【正文】 A 中。 識(shí)別鍵盤中哪一個(gè)鍵按下的處理方法是：將列線逐列置成低電平，檢查行輸入狀態(tài)，稱為逐列掃描。為求取編碼，在逐列掃描時(shí)，可用計(jì)數(shù)器記錄下當(dāng)前掃描列的列號(hào)，檢測(cè)到第幾行有鍵按下，就用該行的首鍵碼加列號(hào)得到當(dāng)前按鍵的編碼。下面主要介紹一下語(yǔ)音模塊 ISD4004，以及 LCD1602 在程序編寫時(shí)所采用的原理。 ISD4004 工作于 SPI 串行接口。協(xié)議要求數(shù)據(jù)在時(shí)鐘上升沿移入，在下降沿移出。 MCS51 單片機(jī)的串行口方式 0 與其要求一致的。 命令字的高 5 為為操作碼，低 11 位為操作地址。 ISD4004總共 10 條命令。另外通過(guò)循環(huán)掃描鍵盤，來(lái)檢查啟動(dòng)鍵是否按下，根據(jù)錄放開(kāi)關(guān)狀 態(tài)跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的子程序 [7]。 1602 液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過(guò)指令編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。表 是 1602 液晶模塊內(nèi)部的控制器共有 11 條控制指令。 指令 2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址 00H。高電平表示有效，低電平則無(wú)效。 D：控制整體顯示的開(kāi)與關(guān)，高電平表示開(kāi)顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開(kāi)與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無(wú)光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。 指令 6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時(shí)為 4 位總線，低電平時(shí)為 8 位總線 N：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示 F: 低電平時(shí)顯示 5x7 的 點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示 5x10 的點(diǎn)陣字符。 指令 8： DDRAM 地址設(shè)置。 指令 10：寫數(shù)據(jù)。 LCD1602 液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。 圖 LCD1602 內(nèi) 部顯示地址 硬件需要實(shí)現(xiàn)的主要功能是將 AT89C51 最小系統(tǒng)， LCD1602 液晶顯示模塊，ISD4004 語(yǔ)音芯片模塊以及按鍵模塊，按照程序正確的連接，觀察現(xiàn)象，看是否能夠?qū)崿F(xiàn)所需要的功能。 ISD4004 的工作電壓為 ，本模塊已經(jīng)做好 5V― 電壓轉(zhuǎn)換處理（由 實(shí)現(xiàn)）模塊引腳直接接 5V 電源。輸入： MIC 輸入以及耳機(jī)插口輸入；輸出：喇叭輸出與耳機(jī)插口輸出。 SCLK 串行接口時(shí)鐘輸入端與 相連， /SS 為片選與 相連， MISO 串行數(shù)據(jù)輸出端與 相連，用來(lái)控制數(shù)據(jù)輸出， MOSI 串行數(shù)據(jù)輸入端與 相連，用來(lái)控制數(shù)據(jù)輸入。 MISO串行輸出 MOSI串行輸入 VCC＋ 5V /SS片選 SCLK時(shí)鐘 GND地 圖 語(yǔ)音模塊的接口定義 LCD1602 液晶顯示模塊的 rsrw,e 分別與 51 單片機(jī)的 P3^5， P3^6， P3^7 端口連接，進(jìn)行程序的讀寫數(shù)據(jù)，字符操作。如圖 27 所示。在此就不做詳細(xì)介紹。采用 AT89C51 單片機(jī)作為主控芯片，對(duì) ISD4004 數(shù)碼語(yǔ)音芯片與 LCD1602 進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音報(bào)站同時(shí)顯示站名。在本次軟件設(shè)計(jì)中，主要設(shè)計(jì)了 4 站，通過(guò)三個(gè)按鍵進(jìn)行控制。 k2 鍵――上一站， k3 鍵――下一站， 現(xiàn)象： num 1,ISD4004 播報(bào)“歡迎乘坐 363 路公交車”，同時(shí) LCD1602 上顯示“ Huan Ying Cheng Zuo ”。 