公交車報(bào)站器畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、公交車報(bào)站器 i 摘 要 隨著城市交通的快速發(fā)展，公交汽車為外出的人們提供了方便快捷的服務(wù)。 而公交汽車的報(bào)站共識(shí)直接影響其服務(wù)的質(zhì)量。傳統(tǒng)報(bào)站方式是由乘務(wù)人員進(jìn) 行人工報(bào)站，該方式因其效果太差和工作程度太大，在很多大城市已經(jīng)被淘汰。 近年來，微機(jī)技術(shù)與各種語音芯片相結(jié)合，即可完成語音的合成技術(shù)，使得公 交車報(bào)站器的實(shí)現(xiàn)成為可能，從而為市民提供了更加人性化得服務(wù)。公交應(yīng)用 系統(tǒng)帶給公交企的將不僅是形象的提升，也是效益的增長(zhǎng)。本文介紹了一種公 交車報(bào)站器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理，提出了以 61 單片機(jī)為核心，通過 4*4 鍵盤獲取外 部指示以控制 spr4096 語音芯片電路以及 lcd 顯示的硬件設(shè)計(jì)和

2、軟件設(shè)計(jì)方 案。該系統(tǒng)語音音質(zhì)好，功能強(qiáng)，成本很低，是提供公交服務(wù)的一種較好的手 段。本文首先介紹了 spce061a 的基本原理和開發(fā)方法，討論了控制模塊、顯 示系統(tǒng)和存儲(chǔ)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思想和實(shí)現(xiàn)方案，并且詳細(xì)闡述了硬件系統(tǒng)和軟 件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。硬件系統(tǒng)包括電源電路、控制電路、信息存儲(chǔ)電路、顯示電路、 語音資源存儲(chǔ)電路等；硬件驅(qū)動(dòng)程序由開發(fā)系統(tǒng)提供的匯編語言庫函數(shù)來實(shí)現(xiàn)。 經(jīng)過調(diào)試和仿真運(yùn)行，使系統(tǒng)最終達(dá)到了課題設(shè)計(jì)的要求。 關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)，語音處理，lcd 顯示，spr4096 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） ii abstract with the rapid development of

3、urban traffic, transit buses out for people with a quick and convenient services. but the consensus transit buses stops directly affects its quality of service. traditional way is by the crew stops artificial stops for its effect, this way poor and working level too big, in many big cities have been

4、 eliminated. in recent years, with various pronunciation chip microcomputer technology, can complete combined speech synthesis technology, makes the realization of bus stops device becomes possible, and thus for citizens to provide a more humanized service. bus application system will not only bring

5、 bus enterprises, but also is of image promotion of growth. benefit this paper introduces a kind of bus stops the system design principle, is put forward to 61 single chip, through 4 * 4 keyboard access external spr4096 pronunciation chip instruction to control circuit and lcd display hardware desig

6、n and software design. this system voice timbre, the function is strong, very low cost, is to provide the bus service is a good method. this paper firstly introduces the basic principle and development spce061a methods are discussed in control module, display systems and storage system design thinki

7、ng and realize the overall solution, and illustrates the hardware and software system design. hardware systems include power supply circuit, control circuit and information storage circuit, display circuit, speech resources storage circuit, etc.; hardware driver by the development of the system prov

8、ided assembler language library function to realize. after testing and simulation operation, the system finally achieved the topic design requirements. key words：mcu; speech processing; lcd display;spr4096 公交車報(bào)站器 iii 目 錄 摘 要.i abstract.ii 1 引言.1 2 spce061a 單片機(jī)簡(jiǎn)介.2 3 系統(tǒng)方案.6 3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求.6 3.2 方案論證.6 3.

