多功能公交車報站器的設計與實現(xiàn)

1、畢業(yè)設計（產(chǎn)品說明書）課題名稱多功能公交報站器的設計與實現(xiàn)學生姓名肖赟學 號201300335115專業(yè)名稱機電一體化技術指導教師曾小寶完成日期 2016年 5 月 13 日目 錄摘 要iiiabstractiv第1章 任務與要求11.1課題概述11.2 設計內(nèi)容與要求11.3 研究背景2第2章 方案論證與設計32.1 總體設計分析32.2 方案的選擇與設計32.2.1 顯示模塊選擇方案32.2.2 按鍵方案的選擇32.2.3 芯片選擇方案32.3原理圖4第3章 硬件電路設計63.1概述63.2主控模塊63.2.1stc89c52芯片的簡介63.2.2主控模塊電路原理圖93.3語音芯片模塊10

2、3.3.1isd4004芯片簡介103.3.2 lm386芯片簡介123.3.3 語音芯片模塊電路原理圖133.4 lcd液晶顯示模塊143.4.1 組成結構143.4.2 引腳功能14第4章 系統(tǒng)軟件設計164.1 錄音模塊設計174.2 放音模塊設計184.3 顯示模塊設計194.4 鍵盤掃描模塊設計20第5章 系統(tǒng)分析與調(diào)試22第6章 心得體會25參考文獻26致謝27摘 要本設計介紹了基于單片機的公交車語音報站系統(tǒng)的設計,對系統(tǒng)軟件設計和硬件實現(xiàn)進行了詳細的描述，系統(tǒng)包括微控制器模塊，語音錄放電路，站數(shù)、站名顯示模組，鍵盤接口電路，復位電路及電源等。系統(tǒng)使用stc89c52單片機來控制語

3、音合成芯片和液晶顯示模組。配合液晶屏顯示，就使得該報站系統(tǒng)更加實用。主要內(nèi)容是用stc89c52單片機為核心控制元件，isd4004語音芯片為錄音模塊，以液晶屏為顯示模塊，以獨立按鍵k1、k2為輸入設備，揚聲器為語音輸出設備，設計一個帶語音報站和液晶顯示功能的公交車報站系統(tǒng)。先將語音內(nèi)容通過錄音鍵錄入語音芯片中，當按下放音鍵時，語音模塊進行放音同時通過液晶屏顯示對應的文字信息。 本設計主要解決如何方便、準確地指示乘客到站的問題，具有模擬人聲進行報站和預報站，對所報站數(shù)和站名進行文字顯示和站名語音信息錄放及站名選擇控制等功能。本系統(tǒng)運行穩(wěn)定，硬件電路簡單，軟件功能完善，控制系統(tǒng)可靠，具有一定的實

4、用和參考價值。關鍵字：單片機，語音提示，文字顯示，公交報站abstractthe design mainly solve the problem of how to easily and accurately indicate that passengers arriving.the system includes micro-controller module, voice recording and playback circuitry, station number, station name display modules, interface circuit of the keybo

5、ard, reset circuit and power supply. the system uses stc89c52 single-chip microcomputer to control speech synthesis chip and liquid crystal display module. besides, lcd makes the reporting system more practical. this paper introduces the automatic stop announcer based on stc89c52 and aims to explici

6、tly describe the software and hardware applied in the system. the main features of the system are that stc89c52 is used for core controlling components, isd4004 pronunciation chip for recording, lcd12864 screen for video displays, independent key k1 and k2 for input device, loudspeaker for output de

7、vice. this is designed for a stop announcement and display system for buses. the voice message is recorded in the pronunciation chip in advance. when the “play” key is pressed, the voice of station announcement simultaneously appears with the information on the screen. it has the function of analog

8、voice reporting and forecasting station on the text display ,reporting number and station name ,and voice information recording and station name selection control.this system enjoys the advantage of stability, simplicity and reliability. the full-featured system is an ideal model and is easily put i

9、nto use.key words：single-chip microcomputer、audio prompt、character display、bus-stop auto-announce張家界航空工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書第1章 任務與要求1.1課題概述本文主要是對c語言和單片機的一些基本知識、概念的應用學習和研究，以及stc89c52芯片模塊、isd4004語音模塊和lcd12864液晶屏的開發(fā)設計，該設計的目的是設計一實現(xiàn)單片機與語音控制芯片系統(tǒng)互聯(lián)，通過按鍵，系統(tǒng)可播報相應的車站信息或者公益提醒，也可以實現(xiàn)錄音和放音功能。本設計的主要工作有以下幾個方面：1、方案的選擇要符合芯

