公交車(chē)自動(dòng)報(bào)站及漢字顯示系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、摘 要智能公交系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)的重要研究?jī)?nèi)容，近年來(lái)出現(xiàn)了許多針對(duì)公交車(chē)輛智能化的研究與嘗試，這其中就包括自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)。目前，國(guó)內(nèi)只有北京、上海、深圳、廣州、青島等城市實(shí)現(xiàn)了利用 gps 自動(dòng)報(bào)站，許多中小城市的公交車(chē)仍舊是傳統(tǒng)的人工按鍵報(bào)站，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)完全的智能化，給司乘人員帶來(lái)了很大的不便。因此，在中小城市中迫切需要智能化的公交車(chē)報(bào)站系統(tǒng)。本文應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)、語(yǔ)音合成技術(shù)和點(diǎn)陣led漢字顯示技術(shù)設(shè)計(jì)了一種公交車(chē)語(yǔ)音報(bào)站和漢字顯示系統(tǒng)，它能很好的模仿人完成報(bào)站任務(wù)，從而解決了人工報(bào)站不準(zhǔn)確不方便等問(wèn)題。本文設(shè)計(jì)的新型的公交車(chē)自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)，以at89s51單片機(jī)為核心，外擴(kuò)isd1730語(yǔ)音芯

2、片，點(diǎn)陣led漢字顯示屏和行列驅(qū)動(dòng)芯片。當(dāng)汽車(chē)到達(dá)某站時(shí)，通過(guò)gps模塊來(lái)觸發(fā)本系統(tǒng)進(jìn)行工作，通過(guò)語(yǔ)音輸出電路進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)站和提示，at89s51單片機(jī)同時(shí)通過(guò)程序讀取漢字信息送入led點(diǎn)陣顯示電路進(jìn)行漢字提示,達(dá)到了在車(chē)輛運(yùn)行期間顯示和語(yǔ)音的同步，提高了車(chē)輛的服務(wù)質(zhì)量。本文是以at89c51為主控芯片的進(jìn)行了系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)，分析并設(shè)計(jì)了各單元電路，包括語(yǔ)音電路、led顯示電路、電源電路。利用c語(yǔ)言進(jìn)行了程序設(shè)計(jì)，介紹了系統(tǒng)所采用的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境及其主程序設(shè)計(jì)，著重分析設(shè)計(jì)了led顯示模塊、語(yǔ)音播放模塊的實(shí)現(xiàn)流程，給出了大部分源代碼。本文設(shè)計(jì)的公交車(chē)自動(dòng)報(bào)站及漢字顯示系統(tǒng)具有使用方便、體積小、經(jīng)

3、濟(jì)實(shí)惠、工作穩(wěn)定、誤報(bào)率低等特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；gps；led漢字顯示屏；isd1730 abstractadvanced public transportation systems (apts) is an important part of intelligenttransport system (its), and many researches and attempts related to the intelligent publictransport vehicles have come forth during recent years. at present, many ci

4、ty buses in china are still the traditional manual buttons on station except beijing, shanghai, shenzhen, guangzhou,and qingdao. therefore, an intelligent bus-stop-announcing system is strongly required in thesecities.this paper introduces the design principle of a new bus automatic stop reporting s

5、ystem, which centers at89s51 single chip micyoco, concerning isd1730 speech chip, dot matrix led character display screen and line driver chip. when a bus reaches a certain stop, it makes this system to work through the gps module. that is, through the speech output circuit to carry out the work of

6、voice announcement and presentation, and at the same time at89s51 single chip micyoco carries out the character display through the read of characters and delivery to the led dot matrix display circuit. in this way, a synchronic cooperation of display and speech during the operation of the vehicle i

7、s reached and the service quality of buses is improved.a design method of the bus station report system based on at89c51snd1c isput forward. this part mainly discusses hardware design, including power circuit, the systemclock circuit, reset circuit, usb interface circuit and nand flash memory circui

8、t, etc. practical application circuit and pcb layout of the components are given.the automatic stop reporting and character display system designed in this paper is convenient, small in size, economy, stable, and low in mistake rate.key words: mcu; gps; led chinese characters display; isd1730 目 錄第1章

9、 緒 論11.1 課題研究的背景和意義11.2 公交車(chē)報(bào)站系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀21.3 論文的任務(wù)和工作內(nèi)容3第2章 系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)42.1方案論證42.2總體方案設(shè)計(jì)6第3章 硬件電路設(shè)計(jì)73.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)73.1.1 at89c51簡(jiǎn)介73.1.2 引腳說(shuō)明83.1.3 晶體振蕩電路103.1.4 復(fù)位電路113.2 語(yǔ)音電路設(shè)計(jì)123.2.1 語(yǔ)音電路芯片的介紹133.2.2 語(yǔ)音電路設(shè)計(jì)173.3 led顯示電路設(shè)計(jì)183.3.1 led顯示方式193.3.2 led驅(qū)動(dòng)原理203.3.3 顯示電路213.4 gps定位模塊設(shè)計(jì)213.5 電源電路設(shè)計(jì)22第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)2

10、44.1 主程序的設(shè)計(jì)254.2 子程序的設(shè)計(jì)264.2.1 led漢字顯示程序264.2.2 語(yǔ)音播放程序304.2.3 錄音程序31第5章 結(jié) 論37參考文獻(xiàn)38致 謝40附 錄41附 錄52附 錄55第1章 緒 論1.1 課題研究的背景和意義公共汽車(chē)是目前世界各國(guó)使用最廣泛的公共交通工具。它起始于 1905 年的美國(guó)紐約，當(dāng)時(shí)用公共汽車(chē)代替原有的公共馬車(chē)，20 世紀(jì) 30 年代得到了迅速的發(fā)展。隨著現(xiàn)代社會(huì)的建設(shè)，公交車(chē)越來(lái)越為大眾所喜愛(ài)，不僅僅可以在低消費(fèi)下達(dá)到目的地，同時(shí)也能省去很多的自駕麻煩，是打工族和學(xué)生族的常用交通工具，公交車(chē)便成為了現(xiàn)代文明城市的一道流動(dòng)的風(fēng)景線。為了使乘客方

11、便清楚的知道公交車(chē)所到站點(diǎn)，公交車(chē)配備了一些設(shè)備，最普遍的就是自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)，漢字顯示屏，無(wú)人售票等裝置。公共汽車(chē)之所以被廣泛采用，是由于它的機(jī)動(dòng)靈活，只要有相宜的道路，就可以通行，并且公共汽車(chē)組織運(yùn)行所需的附屬設(shè)施的投資，較之其它現(xiàn)代化公共交通工具也最少。我國(guó)的公共汽車(chē)車(chē)輛類(lèi)型甚多，按載客量分，有小型（載客 6090 人）、中型（載客 90130 人）和大型（載客 130180 人）。大型公共汽車(chē)對(duì)解決上下班客運(yùn)高峰時(shí)間的乘車(chē)擁擠情況起了很大的作用。城市公共交通是城市建設(shè)和發(fā)展的重要組成部分，隨著城市的擴(kuò)建，人們生活節(jié)奏的加快，公共交通問(wèn)題顯得日益重要。在我國(guó)中小城市里，公交車(chē)仍然是城市交通的