9、3 系統(tǒng)硬件方案.7 3.4 系統(tǒng)工作原理.8 4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì).9 4.1 板電路設(shè)計(jì).9 4.2 板模塊電路分析.9 4.2.1 電源電路模塊分析.9 4.2.2 音頻輸出電路模塊分析.10 4.3 msgl12864 液晶顯示屏概述 .12 4.4 鍵盤電路設(shè)計(jì).12 4.5 spr4096 存儲(chǔ)模塊 .13 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì).14 5.1 spce061a 的指令系統(tǒng)和集成開發(fā)環(huán)境 ide .14 5.1.1 指令系統(tǒng).15 5.1.2 指令格式與尋址方式.16 5.2 系統(tǒng)程序和模塊流程設(shè)計(jì).17 結(jié) 論.26 致 謝.27 參考文獻(xiàn).28 附錄.29 公交車報(bào)站器 - 1 - 1

10、引言 1.1 課題背景及研究意義 在當(dāng)今社會(huì)，即使在私家車越來越多的今天，公交車仍然是人們出行的首 選，因?yàn)楣卉嚲哂蟹奖?、快捷、車票便宜等?yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)即是設(shè)計(jì)出一款基 于凌陽spce061a單片機(jī)的公交車報(bào)站器，著重研究了spce061a單片機(jī)的語音播 放和時(shí)間設(shè)置模塊的程序編寫。在公交車報(bào)站器的設(shè)計(jì)方案中，通過pc機(jī)將所 要播報(bào)的站名和服務(wù)語錄制成wave文件并壓縮，然后添加到所建立的工程中的 語音資源索引表中，同時(shí)將這些站名和服務(wù)語燒錄到外擴(kuò)的spr4096模組中，再 通過獲取不同的鍵值來播報(bào)站名和服務(wù)語，在led顯示模組上時(shí)間和日期，通過 設(shè)置鍵來更改時(shí)間和日期。通過本系統(tǒng)軟件的控制，

11、實(shí)現(xiàn)了公交車報(bào)站器的語 音播報(bào)和時(shí)間、日期的顯示和設(shè)置功能。通過pc機(jī)等設(shè)備錄制需要播放的語音 資源，將錄制好的語音資源燒寫到spr4096 flash存儲(chǔ)器中，然后根據(jù)鍵盤執(zhí)行 對(duì)應(yīng)的報(bào)站等功能，并且在液晶屏上顯示對(duì)應(yīng)信息。采用鍵控結(jié)構(gòu)。 1.2 國(guó)內(nèi)外概況 隨著城市交通的快速發(fā)展，公交汽車為外出的人們提供了方便快捷的服務(wù)。 而公交汽車的報(bào)站共識(shí)直接影響其服務(wù)的質(zhì)量。傳統(tǒng)報(bào)站方式是由乘務(wù)人員進(jìn) 行人工報(bào)站，該方式因其效果太差和工作程度太大，在很多大城市已經(jīng)被淘汰。 近年來，微機(jī)技術(shù)與各種語音芯片相結(jié)合，即可完成語音的合成技術(shù)，使得公 交車報(bào)站器的實(shí)現(xiàn)成為可能，從而為市民提供了更加人性化得服務(wù)

12、。公交應(yīng)用 系統(tǒng)帶給公交企的將不僅是形象的提升，也是效益的增長(zhǎng)。 單片機(jī)的問世和飛速發(fā)展掀起了計(jì)算機(jī)工程應(yīng)用領(lǐng)域的一場(chǎng)新革命，使計(jì) 算機(jī)技術(shù)沖破了實(shí)驗(yàn)室和機(jī)房的界限，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)、自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)、智能儀表和接口以及各類功能模塊等廣 闊領(lǐng)域。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)許多控制系統(tǒng)的常規(guī)性工具。隨著計(jì)算 機(jī)科學(xué)和微電子集成技術(shù)的飛速發(fā)展，單片機(jī)自身也在不斷地向高層次和更大 規(guī)模發(fā)展。由于單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的高可靠性，軟、硬件的高利用系數(shù)，優(yōu)異的 性價(jià)比，使它的應(yīng)用范圍有傳統(tǒng)的過程控制，逐步進(jìn)入數(shù)值處理、數(shù)字信號(hào)處 理以及圖象處理等高技術(shù)領(lǐng)域。 1.3 本課題所要

