畢業(yè)設(shè)計(jì)基于單片機(jī)公交車語音報(bào)站器設(shè)計(jì)

1、本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 論文（設(shè)計(jì)）題目：基于單片機(jī)公交車語音報(bào)站器設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 專 業(yè)： 電子信息工程 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 2010 年 5 月 15 日 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 誠(chéng)信責(zé)任書誠(chéng)信責(zé)任書 本人鄭重聲明：本人所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)），是在導(dǎo)師的 指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所完成。畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）中凡引用他人已經(jīng) 發(fā)表或未發(fā)表的成果、數(shù)據(jù)、觀點(diǎn)等，均已明確注明出處。 特此聲明。 論文（設(shè)計(jì)）作者簽名： 日 期： 目 錄 摘要 iii abstractiv 前言 1 第一章 語音報(bào)站器設(shè)計(jì)的意義及任務(wù) 2 1.1 語音報(bào)站器設(shè)計(jì)的意義

2、2 1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)2 第二章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和方案對(duì)比選擇 3 2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖3 2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案對(duì)比選擇3 2.2.1 mcu 微處理控制器的方案對(duì)比選擇 3 2.2.2 lcd 液晶顯示模塊的方案對(duì)比選擇 3 2.2.3 語音芯片的方案對(duì)比選擇 4 2.2.4 實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路的方案對(duì)比選擇 5 2.2.5 串口部分的方案選擇 5 第三章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)電路及元件說明 7 3.1 mcu 微控制器電路7 3.2 lcd 液晶顯示電路 9 3.3 語音芯片電路12 3.3.1 isd2590 引腳的說明14 3.3.2 isd2590 的操作模式說明如下16 3.4 功放電路16

3、3.5 串口部分17 3.6 按鍵控制17 3.7 實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路17 3.8 存儲(chǔ)器電路18 3.9 復(fù)位電路18 3.10 晶振電路19 3.11 系統(tǒng)電源供電電路19 第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 20 4.1 中斷服務(wù)程序20 4.2 錄音/放音控制程序21 4.3 主程序設(shè)計(jì)22 第五章 系統(tǒng)的制作、焊接與調(diào)試 23 5.1 系統(tǒng)的制作23 5.2 系統(tǒng)的焊接23 5.3 系統(tǒng)的調(diào)試23 設(shè)計(jì)總結(jié) 25 參考文獻(xiàn) 26 致謝 27 附錄 28 附錄一 系統(tǒng)的主程序清單 28 附錄二 基于單片機(jī)公交車語音報(bào)站器設(shè)計(jì)的原理圖 34 附錄三 基于單片機(jī)公交車語音報(bào)站器設(shè)計(jì)的 pcb 圖35 附錄四

4、 基于單片機(jī)公交車語音報(bào)站器設(shè)計(jì)的元器件清單 36 附錄五 基于單片機(jī)公交車語音報(bào)站器設(shè)計(jì)的實(shí)物圖 37 附錄六 基于單片機(jī)公交車語音報(bào)站器設(shè)計(jì)的使用說明 38 基于單片機(jī)公交車語音報(bào)站器設(shè)計(jì) 摘要 根據(jù) at89s52 單片機(jī)的特點(diǎn)和公交車報(bào)站的特點(diǎn)，本文提出了一種用單片機(jī)控制 語音芯片進(jìn)行公交車語音模擬報(bào)站的方法，同時(shí)給出了軟硬件設(shè)計(jì)的方法，設(shè)計(jì)過程 中包括硬件電路設(shè)計(jì)和軟件程序編寫兩個(gè)方面。本系統(tǒng)硬件利用 at89s52 作為 cpu 進(jìn)行總體控制，通過 isd2590p 語音芯片建立語音信息庫(kù)，對(duì)語音信息進(jìn)行自由組合， 形成變化多樣的語音信息，利用 lm386 功放播出語音信息以及提示

5、語音，同時(shí)運(yùn)用 lcd 液晶顯示器進(jìn)行站數(shù)顯示。當(dāng)公交車到達(dá)某站點(diǎn)，用鍵盤控制本系統(tǒng)工作，通過 語音電路輸出語音信息和提示，lcd 液晶顯示器同時(shí)顯示時(shí)間、年、月、日、星期信 息。時(shí)間采用實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 ds1302 來獲取信息，通過手動(dòng)鍵盤，識(shí)別語音播放地址， 驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器播放相應(yīng)站名。該公交車報(bào)站器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用靈活，功能穩(wěn)定，音質(zhì)自 然、清晰，無論對(duì)于社會(huì)或者科研都有一定的研究?jī)r(jià)值。 關(guān)鍵詞：公交車，液晶顯示器，單片機(jī)，語音芯片 the design of bus station-voice reported were based on the mcu abstract according

6、to the characteristics of the at89s52 microcontroller and the characteristics of bus-stop, this paper, a voice chip with a microprocessor controlled voice synthesizer reported the bus station, and gives the hardware and software design methods, design process, including hardware design and two aspec

7、ts of software programming. the system hardware using at89s52 as the cpu for overall control, the establishment by isd2590 voice chip voice information database, and a free combination of voice information to form a diverse voice message, voice message broadcast using lm386 amplifier and voice promp

8、ts, while the use of lcd (liquid crystal display) to station number displayed. when the bus reaches a site, use the keyboard to control the system work, the output voice information through voice circuits and tips, lcd simultaneously shows time, year, month, day, week information, real time clock ch

9、ip ds1302 used to obtain time information by manual keyboard, voice broadcast address recognition, driving speaker broadcast station name. the bus-stop device structure is simple, flexible, functional stability, and sound natural, clearly, regardless of social or scientific research has some value.

