【正文】 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(chē)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 圖 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。 2) 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。 4) 撥動(dòng)開(kāi)關(guān) k1 為錄音狀態(tài)， k2 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(xiě)數(shù)據(jù)，字符操作。 鍵盤(pán)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(pán)，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(pán)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(mén)下車(chē)，下車(chē)請(qǐng)當(dāng)心；車(chē)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(mén)下車(chē)，下車(chē)請(qǐng)當(dāng)心；車(chē)輛起步，請(qǐng)拉好扶手，前方?？扣粗荻?”，同時(shí) LCD1602 上顯示 “Yiyaoxuexiao Dao Le”。 num=6,ISD4004 播報(bào) “謝謝乘坐本次公交車(chē) ”，同時(shí) LCD1602 上顯示 “Xie Xie Cheng Zuo”。 19 軟件主流程圖 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(chē)語(yǔ)音報(bào) 站功能。 圖 軟件主流程圖 ISD4004 語(yǔ)音模塊錄放音 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=）。 20 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 為錄音流程圖。 圖 錄音程序流程圖 21 圖 放音程序流程圖 22 LCD1602 系統(tǒng)上電后，液晶顯示模塊進(jìn)行初始化。圖 為本次設(shè)計(jì)的液晶顯示 1602 的程序流程圖。圖 流程圖。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。在仿真時(shí)，由于語(yǔ)音模塊不能進(jìn)行仿真，為了增加點(diǎn)難度，在液晶顯示模塊方面我選擇了可以顯示漢字的 1602 模塊。 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(xiě)數(shù)據(jù)，字符操作。 在此次仿真過(guò)程中 ，總共設(shè)計(jì)了 4 個(gè)按鍵， k1：歡迎乘坐， k2：上一站， k3：下一站 ,k4：謝謝乘坐。當(dāng)按下 k4 時(shí)， LCD 上顯示 “Xie Xie Cheng Zuo”。 圖 “Huan Ying Cheng Zuo” 按下 k2 或者 k3 鍵顯示， k2 鍵逆向顯示， k3 鍵順向顯示 Num=1 LCD1602 液晶顯示 “Ningboligong Dao Le”，同時(shí) LED2 亮。 圖 “Wanglixueyuan Dao Le” Num=3 LCD1602 液晶顯示 “Yiyaoxuexiao Dao Le”，同時(shí) LED4 亮。 圖 “Yinzhoueryuan Dao Le” 27 按下 k4 鍵 LCD1602 液晶顯示 “Xie Xie Cheng Zuo”，同時(shí) LED5 亮。第二部分是 LCD 液晶顯示調(diào)試，第三部分是 ISD4004 語(yǔ)音模塊錄放調(diào)試。對(duì)于按鍵和 LED 調(diào)試，我所采用的工具是萬(wàn)用表，因?yàn)榘存I原理是松開(kāi)狀態(tài)，電路斷開(kāi)；按下按鍵，電路短路，以此來(lái)檢測(cè)它們的好壞。第一步，將 LCD1602 正確的連接到 51 單片機(jī)上，在連接時(shí)要注意液晶屏的 日 rs,rw,e 這三個(gè)口的位 置，一旦接錯(cuò) LCD就有可能被燒壞。