13、達(dá)到的預(yù)期目的 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，常常需要將檢測(cè)到的連續(xù)變化的模擬量，如溫度、 壓力、流量、轉(zhuǎn)速、聲音、光亮等轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)才能用單片機(jī)中進(jìn)行處理。 這種將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的過程即是a/d轉(zhuǎn)換。許多新型的單片機(jī)已經(jīng)在片內(nèi) 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 2 - 集成了許多a/d和d/a轉(zhuǎn)換器及pwm輸出，這樣就大大簡(jiǎn)化了外圍電路和編程工作。 在這方面，spce061a做得很好。 adc 的結(jié)構(gòu)及工作原理：nsp單片機(jī)的內(nèi)部集成了一個(gè) 10 位的 a/d 轉(zhuǎn)換 器，它采用逐次逼近式原理實(shí)現(xiàn)模/數(shù)轉(zhuǎn)換。nsp中的 adc 由以下幾部分組成： 10 位數(shù)/模轉(zhuǎn)換器 dac0、10 位數(shù)據(jù)緩存器

14、 dar0、逐次逼近寄存器 sar、比較器 comp 以及 adc 控制寄存器。其輸入信號(hào)有兩個(gè)通道：一個(gè)由 line_in 通道輸入； 另一個(gè)由 mic_in 通道輸入。mic_in 一般用于麥克風(fēng)通道輸入，對(duì)較弱的信號(hào) 一般經(jīng)音頻放大器 agc（automation gain control）自動(dòng)增益控制放大后再進(jìn) 行 a/d 轉(zhuǎn)換。 公交車報(bào)站器 - 3 - 2 spce061a 單片機(jī)簡(jiǎn)介 spce061a 是一款性價(jià)比很高的十六位單片機(jī)，它采用高性能的 nsp內(nèi) 核，具有豐富的硬件資源，并集成了 ice（在線仿真接口） ，可以直接利用該接 口對(duì)芯片進(jìn)行下載（燒寫） 、仿真、調(diào)試等操作

15、。spce061a 在存儲(chǔ)器資源方面 內(nèi)嵌了 32k 的 flash rom，且 spce061a 的外圍功能模塊豐富。spce061a 能在 2.6v-3.6v 工作電壓范圍內(nèi)工作，時(shí)鐘頻率為 0.32mhz-49.152mhz，較高 的工作速度使其能快速處理復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)，因而大大地拓寬了其應(yīng)用領(lǐng)域。 spce061a 內(nèi)嵌 2kb sram 和 32kb 的 flash rom，有 32 位可編程的多功 能 i/o 端口；兩個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；32768hz 實(shí)時(shí)時(shí)鐘；低電壓復(fù)位/監(jiān)測(cè) 功能；8 通道 10 位模-數(shù)轉(zhuǎn)換輸入功能并具有內(nèi)置自動(dòng)增益控制功能的麥克風(fēng)輸 入方式；雙通道

16、 10 位 dac 方式的音頻輸出功能。其特性參數(shù)表如下： 表 2.1 spce061a 特性參數(shù)表 工作電壓(cpu)vdd 3.03.6v,(i/o)vddh為 vdd5.5v cpu工作頻率0.3246.152mhz 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2k word sram 程序存儲(chǔ)器32k word flash-rom i/o端口2組16位可編程輸入/輸出端口 中斷14個(gè)中斷源，fiq和irq兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí) 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器兩組16位可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器端口 模/數(shù)轉(zhuǎn)換器7共通道10位電壓adc和單通道10位聲音 adc 數(shù)/模轉(zhuǎn)換器2過10位dac輸出通道 uart一個(gè)全雙工通用異步串行接口 sio一個(gè)同步

17、串行設(shè)備接口 節(jié)電功能具備弱振方式和睡眠方式 watchdog功能具備清除時(shí)間周期為0.75s的看門狗 其他功能低電壓復(fù)位、低電壓監(jiān)測(cè)、保密功能等 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 4 - spce061a的內(nèi)部模塊主要分為：cpu、存儲(chǔ)模塊、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、 adc、i/o接口、電源電路模塊、音頻電路。spce061a單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2.1 所示。 圖 2.1 spce061a 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 spce061a單片機(jī)具有一套易學(xué)易用且效率較高的指令系統(tǒng)和一個(gè)使用方便 的集成開發(fā)環(huán)境。此開發(fā)環(huán)境支持c語言，可以實(shí)現(xiàn)c語言與匯編語言的互相調(diào) 用，并且提供了用于語音錄放的庫函數(shù)。只要了解了庫函數(shù)