10、keywords：bus, lcd, mcu, voice chip 前言 隨著我國(guó)城市建設(shè)的發(fā)展，對(duì)城市服務(wù)行業(yè)的服務(wù)質(zhì)量要求也越來越高。公交 車作為市民出行的主要交通工具，已經(jīng)被越來越多的市民所熟悉，公交車服務(wù)質(zhì)量 它代表了一個(gè)城市交通發(fā)展的水平?，F(xiàn)如今由售票員人工售票，報(bào)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(bào)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(bào)站的麻煩，給許多不熟悉公交線路的乘客 帶來了方便。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)的日益成熟，和多媒體技術(shù)的 普遍應(yīng)用，使得公交車語音報(bào)站器服務(wù)更加完善。本設(shè)計(jì)結(jié)合單片機(jī)的特點(diǎn)和公交 車報(bào)站器的

11、特點(diǎn)，提出了一種基于單片機(jī) at89s52 來控制語音芯片 isd2590 進(jìn)行公 交車語音報(bào)站，并通過 lcd1602 來顯示當(dāng)前實(shí)時(shí)情況。 本設(shè)計(jì)的論文包括硬件電路設(shè)計(jì)和軟件程序設(shè)計(jì)兩個(gè)方面，其中前者主要在第 三章中重點(diǎn)敘述，后者在第四章中敘述。在本設(shè)計(jì)論文的結(jié)尾，分別附有與本設(shè)計(jì) 相關(guān)的資料，包括設(shè)計(jì)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(shí)物圖及系統(tǒng)使用說明。 第一章 語音報(bào)站器設(shè)計(jì)的意義及任務(wù) 1.1 語音報(bào)站器設(shè)計(jì)的意義 隨著我國(guó)城市建設(shè)的發(fā)展，對(duì)城市服務(wù)行業(yè)的服務(wù)質(zhì)量要求也越來越高。公交 車作為市民出行的主要交通工具，已經(jīng)被越來越多的市民所熟悉，公交車服務(wù)質(zhì)

12、量 它代表了一個(gè)城市交通發(fā)展的水平?，F(xiàn)如今由售票員人工售票，報(bào)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(bào)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(bào)站的麻煩，給許多不熟悉公交線路的乘客 出行帶來了方便。 1.2 設(shè)計(jì)任務(wù) 本設(shè)計(jì)結(jié)合單片機(jī)的特點(diǎn)和公交車報(bào)站器的特點(diǎn)，提出了一種基于單片機(jī) at89s52 來控制語音芯片 isd2590 進(jìn)行公交車語音報(bào)站，并通過 lcd1602 來顯示 當(dāng)前實(shí)時(shí)情況。設(shè)計(jì)過程中包括硬件電路設(shè)計(jì)和軟件程序編寫兩個(gè)方面。本系統(tǒng)硬 件利用 at89s52 作為 cpu 進(jìn)行總體控制，通過 isd2590 語音芯片建立語音信息庫(kù)，

13、 對(duì)語音信息進(jìn)行自由組合，形成變化多樣的語音信息，利用 lm386 功放播出站號(hào)語 音信息以及提示語音信息，同時(shí)運(yùn)用 lcd 液晶顯示器進(jìn)行相應(yīng)站好顯示。當(dāng)公交車 到達(dá)某站點(diǎn)時(shí)，用鍵盤控制本系統(tǒng)工作，通過語音電路輸出語音信息和提示，lcd 液晶顯示器同時(shí)顯示時(shí)間、年、月、日、星期信息，時(shí)間采用實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 ds1302 來獲取時(shí)間，通過手動(dòng)鍵盤，識(shí)別語音播放地址，驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器播放站名。該公交車 報(bào)站器設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用靈活，功能穩(wěn)定，音質(zhì)自然、清晰，無論對(duì)于社會(huì)或者 科研也有一定的研究?jī)r(jià)值。 第二章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和方案對(duì)比選擇 本章重點(diǎn)主要是從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖來闡述了硬件的設(shè)計(jì)以及從方案上對(duì)比選擇各

14、個(gè) 電路部分的元件，目的是使系統(tǒng)達(dá)到一個(gè)低成本、高質(zhì)量、穩(wěn)定可靠的設(shè)計(jì)。 2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求和設(shè)計(jì)思路，確定該系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖。如圖 2.1 所 示。硬件電路主要由 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、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、晶振電路、串口部分等電路組成。 圖 2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖 2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案對(duì)比選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，結(jié)合實(shí)際情況和設(shè)計(jì)成本要求，對(duì)系統(tǒng)主要部分的電路方案敘 述如下。 2.2.1 mcu 微處理控制器的方案對(duì)比選擇 方案一：mcu 微處理控制器的種類很多，有 atmel 公司生產(chǎn)的 at89sxx 系 列單片機(jī)，

15、其中有 8 位的單片機(jī)，也有 16 位的單片機(jī)。at89s52 為 8 位的單片機(jī)， 它是一種低損耗、高性能的 cmos 微處理器，片內(nèi)有 8k 字節(jié)的存儲(chǔ)空間，128 字 節(jié) ram、4 個(gè) 8 位并口、1 個(gè)全雙工串行口、2 個(gè) 16 位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，尋址范圍 64k。并且可以在線進(jìn)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(shí)間為十年。 方案二：微處理控制器也有凌陽(yáng)公司生產(chǎn)的，同樣有 8 位的 cpu 和 16 位的 cpu。它也有很多特點(diǎn)，比如：體積小 、集成度高、可靠性好、易于擴(kuò)展；具有較 強(qiáng)的中斷處理能力；功能強(qiáng)、效率高的指令系統(tǒng)及低功耗、低

16、電壓。但是其應(yīng)用領(lǐng) 域主要是為控制處理數(shù)據(jù)處理以及數(shù)字信號(hào)處理等領(lǐng)域，其中凌陽(yáng)的 16 位單片機(jī)就 是為適應(yīng)這種發(fā)展而設(shè)計(jì)的。 綜上所述，在本設(shè)計(jì)中，考慮到本人對(duì)單片機(jī)的運(yùn)用熟練度和單片機(jī)的功能領(lǐng) 域，選擇 atmel 公司生產(chǎn)的 at89s52 單片機(jī)作為本設(shè)計(jì)的微控制器。 2.2.2 lcd 液晶顯示模塊的方案對(duì)比選擇 方案一：顯示的方法有很多種，其中 led 數(shù)碼管是常用的一種顯示方法。在這 個(gè)設(shè)計(jì)中，可以用 led 數(shù)碼管來顯示相應(yīng)站臺(tái)的站號(hào)，提醒司機(jī)知道是去向或者是 回向的第幾站，讓司機(jī)心里有數(shù)，同時(shí)增加顯示數(shù)字的可讀性。該設(shè)計(jì)中，顯示站 號(hào)至少要 2 個(gè) led 數(shù)碼管，顯示時(shí)間信