第二步，將已編譯正確的 LCD 液晶顯示程序下載到 51 單片機(jī)，查看 LCD1602 上是否能夠顯示你想得到的內(nèi)容。例如顯示 “Huan Ying Cheng Zuo”如圖 所示。在這次設(shè)計(jì)中，如何正確的將 ISD4004 與 51連接成了我最大的問(wèn)題。此外，將另外一段一錄一放的程序下載到 51，檢測(cè) ISD4004 的錄放音功能。 29 錄完后，按下放音鍵，檢測(cè)是否能夠正確放音。在本次設(shè)計(jì)中，我設(shè)置了一個(gè)移位變量 add，每錄完一個(gè)音，移位 100，開(kāi)始錄下一段語(yǔ)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”。 如圖 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。 其中，在調(diào)試錄放音時(shí)，還添加了 LED 模塊，主要功能是檢測(cè)按鍵是否有效。如果再有按鍵按下 LED1 亮，如此來(lái)判別錄音鍵，放音鍵，移 位鍵，復(fù)位鍵以及停止鍵是否有效。 31 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 “Ningboligong Dao Le” 一站為例，最終的結(jié)果如下圖 所示 。然后按下移位鍵 再次按下錄音鍵開(kāi)始錄另外一段音，按停止鍵停止；如此反復(fù) 6 次，將需要的錄音片段錄好并存放到單元位置 ； 4) 錄完音后，按放音鍵放音，按一次鍵就播放一段錄音 ； 5) 將語(yǔ)音模塊正確連接到 AT89C51 最小系統(tǒng) 。 測(cè)試結(jié)果 為了使 本設(shè)計(jì)的結(jié)果更加 客觀 與可靠，我隨機(jī)調(diào)查了一下身邊同學(xué)試用情況 。 表 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 k1 是 是 A2 k1 是 是 A3 k1 是 是 A4 k1 是 是 A5 k1 是 是 表 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) k2 鍵的試用，A6—A10 對(duì) k3 鍵的試用。車(chē)輛起步，請(qǐng)拉好扶手，前方?？?，萬(wàn)里學(xué)院 ”，則說(shuō)明正確，十名隨機(jī)者回答 “是 ”即可。如果此時(shí) LCD1602 上顯示 “Wanlixueyuan Dao Le”，同時(shí)語(yǔ)音ISD4004 中播放 “萬(wàn)里學(xué)院到了，請(qǐng)從后門(mén)下車(chē)，下車(chē)請(qǐng)當(dāng)心。 表 “Wanlixueyuan Dao Le” 編號(hào) 按鍵（ num=3） LCD 上顯示 “Wanlixueyuan Dao Le” 語(yǔ)音播放同一站名 A1 k2 是 是 A2 k2 是 是 A3 k2 是 是 A4 k2 是 是 A5 k2 是 是 A6 k3 是 是 A7 k3 是 是 A8 k3 是 是 A9 k3 是 是 A10 k3 是 是 表 是 10 名隨機(jī)者對(duì) num=4 時(shí)候的反饋情況，其中 A1—A5 是對(duì) k2 鍵的試用，A6—A10 對(duì) k3 鍵的試用。車(chē)輛起步，請(qǐng)拉好扶手，前方?？浚粗荻?”，則說(shuō)明正確，十名隨機(jī)者回答 “是 ”即可。如果此時(shí) LCD1602 上顯示 “Yinzhoueryuan Dao Le”，同時(shí)語(yǔ)音 ISD4004 中播放 “鄞州二院到了，請(qǐng)從后門(mén)下車(chē)，下車(chē)請(qǐng)當(dāng)心 ”，則說(shuō)明正確，十名隨機(jī)者回答 “是 ”即可。如果此時(shí) LCD1602 上顯示 “Xiexiechengzuo”，同時(shí)語(yǔ)音ISD4004 中播放 “謝謝乘坐本次公交車(chē) ”，則說(shuō)明正確，十名隨機(jī)者回答 “是 ”即可。 37 第 6章 測(cè)試結(jié)果及分析 測(cè)試環(huán)境 在本次測(cè)試中，主要用到的測(cè)試工作是萬(wàn)能表，由于都是現(xiàn)成的模塊，因此不需要電烙鐵，錫之類(lèi)的焊接工具。 Keil 和 Vw 主要用于程序的編寫(xiě)以及運(yùn)行。 