【正文】 ..................................................... 5 ISD1730 的 SPI 模式 ............................................................................ 7 SPI 協(xié)議格式 ........................................................................................ 7 ISD1700 的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) ............................................................................. 8 LCD 簡(jiǎn)介 ..................................................................................................... 8 第四章 控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................................................................. 11 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 ........................................................................................ 11 系統(tǒng)硬件構(gòu)成 ............................................................................................... 11 本章小結(jié) ..................................................................................................... 13 第五章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ........................................................................................... 14 應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)原則 ........................................................................................ 14 系統(tǒng)主程序 .................................................................................................. 15 選音播放子程序 ............................................................................................ 16 本章小結(jié) ..................................................................................................... 16 第六章 系統(tǒng)仿真與調(diào)試 ........................................................................................... 17 系統(tǒng)調(diào)試 ..................................................................................................... 18 第七章 總結(jié) .......................................................................................................... 20 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................. 21 致 謝 .................................................................................................................... 22 附 錄 ...................................................................................................................... 23 22 第 一章 緒論 研究背景和意義 隨著城市文明化和現(xiàn)代化建設(shè)步伐的加快，對(duì)建筑物中電梯的服務(wù)要求也越來(lái)越高，人們?cè)絹?lái)越追求智能化、人性化的乘梯環(huán)境。 一般的電梯只有顯示部分，如果人流量大，在人群里面很有可能看不到顯示的樓層，從而錯(cuò)過(guò)在到達(dá)的樓層下樓。 本設(shè)計(jì)以單片機(jī)和 ISD 語(yǔ)音芯片為核心，設(shè)計(jì)了一種電梯語(yǔ)音服務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了電梯語(yǔ)音服務(wù)的智能化和自動(dòng)化，以適應(yīng)各種對(duì)服務(wù)要求比較高的電梯中。矩陣鍵盤(pán)主要模擬樓梯的樓層信號(hào)，上、下行信號(hào)和關(guān)門(mén)信號(hào)； LCD 顯示模塊主要用來(lái)顯示樓層和上、下行信號(hào)；語(yǔ)音播報(bào)模塊主要作用就是播報(bào)樓層和上、下行信號(hào)。 設(shè)計(jì)要求 （ 1）采用 ISD1730語(yǔ)音芯片，設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)自動(dòng)控制的電梯語(yǔ)音系統(tǒng)；是語(yǔ)音播報(bào)模塊的主要構(gòu)成； （ 2）采用 ISD1730的 SPI串行接口進(jìn)行串行通信； （ 3）采用 AT89S51單片機(jī)，軟件部分的任務(wù)主要是找出將要進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)服務(wù)的樓層和在找到樓層后在合適的時(shí)候進(jìn)行放音。 系統(tǒng)方案論證 單片微處理器具有集成度高，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用靈活，處理器速度快等一系列優(yōu)點(diǎn)，這就使單片機(jī)為基礎(chǔ)的應(yīng)用系統(tǒng)容易做到體積小，性能好，價(jià)格便宜，易于產(chǎn)品化。在本設(shè)計(jì)中， 8 位單片機(jī)就能滿足系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求。在選擇 MCS—51 系列單片機(jī)芯時(shí)，在成本允許的情況下，盡可能的選擇集成度高的微處理器。