【正文】 Identification）技術(shù)，在每一個公交站臺設(shè)置一個具有唯一ID的射頻發(fā)射器，采用間歇工作方式發(fā)射信號，當公交車即將到達車站時，車載系統(tǒng)接收到站信號并解碼出站臺的ID號，由單片機控制自動播放對應(yīng)站臺編號的報站語音；還有一種是對車輪軸的轉(zhuǎn)角脈沖進行計數(shù)，將計數(shù)值和預(yù)置值對比，即可確定報站時刻，達到準確報站的目的[2]。第一種設(shè)備造價過高，定位精度也難以達到要求；第二種站臺建設(shè)投入較大，站點一旦變更，射頻發(fā)射裝置即須移動，較為麻煩；第三種需要公交線路嚴格固定，稍有改變，報站就難以準確。 本設(shè)計采用人工按鍵的操作方式，實現(xiàn)公交車對站名的語音提示和文字顯示功能。系統(tǒng)由一片八位單片機，一個語音模塊，一個液晶模組，一塊穩(wěn)壓芯片，若干電阻電容和與非門等組成。 設(shè)計的主要目標任務(wù) 本課題要求設(shè)計一公交車語音報站系統(tǒng)，以實現(xiàn)公交車的語音報站，即在進站、出站時候司機按下按鍵自動播報語音提示信息及服務(wù)用語，同時利用LCD顯示電路進行漢字顯示。在使用過程中，若出現(xiàn)錯報漏報或者是超前報站情況，司機能夠通過按鍵進行更改，從而達到正確報站。2 方案設(shè)計 基本原理本系統(tǒng)使用八位單片機作為控制器件。同時，單片機通過程序讀取文字信息，送入液晶顯示模組來進行站數(shù)和站名的顯示。而且，系統(tǒng)具有根據(jù)公交車的行駛方向確定報站順序的功能（司機或乘務(wù)人員可以通過按鍵來控制）。 基本系統(tǒng)框圖 單片機晶振語音提示模塊復(fù)位文字顯示模塊電源存儲器鍵盤接口模塊 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)主要電路簡介 微控制器選擇目前市場上常用的Intel生產(chǎn)的AT89C51單片機作為主控芯片,同時, AT89C51系統(tǒng)還需要外接晶振和復(fù)位電路。其中，音箱由音頻功率放大器LM386驅(qū)動。模組使用ST7920作為控制器和行驅(qū)動器，同時使用ST7921作為列驅(qū)動器。話筒音頻功率放大器語音芯片電源單片機音箱錄音放音驅(qū)動控制 語音提示模塊組成結(jié)構(gòu)　　鍵盤接口電路采用獨立按鍵設(shè)計，通過觸發(fā)器來消除按鍵抖動。LM2576是NS生產(chǎn)的3A電流輸出降壓開關(guān)型穩(wěn)壓集成芯片，能夠較好地解決LM7805因輸入電壓過高而發(fā)熱量較大的問題。各部分電路的設(shè)計在本章中做了詳細的說明。它主要由下面幾個部分組成：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。外部中斷ETC定時器1定時器0片內(nèi)Flash存儲器計數(shù)器輸入片內(nèi)RAM中斷控制CPU串行端口4I/O端口總線控制振蕩器P0 P1 P2 P3RXDTXD AT89C單片機的結(jié)構(gòu)框圖1） AT89C51芯片主要性能， 壽命：1000次寫/擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時間：10年：0Hz24Hz*8位內(nèi)部RAM 另外，AT89C51是用靜態(tài)邏輯來設(shè)計的，其工作頻率可下降到0Hz，并提供兩種可用軟件來選擇的省電方式——空閑方式（Idle Mode）和掉電方式（Power Down Mode）。在掉電方式中，片內(nèi)振蕩器停止工作，由于時鐘被“凍結(jié)”，使一切功能都暫停，故只保存片內(nèi)RAM中的內(nèi)容，直到下一個硬件復(fù)位為止[4]。VSS：接地。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。P1口管腳寫入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，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。當P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷0） /INT1（外部中斷1） T0（記時器0外部輸入） T1（記時器1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。