12、主體，它的服務(wù)質(zhì)量與市民們的生活息息相關(guān)，也是衡量一個(gè)城市的文明指標(biāo)。而國(guó)內(nèi)大多數(shù)城市現(xiàn)有的公交車(chē)還是采用傳統(tǒng)的公交系統(tǒng)，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)完全的智能化，比如公交車(chē)報(bào)站只能由人工按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)報(bào)站，離不開(kāi)駕駛員或售票員的相應(yīng)操作，公交車(chē)司機(jī)一邊要開(kāi)車(chē)一邊還要兼顧按鍵報(bào)站，這就增加了駕駛員的操作負(fù)擔(dān)，駕駛員開(kāi)車(chē)時(shí)為報(bào)站而分散精力，存在一定的安全隱患，同時(shí)由于人工報(bào)站受到個(gè)人素質(zhì)、工作態(tài)度 勞動(dòng)強(qiáng)度等因素影響，往往出現(xiàn)誤報(bào)、漏報(bào)甚至干脆不報(bào)等現(xiàn)象，給乘客帶來(lái)了很大的不便。因此，在中小城市中，公交車(chē)對(duì)自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的需求也日益強(qiáng)烈。利用 gps 全球定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)公交車(chē)自動(dòng)報(bào)站是近幾年來(lái)的一個(gè)熱門(mén)話題，一般公交車(chē)自動(dòng)

13、報(bào)站系統(tǒng)對(duì)車(chē)輛定位的精度要求在 2530 米，gps 全球定位系統(tǒng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)可以滿足這個(gè)定位精度的要求。公交車(chē)自動(dòng)報(bào)站及漢字顯示系統(tǒng)在公交事業(yè)中占有非常重要的地位，它不僅免去了人工報(bào)站，節(jié)省了人力，而且還提升了公交車(chē)工作效率，提高了公交車(chē)的服務(wù)質(zhì)量。目前，各個(gè)城市的公交車(chē)自動(dòng)報(bào)站的方式主要三種，其中一種是利用無(wú)線發(fā)送及接收芯片pt2262/和pt2272的公交車(chē)報(bào)站系統(tǒng)，在公交站的每個(gè)站牌處安裝發(fā)射芯片pt2262用來(lái)發(fā)射該站點(diǎn)事先編好的編碼信號(hào)，當(dāng)公交車(chē)到達(dá)該范圍內(nèi)（如50米之內(nèi)）時(shí)，其公交車(chē)上的接收芯片pt2272將對(duì)信號(hào)進(jìn)行接收與解碼，然后再將解碼后的信息通過(guò)液晶顯示模塊顯示，而語(yǔ)音芯片將同時(shí)

14、進(jìn)行播報(bào)，該方式的報(bào)站系統(tǒng)價(jià)格低廉，實(shí)現(xiàn)方便，也能滿足現(xiàn)代公交車(chē)的基本需要，因此目前國(guó)內(nèi)的大部分城市運(yùn)用此種方式，另一種是功能很強(qiáng)大且系統(tǒng)非常穩(wěn)定的gps衛(wèi)星定位報(bào)站系統(tǒng)，但由于這種方式的投資很昂貴，尤其是對(duì)于一些中小城市來(lái)說(shuō)無(wú)法承受，國(guó)內(nèi)雖也有此類(lèi)產(chǎn)品的研制開(kāi)發(fā)，但就目前的情況來(lái)看其投入的不是很廣，但是在一些發(fā)達(dá)國(guó)家（如美國(guó)）的部分城市已經(jīng)投入使用gps衛(wèi)星定位系統(tǒng)。第三種是手動(dòng)電子報(bào)站方式，此方式價(jià)格低廉，但操作較為繁瑣，現(xiàn)已逐漸被淘汰。自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)是智能公交系統(tǒng)的組成部分，公交車(chē)自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)是利用全球定位系統(tǒng)（gps）進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，根據(jù)公交車(chē)所處的位置進(jìn)行自動(dòng)報(bào)站、溫磬提示等服務(wù)，它將電

15、子、控制、計(jì)算機(jī)、通信等實(shí)用技術(shù)集中運(yùn)用于公共交通系統(tǒng)，改造舊的服務(wù)模式，建立全新的服務(wù)體系，不但提高了其服務(wù)質(zhì)量，同時(shí)也將為公交公司和社會(huì)帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：提供較為完美的乘客信息服務(wù)。借助先進(jìn)的定位通信系統(tǒng)，即時(shí)為乘客發(fā)布信息，為乘客出行提供全方位的信息服務(wù)；減少人工操作，尤其是駕駛員的操作負(fù)擔(dān)，在進(jìn)站、出站、轉(zhuǎn)彎的關(guān)鍵時(shí)刻，駕駛員可以更集中精力駕駛，提高公交車(chē)行駛過(guò)程中的安全系數(shù)；提升城市形象，公共交通是城市文明的窗口，先進(jìn)的公交信息系統(tǒng)的實(shí)施，必然提高公共交通的整體服務(wù)水平，提高城市的現(xiàn)代化程度；提高公交運(yùn)營(yíng)效率和管理水平，吸引大量客流，增加公交公司的經(jīng)濟(jì)

16、效益。1.2 公交車(chē)報(bào)站系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀當(dāng)今社會(huì)，公交車(chē)是大多數(shù)城市居民出行的重要工具之一，但就公交車(chē)目前的報(bào)站系統(tǒng)來(lái)看很難滿足大家的要求?，F(xiàn)在公交車(chē)使用普遍的還是人工按鍵報(bào)站系統(tǒng)，此系統(tǒng)存在以下兩個(gè)不可忽略的弊端：（1）存在隱形的安全隱患，因?yàn)槊看务{駛員都要在行駛時(shí)對(duì)報(bào)站器進(jìn)行操作以進(jìn)行報(bào)站，而車(chē)輛在進(jìn)出站的時(shí)候路面情況都很復(fù)雜，因此給行駛中的車(chē)輛和行人帶來(lái)一定的安全隱患。（2） 報(bào)站不夠準(zhǔn)確，因?yàn)轳{駛員在行駛的過(guò)程中操作報(bào)站系統(tǒng)時(shí)時(shí)常會(huì)忘按鍵或者按錯(cuò)鍵，有時(shí)在調(diào)整報(bào)站系統(tǒng)時(shí)會(huì)連續(xù)報(bào)站，這樣會(huì)給不熟悉路線的乘客帶來(lái)不便。目前我國(guó)的大部分城市公交自動(dòng)報(bào)站的方式主要有三種：（1）人工進(jìn)行報(bào)站：一般