18、的使用方法，就能 很容易地完成語音錄放，所有這些都大大方便了軟件開發(fā)。 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，常常需要將檢測(cè)到的連續(xù)變化的模擬量，如溫度、 壓力、流量、轉(zhuǎn)速、聲音、光亮等轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)才能用單片機(jī)中進(jìn)行處理。 這種將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的過程即是a/d轉(zhuǎn)換。許多新型的單片機(jī)已經(jīng)在片 內(nèi)集成了許多a/d和d/a轉(zhuǎn)換器及pwm輸出，這樣就大大簡(jiǎn)化了外圍電路和編 程工作。在這方面，spce061a做得很好。 adc的結(jié)構(gòu)及工作原理：unsp單片機(jī)的內(nèi)部集成了一個(gè)10位的a/d轉(zhuǎn)換器， 它采用逐次逼近式原理實(shí)現(xiàn)模/數(shù)轉(zhuǎn)換。unsp中的adc由以下幾部分組成：10 位數(shù)/模轉(zhuǎn)換器dac0、10位數(shù)據(jù)緩存器d

19、ar0、逐次逼近寄存器sar、比較器 comp以及adc控制寄存器。其輸入信號(hào)有兩個(gè)通道：一個(gè)由line_in通道輸 入；另一個(gè)由mic_in通道輸入。mic_in一般用于麥克風(fēng)通道輸入，對(duì)較弱的 信號(hào)一般經(jīng)音頻放大器agc（automation gain control）自動(dòng)增益控制放大后再 公交車報(bào)站器 - 5 - 進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換。 具體控制參數(shù)如表2.2所示。 表 2.2 a/d 轉(zhuǎn)換中的量化和編碼 b15b14b13 b3b2b1b0 read_ mux fal l -channel_sel控制功能描述 1-10 位模/數(shù)轉(zhuǎn)換未完成 -0-10 位模/數(shù)轉(zhuǎn)換完成 -000模擬信號(hào)電壓通

20、過 micino 輸入 -001模擬信號(hào)電壓通過 micin1 輸入 -010模擬信號(hào)電壓通過 micin2 輸入 -011模擬信號(hào)電壓通過 micin3 輸入 -100模擬信號(hào)電壓通過 micin4 輸入 -101模擬信號(hào)電壓通過 micin5 輸入 -110模擬信號(hào)電壓通過 micin6 輸入 -111模擬信號(hào)電壓通過 micin7 輸入 spce061a內(nèi)嵌了最新的16位微處理器nsp。它內(nèi)含有8個(gè)寄存器：4個(gè) 通用寄存器r1r4，1個(gè)程序計(jì)數(shù)器pc，1個(gè)堆棧指針sp，1個(gè)基址指針bp和1 個(gè)段寄存器sr。通用寄存器r3和r4結(jié)合形成一個(gè)32位寄存器mr，mr可被用 作乘法運(yùn)算和內(nèi)積運(yùn)算

21、的目標(biāo)寄存器。此外，spce061a有3個(gè)fiq中斷和14個(gè) irq中斷，并且?guī)в幸粋€(gè)由指令break控制的軟中斷。 nsp不僅可以進(jìn)行加、 減等基本算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，還可以完成用于數(shù)字信號(hào)處理的乘法運(yùn)算和內(nèi) 積運(yùn)算。 cpu及其外圍的基本模塊構(gòu)成spce061a的最小系統(tǒng)。外圍基本模塊包括： 晶振輸入模塊（osc）、鎖相環(huán)外圍電路（pll）、復(fù)位電路（reset）、指 示燈（led）等。 spce061a芯片內(nèi)部集成了ice（在線仿真接口），pc機(jī)通過probe（在線調(diào)試 器）或ez_probe（簡(jiǎn)易下載線）與61板相連，就可以方便地完成程序的下載、 調(diào)試等。61板為probe和ez_pr