17、息要 12 個(gè)，顯示星期信息要 1 個(gè)，總共需 要 15 個(gè) led 數(shù)碼管。單價(jià)是 1.2 元，那 15 個(gè)共需要 151.2=18（元）。另外在 pcb 布線過程中很困難，給設(shè)計(jì)帶來很不方便的使用。 方案二：lcd1602 液晶顯示器是一塊價(jià)廉物美的器件，其體積小，控制簡(jiǎn)單， 使用方便。它能顯示 2 行 16 列的數(shù)字或英文信息，另外連接它的線很少，只要 8 根 數(shù)據(jù)線和 3 根控制線，這樣給使用帶來很大的方便，節(jié)約單片機(jī) i/o 口。市場(chǎng)上一 塊 lcd1602 的價(jià)格也只在 15 元左右，比數(shù)碼管便宜。 方案三：功能強(qiáng)大、可以顯示中文文字的 lcd12864 液晶顯示器，其價(jià)格貴， 體

18、積大，控制比 lcd1602 稍微復(fù)雜點(diǎn)，但是使用也是很方便的。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、和 bla 直接與 vcc 相連接。但是rst 在本設(shè)計(jì)中使用它的性價(jià)比不高，體積大，占用覆銅板面積大，而且笨拙。 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(jì)的顯示模塊。顯示時(shí)間、星期、去向或者是回向的站號(hào)信息，方便司機(jī)讀 取其上面的信息知道目前的實(shí)時(shí)情況。 2.2.3 語音芯片的方案對(duì)比選擇 方案一：臺(tái)灣公司生產(chǎn)的 apr9600 語音錄放芯片，是采用模擬存儲(chǔ)技術(shù)的一款 音質(zhì)好、低噪音、不怕斷電、可反復(fù)錄放的新型

19、語音芯片，單片可錄放 32-60 秒， 串行控制時(shí)可分 256 段以上，并行控制時(shí)最大可分 8 段。與 isd 同類芯片相比它具 有：價(jià)格便宜，有多種手動(dòng)控制方式，分段管理方便、多段控制時(shí)電路簡(jiǎn)單、采樣 速度及錄放音時(shí)間可調(diào)、每個(gè)單鍵均有開始停止循環(huán)多種功能等特點(diǎn)，同時(shí)保留了 isd2500 芯片的一些特點(diǎn)，都是 dip28 雙列直插塑料封裝，在管腳排列上也基本相 同。 方案二：美國(guó) isd 公司生產(chǎn)的 isd2500 系列芯片，按錄放時(shí)間 60 秒、75 秒、 90 秒和 120 秒可分成 isd2560、2575、2590 和 25120 四種。isd2500 系列語音電路 具有抗斷電、音

20、質(zhì)好，使用方便以及使用語音還原技術(shù)和自動(dòng)靜噪功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 它的最大特點(diǎn)在于片內(nèi)有 e2prom 容量為 480k 的存儲(chǔ)空間，所以錄放時(shí)間長(zhǎng)；同 時(shí)由于 e2prom 可以電擦除，所以次芯片可以隨錄、隨放，任意改寫或刪除，不需 專用的語言固化開發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行編程和燒錄；重復(fù)錄音次數(shù)為 1 萬次以上，錄放的信 息可以保存 l0 年以上，斷電后信息不會(huì)丟失。它有 10 個(gè)地址輸入端，尋址能力可 達(dá) 1024 位；最多能分 600 段；設(shè)有 ovf（溢出）端，便于多個(gè)器件級(jí)聯(lián)。 綜上所述，結(jié)合本設(shè)計(jì)的需要及控制情況，選擇方案二最好。臺(tái)灣公司生產(chǎn)的 apr9600 語音錄放芯片和美國(guó) isd 公司的 i

21、sd2590 語音錄放芯片相比，相同點(diǎn)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(dòng)揚(yáng)聲器。但是不同點(diǎn)是 isd2590 的錄放時(shí)間為 90s，在本設(shè)計(jì)中需 要錄音時(shí)間長(zhǎng)點(diǎn)的，利于每個(gè)站臺(tái)的錄音和報(bào)站；另外，在控制上，isd2590 可以 直接通過地址的方式查詢錄音信息并通過揚(yáng)聲器報(bào)放錄音信息；最后也是最重要的， isd2590 具有錄音結(jié)束標(biāo)志，當(dāng)錄音結(jié)束后，單片機(jī)可以通過讀取該標(biāo)志產(chǎn)生eom 中斷信號(hào)，使、pd 置高電平，從而控制 isd2590 進(jìn)入不工作節(jié)能狀態(tài)。ce 2.2.4 實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路的方案對(duì)比選擇 方案一：ds1302

22、 是美國(guó) dallas 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 ram 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路芯片，它可以對(duì)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏 年補(bǔ)償功能，工作電壓為 2.5v5.5v。采用三線接口與 cpu 進(jìn)行同步通信，并可 采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或 ram 數(shù)據(jù)。ds1302 內(nèi)部有一個(gè) 318 的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的 ram 寄存器。ds1302 是有主電源/后背電源雙電源 引腳，可以同時(shí)對(duì)后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電。 方案二：ds12887 也是是美國(guó) dallas 半導(dǎo)體公司最新推出的串行接口實(shí)時(shí)時(shí) 鐘芯片，采用 cmos 技術(shù)制成，內(nèi)部具有晶振和時(shí)鐘芯片備份鋰電池。采用

23、 ds12887 芯片設(shè)計(jì)的時(shí)鐘電路無需任何外圍電路和器件，并具有良好的微機(jī)接口。 ds12887 芯片具有微功耗、外圍接口簡(jiǎn)單、精度高、工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛 用于各種需要較高精度的實(shí)時(shí)時(shí)鐘系統(tǒng)中。但是由于它是串行接口的，外接單片機(jī) 需要接很多引腳，才能對(duì)它達(dá)到一個(gè)很好的控制。 綜上所述，結(jié)合本設(shè)計(jì)的實(shí)際問題及單片機(jī)的 i/o 口線，選擇方案一中的 ds1302 作為本設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路的芯片。其控制方便、占單片機(jī) i/o 口線少、體 積小、價(jià)格便宜，方便本設(shè)計(jì)的使用。 2.2.5 串口部分的方案選擇 at89s52 單片機(jī)有一個(gè)全雙工的串行通訊口，所以單片機(jī)和電腦之間可以方便 地進(jìn)行串

24、口通訊。但是進(jìn)行串行通訊時(shí)需要滿足一定的條件，比如電腦的串口是 rs-232 電平的，而單片機(jī)的串口是 ttl 電平的，兩者之間必須有一個(gè)電平轉(zhuǎn)換電 路，在本設(shè)計(jì)中采用了專用芯片 max232 進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，它是美信公司專門為電腦 的 rs-232 標(biāo)準(zhǔn)串口芯片設(shè)計(jì)的接口電路芯片，使用+5v 單電源供電。 第三章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)電路及元件說明 本章根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖來對(duì)每個(gè)部分的電路進(jìn)行分析和說明，重點(diǎn)講述微控 制器 at89s52、語音芯片 isd2590、液晶顯示模塊 lcd1602、實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 ds1302 和串口部分的 max232 芯片。該系統(tǒng)中 at89s52 是核心器件，系統(tǒng)的

