【正文】 ...................... 9 LCD 液晶顯示電路 ................................................. 11 語音芯片電路 .................................................... 14 ISD4004 引腳的說明 ........................................... 14 ISD4004 的操作模式說明 ....................................... 16 功放電路 ........................................................ 17 紅外無線控制電路及控 制說明 ...................................... 18 按鍵控制 ........................................................ 20 實時時鐘電路 .................................................... 20 溫度傳感模塊 .................................................... 21 IV 晶振電路 ........................................................ 22 系統(tǒng)電源供電電路 ................................................ 23 第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 ................................................. 25 中斷服務(wù)程序 ..................................................... 25 錄音 /放音控制程序 ................................................ 27 紅外遙控解碼程序 ................................................. 28 主程序設(shè)計 ....................................................... 29 第五章 系統(tǒng)的制作、焊接與調(diào)試 ......................................... 31 系統(tǒng)的制作 ....................................................... 31 系統(tǒng) 的焊接 ....................................................... 31 系統(tǒng)的調(diào)試 ....................................................... 31 第六章 系統(tǒng)的驗證及改進 ............................................... 33 系統(tǒng)的驗證 ....................................................... 33 系統(tǒng)的待改進的模塊 ............................................... 33 設(shè)計總結(jié) .............................................................. 35 參考文獻 .............................................................. 37 致謝 .................................................................. 39 附錄 .................................................................. 41 附錄一 系統(tǒng)的主程序清單 .............................................. 41 附錄二 基本單片機公交車自動報站 系統(tǒng)設(shè)計的原理圖 ...................... 50 附錄三 基本單片機公交車自動報站系統(tǒng)設(shè)計的 PCB 圖 ...................... 51 附錄四 基于單片機公交車自動報站系統(tǒng)設(shè)計的元器件清單 .................. 52 附錄五 基于單片機公交車自動報站系統(tǒng)設(shè)計的實物圖 ...................... 53 附錄六 基于單片機公交車自動報站系統(tǒng)設(shè)計的使用說明 .................... 54 引言 1 引言 雖 著我國城市建設(shè)的發(fā)展，對城市服務(wù)行業(yè)的服務(wù)質(zhì)量要求也越來越高?，F(xiàn)如今由售 票員人工售票，報站的公交車已經(jīng)基本沒有了，無人售票公交車在街頭逐漸多起來了，語音報站器也被廣泛使用，這在相當(dāng)大的程度上免除了乘務(wù)人員沿途報站的麻煩，給許多不熟悉公交線路的乘客帶來了方便。本設(shè)計結(jié)合單片機的特點和公交車報站器的特點，提出了一種基于單片機 STC89C52 來控制語音芯片 ISD4004 進行公交車語音報站，并通過 LCD1602 來顯示當(dāng)前實時情況。在本設(shè)計論文的結(jié)尾，分別附有與本設(shè)計相關(guān)的資料，包括設(shè)計系統(tǒng)主程序，系統(tǒng)原理圖，系統(tǒng) PCB 圖，系統(tǒng)元件清單，系統(tǒng)實物圖及系統(tǒng)使用說明。傳統(tǒng)由乘務(wù)人員人工報站，該方式因其效果太差和工作強度太 大，在絕大多城市已經(jīng)被淘汰。在聲學(xué)領(lǐng)域，微機技術(shù)與各種語音芯片的結(jié)合，既可以完成語音的合成技術(shù)，又可以使得公交車報站器的實現(xiàn)，從而為市民提供了更加人性化的服務(wù)，鑒于公交車報站的具體情況，結(jié)合公交車的使用特點及實際運營環(huán)境，設(shè)計了一種由單片機控制的公交車報站系統(tǒng)。 選題的研究現(xiàn)狀 如下所述： 目前公交車報 站系統(tǒng)技術(shù)主要有以下幾種 ： 第一種是目前最常用的系統(tǒng)，到站前由乘務(wù)人員按動進站按鈕開始報站，出站時由乘務(wù)人員按下出站按鈕并且開始預(yù)報下站的站名 ；第二種是 門控語音報站器 ， 將開門 、 關(guān)門時轉(zhuǎn)換信號和語音報站器連接 ，開門和關(guān)門時自動報站 ；第三種是 無線信標(biāo)語音報站器 ，它是 在每個公交車站點設(shè)置發(fā)射信標(biāo)點 ， 公交車臨近到站點左右會收到信標(biāo)信號 ， 開始自動報站 ， 出站后信號消失 ， 開始預(yù)報下一站 ，此報站器 報站準(zhǔn)確 ，但 需要為每個站點組建無線發(fā)射信標(biāo) ， 建設(shè)復(fù)雜 、 費用高 ， 大部分站點無電源供應(yīng) ， 公交車數(shù)量多時存在頻率干擾問題 ， 且較嚴重 ， 用戶 修改站點非常不方便 ， 系統(tǒng)維護成本高 ；第四種就是 GPS 自動語音報站器 ，此報 器是在公交車上安裝 GPS 自動語音報站器 ， 自動識別站點并報告站點信息 。 2). 不同公交線路的站名的輸入和更換。 4). 使用本系統(tǒng)可以進行語音播報，使報站器更人性化。 6). 