22、obe各自提供了一組接口，可通過s5跳線來選擇使 用的接口類型。 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 6 - ice電路框圖如圖2.3。 圖 2.3 ice 電路框圖 公交車報(bào)站器 - 7 - 3 系統(tǒng)方案 3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 要求設(shè)計(jì)一個(gè)操作友好且成本很低的公交車報(bào)站器，具體要求如下： 可以存放較多的服務(wù)用語和廣告詞（10 條以上） ； 要求操作簡(jiǎn)單，每站只需按一次鍵即可播報(bào)全部報(bào)站內(nèi)容（前方將要 到達(dá)的站名，上下車提示服務(wù)用語） ； 要求具有跳站、上行、下行切換控制功能； 要求語音播報(bào)具有 16 檔音量調(diào)節(jié)功能； 要求站牌信息及服務(wù)信息等都能通過液晶屏顯示出來； 時(shí)間、日歷播報(bào)、顯示和調(diào)整

23、功能。 3.2 方案論證 方案一：方案一： 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選用 mcs51 單片機(jī)作為主控芯片，外部擴(kuò)展適當(dāng)大小的 ram組成最小系統(tǒng)。為存儲(chǔ)語音資源，在51單片機(jī)外圍配備一塊 k9f1208 flash 芯片，作為存儲(chǔ)器，另外再外擴(kuò)一片專用語音處理芯片?？紤]到 mcs51 的 i/o口資源較少，在外部使用專用接口芯片 8279管理鍵盤、顯示器 件。框圖如圖 3.1： 圖 3.1 方案一系統(tǒng)框圖 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 8 - 方案二：方案二： 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選用 spce061a單片機(jī)作為主控芯片，由于這顆芯片是 soc ，使用較少的外圍器件就能實(shí)現(xiàn)最小系統(tǒng)。spce061a 芯片

24、集成 a/d、d/a 功能，配合語音函數(shù)庫可以實(shí)現(xiàn)語音功能。外圍擴(kuò)展鍵盤、顯示器 件，擴(kuò)展 spr4096 flash芯片存儲(chǔ)語音資源?？驁D如圖3.2： 圖 3.2 方案二系統(tǒng)框圖 方案二與方案一相比具有較大優(yōu)勢(shì)。spce061a單片機(jī)是 soc 的，只需 使用較少的外圍器件即可組成最小系統(tǒng)，大大降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性，提高了穩(wěn) 定性。spce061a外擴(kuò)spr4096 flash作為語音資源存儲(chǔ)芯片，由于兩者都具 有 sio接口，使得程序設(shè)計(jì)大大簡(jiǎn)化。spr4096 是 4mbit 的 nor flash， 可以存儲(chǔ)設(shè)計(jì)要求的語音資源，而三星的 k9f1208是大容量的 nand flash，在

25、存儲(chǔ)空間上嚴(yán)重浪費(fèi)，而且 nand flash 在操作起來比較復(fù)雜， 增加了開發(fā)難度。 3.3 系統(tǒng)硬件方案 方案一和方案二進(jìn)行比較后，最后選擇方案二作為系統(tǒng)硬件方案，該方案 主要包括 spce061a 精簡(jiǎn)開發(fā)板、spr4096 flash 存儲(chǔ)芯片、44 鍵盤、 12864液晶顯示屏。spce061a是整個(gè)設(shè)計(jì)的核心控制器件，負(fù)責(zé)控制液晶屏輸 出，鍵盤信息的采集輸入和語音資源的播報(bào)。液晶屏和 44 鍵盤主要用作人 機(jī)交互， 顯示報(bào)站器的信息，同時(shí)利用 16 個(gè)按鍵實(shí)現(xiàn)不同的操作。根據(jù)設(shè)計(jì) 要求，規(guī)劃系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖3.3： 公交車報(bào)站器 - 9 - 圖 3.3 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖 其中，sid

26、、sclk分別為12864液晶顯示器的串行數(shù)據(jù)輸入端和時(shí)鐘輸入 端，iob01與spr4096的sck和sda相連接，iob815與4*4鍵盤相連接。 各鍵盤的功能作用分配如下： key1： “起步” ，用于起步語音提示控制； key2： “到站” ，用于到站語音提示控制； key3： “上” ，用于跳站和對(duì)設(shè)置的內(nèi)容進(jìn)行遞增； key4： “下” ，用于跳站和對(duì)設(shè)置的內(nèi)容進(jìn)行遞減； key5： “行向” ，用于播報(bào)行向； key6： “音量” ，用于音量控制； key7： “時(shí)間日歷” 用于播報(bào)時(shí)間日歷和對(duì)時(shí)間、日歷的設(shè)置進(jìn)行控 制； key8： “設(shè)置” ，用于行向、時(shí)間和日歷的設(shè)置狀態(tài)的