17、是由當(dāng)?shù)氐某藙?wù)人員用方言來(lái)進(jìn)行報(bào)站，這樣會(huì)給外地乘客帶來(lái)很大的不便，但這種方式已經(jīng)被淘汰。（2）半自動(dòng)報(bào)站：這種報(bào)站方式是現(xiàn)在運(yùn)用普遍的，但由于這種報(bào)站系統(tǒng)需要駕駛員來(lái)控制，故會(huì)有誤報(bào)現(xiàn)象且還存在安全隱患。（3）自動(dòng)報(bào)站系：此報(bào)站方式已智能化，即無(wú)需駕駛員得參與，系統(tǒng)將自動(dòng)識(shí)別站點(diǎn)，雖然比較準(zhǔn)確，但也容易出現(xiàn)問(wèn)題且價(jià)格昂貴，所以這種方式運(yùn)用的不是很普遍。雖然國(guó)能外都在研究公交自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)，但采用的技術(shù)手段不一樣，有些開(kāi)發(fā)成本較高，且難以實(shí)現(xiàn)普及，特別是一些中小城市難以負(fù)擔(dān)，故開(kāi)發(fā)一種綜合性強(qiáng)的、且價(jià)格交低、易于實(shí)現(xiàn)普及的系統(tǒng)是公交事業(yè)迫切需要的。1.3 論文的任務(wù)和工作內(nèi)容本課題要求設(shè)計(jì)公交車(chē)

18、自動(dòng)報(bào)站及漢字顯示系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)公交車(chē)的語(yǔ)音自動(dòng)報(bào)站，即在進(jìn)站、出站時(shí)候自動(dòng)播報(bào)語(yǔ)音提示信息及服務(wù)用語(yǔ)，同時(shí)利用led顯示屏進(jìn)行漢字顯示。在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，除了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)要求的功能以外，同時(shí)，由于系統(tǒng)是安裝在公交車(chē)上，屬于車(chē)載終端設(shè)備，所以必須兼顧電源、功耗、體積等因素，且還要考慮到產(chǎn)品成本、開(kāi)發(fā)工具、研發(fā)周期等問(wèn)題。基于以上因素，整個(gè)系統(tǒng)采用了 at89c51 單片機(jī)作為主控制器的設(shè)計(jì)思路。本設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是研究設(shè)計(jì)公交車(chē)自動(dòng)報(bào)站及漢字顯示系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)中，作者主要完成了以下工作：1.確定以gps進(jìn)行定位，利用isd1730進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)站，以及利用4塊16*16led 顯示屏進(jìn)行文字的顯示2.在以a

19、t89c51為主控芯片的情況下，完成了硬件的整合，畫(huà)出了電路圖3.寫(xiě)出了軟件源代碼，進(jìn)行軟件編程，達(dá)到設(shè)計(jì)目的第2章 系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)2.1方案論證1控制模塊本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)作為核心控制芯片，單片機(jī)選用at89c51。at89c51是美國(guó)atmel公司生產(chǎn)的低電壓，高性能cmos8位單片機(jī)。該芯片具有40個(gè)引腳，4k bytes flash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ram），at89c51設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可通過(guò)軟件設(shè)置省電模式?？臻e模式下，cpu暫停工作，at89s51僅支持并行編程，而at89c51不但支持并行編程還支持isp在線編程。工作頻率更高，電源范

20、圍更寬，抗干擾性更強(qiáng)，加密功能更強(qiáng)。外置看門(mén)狗芯片max813l,此芯片是一體積小、功耗低、性?xún)r(jià)比高的帶看門(mén)狗和電源監(jiān)控功能的復(fù)位芯片；它使用簡(jiǎn)單、方便2語(yǔ)音模塊方案一：基于isd2560語(yǔ)音芯片的錄放電路設(shè)計(jì)isd2560系列語(yǔ)音芯片可通過(guò)spi協(xié)議方便地與cpu接口。 用isd2560芯片構(gòu)成的單片機(jī)通用開(kāi)發(fā)板采用國(guó)內(nèi)最常用的mcs-51語(yǔ)言單片機(jī)89c51來(lái)與isd2560系列語(yǔ)音芯片相結(jié)合，可供用戶開(kāi)發(fā)各種新型智能型數(shù)碼語(yǔ)音產(chǎn)品。方案二； 基于isd1730語(yǔ)音芯片的錄放電路isd1730是華邦公司新推出isd1700 系列芯片的單片優(yōu)質(zhì)語(yǔ)音錄放電路，該芯片能提供多項(xiàng)新功能，包括內(nèi)置專(zhuān)

21、利的多信息管理系統(tǒng)，新信息提示,雙運(yùn)作模式（獨(dú)立&嵌入式），以及可定制的信息操作指示音效。芯片內(nèi)部包含有自動(dòng)增益控制、麥克風(fēng)前置擴(kuò)大器、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)線路、振蕩器與內(nèi)存等的全方位整合系統(tǒng)功能。通過(guò)分析比較，本次設(shè)計(jì)采用isd1730語(yǔ)音芯片設(shè)計(jì)錄放電路，其相對(duì)于isd2560語(yǔ)音芯片來(lái)講功能更強(qiáng)大，由按鍵直接控制語(yǔ)音的錄放等，電路工作穩(wěn)定、可靠性高，完全達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，具有非常好的實(shí)用性。芯片isd1730提供多項(xiàng)創(chuàng)新功能，包括多信息管理系統(tǒng)， 新信息提示，雙運(yùn)作模式，以及可定制的信息操作指示音效。芯片內(nèi)部包含有自動(dòng)增益控制、麥克風(fēng)前置擴(kuò)大器、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)線路、振蕩器與內(nèi)存等，能實(shí)現(xiàn)全方位整合系統(tǒng)功

22、能。該芯片可錄放音十萬(wàn)次，存儲(chǔ)內(nèi)容可以斷電保留一百年，具有兩種控制方式，兩種放音方式輸出方式，可處理多大255段信息，而且它的音質(zhì)好，應(yīng)用非常靈活。本設(shè)計(jì)選用isd1730芯片為本設(shè)計(jì)的播放語(yǔ)音芯片，并且對(duì)芯片的各個(gè)引腳功能，以及和單片機(jī)連接的電路進(jìn)行了細(xì)致的分析和研究，該芯片內(nèi)部包含片上時(shí)鐘,麥克風(fēng)前置放大器 ,自動(dòng)增益控制,帶通濾波器 ,平滑濾波器和功率放大器。采用模擬存儲(chǔ)技術(shù),能夠提供20秒的錄放時(shí)間,且掉電不丟失,語(yǔ)音質(zhì)量高。在報(bào)站狀態(tài)下 ,只需要由單片機(jī)p1口送出所需報(bào)站名及其他語(yǔ)句的存儲(chǔ)地址,給23腳一個(gè)下降沿信號(hào),開(kāi)始放音. 3顯示模塊方案一：采用lcd點(diǎn)陣顯示，用來(lái)顯示文字、圖