num 3ISD4004 播報(bào)“萬(wàn)里學(xué)院到了，請(qǐng)從后門下車，下車請(qǐng)當(dāng)心；車輛起步，請(qǐng)拉好扶手，前方?？酷t(yī)藥學(xué)?！?，同時(shí) LCD1602 上顯示“ Wanglixueyuan Dao Le”。 num 5ISD4004 播報(bào)“鄞州二院到了，請(qǐng)從后門下車，下車請(qǐng)當(dāng)心；”，同時(shí)LCD1602 上顯示“ Yinzhoueryuan Dao Le”。 針對(duì)本次基于單片機(jī)的公交車語(yǔ)音報(bào)站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其技術(shù)指標(biāo)主要來(lái)源于ISD4004 語(yǔ)音模塊以及 LCD1602 液晶顯示模塊。在 CPU控制模式下，鍵盤采用按鍵掃描法，當(dāng)有鍵按下時(shí)，通過(guò)軟件進(jìn)行按鍵掃描，實(shí)現(xiàn)鍵碼對(duì)應(yīng)的功能。 圖 是系統(tǒng)仿真時(shí)的原理圖，在整個(gè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中，依舊從語(yǔ)音，液晶顯示以及按鍵這三大部分進(jìn)行綜合考慮。所以在此，我主要介紹一下液晶顯示模塊以及按鍵顯示的工作原理。當(dāng)按下 1 鍵時(shí)， LCD 上顯示“”，同時(shí) LED1 亮；如果當(dāng)前的站是“”，當(dāng)按下 2 鍵時(shí)， LCD 上顯示“”，此時(shí) LED2 亮， LED3 滅；當(dāng)按下 3 鍵時(shí)， LCD 上顯示“”，此時(shí) LED4 亮， LED3 滅。 1602 液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過(guò)指令編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 1602 液晶模塊內(nèi)部的控制器共有 11 條控制指令 LCD1602 液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。 圖 系統(tǒng)原理圖仿真 在，我選擇 LCD1602 液晶顯示模因?yàn)?1602 實(shí)現(xiàn)起來(lái)簡(jiǎn)單，也很實(shí)用，在兩個(gè)能夠達(dá)到類似功能的時(shí)候，我選擇了 1602，不過(guò)唯一的缺點(diǎn)就是 1602 不能顯示漢字。 在本次設(shè)計(jì)中，我主要選擇的器件有 LCD1602，語(yǔ)音模塊 ISD4004，按鍵模塊，以及 AT89C51 的最小系統(tǒng)。因此對(duì)于 LCD 液晶顯示模塊我選擇了 LCD1602。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。同時(shí) ISD4004 開(kāi)發(fā)應(yīng)用具有所需外圍電路簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。除此之外，由于身邊有同學(xué)用過(guò)這個(gè)芯片，對(duì)它比較了解，如果我遇到問(wèn)題了，可以有人請(qǐng)教。 按鍵模塊比較簡(jiǎn)單，因?yàn)槲抑恍枰?3 個(gè)按鍵而已，所以無(wú)論是三個(gè)獨(dú)立的按鍵，還是一個(gè)按鍵模塊，只要能實(shí)現(xiàn)我要的功能都可以。 AT89C51 單片機(jī)最小系統(tǒng)是上課上過(guò)的內(nèi)容對(duì)此比較熟悉，同時(shí)本次設(shè)計(jì)也是針對(duì)單片機(jī)的公交車語(yǔ)音報(bào)站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，而且實(shí)驗(yàn)室有現(xiàn)成的資源可以利用，所以毫無(wú)疑問(wèn)，主控系統(tǒng)就選擇了 AT89C51 最小系統(tǒng)。 單片機(jī)又稱單片微控制器，是在一塊芯片中集成了 CPU（中央處理器）、 RAM（數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器）、 ROM（程序存儲(chǔ)器）、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器和多種功能的 I/O（輸入 /輸出）接口等一臺(tái)計(jì)算機(jī)所需要的基本功能部件，從而可以完成復(fù)雜 的運(yùn)算、邏輯控制、通信等功能。在本次設(shè)計(jì)中， AT89C51作為系統(tǒng)的 CPU 來(lái)對(duì)語(yǔ)音模塊，液晶顯示模塊，按鍵模塊進(jìn)行總體的控制。 ISD4004 語(yǔ)音芯片與單片機(jī)的接口如 所示。 