25、設(shè)計(jì) 原理圖如附錄二所示。 3.1 mcu 微控制器電路 at89s52 的塑封圖如圖 3.1 所示，它為 dip40 雙列直插塑料封裝。at89s52 作 為系統(tǒng)的核心控制元件，只有它能正常工作后才能使其它的元件進(jìn)入正常工作狀態(tài)。 因此，下面對(duì) at89s52 進(jìn)行必要的說明，at89s52 的管腳如圖 3.2 所示。 圖 3.1 at89s52 的塑封圖 圖 3.2 at89s52 的管腳圖 1）vcc：40 腳，供電電壓，一般接+5v 電壓。 2）gnd：20 腳，接工作地。 3）p0 口：18 腳，p0 口是一個(gè) 8 位漏極開路的雙向 i/o 口。作為輸出口，每 位能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) tt

26、l 邏輯電平。對(duì) p0 端口寫“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。 當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，p0 口也被作為低 8 位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種 模式下，p0 具有內(nèi)部上電阻。但是 p0 口在程序校驗(yàn)作為輸出指令字節(jié)時(shí)，需要外 部加上拉電阻，一般上拉電阻選 4.7k10k 為宜。本設(shè)計(jì)中用 5.1k 的排阻對(duì) p0 口 進(jìn)行上拉電平。 4）p1 口：3239 腳，p1 口是一個(gè)內(nèi)部具有上拉電阻的 8 位雙向 i/o 口，p1 口 緩沖器能接收輸出 4 個(gè) ttl 門電流。p1 端口寫入“1”后，被內(nèi)部上拉電阻把端口 拉高，此時(shí)可以作為作輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部 電阻的原

27、因，將輸出電流。 5）p2 口：2027 腳，p2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 i/o 口，p2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) ttl 邏輯電平。對(duì) p2 端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端 口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。6）p3 口：1017 腳，p3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上 拉電阻的 8 位雙向 i/o 口，p3 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) ttl 邏輯電平。對(duì) p3 端口 寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。 7）reset：9 腳，復(fù)位輸入端。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。 8）：30 腳，當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的

28、輸出電平用于鎖存pale / 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。因此它可用作對(duì) 外部輸出的脈沖或用于系統(tǒng)校驗(yàn)。 9）psen：29 腳，外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。 10）：31 腳，訪問外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。當(dāng)為低電平時(shí)，讀取vprst /ea 外部程序存儲(chǔ)器；當(dāng)端為高電平時(shí)，則讀取內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，設(shè)計(jì)中一般接高電ea 平。 11）xtal1：19 腳，振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。如采用 外部時(shí)鐘源時(shí)，xtal1 為輸入端。 12）xtal2：18 腳，振蕩器反相放

29、大器的輸出端。如采用外部時(shí)鐘源時(shí)， xtal2 應(yīng)懸空不接。 3.2 lcd 液晶顯示電路 液晶顯示器以其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧的諸多優(yōu)點(diǎn)，在各 種小系統(tǒng)中得到了更廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)中使用的液晶顯示模塊是 lcd1602。圖 3.3 所示為本設(shè)計(jì) lcd1602 的連接圖。 圖 3.3 lcd1602 的連接圖 lcd1602 是一種用 5x7 點(diǎn)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(gè)字。其實(shí)物如圖 3.4 和圖 3.5 所示，它的顯示內(nèi)容豐富、體積小、美觀 和易于控制都是本設(shè)計(jì)選擇作為顯示模塊的原因。其引腳結(jié)構(gòu)圖如圖 3.6 所示。 圖 3.4

30、lcd1602 正面圖 圖 3.5 lcd1602 反面圖 圖 3.6 lcd1602 引腳結(jié)構(gòu)圖 關(guān)于 lcd1602 的引腳說明如下： 1）第 1 腳：gnd 為地電源。 2）第 2 腳：vcc 接+5v 電源。 3）第 3 腳：vee 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端。接+5v 電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地 電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè) 10k 的精 密電位器調(diào)整對(duì)比度，一般對(duì)比電壓為 0.7v 左右。 4）第 4 腳：rs 為寄存器選擇。高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器，否則選擇指令寄存 器。 5）第 5 腳：為讀寫信號(hào)線。高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。rw 當(dāng)

31、rs 和共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) rs 為低電平為高rwrw 電平時(shí)可以讀出忙信號(hào)，當(dāng) rs 為高電平為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。rw 6）第 6 腳：e 端為使能端。當(dāng) e 端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命 令。 7）第 714 腳：d0d7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。 8）第 15 腳：背光燈 vcc，一般直接和+5v 電源相連接。 9）第 16 腳：背光燈 gnd。 lcd1602 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器已經(jīng)存儲(chǔ)了 160 個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖 形，這些字符圖有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)、和日文假名等， 每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫的英文字

32、母“a”的代碼是 01000001b（41h），顯示時(shí)模塊把地址 41h 中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來，我們就能 看到字母“a”。 lcd1602 液晶模塊內(nèi)部的控制器共有 11 條控制指令，如表 3.1 所 示。 表 3.1 控制指令表 指令rsr/wd7d6d5d4d3d2d1d0 清顯示0000000001 光標(biāo)返回000000001* 置輸入模式00000001i/ds 顯示開/關(guān)控制0000001dcb 光標(biāo)或字符移位000001s/cr/l* 置功能00001dlnf* 置字符發(fā)生存貯器地址0001字符發(fā)生存貯器地址 置數(shù)據(jù)存貯器地址001顯示數(shù)據(jù)存貯器地址（add） 讀忙標(biāo)志或地址0

33、1bf計(jì)數(shù)器地址（ac） 寫數(shù)到 cgramd 或 dram10要寫的數(shù) 從 cgramd 或 dram 讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù) 它的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)的（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 2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址 00h 。 指令 3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 i/d：光標(biāo)移動(dòng)方向，高電平右移，低電平左移 。s：屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無效 。 指令 4：顯示開關(guān)控制。 d：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低 電平表示關(guān)顯示。 c：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高