23、形、圖像、等各種信息的顯示屏幕。它均由lcd矩陣塊組成。圖文顯示屏可與計(jì)算機(jī)同步顯示漢字、英文文本和圖形，該方案簡(jiǎn)單易行。但所需的元件較多，且不容易進(jìn)行操作，可讀性差，一旦設(shè)定后，很難再加入其他的功能。方案二：采用液晶（lcd1602）顯示器件，該液晶顯示器件與同類(lèi)型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡(jiǎn)潔得多，且該器件的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。而且此液晶顯示平穩(wěn)、省電、美觀，更容易實(shí)現(xiàn)題目要求，對(duì)后續(xù)的功能兼容性高，。只需將軟件作修改即可，可操作性強(qiáng)，也易于讀數(shù)，能同時(shí)顯示日期、時(shí)間、星期且易于修改。方案三：采用4個(gè)16*16點(diǎn)陣led顯示漢字，即為16*1

24、28點(diǎn)陣漢字顯示，并且設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電路。根據(jù)at89s51單片機(jī)的特點(diǎn)， 它一共使用32條io口，為了節(jié)約io資源，選有74ls245芯片為單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)充io資源提供了條件。將行列總線通過(guò)74245接在單片機(jī)的i0口，實(shí)現(xiàn)行掃描控制，在單片機(jī)通過(guò)74ls595接入列總線實(shí)現(xiàn)列掃描的控制。然后把上面分析到的掃描代碼送入總線,就可以得到顯示的漢字。 通過(guò)比較最終選擇方案三。在設(shè)計(jì)中，由于一共用到16行,128列,因此本設(shè)計(jì)我們使用4-16線譯碼器74ls154來(lái)完成行方向的顯示。用點(diǎn)陣方式構(gòu)成圖形或文字，是非常靈活的，可以根據(jù)需要任意組合和變化，只要設(shè)計(jì)好合適的數(shù)據(jù)文件，就可以得到滿意的顯示效果。因

25、而采用點(diǎn)陣式圖文顯示屏顯示經(jīng)常需要變化的信息，是非常有效的。8*8的led點(diǎn)陣為單色行共陽(yáng)模塊，單點(diǎn)的工作電壓為正向（vf)=1.8v,正向電流（if）=8至10ma 。靜態(tài)點(diǎn)亮器件時(shí)（64點(diǎn)全亮）總電流為640ma，總電壓為1.8v，總功率為1.15w。動(dòng)態(tài)時(shí)取決于掃描頻率（1/8或1/16秒），單點(diǎn) 瞬間電流可達(dá) 80-160ma。16*16點(diǎn)陣靜態(tài)時(shí)16*16*10ma,動(dòng)態(tài)時(shí)單點(diǎn)電流80-160ma。4 定位模塊在定位系統(tǒng)中有很多種選擇，但如若想要達(dá)到智能化，自動(dòng)化報(bào)站，我認(rèn)為最應(yīng)該選擇gps全球衛(wèi)星定位，既準(zhǔn)確又方便，而且提高了效率。本設(shè)計(jì)采用全新臺(tái)灣holux公司推出的sirf第三

26、代高靈敏度超小型gps接收模塊。它采用sirf第三代芯片，主要是定位靈敏度大大提高，例如在汽車(chē)上應(yīng)用時(shí)，只要靠近車(chē)窗就能較好工作，使用更方便，定位也更準(zhǔn)確。使用sirf第三代低耗電量(lp)，高效能晶片,大大降低耗電量。具有快速定位及追蹤 12 顆衛(wèi)星的能力。晶片內(nèi)建1920 次/ 頻率硬體, 提高接收傳送搜尋衛(wèi)星訊號(hào)能力。內(nèi)部有多次充電式備份電池。支持nmea0183 v2.2 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)格式及sirf二位元編碼。超強(qiáng)定位運(yùn)算程式, 在戶外任何環(huán)境, 皆可提供優(yōu)越導(dǎo)航效果。gps模塊使用3.3伏（70毫安）直流工作電壓，默認(rèn)每秒輸出一次ttl的nmea-0183信號(hào)。將此芯片接入到單片機(jī)rxd

27、和txd口，來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入和讀取。達(dá)到精確地定位并傳入單片機(jī)，觸發(fā)各單元模塊正常工作。2.2總體方案設(shè)計(jì)最終定位模塊選擇gps,主控芯片選擇了at89c51，語(yǔ)音電路選擇isd1730，顯示模塊選擇了4塊16*16led顯示屏。通過(guò)gps模塊精確定位，得出一地址信息，傳入單片機(jī)中，再由單片機(jī)觸發(fā)led驅(qū)動(dòng)電路和isd語(yǔ)音芯片，進(jìn)行自動(dòng)報(bào)站及漢字顯示,完成完整的工作模式。工作流程如圖2.1.單片機(jī)at89c51gps模塊led顯示屏isd1730放音電路圖2.1 系統(tǒng)框圖 第3章 硬件電路設(shè)計(jì)硬件電路包括四大部分：?jiǎn)纹瑱C(jī)模塊，語(yǔ)音電路，led顯示模塊和gps模塊。詳細(xì)闡明芯片的選擇比較，所選用

28、芯片內(nèi)部組成、功能特點(diǎn)、外圍電路及其接口電路，并設(shè)計(jì)出具體的硬件電路。3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1.1 at89c51簡(jiǎn)介at89c51有40個(gè)引腳，4個(gè)8位并行i/o口，1個(gè)全雙工異步串行口，同時(shí)內(nèi)含5個(gè)中斷源，2個(gè)優(yōu)先級(jí)，2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器。at89c51的存儲(chǔ)器系統(tǒng)由4k的程序存儲(chǔ)器(掩膜rom)，和128b的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(ram)組成，具有低電壓供電和體積小等特點(diǎn)，四個(gè)端口只需要兩個(gè)口就能滿足電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要，很適合便攜手持式產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，使用系統(tǒng)可用usb供電。at89c51單片機(jī)主要由以下幾部分組成： 1cpu系統(tǒng) 8位cpu，含布爾處理器時(shí)鐘電路； 總線控制邏輯。2存儲(chǔ)器系