27、控制； key9： “切換行向” ，用于行向控制； key10-15：用于宣傳語和廣告詞的播放控制； 3.4 系統(tǒng)工作原理 通過pc機(jī)等設(shè)備錄制需要播放的語音資源，將錄制好的語音資源燒寫到 spr4096 flash存儲(chǔ)器中，然后根據(jù)鍵盤執(zhí)行對(duì)應(yīng)的報(bào)站等功能，并且在液晶 屏上顯示對(duì)應(yīng)信息。采用鍵控結(jié)構(gòu)。 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 10 - 4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 4.1 61 板電路設(shè)計(jì) 61 板電路設(shè)計(jì)主要是完成 spce061a 單片機(jī)的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)， 電源設(shè) 計(jì)和 spce061a 的 d/a外擴(kuò)功率器件設(shè)計(jì)，如圖 4.1： 圖 4.1 61 板整體電路圖 4.2 61 板模塊電路分析

28、 4.2.1 電源電路模塊分析： 整個(gè)系統(tǒng)由三節(jié)電池供電，電池盒提供的5v直流電壓經(jīng)過spy0029后穩(wěn)壓 到3.3v后再給系統(tǒng)供電（因?yàn)閟pce061a單片機(jī)的工作電壓位3.3v）。spy0029 是凌陽公司設(shè)計(jì)的電壓調(diào)整ic，采用cmos工藝，具有靜態(tài)電流低、驅(qū)動(dòng)能力 強(qiáng)、線性調(diào)整出色等特點(diǎn)。 圖中的vddh3為61單片機(jī)i/o口的參考電壓，如果跳線口j5接1、2，則i/o 公交車報(bào)站器 - 11 - 口的高電平為電池盒供電電平；如果跳線口j5接2、3，則i/o口高電平為 3.3v。vddp為pll鎖相環(huán)電源，接spce061a的7腳；vdd和vdda分別為數(shù) 字電源與模擬電源，分別接sp

29、ce061a的15腳和36腳；avss1是模擬地，接 spce061a的24腳；vss是數(shù)字地，接spce061a的38腳； avss2接音頻輸出電 路的avss2。 圖 4.2 61 板電源電路圖 4.2.2 音頻輸出電路模塊分析： spce061a內(nèi)置2路10位精度的dac，只需要外接功放電路即可完成語音的 播放。如圖2.5，圖中的spy0030是一款音頻驅(qū)動(dòng)放大芯片，可以工作在2.46v 范圍內(nèi)(兩節(jié)電池即可工作)由于它的便攜性而有著廣泛的實(shí)際應(yīng)用。spce061a 的音頻輸出采用雙通道數(shù)模轉(zhuǎn)換dac方式，即數(shù)字信號(hào)通過10位dac轉(zhuǎn)換成 3ma驅(qū)動(dòng)的電流模擬信號(hào)輸出。語音提示輸出直接采

30、用dac通道，經(jīng)信號(hào)放大 后，由speaker(揚(yáng)聲器)輸出。 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 12 - 圖 4.3 音頻輸出電路原理圖 4.3 msgl12864 液晶顯示屏概述 msgl12864 是一種具有 4 位/8 位并行、2 線或 3 線串行多種接口方式，內(nèi) 部含有國(guó)標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體中文字庫的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率 為 12864, 內(nèi)置 8192 個(gè) 1616 點(diǎn)漢字，和 128 個(gè) 168 點(diǎn) ascii 字符集。利 用該模塊靈活的接口方式和簡(jiǎn)單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖 形界面?？梢燥@示 84 行 1616 點(diǎn)陣的漢字，也可完成圖形顯示。低電壓低