34、電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo)。 b：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍 。 指令 5：光標(biāo)或顯示移位 s/c：高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo) 。 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 （有些模塊是 dl：高電平時(shí)為 8 位總線，低電平 時(shí)為 4 位總線）。 指令 7：字符發(fā)生器 ram 地址設(shè)置 。 指令 8：ddram 地址設(shè)置 。 指令 9：讀出忙信號(hào)和光標(biāo)地址。 bf 為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊 不

35、能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙，模塊就能接收相應(yīng)的命令或者數(shù) 據(jù)。 指令 10：寫數(shù)據(jù) 。 指令 11：讀數(shù)據(jù) 。 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)志位是不是為低電平，是低電平則表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時(shí) 要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符。表 3.2 為 lcd1602 的內(nèi) 部顯示地址。 表 3.2 lcd1602 的內(nèi)部顯示地址 3.3 語音芯片電路 在本設(shè)計(jì)中，使用的語音芯片是美國(guó) isd 公司生產(chǎn)的 isd2590 語音錄放芯片， 芯片采用 e2prom 存儲(chǔ)方法，將模擬語音數(shù)據(jù)直接寫入半導(dǎo)體存儲(chǔ)單元中，

36、片內(nèi)含 振蕩器、話筒前置放大器、自動(dòng)增益控制、防混淆濾波器、平滑濾波器、揚(yáng)聲器驅(qū) 動(dòng)，不需另加 a/d 或 d/a 變換來存放或重放。該器件具有多段信息處理功能、低 功耗、單片存放、連續(xù)錄放、10 萬次反復(fù)錄音周期、音質(zhì)真實(shí)自然、使用方便、在 掉電狀態(tài)下可以保存信息 100 年等許多特點(diǎn)。因此，作為目前國(guó)內(nèi)外較為理想的語 音芯片，在許多領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用；這也是本設(shè)計(jì)使用該芯片的原因。isd2590 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖 3.7 所示，圖 3.8 為本設(shè)計(jì)中的電路連接圖。 圖 3.7 isd2590 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 圖 3.8 本設(shè)計(jì)中 isd2590 的連接圖 3.3.1 isd2590 引腳的

37、說明 isd2590 的塑封圖如圖 3.9 所示，對(duì)其引腳的說明如下： 圖 3.9 isd2590的塑封圖 1）模擬、數(shù)字電源（vcca、vccd）使用不同的電源總線，分別引到外封裝上， 盡可能在靠近供電端相連，去耦電容應(yīng)盡量靠近芯片。 2）數(shù)字和模擬地線（vssa，vssd）使用不同的地線，這兩腳最好在引腳焊盤上 相連。 3）節(jié)電控制端（pd）高電平使芯片停止工作，進(jìn)入不耗電的節(jié)電狀態(tài)。當(dāng)芯片 發(fā)生溢出，即該端輸出低電平后，要將 pd 端短暫變高復(fù)位芯片，才能使之再次節(jié) 電工作。 4）片選端（）變?yōu)榈碗娖胶螅ǘ?pd 為低電平），才允許進(jìn)行錄放操作。ce 芯片在 端的下降沿鎖存地直線和端的

38、狀態(tài)。cerp/ 5）錄放模式（）狀態(tài)在 的下降沿被鎖存。高電平選擇放音，低電平選rp/ce 擇錄音。錄音時(shí)，地址線的輸入作為起始地址，錄音持續(xù)到ce（或 pd）變高或內(nèi) 存溢出為止。如果錄音過程被 pd 或ce 端的高電平中止時(shí)，當(dāng)前地址中會(huì)自動(dòng)存 入一個(gè)信息結(jié)束標(biāo)志（）。放音時(shí)，地址線的輸入作為起始地址，放音過程將eom 持續(xù)進(jìn)行，直到檢測(cè)到標(biāo)志。如果 一直為低電平或芯片工作在某些操作eomce 模式，放音會(huì)忽略 ，繼續(xù)進(jìn)行下去。eom 6）信息結(jié)尾標(biāo)志（）在錄音時(shí)由芯片自動(dòng)插入到該信息的結(jié)尾。放音遇eom 到 時(shí)輸出低電平脈沖。eom 7）溢出標(biāo)志（），芯片處于存儲(chǔ)空間末尾時(shí) 端輸出低電

39、平脈沖表示ovfovf 溢出，之后其端狀態(tài)跟隨ce 端的狀態(tài)，直到 pd 端變高。該端還可用于級(jí)聯(lián)擴(kuò)展。 8）話筒輸入端（mic）連至片內(nèi)前置放大器。前置放大器的增益范圍是- 1524db，由片內(nèi)自動(dòng)增益控制電路控制。需注意的是麥克風(fēng)信號(hào)應(yīng)通過電容交流耦 合至 mic 引腳。 9）話筒參考端（mic ref）是前置放大器的反向輸入。當(dāng)以差分形式連接話筒 時(shí)，可減小噪聲，提高共模抑制比。 10）片內(nèi)自動(dòng)增溢控制電路（agc），能動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)前置放大器的增益，將增 益控制在- 15 至 24db 以適應(yīng)麥克風(fēng)信號(hào)大范圍地波動(dòng)。外接話筒應(yīng)通過串聯(lián)電容 耦合到此端。一般情況下，agc 引腳通過一個(gè)外接的

40、 470k 電阻，并聯(lián)一個(gè) 4.7f 電容接至 vssa 端，即可得到滿意的效果。響應(yīng)時(shí)間取決于該端輸入阻抗外 接對(duì)地電容的時(shí)間常數(shù)。 11）模擬輸出端(ana out)。前置放大器的輸出前置電壓增益取決于 agc 電 平。 12）模擬輸入端(ana in )為芯片錄音信號(hào)輸出，對(duì)話筒輸入來說 ana out 端應(yīng)通過外接電容連至該端，電容和該端的 3k 輸入阻抗給出了芯片頻帶的附加 低端截止頻率，其它音源可通過交流耦合直接連至 ana in 端(繞過了 ter 的前置)。 13）喇叭輸出端（sp+、sp-）。對(duì)輸出端級(jí)驅(qū)動(dòng) 16 以上的喇叭（內(nèi)存放音 功率為 12.2mw，aux in 放音