29、統(tǒng) 4k字節(jié)的程序存儲(chǔ)器（rom/eprom/flash，可外擴(kuò)至64kb）； 128字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ram，可再外擴(kuò)64kb）； 特殊功能寄存器sfr。3i/o口和其他功能單元 4個(gè)并行i/o口； 2個(gè)16位定時(shí)計(jì)數(shù)器； 1個(gè)全雙工異步串行口； 中斷系統(tǒng)（5個(gè)中斷源，2個(gè)優(yōu)先級(jí)）。at89c51單片機(jī)的主要特性：1. 一個(gè)8 位的微處理器(cpu)。2. 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器ram(128b)，用以存放可以讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)，如運(yùn)算的中間結(jié)果、最終結(jié)果以及欲顯示的數(shù)據(jù)等，sst89 系列單片機(jī)最多提供1k 的ram。3. 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器rom(4kb)，用以存放程序、一些原始數(shù)據(jù)和表格。但也有一些單片機(jī)

30、內(nèi)部不帶rom/eprom，如8031，8032，80c31 等。目前單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)是將ram 和rom 都集成在單片機(jī)里面，這樣既方便了用戶進(jìn)行設(shè)計(jì)又提高了系統(tǒng)的抗干擾性。sst 公司推出的89 系列單片機(jī)分別集成了16k、32k、64k flash 存儲(chǔ)器，可供用戶根據(jù)需要選用。4. 四個(gè)8 位并行io 接口p0p3，每個(gè)口既可以用作輸入，也可以用作輸出。5. 兩個(gè)定時(shí)器計(jì)數(shù)器，每個(gè)定時(shí)器計(jì)數(shù)器都可以設(shè)置成計(jì)數(shù)方式，用以對(duì)外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù)，也可以設(shè)置成定時(shí)方式，并可以根據(jù)計(jì)數(shù)或定時(shí)的結(jié)果實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制。為方便設(shè)計(jì)串行通信，目前的52 系列單片機(jī)都會(huì)提供3 個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。6.

31、五個(gè)中斷源的中斷控制系統(tǒng)?，F(xiàn)在新推出的單片機(jī)都不只5 個(gè)中斷源，例如sst89e58rd 就有9 個(gè)中斷源。7. 一個(gè)全雙工uart(通用異步接收發(fā)送器)的串行io 口，用于實(shí)現(xiàn)單片機(jī)之間或單機(jī)與微機(jī)之間的串行通信。8. 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路，但石英晶體和微調(diào)電容需要外接。最高允許振蕩頻率為12mhz。sst89v58rd 最高允許振蕩頻率達(dá)40mhz，因而大大的提高了指令的執(zhí)行速度。3.1.2 引腳說(shuō)明vcc：供電電壓。 gnd：接地。 p0口：p0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向i/o口，每腳可吸收8ttl門(mén)電流。當(dāng)p1口的管腳第一次寫(xiě)1時(shí)，被定義為高阻輸入。p0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它

32、可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在fiash編程時(shí)，p0 口作為原碼輸入口，當(dāng)fiash進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，p0輸出原碼，此時(shí)p0外部必須被拉高。 p1口：p1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向i/o口，p1口緩沖器能接收輸出4ttl門(mén)電流。p1口管腳寫(xiě)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(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，p1口作為第八位地址接收。 p2口：p2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口，p2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)ttl門(mén)電流，當(dāng)p2口被寫(xiě)“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，p2口的管腳被外部拉低，將輸

33、出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。p2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， p2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，p2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。p2口在flash編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 p3口：p3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向i/o口，可接收輸出4個(gè)ttl門(mén)電流。當(dāng)p3口寫(xiě)入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，p3口將輸出電流（ill）這是由于上拉的緣故。p3口也可作為at89c51的一些特殊功能口，如下表所示：p3口管腳 備選功能p3.0

34、 rxd（串行輸入口）p3.1 txd（串行輸出口）p3.2 /int0（外部中斷0）p3.3 /int1（外部中斷1）p3.4 t0（記時(shí)器0外部輸入）p3.5 t1（記時(shí)器1外部輸入）p3.6 /wr（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）p3.7 /rd（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）p3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。rst：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持rst腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 ale/prog：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在flash編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ale端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6

35、。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ale脈沖。如想禁止ale的輸出可在sfr8eh地址上置0。此時(shí)， ale只有在執(zhí)行movx，movc指令是ale才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ale禁止，置位無(wú)效。/psen：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/psen有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/psen信號(hào)將不出現(xiàn)。 /ea/vpp：當(dāng)/ea保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000h-ffffh），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/ea將內(nèi)

36、部鎖定為reset；當(dāng)/ea端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在flash編程期間，此引腳也用于施加12v編程電源（vpp）。 xtal1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 xtal2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。圖3.1 單片機(jī)引腳圖3.1.3 晶體振蕩電路常用到的振蕩器有三種：rc振蕩器，環(huán)形振蕩器和晶體振蕩器。rc 振蕩器是應(yīng)用最為普遍的一種振蕩器電路，它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，另外該電路功耗也較低。但是這種電路的工作電壓極大地影響著它的頻率，工藝相關(guān)性比較差，精度較差。環(huán)形振蕩器的振蕩頻率范圍很寬，穩(wěn)定度較高。但是對(duì)電源噪聲很敏感，布局尺寸面積較大。晶體振蕩器頻率很準(zhǔn)，而且工作

37、穩(wěn)定。圖3.2 晶體振蕩電路由于at89c51的振蕩器特性可知道，xtal1和xtal2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，xtal2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。振蕩電路由at89c51的18，19腳的時(shí)鐘端(xtall及xtal2)以及12mhz晶振x1、電容c2，c3組成，采用片內(nèi)振蕩方式。3.1.4 復(fù)位電路運(yùn)行的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，由于環(huán)境惡劣，在工作的過(guò)程中一旦因干擾失控，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)“死機(jī)”的現(xiàn)象，它表現(xiàn)為系統(tǒng)

38、無(wú)法繼續(xù)正常的運(yùn)行，處在一種癱瘓狀態(tài)，它的硬件電路并沒(méi)有損壞，只是內(nèi)部程序運(yùn)行出現(xiàn)了錯(cuò)誤，這時(shí)，即使干擾消失，系統(tǒng)也不會(huì)恢復(fù)正常，這就需要采取一些措施來(lái)保障系統(tǒng)失控后能自動(dòng)恢復(fù)正常，“程序運(yùn)行監(jiān)視系統(tǒng)”（watchdog看門(mén)狗）就是常用的一種抗干擾措施，用以保證系統(tǒng)因干擾失控后能自動(dòng)復(fù)位。單片機(jī)選用at89s51，用外置看門(mén)狗芯片max813l,，此芯片體積小、功耗低、性?xún)r(jià)比高的帶看門(mén)狗和電源監(jiān)控功能的復(fù)位芯片；使用簡(jiǎn)單、方便。它所提供的復(fù)位信號(hào)為高電平。系統(tǒng)從軟件死循環(huán)狀態(tài)恢復(fù)到復(fù)位狀態(tài)，使系統(tǒng)重新恢復(fù)到正常的運(yùn)行狀態(tài)。目前在市場(chǎng)上有許多流行的專(zhuān)用復(fù)位芯片常用的有maxim公司生產(chǎn)的max系