C文件可以在 Keil 中 由 C51及 C51編譯器編譯生成目標(biāo)文件 (.OBJ)。 ABS文件由 OH51轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的 Hex 文件，這樣通過(guò) STC 可以將程序下載到 51單片機(jī)中，進(jìn)行硬件方面的測(cè)試。 Proteus 主要用于仿真，運(yùn)用這個(gè)軟件，我們可以通過(guò)仿真來(lái)查看我們的一些參數(shù)以及實(shí)現(xiàn)的效果。 硬件測(cè)試的環(huán)境是 win7系統(tǒng)。 按下 k2 鍵 ——上一站， k3 鍵 ——下一站， 現(xiàn)象： num=1,ISD4004 播報(bào) “歡迎乘坐 ”，同時(shí) LCD1602 上顯示 “Huan Ying Cheng Zuo”。 num=3,ISD4004 播報(bào) “萬(wàn)里學(xué)院到了，請(qǐng)從后門(mén)下車(chē)，下車(chē)請(qǐng)當(dāng)心；車(chē)輛起步，請(qǐng)拉好扶手，前方?？酷t(yī)藥學(xué)校 ”，同時(shí) LCD1602 上顯示 “Wanglixueyuan Dao Le”。 num=5,ISD4004 播報(bào) “鄞州二院到了，請(qǐng)從后門(mén)下車(chē)，下車(chē)請(qǐng)當(dāng)心； ”，同時(shí) LCD1602上顯示 “Yinzhoueryuan Dao Le”。在這一課題的研究中，主要做了一下一些工作。 在過(guò)去的幾個(gè)月中，我從一開(kāi)始的查找資料、閱讀文章、理解文章到構(gòu)建整篇論文的框架，然后再根據(jù)框架中所需要的內(nèi)容逐個(gè)突破，解決。因?yàn)槭堑谝淮我粋€(gè)人做專(zhuān)業(yè)的東西，以前是有接觸過(guò)，但是基本上都有組員的，所以這次的壓力很大。其實(shí)在以上完成的內(nèi)容中，最難得地方是 Proteus 仿真，因?yàn)槲揖幊痰幕A(chǔ)較弱，思維也不夠活躍，在仿真的時(shí)候，我先根據(jù)自己的需求畫(huà)好了仿真圖，然后根據(jù)網(wǎng)上找的資料，閱讀并理解了程序，當(dāng)然，網(wǎng)上給的程序并不完全符合我的要求，所以我在理解的基礎(chǔ)上還得做進(jìn)一步的改進(jìn)。 大概一個(gè)月之前，我開(kāi)始了我的硬件設(shè)計(jì)， 在這次硬件設(shè)計(jì)過(guò)程中，我學(xué)到了很多，之前很怕編程，但是漸漸的，我發(fā)現(xiàn)，主要了解了元器件的原理，以及運(yùn)用方法，寫(xiě)程序不會(huì)很難。其實(shí)在寫(xiě)程序時(shí)，并不需要一口氣解決，相反的，如果一步一步拆開(kāi)來(lái)完成，你會(huì)發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)單很多。 ISD4004 語(yǔ)音模塊，實(shí)在有點(diǎn)難，最終只能想同學(xué)伸出援手。 在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我真的要感謝身邊所有的同學(xué)，因?yàn)樗麄兊哪托?，讓我學(xué)到了很多東西，而且還順利完成了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。總之，謝謝身邊一切給過(guò)我?guī)椭娜恕?02209， 14． [8] 李建波 ． 基于 AT24C512 的漢字庫(kù)加載技術(shù)及顯示仿真 [A]． 液晶與顯示 ， 2022， 13． [9] 李吉志 ． 基于單片機(jī)的公交車(chē)智能語(yǔ)音報(bào)站和液晶顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì) [B]． 四川民族學(xué)院校辦科項(xiàng)目研究成果 ， 2022， 24． [10] College,Zhengzhou 450004， China)； Application of Voice Alarming Circuit Based on ISD2590 in Coal Mine Comprehensive Monitoring and Control System[J]； Industry and M