31、功耗是其又一顯著特點(diǎn)。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(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，且該模塊的價(jià) 格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。 msgl12864是使用hd61202及其兼容控制驅(qū)動(dòng)器作為列驅(qū)動(dòng)器，同時(shí)使用 hd61203作為行驅(qū)動(dòng)器的液晶模塊。由于hd61203不與cpu發(fā)生聯(lián)系，只要提 供電源就能產(chǎn)生行驅(qū)動(dòng)信號(hào)和各種同步信號(hào)。 在msgl12864中，兩片hd61202及其兼容控制驅(qū)動(dòng)器的adc均接高電平， rst也接高電平，這樣在使用msgl12864時(shí)就不必再考慮這兩個(gè)引腳的作用。 /csa跟hd61202(1)的cs1相連；/csb跟h

32、d61202(2)的cs1相連，因此 /csa、/csb選通組合信號(hào)為/csa，/csb =01 選通(1)，/csa，/csb=10選通(2)。 對(duì)于msgl12864，只要供給gnd、vcc和v0即可，hd61202和hd61203所 需的電源將由模塊內(nèi)部電路在vcc和v0、gnd的作用下產(chǎn)生。 4.3.2 外接管腳及說明 這里所用到的管腳一共是11個(gè)，下面簡(jiǎn)單介紹下各個(gè)管腳的功能： vss：電源地 vdd：+5.0v 的電源電壓 v0：液晶顯示器驅(qū)動(dòng)電壓 d/i：當(dāng)d/i=“h”，表示db7db0為顯示數(shù)據(jù) 當(dāng)d/i=“l(fā)”，表示db7db0為顯示指令數(shù)據(jù) 公交車報(bào)站器 - 13 - r

33、/w：當(dāng)r/w=“h”，e=“h”，數(shù)據(jù)被讀到db7db0 當(dāng)r/w=“l(fā)”，e=“hl”，數(shù)據(jù)被寫到ir或dr e：當(dāng)r/w=“l(fā)”，e信號(hào)下降沿，鎖存db7db0 當(dāng)r/w=“h”，e=“h”，ddram數(shù)據(jù)讀到db7db0 db7db0：數(shù)據(jù)線 csa：當(dāng)為h時(shí)，選擇芯片(右半屏)信號(hào) csb：當(dāng)為 h 時(shí)，選擇芯片(左半屏)信號(hào) /rst：復(fù)位信號(hào)，低電平復(fù)位 4.3.3 液晶模塊與 spce061a 的連接圖 4.4 鍵盤電路設(shè)計(jì) 44 鍵盤可直接與 spce061a 的 i/o 端口連接。其電路原理圖如下： 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 14 - 圖 4.6 鍵盤輸入電路 表

34、4.4 鍵盤各按鍵功能表 按鍵公交車報(bào)站狀態(tài)時(shí)間設(shè)置狀態(tài) s0逐次播放上行各站提示語，每按一次按順序播放一個(gè)無效 s1逐次播放下行各站提示語，每按一次按順序播放一個(gè) 無效 s2播放警告用語“車輛拐彎，請(qǐng)注意安全”無效 s3播放提示語“車上有老弱病殘?jiān)谐丝停?qǐng)讓座”無效 s4播放娛樂音樂或廣告無效 s5進(jìn)入設(shè)置時(shí)間狀態(tài)設(shè)置切換 s6顯示在時(shí)間/日期/年之間切換增加 s7打開或關(guān)閉數(shù)碼管減小 4.5 spr4096 存儲(chǔ)模塊 spr4096 是一個(gè)高性能的 4m-bit(512k8-bit)flash,分為 256 個(gè)扇區(qū)(sector), 每個(gè)扇區(qū)為 2kb。spr4096 還內(nèi)置了一個(gè) 4k8

35、bit 的 sram。 spr4096 內(nèi)置了一個(gè)總線存儲(chǔ)器接口和一個(gè)串行接口，它允許單片機(jī)通過 8bit 并行模式或者 1bit 串行模式訪問 flash/sram 存儲(chǔ)區(qū)。本設(shè)計(jì)使用串行 模式，串行接口的工作頻率可達(dá) 5mhz.有兩個(gè)電源輸入端 vddi 和 公交車報(bào)站器 - 15 - vddq.vddi 是給內(nèi)部 flash 和控制邏輯供電的；vddq 是專門為 i/o 供電的。 最大讀電流為 2ma。 spr4096 按串行接口模式工作，要把 cf2cf0 均接高電平。cf7 為低電 平時(shí)選中 flash，高電平時(shí)選中 sram. 圖 4.4 是 spr4096 與單片機(jī)的硬件連接圖。