當振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。另外，該引腳被略微拉高。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。XTAL1為反相器的輸入，XTAL2為反相器的輸出。 ，由外部時鐘源提供一個時鐘信號到XTAL1端輸入，而XTAL2端浮空。在電路中，對電容C1和C2的值要求不是很嚴格，如果用高質(zhì)的晶振，則不管頻率為多少，C1，C2通常都選擇30pF。如果使用陶瓷振蕩器，則電容C1，C2的值取47pF。C0（并聯(lián)電容）：。通常，其誤差及溫度變化的范圍要按系統(tǒng)的要求來確定。6005004003002001000 4 8 12 16 ESR與頻率的關(guān)系曲線 復(fù)位電路的設(shè)計89系列單片機與其他微處理器一樣，在啟動的時候都需要復(fù)位，使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初始狀態(tài)開始工作。當系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時，且振蕩器穩(wěn)定后，如RST引腳上有一個高電平并維持2個機器周期（24個振蕩周期），則CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。當在RST端采樣到“1”信號且該信號維持19個振蕩周期以后，將ALE和/PSEN接成高電平 ，使器件復(fù)位。如果在系統(tǒng)復(fù)位期間將ALE和/PSEN引腳拉成低電平，則會引起芯片進入不定狀態(tài)。一般采用的辦法是在RST端和正電源VCC之間接一個按鈕。由于人的動作很快也會使按鈕保持接通達數(shù)十毫秒，所以，保證能滿足復(fù)位的時間要求。對于CMOS型單片機，由于在RST端內(nèi)部有一個下拉電阻，故可將外部電阻去掉，而將外接電容減至1uF。 上電時，Vcc的上升時間約為10ms，而振蕩器的起振時間取決于振蕩頻率，如晶振頻率為10MHz，起振時間為1ms；晶振頻率為1MHz，起振時間則為10ms。另外，在復(fù)位期間，端口引腳處于隨機狀態(tài)，復(fù)位后，系統(tǒng)將端口置為全“1”態(tài)。VccAT89C51RST10uF+VccGND 上電復(fù)位電路3） 復(fù)位后寄存器的狀態(tài) 當系統(tǒng)復(fù)位時，即在SFRS中，除了端口鎖存器、堆棧指針SP和串行口的SBUF外，其余的寄存器全部清0，端口鎖存器的復(fù)位值為0FFH，堆棧指針值為07H，SBUF內(nèi)為不定值。 各特殊功能寄存器的復(fù)位值專用寄存器復(fù)位值專用寄存器復(fù)位值PC0000HTCON00HACC00HB00HPSW00HSP07HDPTR0000HP0P3FFHIP00000BIE000000BTMOD00HTH000HTL000HTH100HTL100HSCON00HSBUF不定PCON（CHMOS）00000B在本設(shè)計中復(fù)位電路采用的是上電復(fù)位， 單片機最小系統(tǒng) AT89C51單片機最小系統(tǒng)復(fù)位和晶振圖 單片機晶振復(fù)位電路圖 語音模塊電路設(shè)計ISD4004系列語音芯片工作電壓為+3V,單片錄放時間8到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(shè)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。,，頻率越低,錄放時間越長,而音質(zhì)則有所下降,片內(nèi)信息存于閃爍存儲器中,可在斷電情況下保存一百年(典型值),可反復(fù)錄音十萬次。為使噪聲最小,芯片的數(shù)字電路和模擬電路使用不同的電源供電,并且分別引到外封裝的不同管腳上,數(shù)字和模擬電源端最好分別走線,盡可能在靠近供電端處相連,而去耦電容應(yīng)盡量靠近器件。芯片的數(shù)字電路和模擬電路也要使用不同的地線。輸入放大器可用單端或差分驅(qū)動。差分驅(qū)動時,信號最大幅度為峰峰值16mV。信號通過耦合電容輸入,最大幅度為峰峰值16mV。 6）片選(SS)此端為低,即向ISD4004芯片發(fā)送指令，兩條指令之間為高電平。 