41、時(shí)功率為 50 mw），單端使用時(shí)必須在輸出端和喇 叭間接耦合電容，而雙端輸出既不用電容又不能將功率提高至 4 倍。錄音和節(jié)電模 式下，它們保持為低電平。注意，多個(gè)芯片的喇叭輸出端絕對(duì)不能并聯(lián)，否則可能 損壞芯片，不用的喇叭輸出端不能接地。 14）輔助輸入端(aux in)。當(dāng)和為高，放音不進(jìn)行或處入放音溢出狀cerp/ 態(tài)時(shí)，該端的輸入信號(hào)過內(nèi)部功放驅(qū)動(dòng)喇叭輸出端；當(dāng)多個(gè)芯片級(jí)聯(lián)時(shí)，后級(jí)的喇 叭輸出通過該端連接到本級(jí)的輸出放大器。為防止噪聲,在放內(nèi)存信息時(shí)，輔助輸入 端最好不要有驅(qū)動(dòng)信號(hào)。 15）外部時(shí)鐘端(xclk)。內(nèi)部有下拉元件，不用時(shí)應(yīng)接地。芯片內(nèi)部的采樣時(shí) 鐘在出廠前已調(diào)節(jié)器校，誤

42、差地+1%內(nèi)。由于內(nèi)部的防混淆及增滑濾波器已設(shè)定， 故上述時(shí)鐘頻率不應(yīng)改精細(xì)。輸入時(shí)鐘的占空比無關(guān)緊要，因內(nèi)部首先進(jìn)行了分頻 處理。 16）地址/ 模式輸入端（ax/mx）。這些引腳具有兩種功能，取決于最高兩位 （msb，和 msa，即 a8 和 a9）的狀態(tài)。當(dāng)最高兩位不全為高電平時(shí)，這些引腳 均作為地址信號(hào)，在的下降沿鎖存，指向錄音/ 放音的起始地址；當(dāng)最高兩位全ce 為高電平時(shí)，這些引腳作為工作模式使用，決定芯片的工作模式。 3.3.2 isd2590 的操作模式說明如下 isd2590 內(nèi)置了若干操作模式，可用最少的外圍器件實(shí)現(xiàn)最多的功能。操作模 式也由地址端控制；當(dāng)最高兩位地址(ms

43、b)a8、a9 都為“1” 時(shí)，地址端就作為 操作模式選擇端(高電平有效)，其工作模式如表 3.3 所示。因此操作模式和直接尋 址相互排斥，操作模式可由微控制器，也可由硬件實(shí)現(xiàn)。所以使用操作模式有兩點(diǎn) 要注意： 表 3.3 isd2590 的操作模式 模式控制功能典型應(yīng)用可組合使用的模式 a1/m1信息檢索快速信息檢索m4、m5、m6 a2/m2 刪除標(biāo)志eom語音錄放結(jié)束時(shí)，放標(biāo)志eom m3、m4、m5、m6 a3/m3循環(huán)放音從 0 地址開始連續(xù)放音m1、m5、m6 a4/m4連續(xù)尋址可錄放連續(xù)的多段信息m0、m1、m5 a5/m5 電平觸發(fā)ce允許暫停m0、m1、m3、m4 a6/m6

44、按鈕控制簡(jiǎn)化器件接口m0、m1、m3 1）所有操作最初都是從 0 地址，即存儲(chǔ)空間的起始端開始。后續(xù)操作根據(jù)選用 的模式可從其他地址開始。但是電路由錄音轉(zhuǎn)為放音、由放音轉(zhuǎn)為音錄時(shí)（m6 模 式除外），或執(zhí)行了掉電周期后，地址計(jì)數(shù)器復(fù)位為 0。 2）當(dāng)變低，最高兩地址位同高時(shí)，執(zhí)行操作模式。這種操作模式一直有效，ce 除非再次由高變低，芯片重新鎖存當(dāng)前的地址/ 模式端電平，然后執(zhí)行相應(yīng)操作。ce 3.4 功放電路 在本設(shè)計(jì)中，使用了外接功放塊 lm386 的方法來提高功率，在 isd2590 的 14 腳（sp+）處接一個(gè) 6c2 瓷片電容，將音頻信號(hào)耦合至電位器 6r1，通過調(diào)節(jié)電位 器的中心

45、抽頭位置來改變輸入給 lm386 的信號(hào)強(qiáng)度，從而控制了揚(yáng)聲器的音量大小。 lm386 是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的音頻功率放大器，主要應(yīng)用于低電壓消費(fèi)類產(chǎn) 品。為使外圍元件最少，電壓增益內(nèi)置為 20。但在 1 腳和 8 腳之間增加一只外接電 阻和電容，便可將電壓增益調(diào)為任意值。 本設(shè)計(jì)中使用+5v（vcc）電源 電壓供電，電路連接圖如圖 3.10 所示， 圖中采用的是增益為 200 db 的接法。 3.5 串口部分 本設(shè)計(jì)中單片機(jī)和 pc 機(jī)之間通 信的電平轉(zhuǎn)換采用 max232 芯片來實(shí) 現(xiàn)。由于單片機(jī)是 ttl 電平，pc 機(jī) 是標(biāo)準(zhǔn)的 rs-232 正負(fù)邏輯狀態(tài)，所以 它們之間只有經(jīng)過相

46、互轉(zhuǎn)換之后才能 互相連接。rs-232 標(biāo)準(zhǔn)是美國(guó) eia 和 bell 公 圖 3.10 增益為 200db 的電路 司一起開發(fā)的一種通信協(xié)議，它適合于傳輸速率在 020000bit/s 范圍內(nèi)的通信。 本設(shè)計(jì)中 max232 的引腳圖如圖 3.11 所示，連接圖如圖 3.12 所示。其主要分 為 5 個(gè)部分。 1）外接電容：外接有 5 個(gè) 0.1f 瓷片電容， 作用是對(duì)電壓的匹配和電源的去耦。 2）ttl 的輸入：兩路 ttl 電平的輸入引腳 （10 腳和 11 腳），連接單片機(jī)的 txd 輸出端口。 3）ttl 的輸出：兩路 ttl 電平的輸出引腳 （9 腳和 12 腳），連接單片機(jī)的

47、rxd 輸出端口。 4）rs-232 的輸入：兩路 rs-232 邏輯電壓的 圖 3.11 max232 的引腳圖 輸入引腳（8 腳和 13 腳） ，連接 rs-232 的 txd 輸出端口。 5）rs-232 的輸出： 兩路 rs-232 邏輯電壓的 輸出引腳（7 腳和 14 腳） ，連接 rs-232 的 txd 輸出端口。 圖 3.12 串口部分連接圖 3.6 按鍵控制 本設(shè)計(jì)使用簡(jiǎn)單的獨(dú)立式按鍵來 控制報(bào)站信息，同時(shí)通過設(shè)置系統(tǒng)在 不同的功能下讓單個(gè)按鍵的功能也跟 隨不同，及按鍵復(fù)用功能，這使系統(tǒng) 使用起來很方便，設(shè)計(jì)新穎。如圖 3.13 所示，8s2 為一個(gè)單刀雙擲開關(guān)， 分別控制去

