進行詳細的介紹。 讓我們對硬件進行 整體的了解。 單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除 100000 第 7 頁 共 61 頁 次。 如圖 圖 STC89C52RC 管腳圖 STC89C52RC有 P0、 P P P3四個端口，共有 32I/O口， P3口也可作為一些特殊功能口，如下表所示： 表 P3口的第二功能 口 線 第 二 功 能 RXD 串行數(shù)據(jù)接收（輸入）端 TXD 串行數(shù)據(jù)發(fā)送（輸出）端 INT0 外部中斷 0輸入端 INT1 外部中斷 0輸入端 P3. 4 T0 定時 /計數(shù)器 T0的外部輸入端 P3. 5 T1 定時計數(shù)器 T1的外部輸入端 P3. 6 WR 外數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號，低電平有效 P3. 7 RD 外數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號，低電平有效 P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 ISD4