同時(shí) AT89S51 具有 128 字節(jié)內(nèi)部 的 RAM， 32 位輸出 /輸入口線， 2 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 5 向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路，具有休眠和掉電兩種節(jié)電模式 [1]。 由于本系統(tǒng)的軟件主要是實(shí)現(xiàn) 一些控制操作和過(guò)程提示，沒(méi)有大的數(shù)字計(jì)算職能，所以本系統(tǒng)采用 C 語(yǔ)言編程，單片機(jī) AT89S51 具有 8K 的程序存儲(chǔ)區(qū)間，能夠滿足軟件存儲(chǔ)空間需要。 ISD1700 系列不僅在錄音時(shí)間上有更多的選擇（從 20 秒到 240 秒），而且在功能上繼承 14 及 25 系列的所有錄放功能，并增加了一些更加人性化的提示功能及對(duì)存儲(chǔ)的精確操作。嵌入式），以及可定制的信息操作指示音效。 圖 31ISD1700引腳圖 ISD1700 特點(diǎn) （ 1）可錄、放音十萬(wàn)次，存儲(chǔ)內(nèi)容可以斷電保留一百年； （ 2）兩種控制方式，兩種錄音輸入方式，兩種放音輸出方式； （ 3）可處理多達(dá) 255 段以上信息； （ 4）有豐富多樣的工作狀態(tài)提示； （ 5）多種采樣頻率對(duì)應(yīng)多種錄放時(shí)間； （ 6）音質(zhì)好，電壓范圍寬，應(yīng)用靈活，價(jià)廉物美。 管腳功能說(shuō)明 表 31 管腳功能說(shuō)明 管 腳 名 稱 PDIP/SOIC 管腳 TSOP 管腳 引 腳 說(shuō) 明 VCCD 1 22 數(shù)字電路電源 /LED 2 23 LED 指示信號(hào)輸出 /RESET 3 24 芯片復(fù)位 MISO 4 25 SPI 接口的串行輸出。數(shù)據(jù)在 SCLK 的下降沿時(shí)移出 MOSI 5 26 SPI 接口的數(shù)據(jù)輸入端口。數(shù)據(jù)在 SCLK 上升沿被鎖存在芯片內(nèi)。由主控制芯片產(chǎn)生，并且被用來(lái)同步芯片 MOSI 和 MISO 端各自 的數(shù)據(jù)輸入和輸出。 /SS 7 28 為低時(shí)，選擇該芯片成為當(dāng)前被控制設(shè)備并且開(kāi)啟 SPI 接口。需要一個(gè)交流耦合電容（典型值為 ），并且輸入信號(hào)的幅值不能超出 。 MIC+ 10 3 麥克風(fēng)輸入 + 22 續(xù)表 31 MIC 11 4 麥克風(fēng)輸入 VSSP2 12 5 負(fù)極 PWM 喇叭驅(qū)動(dòng)器地 SP 13 6 喇叭輸出 VCCP 14 7 PWM 喇叭驅(qū)動(dòng)器電源 SP+ 15 8 喇叭輸出 + VSSP1 16 9 正極 PWM 喇叭驅(qū)動(dòng)器地 AUD/ AUX 17 10 輔助輸出，決定于 APC 寄存器的 D7 ，用來(lái)輸出一個(gè) AUD 或 AUX 輸出。他們能夠被用來(lái)驅(qū)動(dòng)一個(gè)外部揚(yáng)聲器。 APC 寄存器的 D9 可以使其掉電。 Analn 信號(hào)被立刻從 Analn 經(jīng)由音量控制線路發(fā)射到喇叭以及 AUD/AUX 輸出。該管腳有一個(gè)內(nèi)部上拉設(shè)備和一個(gè)內(nèi)部防抖動(dòng)電路 ，允許使用按鍵開(kāi)關(guān)來(lái)控制開(kāi)始和結(jié)束。 Ready( 獨(dú)立模式 ) 該管腳在錄音，放音，擦除和指向操作時(shí)保持為低，保持為高時(shí)進(jìn)入掉電狀態(tài)。一旦中斷消除，該腳變回為高。 ISD1700作為從機(jī)，幾乎所有的操作都可以通過(guò)這個(gè) SPI協(xié)議來(lái)完成 。另外， SET_PLAY， SET_REC， SET_ERASE命令允許用戶指定錄音、放音和擦除的開(kāi)始和結(jié)束。 ISD1700系列的 SPI串行接口操 作遵照以下協(xié)議 [6]： （ 1） 一個(gè) SPI處理開(kāi)始于 /SS管腳的下降沿 ； （ 2） 在一個(gè)完整的 SPI指令傳輸周期， /SS管腳必須保持低電平； （ 3） 數(shù)據(jù)在 SCLK的上升沿鎖存在芯片的 MOSI管腳，在 SCLK的下降沿從 MISO管腳輸出，并且首先移出低位； （ 4） SPI指令操作碼包括命令字節(jié)，數(shù)據(jù)字節(jié)和字節(jié)，這決定于 1700的指令類(lèi)； （ 5） 當(dāng)命令字及數(shù)據(jù)輸入到 MOSI管腳時(shí)，同時(shí)狀態(tài)寄存器和當(dāng)前行信息從 MISO管腳移出； （ 6） 一個(gè) SPI處理在 /SS變高后啟動(dòng)； （ 7） 在完成一個(gè) SPI命令的操作后，會(huì)啟動(dòng)一個(gè)中斷信息，并且持續(xù)保持為低，直到芯片收到 CLR_INT命令或者芯片復(fù)位。當(dāng)芯片讀寫(xiě)存儲(chǔ)器時(shí)會(huì)檢查是否合法的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，若不是則 LED 會(huì)閃 7下，然后芯片將不接受任何指令除了復(fù)位和全部擦除指令 [7]。環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)管理系統(tǒng)管理的是 0x10 到末 ， 0x00 至 0x0f 為 SE的。在此管理系統(tǒng)下錄音段之間是連續(xù)存放的，但首與末之間至少有一個(gè)空間隔來(lái)讓系統(tǒng)區(qū)分首末。例如屏的第一行的亮暗由 RAM 區(qū)的 000H——00FH 的 16 字節(jié)的內(nèi)容決定，當(dāng) （ 000H） =FFH時(shí) ，則屏幕的左上角顯示一條短亮線，長(zhǎng)度為 8 個(gè)點(diǎn)；當(dāng) （ 3FFH） =FFH 時(shí)，則屏幕的右下角顯示一條短亮線；當(dāng) （ 000H） =FFH，（ 001H） =00H，（ 002H） =00H，（ 00EH） =00H，（ 00FH） =00H 時(shí)，則在屏幕的頂部顯示一條由 8 段亮線和 8 條暗線組成的虛線。 字符的顯示：用 LCD 顯示一個(gè)字符時(shí)比較復(fù)雜，因?yàn)橐粋€(gè)字符由 68 或 88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。 22 圖 33 1602 實(shí)物圖 圖 34 1602 外形尺寸圖 圖 35 1602 與單片機(jī)連接圖 表 32 1602 接口信號(hào)說(shuō)明 22 編號(hào) 符號(hào) 引腳說(shuō)明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說(shuō)明 1 VSS 電源地 9 D2 Data I/O 2 VDD 電源正極 10 D3 Data I/O 3 VL 液晶顯示偏壓信號(hào) 11 D4 Data I/O 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇端（ H/L） 12 D5 Data I/O 5 R/W 讀 /寫(xiě)選擇端（ H/L） 13 D6 Data I/O 6 E 使能信號(hào) 14 D7 Data I/O 7 D0 Data I/O 15 BLA 背光源正極