48、向和回向狀態(tài)。 圖 3.13 系統(tǒng)的按鍵控制圖 3.7 實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路 本設(shè)計(jì)使用的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路芯片是美國(guó) dallas 公司生產(chǎn)的一種高性能、低功 耗、帶 ram 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路芯片 ds1302，其引腳如 圖 3.14 所示。vcc1為后備電源，vcc2為主電源。在主 電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。 ds1302 由 vcc1或 vcc2兩者中的較大 者供電；當(dāng) vcc2 大于 vcc10.2v 時(shí)，vcc2給 ds1302 供電；當(dāng) vcc2小 于 vcc1時(shí)，ds1302 由 vcc1供電。x1 和 x2 是振蕩源， 外接 32.768khz 晶振。是復(fù)位/片選線，通過把rs

49、t 輸 入驅(qū)動(dòng)置高電平來啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。 圖rst 3.14 ds1302 引腳圖 輸入有兩種功能。首先，接通控rstrst 制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器； 其次，提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳rst 送手段。當(dāng)為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送rst 被初始化，允許對(duì) ds1302 進(jìn)行操作。如果在 傳送過程中置為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)rst 據(jù)傳送，i/o 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運(yùn)行時(shí)在 vcc2.5v 之前，必須保持低電平。只有rst 在 sclk 為低電平時(shí)，才能將置為高電平。i/o 圖 3.15 ds1302 電路連接rst 圖 為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端(雙向)，sclk 始終是輸

50、入端。本設(shè)計(jì)入端。本設(shè)計(jì)連接圖如 圖 3.15 所示，其中 2c2 和 2c3 起微調(diào)晶振的作用。 3.8 存儲(chǔ)器電路 本設(shè)計(jì)選擇 atmel 公司生產(chǎn)的 at24c02 作為 外部存儲(chǔ)器.單片機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)空間不夠時(shí)，可以轉(zhuǎn)用 該存儲(chǔ)器存儲(chǔ)用戶想要運(yùn)行的程序，通過單片機(jī)和 存儲(chǔ)器之間的 i2c 傳輸給單片機(jī)。其管腳圖如圖 3.16 所示，連接圖如圖 3.17 所示，其管腳名稱及功 能如下： 1）a0、a1、a2：器件地址選擇。一般使用一 圖3.16 at24c02的管腳圖 個(gè)器件時(shí)都接地。 2）sda：串行數(shù)據(jù)/地址。雙向串行數(shù)據(jù)/地址管腳用于數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收。 3）scl：串行時(shí)鐘。串行時(shí)鐘輸

51、入管腳用于產(chǎn)生器件所有數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時(shí) 鐘這是一個(gè)輸入管腳。 4）wp：寫保護(hù)端。如果wp管腳連接 到vcc 所有的內(nèi)容都被寫保護(hù)只能讀；當(dāng) wp 管腳連接到vss 或懸空時(shí)允許器件進(jìn) 行正常的讀/寫操作。 5）vcc ：工作電壓，一般接+5v。 6）vss ：接電源地。 圖 3.17 at24c02 連接圖 3.9 復(fù)位電路 在 at89s52 單片機(jī)中 的振蕩器運(yùn)行時(shí)，引腳rst 上保持到少 2 個(gè)機(jī)器周期的 高電平輸入信號(hào)，復(fù)位過程 即可完成。根據(jù)此原理，本 設(shè)計(jì)采用上電復(fù)位和按鍵復(fù) 位嵌套在系統(tǒng)中，增強(qiáng)了系 統(tǒng)的實(shí)用性。本設(shè)計(jì)具體的復(fù)位電路 圖 3.18 復(fù)位電路連接圖 如圖 3.1

52、8 所示。 3.10 晶振電路 at89s52 在工作時(shí)需要外部提供時(shí)鐘 信號(hào)，因此，本設(shè)計(jì)選擇在其 18 腳 19 腳之間接上 12mhz 的晶振，為單 片機(jī)提供 1s 的機(jī)器振蕩周期。其電 路連接圖如圖 3.19 所示。在圖中，電 容器 1c2，1c3 起穩(wěn)定振蕩頻率、快 速起振的作用，其電容值一般在 2050pf。 圖 3.19 晶振電路連接圖 3.11 系統(tǒng)電源供電電路 本設(shè)計(jì)中采用二極管 1n4007 整流后，經(jīng)過 9c3 和 9c1 進(jìn)行濾波和去耦，得到 平穩(wěn)的直流電（大于+5v），直流電經(jīng)過三端穩(wěn)壓器 lm7805 穩(wěn)壓后再經(jīng)過 9c4 和 9c2 進(jìn)行再次濾波和去耦，最后輸出比

53、較穩(wěn)定的+5v 電壓。其中 9c3 和 9c4 濾波的 作用的是消除電源的紋波特性，9c1 和 9c2 去耦的作用是為了改善負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)、 防止產(chǎn)生自激振蕩和減少高頻噪聲。圖 3.20 所示為系統(tǒng)電源供電電路連接圖。 圖 3.20 系統(tǒng)電源供電電路連接圖 第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)包括中斷服務(wù)程序、錄音/放音控制程序及主程序的設(shè)計(jì)組成。 4.1 中斷服務(wù)程序 在 cpu 工作的同時(shí)，它也在查詢是否有中斷信號(hào)（低電平有效）的產(chǎn)生，0int 當(dāng)檢查到有中斷信號(hào)時(shí)，cpu 發(fā)出讓 isp2590 停止工作的控制信號(hào)，置 pd 和端ce 為高電平，此時(shí)放音結(jié)束，系統(tǒng)返回到相應(yīng)的主程序。圖

54、 4.1 為本設(shè)計(jì)使用的中斷 服務(wù)程序流程圖。 p3.0=0？ 置 pd 和端為 1ce 中斷返回 中斷查詢 n y 圖 4.1 中斷服務(wù)程序流程圖 中斷主程序如下： org 0003h;中斷地址 ljmp zhongduan;跳至中斷程序處 setb ex0;開放外部中斷 0，設(shè)置為低中斷 setb ea ;開放總中斷 （） ;系統(tǒng)主程序 zhongduan:setb ce;置片選端為 1,isd2590 進(jìn)入不工作狀態(tài) setb pd;使 isd2590 進(jìn)入節(jié)能功耗狀態(tài) reti;中斷返回 4.2 錄音/放音控制程序 錄音/放音控制是由語音芯片電路部分中的 5s1 撥碼開關(guān)控制的。當(dāng)主程