39、列芯片,本文利用max813l設(shè)計(jì)復(fù)位電路,如圖3.3所示。圖3.3 復(fù)位電路max813l有雙列直插和貼片兩種封裝形式。第1腳mr為復(fù)位輸入端,低電平有效，第2腳vcc為電源端,第3腳gnd為地,第4腳pfi為電源故障檢測(cè)輸人端,第5腳pfo為電源故障輸出端,第6腳wdi為看門(mén)狗檢測(cè)輸入端,第7腳reset為復(fù)位輸出端,第8腳wdo為看門(mén)狗輸出端。復(fù)位電路具有以下特點(diǎn)：1復(fù)位輸出。系統(tǒng)上電、掉電以及供電電壓降低時(shí) , 第7腳產(chǎn)生復(fù)位輸出, 復(fù)位脈沖寬度的典型值為200ms,高電平有效復(fù)位，門(mén)限的典型值為4.65v。2看門(mén)狗電路輸出。如果在1.6s內(nèi)沒(méi)有觸發(fā)該電路 即第6腳無(wú)脈沖輸入, 第8腳

40、輸出一個(gè)低電平信號(hào)。3人工復(fù)位輸人,低電平有效,即第1腳輸人一個(gè)低電平, 則第1腳產(chǎn)生復(fù)位輸出4當(dāng)輸入電源不足時(shí),第5腳輸出一個(gè)低電平信號(hào)max813l的第(1)腳與第(8)腳相連。第(7)腳接單片機(jī)的復(fù)位腳（at89s51的第(9)腳）；第(6)腳與單片機(jī)制p2.7相連。在軟件設(shè)計(jì)中，p2.7不斷輸出脈沖信號(hào)，如果因某種原因單片機(jī)進(jìn)入死循環(huán)，則p0.7無(wú)脈沖輸出。于是1.6s后在max813l的第(8)腳輸出低電平，該低電平加到第(1)腳，使max813l產(chǎn)生復(fù)位輸出，使單片機(jī)有效復(fù)位，擺脫死循環(huán)的困境。另外，當(dāng)電源電壓低于限值4.65v時(shí)，max813l也產(chǎn)生復(fù)位輸出，使單片機(jī)處于復(fù)位狀態(tài)

41、，不執(zhí)行任何指令，直至電源電壓恢復(fù)正常，可有效防止因電源電壓較低進(jìn)單片機(jī)產(chǎn)生錯(cuò)誤的動(dòng)作。電源故障輸入pfi通過(guò)一個(gè)電阻分壓器監(jiān)測(cè)未穩(wěn)壓的直流電源。當(dāng)pfi低于1.25v時(shí)，電源故障輸出腳第5腳pfo變低，可引起at89s51中斷進(jìn)行電源故障處理，或?qū)⒅匾獢?shù)據(jù)保存下來(lái)。把分壓接到未穩(wěn)壓的直流電源是為了更早地對(duì)電源故障告警.程序運(yùn)行“死機(jī)”及相應(yīng)對(duì)策，程序正常運(yùn)行時(shí)，由主程序在小于1.6s的時(shí)間間隔內(nèi)周期性地從p17端向max813l的wdi輸入端發(fā)送一個(gè)脈沖信號(hào)，以清除芯片內(nèi)部的看門(mén)狗定時(shí)器。3.2 語(yǔ)音電路設(shè)計(jì)語(yǔ)音錄放電路設(shè)計(jì)以isd1730為核心，輔以外圍錄放電路，外圍電路相當(dāng)簡(jiǎn)單。由于其可

42、以進(jìn)行直接模擬信號(hào)的存儲(chǔ)，省去了信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換的相關(guān)電路，使得信號(hào)更加的穩(wěn)定、錄放音質(zhì)量好。內(nèi)置微控制器串行通信接口，3v單電源工作，多段信息處理，工作電流25-30ma,維持電流1a，不耗電信息保存100 年(典型值)，高質(zhì)量、自然的語(yǔ)音還原技術(shù)，10 萬(wàn)次錄音周期(典型值)，自動(dòng)靜噪功能，片內(nèi)免調(diào)整時(shí)鐘，使得語(yǔ)音質(zhì)量以及穩(wěn)定性更加高。3.2.1 語(yǔ)音電路芯片的介紹isd1730 是isd公司最新推出的單片高音質(zhì)語(yǔ)音錄放電路，該芯片提供多項(xiàng)創(chuàng)新功能，包括多信息管理系統(tǒng)，新信息提示（ valert ），雙運(yùn)作模式（獨(dú)立 & 嵌入式），以及可定制的信息操作指示音效。芯片內(nèi)部包含有自動(dòng)增益控制、麥克

43、風(fēng)前置擴(kuò)大器、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)線路、振蕩器與內(nèi)存等的全方位整合系統(tǒng)功能。1isd1730特點(diǎn)： 可錄、放音十萬(wàn)次，存儲(chǔ)內(nèi)容可以斷電保留一百年 兩種控制方式 兩種錄音輸入方式 兩種放音輸出方式 可處理多達(dá) 255 段信息 有豐富多樣的工作狀態(tài)提示 多種采樣頻率對(duì)應(yīng)多種錄放時(shí)間 音質(zhì)好，電壓范圍寬，應(yīng)用靈活2isd1730電特性： 工作電壓：2.4v-5.5v 靜態(tài)電流：0.5 - 1 a 工作電流：20ma3獨(dú)立按鍵工作模式 isd1730的獨(dú)立按鍵工作模式錄放電路非常簡(jiǎn)單，而且功能強(qiáng)大。不僅有錄、放功能，還有快進(jìn)、擦除、音量控制、直通放音和復(fù)位等功能這些功能僅僅通過(guò)按鍵就可完成。 在按鍵模式工作時(shí)，

44、芯片可以通過(guò) led 腳給出信號(hào)來(lái)提示芯片的工作狀態(tài)，并且伴隨有提示音，用戶也可自定 4 種提示音效。 錄音操作： 按下 rec 鍵， rec 管腳電平變低后開(kāi)始錄音，直到松開(kāi)按鍵使電平拉高或者芯片錄滿時(shí)結(jié)束。錄音結(jié)束后，錄音指針自動(dòng)移向下一個(gè)有效地址。而放音指針則指向剛剛錄完的那段語(yǔ)音地址。 放音操作 ： 放音操作有兩種模式，分別是邊沿觸發(fā)和電平觸發(fā)，都由 play 管腳觸發(fā)。 a、邊沿觸發(fā)模式：點(diǎn)按一下 play 鍵， play 管腳電平變低便開(kāi)始播放當(dāng)前段的語(yǔ)音，并在遇到 eom 標(biāo)志后自動(dòng)停止。放音結(jié)束后，播放指針停留在剛播放的語(yǔ)音起始地址處，再次點(diǎn)按放音鍵會(huì)重新播放剛才的語(yǔ)音。在放音