SCLK 串行接口時(shí)鐘輸入端與 相連，/SS 為片選與 相連， MISO 串行數(shù)據(jù)輸出端與 相連，用來(lái)控制數(shù)據(jù)輸出，MOSI 串行數(shù)據(jù)輸入端與 相連，用來(lái)控制數(shù)據(jù)輸入。 ISD 內(nèi)部功放驅(qū)動(dòng)能力較低，因此外接了一個(gè) LM386 可驅(qū)動(dòng)的 的喇叭。 撥動(dòng)開(kāi)關(guān) 1 為錄音狀態(tài)， 2 為放音狀態(tài)。 LCD1602 液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過(guò)電壓對(duì)其顯示區(qū)域進(jìn)行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。這樣一來(lái)就組成某個(gè)字符。在本次設(shè)計(jì)中， LCD1602 液晶顯示模塊的rs,rw,e 分別與 51 單片機(jī)的 P3^5， P3^6， P3^7 端口連接，進(jìn)行程序的讀寫數(shù)據(jù)，字符操作。 鍵盤是若干按鍵的集合，是向系統(tǒng)提供操作人員干預(yù)命令及數(shù)據(jù)的接口設(shè)備。前者能自動(dòng)識(shí)別按下的鍵并產(chǎn)生相應(yīng)代碼，以并行或串行方式發(fā)送給 CPU。后者則通過(guò)軟件來(lái)確定按鍵并計(jì)算鍵值。鍵盤，作為向系統(tǒng)提供操作人員的干預(yù)命令的接口，以其特定的按鍵序列代表著各種確定的操作命令。因此在設(shè)計(jì)按鍵模塊時(shí)，通過(guò)延時(shí)進(jìn)行了按鍵去抖動(dòng)的現(xiàn)象 [11]。鍵盤采用通用按鍵開(kāi)關(guān)，簡(jiǎn)單易行且控制方便。具體如下： k1 鍵――起始鍵 現(xiàn)象： ISD4004 播報(bào)“歡迎乘坐”，同時(shí) LCD1602 上顯示“ Huan Ying Cheng Zuo”。 num 2,ISD4004 播報(bào)“寧波理工到了，請(qǐng)從后門下車，下車請(qǐng)當(dāng)心；車輛起步，請(qǐng)拉好扶手，前方?？咳f(wàn)里學(xué)院”，同時(shí) LCD1602 上顯示“ Ningboligong Dao Le”。 num 4,ISD4004 播報(bào)“醫(yī)藥學(xué)校到了，請(qǐng)從后門下車，下車請(qǐng)當(dāng)心；車輛起步，請(qǐng)拉好扶手，前方?？扣粗荻骸保瑫r(shí) LCD1602 上顯示“ Yiyaoxuexiao Dao Le”。 num 6,ISD4004 播報(bào)“謝謝乘坐本次公交車”，同時(shí) LCD1602 上顯示“ Xie Xie Cheng Zuo”。 系統(tǒng)上電后，液晶顯示模塊 LCD1602 與語(yǔ)音模塊 ISD4004 進(jìn)行初始 化，當(dāng)檢測(cè)到有按鍵按下時(shí)，進(jìn)行鍵值的判斷，根據(jù)鍵值，跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的顯示程序和語(yǔ)音播放程序并執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)公交車語(yǔ)音報(bào)站功能。 圖 軟件主流程圖 在本次軟件程序設(shè)計(jì)中，我總共設(shè)置了 5 個(gè)按鍵，錄音鍵（ k1 ） ,放音鍵（ k2 ）停止鍵（ k3 ）錄放音地址移位鍵（ k4 ）復(fù)位鍵（ k5 ）。按下 k2 鍵，開(kāi)始播放之前所錄的聲音。如此，便可實(shí)現(xiàn)多段錄音，而且每段錄音所存放的地址都通過(guò)計(jì)算得出。圖 42 為錄音流程圖。同時(shí)液晶顯示部分按照數(shù)組序號(hào)顯示字符程序，程序中 table 為要顯示的數(shù)組序號(hào)，按照數(shù)組的次序依次顯示每站的站名。 圖 LCD1602 程序流程圖 按鍵部分采用掃描法，當(dāng)檢測(cè)到按鍵按下時(shí)，進(jìn)行 鍵值判斷，并進(jìn)行相應(yīng)的顯示程序以及語(yǔ)音播放程序的跳轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)公交車語(yǔ)音報(bào)站功能。 圖 按鍵程序流程圖 本次單片機(jī)軟件仿真系統(tǒng)我選擇了 P。由于 Proteus 軟件的限制，無(wú)法對(duì)ISD4004 語(yǔ)音芯片進(jìn)行仿真，從而在此處我選用了 LED 燈來(lái)代替語(yǔ)音芯片，當(dāng)按鍵按下時(shí)，相對(duì)應(yīng)的 LED 燈點(diǎn)亮。下面主要介紹一下的 工作原理 [12]。