利用汽車后門的打開與關(guān)閉實現(xiàn)對當(dāng)前站名的播報和下一站的預(yù)報，當(dāng)播報出錯時還可以利用調(diào)試按鈕進行對播報系統(tǒng)的調(diào)試。 系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)圖 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計的要求和設(shè)計思路，確定該系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)圖。硬件電路主要有 MCU微處理控制器單元、 LCD 液晶顯示模塊、語音芯片、功放、按鍵控制、紅外電路模塊、溫度測 試模塊、實時時鐘電路、晶振電路、電影模塊等電路組成。 華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 6 MCU 微處理控制器的方案對比選擇 方案一： MCU 微處理控制器的種類很多，有 宏晶科技公司生產(chǎn)的 STC89CXX 系列單片機，其中有 8位的單片機，也有 16 位的單片機。并且可以在線進行重復(fù)編程、快速擦除、快速寫入程序，能重復(fù)擦除 /寫入 1000 次左右，數(shù)據(jù)保存時間為十年。它也有很多特點，比如：體積下、集成度高、可靠行好、易于擴展；具有較強的中斷處理能力；功能強、效率高的指令系統(tǒng)及低功耗、低電壓。 綜上所述，在本設(shè)計中，考慮到本人對單片機的運用熟練度和單片機功能領(lǐng)域，選擇宏晶科技公司生產(chǎn)的 STC89C52 單片機作為本設(shè)計的微控制器。在這個設(shè)計中，可以用 LED 數(shù)碼管來顯示相應(yīng)站臺的站號，提醒司機自動是去向或者 是回向的第幾站，讓司機心里有數(shù)，同時增加顯示數(shù)字的可讀性。單價是 元，那 16 個共需要 16 =（元）。 方案二： LCD1602 液晶顯示器是一塊價廉物美的器件，其體積小，控制簡單，使用方便。市場上一塊 LCD1602 的價格也就 15元左右，比數(shù)碼管還便宜，況且顯示的站牌能更清晰。在控制使用上，需要 8 根數(shù)據(jù)線和 3根控制線，其余的 PSB、 RST 和 BLA 直接與 VCC 相連接。 綜上所述，在 LCD 液晶顯示模塊上，選擇方案二中的 LCD1602 液晶顯示器作為本設(shè)計的顯示模塊。 第二章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計和方案對比選擇 7 語音芯片的方案對比選擇 方案一：臺灣公司生產(chǎn)的 ARP9600 語音錄放芯片，是采用模擬存儲技術(shù)的一款音質(zhì)好、低嗓音不怕斷電、可反復(fù)錄放的新型語音芯片，單片可錄放 3260 秒，串行控制時可分 256 段以上，并行控制時最大可分 8 段。 方案二： 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(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。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(fù)錄音 10 萬次。臺灣公司生產(chǎn)的ARP9600語音錄放芯片和美國 ISD公司的 ISD4004語音錄放 芯片相比，相同點都是 DIP28雙列直插塑料封裝，在管腳排列上也基本相同， +5V 電源供電，可以不加功放直接外接驅(qū)動揚聲器。 ．實時時鐘電路的方案對比選擇 方案一： DS1302 是美國 DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實時時鐘電路芯片，它可以對年、月、日、星期、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為 ~。 DS1302 內(nèi)部有一個 31 8 的應(yīng)用臨時性存放數(shù)據(jù)的 RAM 寄存器。 方案二： DS12887 也是是美國 DALLAS 半導(dǎo)體公司最新推出的串行接口實時時鐘芯片，采用 CMOS 技術(shù)制成，內(nèi)部具有晶振和時鐘芯片備份鋰電池。 DS12887 芯片具有微功耗、外圍接口簡單、精度高、工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點，可廣泛用于各種需要接很多引腳，才能對它達到一個很好的控制。其控制方便、占單片機 I/O 口 線少、體積小、價格便宜，方便本設(shè)計的使用。 第三章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計電路及元件說明 9 第三章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計電路及元件說明 本章根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)圖來對每個部分的電路進行分析和說明，重點講述微控制器 STC89C5語音芯片 ISD400液晶顯示模塊 LCD160實時時鐘芯片 DS130溫度模塊芯片 DB18B20 和紅外控制模塊。 MCU 微控制器電路 STC89C52 的塑封圖如圖 31所示，它為 DIP40 雙列直插塑料封裝。因此，下面對 SYC89C52 進行必要的說明， STC89C52 的管腳如圖 32所示。 ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號 PSEN(Pin29)：外部存儲器讀選通信號 EA/VPP(Pin31)：程序存儲器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲器讀指令。 PO口（ Pin39～ Pin32）： 8 位雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P1口（ Pin1～ Pin8）： 8位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P2口（ Pin21～ Pin28）： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P3口（ Pin10～ Pin17）： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ STC89C52 主要功能 如表 31 所示。因此，液晶顯示器畫質(zhì)高且不會閃爍。 體積小、重量輕 ： 液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來達到顯示的目的，在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多。 2） . LCD1602 是一種用 5 7點陣圖形來顯示字符的液晶顯示器模塊，它顯示的容量為 2 行 16 個字。其引腳結(jié)構(gòu)圖如圖 所示 。 第 2 腳： VDD 接 5V 正電源。 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。當(dāng) RS和 R/W 共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平 R/W 為高電平時可以讀忙信號，當(dāng) RS為高電平 R/W 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 第 7～ 14 腳： D0～ D7為 8位雙向數(shù)據(jù)線。 第 16 腳：背光源負極。（說明： 1為高電平、 0為低電平） 指令 1：清顯示，指令 碼 01H,光標(biāo)復(fù)位到地址 00H 位置。 指令 3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動方向