45、期間， led 燈會(huì)閃爍直到放音結(jié)束時(shí)熄滅。如果在放音期間點(diǎn)按放音鍵會(huì)停止放音。 b 、電平放音模式： 如果一直按住 play 鍵，使 play 管腳電平持續(xù)為低，那么會(huì)將芯片內(nèi)所有語(yǔ)音信息播放出來(lái)，并且循環(huán)播放直到松開(kāi)按鍵將 play 管腳電平拉高。在放音期間 led 閃爍。當(dāng)放音停止，播放指針會(huì)停留在當(dāng)前停止的語(yǔ)音段起始位置。 c、快進(jìn)操作： 點(diǎn)按一下 fwd 按鈕將 fwd 端拉低，會(huì)啟動(dòng)快進(jìn)操作?？爝M(jìn)操作用來(lái)將播放指針移向下一段語(yǔ)音信息。當(dāng)播放指針到達(dá)最后一段語(yǔ)音處時(shí)，再次快進(jìn)，指針會(huì)返回到第一段語(yǔ)音。當(dāng)下降沿來(lái)到 fwd 端時(shí)，快進(jìn)操作還要決定于芯片當(dāng)時(shí)的狀態(tài)： 如果芯片在掉電狀態(tài)并

46、且當(dāng)前播放指針的位置不在最后一段，那么指針會(huì)前進(jìn)一段，到達(dá)下一段語(yǔ)音處。 如果芯片在掉電狀態(tài)并且當(dāng)前播放指針的位置在最后一段，那么指針會(huì)返回到第一段語(yǔ)音處。 如果芯片正在播放一段語(yǔ)音（非最后一段），那么此時(shí)放音停止，播放指針前進(jìn)到下一段，緊接著播放新的語(yǔ)音。 如果芯片正在播放最一段語(yǔ)音，那么此時(shí)，放音停止，播放指針?lè)祷氐降谝欢握Z(yǔ)音，緊接著播放第一段語(yǔ)音。 d、擦除操作： 擦除操作分為單段擦除和全體擦除兩種擦除方式，區(qū)別如下： 單個(gè)擦除：只有第一段或最后一段語(yǔ)音可以被單個(gè)擦除。點(diǎn)按一下 erase 健將 erase 管腳拉低，這時(shí)具體的擦除情況要看播放指針的狀態(tài)： 如果芯片空閑并且播放指針指向第

47、一段語(yǔ)音，則會(huì)刪除第一段語(yǔ)音，播放指針指向新的第一段語(yǔ)音（執(zhí)行擦除操作前的第二段） 如果芯片空閑并且播放指針指向最后一段語(yǔ)音，則會(huì)刪除最后一段語(yǔ)音，播放指針指向新的最后一段語(yǔ)音（執(zhí)行擦除操作前的倒數(shù)第二段） 如果芯片空閑并且播放指針指向沒(méi)有指向第一或最后一段語(yǔ)音，則不會(huì)刪除任何語(yǔ)音，播放指針也不會(huì)被改變 如果芯片當(dāng)前正在播放第一段或最后一段語(yǔ)音，點(diǎn)按下 erase 鍵會(huì)刪除當(dāng)前語(yǔ)音。 全體擦除：當(dāng)按下 erase 鍵將 erase 管腳電平拉低超過(guò) 2.5 秒鐘，會(huì)觸發(fā)全體擦除操作，刪除全部語(yǔ)音信息。 e、復(fù)位操作： 如果用 reset 控制此管腳，建議 reset 管腳與地之間連接 一個(gè) 0

48、.1 f 電容。當(dāng) reset 被觸發(fā)，芯片將播放指針和錄音指針都放置在最后一段語(yǔ)音信息的位置。 f、音量操作： 點(diǎn)按一下 vol 鍵將 vol 管腳拉低會(huì)改變音量大小。每按一下，音量會(huì)減小一檔，再到達(dá)最小檔后再按的話，會(huì)增加音量直到最大檔，如此循環(huán)。總共有 8 個(gè)音量檔供用戶選擇，每一檔會(huì)改變 4db 。復(fù)位操作會(huì)將音量檔放在默認(rèn)位置，即最大音量。 g、ft 直通操作： 按住 ft 鍵將 ft 管腳持續(xù)保持在低電平會(huì)啟動(dòng)直通模式。出廠設(shè)定的是在芯片空閑狀態(tài)，直通操作會(huì)將語(yǔ)音從 analn 端直接通往喇叭端或 aud 輸出口。在錄音期間按下 ft 鍵，會(huì)同時(shí)錄下 analn 進(jìn)入的語(yǔ)音信號(hào)。4

49、isd1730引腳介紹圖3.4 isd1730芯片vccd 數(shù)字電路電源 /led led 指示信號(hào)輸出 /reset 芯片復(fù)位 miso spi 接口的串行輸出。isd1730 在 sclk 下降沿之前的半個(gè)周期將數(shù)據(jù)放置在 miso 端。數(shù)據(jù)在 sclk 的下降沿時(shí)移出 mosi spi 接口的數(shù)據(jù)輸入端口。主控制芯片在 sclk 上升沿之前的半個(gè)周期將數(shù)據(jù)放置在 mosi 端。數(shù)據(jù)在 sclk 上升沿被鎖存在芯片內(nèi)。此管腳在空閑時(shí)，應(yīng)該被拉高 sclk spi 接口的時(shí)鐘。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。此管腳空閑時(shí)，必須拉高。 /s

50、s 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?？臻e時(shí)，需要拉高 vssa 模擬地 anain 芯片錄音或直通時(shí)，輔助的模擬輸入。需要一個(gè)交流耦合電容（典型值為 0.1uf ），并且輸入信號(hào)的幅值不能超出 1.0vpp 。apc 寄存器的 d3 可以決定 analn 信號(hào)被立刻錄制到存儲(chǔ)器中，與 mic 信號(hào)混合被錄制到存儲(chǔ)器中，或者被緩存到喇叭端并 經(jīng)由直通線路從 aud/aux 輸出。 mic+ 麥克風(fēng)輸入 + mic- 麥克風(fēng)輸入 - vssp2 負(fù)極 pwm 喇叭驅(qū)動(dòng)器地 sp- 喇叭輸出 - vccp pwm 喇叭驅(qū)動(dòng)器電源 sp+ 喇叭輸出 + vssp1 正極 p