55、序識(shí)別 到有按鍵按下并進(jìn)行消抖動(dòng)處理后再次確認(rèn)有按鍵按下，這時(shí) cpu 查詢相應(yīng)按鍵的 功能并通過比較當(dāng)前的站號(hào)對(duì) isp2590 進(jìn)行片選和地址選擇控制，讓 isp2590 進(jìn)行 錄音/放音工作。此時(shí) isp2590 如果檢測(cè)到 27 腳（）是低電平，則讓replay/ isp2590 工作在錄音狀態(tài)，錄音地址由 cpu 進(jìn)行控制選擇；如果檢測(cè)到是高電平， 則讓 isp2590 工作在放音狀態(tài)，此時(shí) isp2590 發(fā)出當(dāng)前站號(hào)的錄音信號(hào)。錄音信號(hào) 通過功放塊 lm386 提高音量之后驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器工作。圖 4.2 是本設(shè)計(jì)使用的錄音控制 程序設(shè)計(jì)流程圖。 pd 和端為 1？ce n 等待單片機(jī)

56、輸出 控制信號(hào) pd 和端為 0?ce =0？replay/ 播放當(dāng)前地址語音信息收集當(dāng)前錄音信息 pd 和端為 1？ce n y y 結(jié)束放音 結(jié)束錄音 n y n y 圖 4.2 錄音控制程序設(shè)計(jì)流程圖 4.3 主程序設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的主程序設(shè)計(jì)是用來控制整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的時(shí)序工作狀態(tài)，因此，完善的 程序設(shè)計(jì)是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容。圖 4.3 是本設(shè)計(jì)使用的主程序設(shè)計(jì)流程圖。 圖 4.3 主程序設(shè)計(jì)流程圖 第五章 系統(tǒng)的制作、焊接與調(diào)試 本章主要介紹了基于單片機(jī)公交車語音報(bào)站器設(shè)計(jì)系統(tǒng)的制作、焊接、調(diào)試及 安裝。 5.1 系統(tǒng)的制作 通過以上的幾章的介紹和說明，按照電子工藝的操作工程開始制作電路板。

57、1）根據(jù)電路原理圖，去電子市場(chǎng)買好相應(yīng)的元件，并根據(jù)各自元件的封裝， 畫好系統(tǒng)的 pcb 圖。 2）根據(jù)系統(tǒng)的 pcb 圖，制作好電路板。 3）按照系統(tǒng)的安裝圖把元件安裝在電路板上。 5.2 系統(tǒng)的焊接 在元件的焊接過程中，需要注意幾點(diǎn)事項(xiàng)： 1）先焊接跳線，再焊接個(gè)子較低的元件，最后焊接體積大的，個(gè)子高的元件及 飛線。 2）在焊接過程中，要注意焊接的質(zhì)量，避免有空焊、虛焊、橋接等焊接質(zhì)量問 題的出現(xiàn)。 3）極性元件在安裝焊接的時(shí)候一定要注意極性是否和原理圖上的相對(duì)應(yīng)，特別 是電解電容和二極管。 中斷返回 設(shè)置時(shí)間 有鍵按下？ 開始 初始化 p1.0=0？ 去向主程序回向主程序 yn p1.0

58、=0 ？ p1.0=1 ？ yy n n 有鍵按下？ 延時(shí)再次判 有鍵按下？ y y y y n n n n 延時(shí)再次判 有鍵按下？ 中斷返回 下一站 確認(rèn)？ n y 查詢比較站號(hào) 輸出控制信號(hào) 返回去向 主程序 上一站重復(fù)報(bào)站 y y y nnn 等待時(shí) 間設(shè)置 和去向控制程序相似（略） 5.3 系統(tǒng)的調(diào)試 按照上面的步驟，系統(tǒng)在正常的情況下安裝并焊接完成。在調(diào)試前，先檢測(cè)系 統(tǒng)的 vcc 和 gnd 之間是否有短路和斷路現(xiàn)象，如果有，用萬用表檢查故障原因并 維修好，直到把故障消除。然后按照設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)電路分別對(duì)各電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)。 1）電源電路的調(diào)試：前工序做好了，把變壓器輸出的交流 9v 電

59、源接在 pcb 板 上的 9j2（ac）插座上，觀察電源指示燈是否正常點(diǎn)亮，如果正常點(diǎn)亮，則說明電 源部分電路正常；否則檢測(cè)電源電路故障，直到電源指示燈正常點(diǎn)亮。 2）mcu 微控制器電路、lcd1602 液晶顯示器、按鍵部分以及 ds1302 電路的 調(diào)試：接通電源開關(guān)，通過連接在 pcb 板上的串口和 pc 機(jī)上的 usb 接口之間的下 載連接線程序燒入單片機(jī)中，再根據(jù)系統(tǒng)的控制要求對(duì)各個(gè)部分進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)的 要求包括 at89s52 工作是否正常、lcd1602 顯示是否正常、時(shí)間的顯示是否正常、 按鍵的控制是否符合系統(tǒng)的控制要求。 3）功放電路和語音芯片電路的檢測(cè)：在接通電源的情況下，

60、給 lm386 的 3 腳 加上外接的音頻信號(hào)，接上揚(yáng)聲器，看揚(yáng)聲器是否有正常的聲音播出。如果正常， 則說明功放正常，否則維修功放部分電路，直到正常為止。 語音芯片在錄音時(shí)，將其外圍電路中的 5s1 撥碼開關(guān)的第 1 腳和第 4 腳接通， 讓 27 腳（）為低電平，然后通過單片機(jī)的程序控制對(duì)其進(jìn)行不同地址的錄replay/ 音，為了確定錄音是否正常，建議多錄幾段。放音時(shí)，將 5s1 撥碼開關(guān)的第 1 腳和 第 4 腳斷開，讓 27 腳（）為高電平，然后通過單片機(jī)的程序控制對(duì)其進(jìn)行replay/ 不同地址的段的放音，為了確定放音是否正常，建議多放幾段。 對(duì)以上各個(gè)部分檢測(cè)完并確定都正常后，至此，