其實(shí)用 LCD 顯示一個(gè)字符時(shí)比較復(fù)雜，因?yàn)橐粋€(gè)字符由 6 8 或 8 8 點(diǎn)陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個(gè)位置對(duì)應(yīng)的顯示 RAM 區(qū)的 8 字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為“ 1”，其它的為“ 0”，為“ 1”的點(diǎn)亮，為“ 0”的不亮。但由于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來(lái)說(shuō)，顯示字符就比較簡(jiǎn)單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在 LCD上開(kāi)始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)找出顯示 RAM對(duì) 應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，在此送上該字符對(duì)應(yīng)的代碼即可。而 D0~D7 分別與 51 單片機(jī)的 P0 口進(jìn)行連接，用來(lái)輸出數(shù)據(jù)與字符，這樣就可以在液晶上顯示出自己想要的字符 [13]。當(dāng)按下 1 鍵時(shí)， LCD 上顯示“”，同時(shí) LED1 亮；如果當(dāng)前的站是”，當(dāng)按下 2 鍵時(shí)， LCD 上顯示“”，此時(shí) LED2 亮， LED3 滅；當(dāng)按下 3 鍵時(shí)， LCD 上顯示“”，此時(shí) LED4 亮， LED3 滅。實(shí)現(xiàn)的效果圖如下圖 ， ，所示 按下 1 鍵 LCD 液晶顯示“”，同時(shí) LED1 亮。 圖 “ Ningboligong Dao Le” Num 2 LCD 液晶顯示“”， LED3 亮。 圖 “ Yiyaoxuexiao Dao Le” Num 4 LCD1602 液晶顯示“”，同時(shí) LED5 亮。 圖 “ Xie Xie Cheng Zuo” 在整一個(gè)硬件調(diào)試過(guò)程中，我主要分為三部分進(jìn)行調(diào)試，第一部分是按鍵調(diào)試。 首先，我進(jìn)行了按鍵調(diào)試。 其次，第二部分就是 LCD1602 液晶顯示的調(diào)試。我的 LCD 模塊的這三個(gè)接口分別是 ， ， ，而數(shù)據(jù)輸入口接在 P0 口上，因此只要將其連接上即可。這一部 分，因?yàn)榭戳撕芏嘞嚓P(guān)的視頻，所以基本沒(méi)有遇到問(wèn)題。 圖 LCD1602 液晶顯示調(diào)試模塊示例 最后，進(jìn)行 ISD4004 錄放音的調(diào)試。經(jīng)過(guò)咨詢好多人后，才得以成功連接，并能播放示例音樂(lè)。若程序燒錄成功后，按下錄音鍵，喇叭出現(xiàn)“滴滴滴滴”連續(xù)的響聲，說(shuō)明錄音開(kāi)始，可以進(jìn)行錄音。ISD4004 語(yǔ)音調(diào)試模塊如圖所示。 首先，按鍵與 LCD1602 的調(diào)試。主要的問(wèn)題是如何將按鍵加入到程序中，對(duì) LCD1602 顯示的內(nèi)容進(jìn)行控制。在程序中設(shè)置了 void key ，通過(guò)調(diào)用 void write uchar 這個(gè)函數(shù)，顯示出 LCD1602 的第一條內(nèi)容“ Huan Ying Cheng Zuo”。 所示。由于之前查閱的很多資料中有一段一錄一放的程序，了解他的原理后，發(fā)現(xiàn)與我需要的多段錄放效果原理相同。 圖 ISD4004 與按鍵的實(shí)物連接圖 最后，按鍵、 LCD1602 與 ISD4004 三者的結(jié)合。在這一測(cè)試中，按鍵要控制兩項(xiàng) LCD1602 的液晶顯示以及 ISD4004 語(yǔ)音的播放，而且兩個(gè)要同時(shí)。以“” 一站為例，最終的結(jié)果如下圖所示 圖 “ Ningboligong Dao Le”總體示例圖 據(jù)給出 ISD4004 的電路原理圖，正確連接電路； 調(diào)試已編譯的程序，將程序下載到 51 單片機(jī)中； 按下錄音鍵進(jìn)行錄音，連續(xù)錄完一段后，按下停止鍵停止。表 51 是隨機(jī)者 A1，A2， A3， A4， A5 按下 k1 鍵時(shí)的反饋情況。表 “ Huanyinchenzuo” 編號(hào) 按鍵（ num 1） LCD 上顯示“ Huanyingchengzuo” 語(yǔ)音播放同一站名 A1 1 是 是 A2 1 是 是 A3 1 是 是 A4 1 是 是 A5 1 是 是 表 52是 10名隨機(jī)者對(duì) num 2時(shí)的反饋情況，其中 A1― A5 是對(duì) 2 鍵的試用， A6― A10 對(duì) 3 鍵的試用