36、spr4096 的 sck 接 spce061a 的 iob0，sda 接 spce061a 的 iob1。cf0cf2 接高電平，cf7 接低電平， 選中 flash。 圖 4.4 spr4096 電路圖 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 5.1 spce061a 的指令系統(tǒng)和集成開發(fā)環(huán)境 ide 同硬件設(shè)計(jì)一樣，軟件設(shè)計(jì)也是分模塊進(jìn)行的。主要包括以下部分的程序： 主程序、音頻輸出子程序、液晶屏顯示子程序、存儲(chǔ)子程序、按鍵掃描子程序。 各子程序由主程序（main.c）調(diào)用，組成一個(gè)整體。為了能夠體現(xiàn)設(shè)計(jì)的思路， 每個(gè)功能都將從原理、所用函數(shù)以及程序流程圖幾個(gè)方面分別介紹。 在進(jìn)行系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)之前，必須熟悉

37、單片機(jī)的指令系統(tǒng)和開發(fā)環(huán)境。在 此先對(duì)spce061a的指令系統(tǒng)與集成開發(fā)環(huán)境作一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。 5.1.1 指令系統(tǒng) 在介紹指令格式指令系統(tǒng)以前，把描述指令等一些符號(hào)的意義先做如下簡(jiǎn) 單的介紹。 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 16 - rd:目的寄存器或目的存儲(chǔ)器指針 rs：源寄存器或源存儲(chǔ)器指針； im6 im16：6位 16位立即數(shù)； a6 a16存儲(chǔ)器6位16位常量； rx-ry：序列寄存器，x y為序列號(hào)1為最低7為最高； mr：由r4 r3 組成的32位結(jié)果寄存器（r4為高字組 r3為低字組）； + - * ：加減求補(bǔ)操作符記號(hào)； 105 一106. 16 braasch ms

38、. improved modeling of gps selective availabilityz.proc.of the 1on national meeting，1993. 18 ieee standard inverse-time charteristic equations for overcurrent relays. ieee trans on pd, 1999, 14(3) 19 wilks m v, stringer j b. microrograming and the design of control circuits in an electronic digital

39、comuter z. pro, cambridge philosophical society 49: 230- 38.1985 20 philips. the i2c bus specification version 2.0. philips semiconductor, 2000 公交車報(bào)站器 - 29 - 附錄 1 主函數(shù)程序： int main(void) unsigned int uikey;/鍵盤值 unsigned int uion_off;/數(shù)碼管顯示或不顯示標(biāo)志 unsigned int uikey1_count;/key1 按下次數(shù) unsigned int uikey2

40、_count;/key2 按下次數(shù) unsigned int uiflag;/按鍵 key1、key2 的奇偶標(biāo)志 unsigned int uitemp;/臨時(shí)變量 uion_off = 0;/局部變量初始化 uikey1_count = 0;/ uikey2_count = 16;/ uiflag = 0; sp_sioinitial();/初始化 spr 模組，spr4096 dig_init();/初始化數(shù)碼管 key_init();/初始化鍵盤 time_init();/初始化顯示時(shí)間 dig_set(1,0); dig_set(2,0); dig_set(3,datauihour_

41、h); dig_set(4,datauihour_l); dig_set(5,datauiminite_h); dig_set(6,datauiminite_l); broadcast(52);/播放站點(diǎn) while(1) if(uidisp = 0)/顯示時(shí)間 dig_set(1,0); dig_set(2,0); dig_set(3,datauihour_h); dig_set(4,datauihour_l); dig_set(5,datauiminite_h); 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 30 - dig_set(6,datauiminite_l); if(uidisp = 1)/顯示月日 dig_set(1,datauimonth_h); dig_set(2,datauimonth_l); dig_set(3,0 x0077); dig_set(4,datauiday_h); dig_set(5,datauiday_l); dig_set(6,0 x007f); if(uidisp = 2)/顯示年 dig_set(1,0 x0040); dig_set(2,datauiyear_h