10、片功能的要求，既要保證操作簡單適合公交司機操作，又要體現(xiàn)出本產(chǎn)品的特點，本文研究設計的帶錄音功能的公交車語音報站系統(tǒng)是采用stc89c52單片機和isd4004語音芯片，用來實現(xiàn)公交車站信息的播放以及錄音和放音功能，用lcd12864帶中文字庫的液晶顯示屏實現(xiàn)公交站名的顯示。 2、程序流程圖及軟件設計一個程序要想實現(xiàn)其功能，不能沒有次序而盲目下手，必須對其有一個全面的了解后畫出流程框圖，然后逐個模塊的實現(xiàn)其功能，最終把模塊之間合理的連接起來，構成完整程序。本設計的軟件設計主要包括系統(tǒng)的初始化設計、延時子程序的設計、錄音子程序的設計、放音子程序的設計、液晶屏的顯示設計、中斷程序設計、以及主程序設

11、計等。整個系統(tǒng)程序采用模塊化結構設計程序相對比較優(yōu)化易修改和調(diào)試，系統(tǒng)軟件的開發(fā)是用c語言設計的。3、系統(tǒng)原理圖及硬件調(diào)試本設計在進行硬件原理分析后，需要連接實物進行實際操作，檢驗自己的設計是否可以行得通。需要在protel99se環(huán)境下畫出硬件原理圖并進行電氣測試，檢測無異議后進行硬件系統(tǒng)的調(diào)試，為了保證系統(tǒng)的可靠性分析查找，硬件的調(diào)試分模塊分別進行了模擬。1.2 設計內(nèi)容與要求 1、通過stc89c52芯片實現(xiàn)對按鍵的讀取并將所對應的信息送至揚聲器同時將到站信息通過液晶屏顯示； 2、語音芯片isd4004完成語音模塊，實現(xiàn)公交站信息的錄入及到站時的放音功能； 3、采用兩個獨立按鍵，作為錄音

12、和放音的控制鍵； 4、采用lcd12864液晶屏，顯示相對應的站的信息；1.3 研究背景 隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，城市化進程越來越快，城市人口急劇增加從而使城市交通壓力不斷增大，在倡導綠色低碳環(huán)保的今天，公交車作為城市公共交通的重要方式，是城市居民出行的重要工具。因為公交車具有方便、快捷、經(jīng)濟實惠等優(yōu)點。公共汽車為外出的人們提供了方便快捷的服務，而公共汽車的報站直接影響到服務的質(zhì)量。 傳統(tǒng)由乘務人員人工報站的方式工作強度大且效果差，并需要大量的人力資源。而通過單片機和語音芯片的結合，使得公交車到站信息及提示信息以語音和顯示的方式告知乘客，為市民提供更人性化，完善的服務，并且節(jié)省了大量的人力資源。

13、公交車語音報站系統(tǒng)還可以結合每條線路的特點和實際情況自主設定不同的報站方式和站點設置，在為乘客提供方便的同時也便于公交車的運營和司乘人員的操作。第2章 方案論證與設計2.1 總體設計分析電路總體上分為主芯片控制部分、語音芯片和液晶顯示部分。以stc89c52單片機最小系統(tǒng)作為核心控制電路，控制獨立按鍵對錄音放音的選擇，具體顯示內(nèi)容及方式由軟件來完成。語音部分由isd4004芯片來實現(xiàn)，它是一個多功能的語音芯片，可以多次重復錄放，本設計正是運用此特點，完成錄音和放音功能的。具體步驟是：先錄入兩站的信息，存儲到芯片內(nèi)部，建立語音庫，并且具體鎖定到對應的地址中，通過按鍵的次序播放不同的信息。2.2

14、方案的選擇與設計2.2.1 顯示模塊選擇方案采用帶字庫的lcd12864芯片，可直接調(diào)用字庫，使用比較方便。鑒于上述對比與分析。2.2.2 按鍵方案的選擇采用獨立鍵盤，其獨立鍵盤有k1和k2個按鍵，按鍵數(shù)量符合錄音和放音兩個按鍵的需要。用k1和k2兩個獨立按鍵，k1為放音鍵，按第一下時，對應播放第一站信息，同時調(diào)用顯示子程序，在液晶屏上顯示對應信息。按第二下時，對應播放第二站信息，并在液晶屏上顯示信息。k2為錄音鍵，按下時，錄制第一段語音信息并存放在對應的地址中，按下第二下時，錄制第二段語音信息并存放于第二段語音對應的地址中，以方便調(diào)用。2.2.3 芯片選擇方案 采用stc89c52單片機 1

15、、stc89c52可以用usb轉串口下載。2、 stc單片機執(zhí)行指令的速度很快，大約是at的3-30倍，所以在at上好使的程序在stc上不一定好用，最典型的例子就是那些對時序有嚴格要求的模塊，比如iic，ds18b20、ds1302等的時序。再者，由于執(zhí)行速度的加快，非定時器控制的精確延時也會受到一定影響。 3、單片機對工作環(huán)境的要求比較低，電壓低于5伏時仍然正常工作，甚至3伏到4伏之間都還可以工作，所以當一個系統(tǒng)用stc單片機好用。 4、由于在學校期間學過數(shù)字電路、單片機原理、c語言程序設計，綜合考慮單片機的各部分資源和作為學生能夠獲得的資源，經(jīng)過對比此次設計要求，我選擇用stc系列芯片完成