51、wm 喇叭驅(qū)動(dòng)器地 aud/ aux 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。 aud 是一個(gè)單端電流輸出，而 auxout 是一個(gè)單端電壓輸出。他們能夠被用來(lái)驅(qū)動(dòng)一個(gè)外部揚(yáng)聲器。出廠默認(rèn)設(shè)置為 aud 。 apc 寄存器的 d9 可以使其掉電。 agc 自動(dòng)增益控制 /vol 音量控制 rosc 振蕩電阻， rosc 用一個(gè)電阻連接到地，決定芯片的采樣頻率 vcca 模擬電路電源 /ft 在獨(dú)立芯片模式下，當(dāng) ft 一直為低， analn 直通線路被激活。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。不

52、過(guò)，當(dāng)在 spi 模式下， spi 無(wú)視這個(gè)輸入，而且直通線路被 apc 寄存器的 d0 所控制。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。 /play 播放控制端 /rec 錄音控制端 /erase 擦除控制端 /fwd 快進(jìn)控制端 rdy / int 一個(gè)開(kāi)路輸出。 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)。 interrupt(spi 模式 ) 在完成 spi 命令后，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)低信號(hào)的中斷。一旦中斷消除，該腳變回為高。 vssd 數(shù)字地3.2.2 語(yǔ)音電路設(shè)計(jì)本部分采用isd1730語(yǔ)音芯片

53、以及外圍電路實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音報(bào)站功能，該芯片內(nèi)部包含片上時(shí)鐘，麥克風(fēng)前置放大器，自動(dòng)增益放大器，帶通濾波器，平滑濾波器和功率放大器。采用模擬存儲(chǔ)技術(shù)，能提供20妙的錄音時(shí)間，并且掉電不丟失，語(yǔ)音質(zhì)量高，外圍主要有駐極體話筒和揚(yáng)聲器和少量電阻電容組成。實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音信號(hào)的輸入輸出。并且用一個(gè)電容二極管作為錄音指示燈。利用8根地址線和2根語(yǔ)音控制線和單片機(jī)連接實(shí)現(xiàn)控制功能。在錄音控制中，單片機(jī)利用rec腳置低電平，并且送出相應(yīng)地址，從而實(shí)現(xiàn)分段錄音功能，錄音時(shí)間發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，發(fā)光二極管熄滅時(shí)表示錄音結(jié)束。在報(bào)站狀態(tài)下，只需要單片機(jī)控制p1口，輸送所需要的報(bào)站名和其它相應(yīng)存儲(chǔ)地址，開(kāi)始放音，通過(guò)改變地址信息，

54、可以播放不同的預(yù)錄語(yǔ)音信息。組成所需要的一句話，實(shí)現(xiàn)播放報(bào)站名以及提示性的語(yǔ)句。語(yǔ)音播放的原理圖如圖3.5所示：圖3.5 語(yǔ)音芯片與單片機(jī)接口電路單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中語(yǔ)音接口的基本特點(diǎn)是:語(yǔ)音輸出的許多詞匯是相同的,如操作提示、運(yùn)行結(jié)果報(bào)告等。根據(jù)這一特點(diǎn),為了節(jié)省語(yǔ)音芯片的容量以降低硬件成本,在設(shè)計(jì)中可充分發(fā)揮單片機(jī)的控制功能,根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)結(jié)果,自動(dòng)選擇合適的語(yǔ)音詞匯或語(yǔ)音段靈活組合輸出。本系統(tǒng)采用的isd1730語(yǔ)音芯片由于容量不足,因此在軟件設(shè)計(jì)上采用了部分語(yǔ)音共用的方法,例如“遼寧工業(yè)大學(xué)站到了,請(qǐng)從后門(mén)下車(chē)”中的“站到了,請(qǐng)從后門(mén)下車(chē)”就是各個(gè)報(bào)站均要用到的詞語(yǔ),可以做為子程序重復(fù)

55、調(diào)用。3.3 led顯示電路設(shè)計(jì)led（light emitting diode），發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。led顯示屏分類(lèi)多種多樣,大體按照如下幾種方式分類(lèi)，其中耗電與電源要求 顯示屏的耗電量分為平均耗電量和最大耗電量。平均耗電量又稱(chēng)工作電量是平時(shí)實(shí)際耗電量。最大耗電量是啟動(dòng)時(shí)或全亮等極端情況時(shí)的耗電量,最大耗電量是交流電供電(線徑,開(kāi)關(guān)等)必須考慮的要素。因此led顯示屏的驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)起著舉足輕重的作用。要想要led顯示屏工作，需要驅(qū)動(dòng)芯片，可分為通用芯片和專(zhuān)用芯片。通用芯片一般用于led顯示屏的低端產(chǎn)品，如戶內(nèi)的單、雙色屏等。最常用的通用芯片是74hc

56、595，具有8位鎖存、串一并移位寄存器和三態(tài)輸出功能。每路最大可輸出35 ma的電流(不是恒流)。一般ic廠家都可生產(chǎn)此類(lèi)芯片，一塊主流16位穩(wěn)態(tài)電流led顯示屏驅(qū)動(dòng)芯片只能驅(qū)動(dòng)16路的led器件。一塊分辨力為1024768的led顯示屏就必須使用多塊驅(qū)動(dòng)芯片才能獲得預(yù)期效果，這樣就使得材料成本比較高。如果采用驅(qū)動(dòng)芯片自身采用掃描方式，那么一塊主流的驅(qū)動(dòng)芯片就能一次驅(qū)動(dòng)多路led器件，將會(huì)使應(yīng)用成本降低許多。簡(jiǎn)單地講led顯示屏就是由若干個(gè)可組合拼接的顯示單元 (單元顯示板或單元顯示箱體)構(gòu)成屏體,再加上一套適當(dāng)?shù)目刂破?主控板或控制系統(tǒng))。所以多種規(guī)格的顯示板(或單元箱體)配合不同控制技術(shù)的控制器就可以組成許多種led顯示屏,以滿足不同環(huán)境,不同顯示要求的需要。led發(fā)光二極管可以分為單色發(fā)光燈、雙色發(fā)光燈、三色發(fā)光燈、面發(fā)光燈、閃爍發(fā)光燈、電壓型發(fā)光燈等多種類(lèi)型。按照發(fā)光燈強(qiáng)度又可以分為普通亮度發(fā)光燈、高亮度發(fā)光燈、超高亮度發(fā)光燈等。這種單個(gè)的發(fā)光燈適宜用做指示燈，如電源指示、電路狀態(tài)指示燈，進(jìn)而對(duì)能夠轉(zhuǎn)變成電信號(hào)的各種物理量進(jìn)行指示。也可以用多個(gè)led發(fā)光燈組成固定的字符或圖形進(jìn)行顯示，如大型劇場(chǎng)會(huì)堂的出入口及洗手