8）串行輸出(MISO) 此端為串行輸出端，芯片未被選中時,本端呈高阻態(tài)。數(shù)據(jù)在SCLK上升沿鎖存到芯片,在下降沿移出芯片。芯片在任何操作(包括快進)中檢測到EOM或OVF時,本端變低并保持。中斷狀態(tài)也可用RINT指令讀?。∣VF標志指示芯片的錄/放操作已到達存儲器的末尾；EOM標志只在放音中檢測到內(nèi)部的EOM標志時,此狀態(tài)位才置1）。每個RAC周期表示芯片存儲器的操作進行了一行(ISD4004系列中的存儲器共2400行)?？爝M模式下,RAC 。 12）外部時鐘(XCLK) 本端內(nèi)部有下拉元件。商業(yè)級芯片在整個溫度和電壓范圍內(nèi), %以內(nèi)。若要求更高精度,可從本端輸入外部時鐘。輸入時鐘的占空比無關(guān)緊要,因內(nèi)部首先進行了分頻。13）自動靜噪(AM CAP) 當錄音信號電平下降到內(nèi)部設(shè)定的某一閾值以下時,自動靜噪功能使信號衰弱,這樣有助于濾除無信號(靜音)時的噪聲。F的電容,構(gòu)成內(nèi)部信號電平峰值檢測電路的一部分。大信號時,自動靜噪電路不衰減,靜音時衰減6dB[7]。F 的電容也影響自動靜噪電路對信號幅度的響應(yīng)速度。 ISD4004芯片使用說明 1）串行外設(shè)接口 ISD4000系列語音芯片工作于SPI串行接口。以ISD4004為例，協(xié)議的具體內(nèi)容如下： ①所有串行數(shù)據(jù)傳輸開始于下降沿。 ③數(shù)據(jù)在時鐘上升沿移入，在下降沿移出。 ⑤指令格式是(八位控制碼)加（十六位地址碼）。 ⑦使用“讀”指令使中斷狀態(tài)位移出ISD4004的MISO引腳時，控制及地址數(shù)據(jù)也應(yīng)同步從MOSI端移入。當然，也允許在一個SPI周期里，同時執(zhí)行讀狀態(tài)和開始新的操作（即新移入的數(shù)據(jù)與器件當前的操作可以不兼容）。 ⑨所有指令都在SS端上升沿開始執(zhí)行。信息快進只用于放音模式，放音速度是正常的1600倍，遇到EOM后停止，然后內(nèi)部地址計數(shù)器1，指向下一條信息的開始處。因此，用戶發(fā)完上電指令后，必須等待TPUD，才能發(fā)出下一條操作指令。 器件會從00地址開始放音，當出現(xiàn)EOM時，立即中斷，停止放音。 ②等待TPUD（上電延時）； ③發(fā)POWER UP命令； ④等待2倍TPUD。 器件便從00地址開始錄音，一直到出現(xiàn)OVF（存儲器末尾）時，錄音停止。 ISD4004的SPI控制寄存器控制位值功能控制位值功能RUN10允許/禁止操作開始停止PU10電源控制上電掉電P/R10錄/放模式放音錄音IAB10是否使用指令地址忽略輸入地址寄存器內(nèi)容使用輸入地址寄存器內(nèi)容MC10快進模式允許禁止P15P0行指針寄存器輸出A15A0輸入地址寄存器注：IAB置0時，錄/放操作從A9～A0地址開始為了能連貫地錄/放到后續(xù)的存儲空間，在操作到達該行末之前，應(yīng)發(fā)出第二個SPI指令將IAB置1，否則器件會在同一地址上反復(fù)循環(huán)。RAC引腳和IAB位可用于信息管理。、控制語音芯片的放音過程；；，控制ISD4004選通與否；，經(jīng)此讀入放音地址；；兩芯片中斷口相連，以收發(fā)中斷信號。音頻功率放大器LM386驅(qū)動音箱組成放音電路，與音頻輸出端(AUD OUT)相連。： 顯示電路模塊設(shè)計液晶顯示器LCD（Liquid Crystal Display）廣泛應(yīng)用于微型計算機系統(tǒng)中，與LED相比，具有功率低，抗干擾能力強，體積小，價格低廉等優(yōu)點。字符和數(shù)字的簡單顯示，不能滿足圖形曲線和文字顯示的要求。現(xiàn)在，隨著液晶技術(shù)的突破，液晶顯示器的質(zhì)量有了很大的提高，品種也在不斷推陳出新，不但有各種規(guī)模的黑白液晶顯示器，還有絢麗多彩的彩色液晶顯示器。TH12864液晶顯示模組是12864點陣的文字圖形型液晶顯示模組，內(nèi)置國標GB2312碼簡體中文字庫（1616點陣）、ASCII碼字符集（816點陣）和64256點陣顯示RAM（GDRAM繪圖區(qū)域）；可與CPU直接接口，提供兩種界面來連接微處理機（八位并行及串行連接方式）；具有光標顯示、畫面移位和睡眠模式等多種功能。液晶顯示中應(yīng)盡量避免一個字符一半在左半屏顯示，另一