16、。而且學校也提供了相應的硬件操作平臺，實際操作起來比較方便。2.3原理圖 按照系統(tǒng)功能的具體要求，在保證實現(xiàn)其功能的然礎上，盡可能降低系統(tǒng)成本?？傮w設計方案圍繞上述思想，初步確定系統(tǒng)的方案如圖2-1所示：單片機p2.2-p2.7p3.4-p3.7p3.2-p3.3lcd12864液晶顯示屏isd4004語音模塊獨立按鍵圖2-1系統(tǒng)初步方案從圖中可以看出，系統(tǒng)有微處理器模塊、液晶屏顯示模塊、獨立按鍵模塊和語音模塊組成。在方案設計中，遵循簡潔至上的原則，因此所有的外圍模塊采用串行方式與微處理器模塊接口。該設計以stc89c52系列單片機為控制核心，實現(xiàn)公交車語音報站基本功能。在設計系統(tǒng)時，為了更好

17、地采用模塊化設計法，分步的設計各個單元功能模塊，系統(tǒng)的硬件部分可以分為鍵盤設定、單片機控制、lcd顯示和語音控制四大部分。最終實現(xiàn)基于單片機的公交車語音報站系統(tǒng)的設計,對系統(tǒng)軟件設計和硬件實現(xiàn)進行了詳細的描述，主要內(nèi)容是用stc89c52單片機為核心控制元件，isd4004語音芯片為錄音模塊，以液晶屏為顯示模塊，以獨立按鍵k1、k2為輸入設備，揚聲器為語音輸出設備，設計一個帶語音報站和液晶顯示功能的公交車報站系統(tǒng)。先將語音內(nèi)容通過錄音鍵錄入語音芯片中，當按下放音鍵時，語音模塊進行放音同時通過液晶屏顯示對應的文字信息。第3章 硬件電路設計3.1概述 此次的畢業(yè)設計主要由4個大的模塊構成，分別是主

18、控模塊、語音芯片模塊、lcd液晶顯示模塊、鍵盤控制模塊，其中主控模塊是此次畢業(yè)設計的核心模塊，主要是指stc89c52芯片，它控制整個系統(tǒng)的運行，利用其各個口分別控制其他模塊，使其他模塊能夠成為一個整體，實現(xiàn)功能的需要；語音模塊主要指isd4004芯片和lm386芯片，用isd4004來實現(xiàn)錄音功能，lm386實現(xiàn)功率放大；而lcd液晶顯示模塊是整個系統(tǒng)的輔助模塊，用來顯示到站信息；按鍵控制模塊則是用按鍵來控制實現(xiàn)的是哪個功能，對應錄音、放音。3.2控制模塊 3.2.1stc89c52芯片的簡介 功能特性：stc89c52是一種低功耗、高性能cmos8位微控制器，具有8k在系統(tǒng)可編程flash

19、存儲器。與工業(yè)80c51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位cpu和在系統(tǒng)可編程flash，使得stc89c52為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案，如圖3-1所示。stc89c52具有以下標準功能： 8k字節(jié)flash，256字節(jié)ram，32 位i/o口線，看門狗定時器，2 個數(shù)據(jù)指針，三個16位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結構，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，at89s52 可降至0hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，cpu 停止工作，允許ram、定時器/計數(shù)器、

20、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，ram內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。主要性能：與mcs-51單片機產(chǎn)品兼容、8k字節(jié)在系統(tǒng)可編程flash存儲器、1000次擦寫周期、全靜態(tài)操作：0hz33hz、三級加密程序存儲器、32個可編程i/o口線、三個16位定時器/計數(shù)器八個中斷源、全雙工uart串行通道、低功耗空閑和掉電模式、掉電后中斷可喚醒、看門狗定時器、雙數(shù)據(jù)指針、掉電標識符1。如圖 3-1 圖 3-1 stc89c52管腳說明： p0口：p0口為一個8位漏級開路雙向i/o口，每腳可吸收8ttl門電流。當p1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。

21、p0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位。在fiash編程時，p0 口作為原碼輸入口，當fiash進行校驗時，p0輸出原碼，此時p0外部必須被拉高。 p1口：p1口是一個內(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門電流。p1口管腳寫入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，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在flash編程和校驗時，p1口作為低八位地址接收。 p2口：p2口為一個內(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ttl門電流，當p2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸

22、入時，p2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。p2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，p2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，p2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 p2口在flash編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 p3口：p3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向i/o口，可接收輸出4個ttl門電流。當p3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。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stc89c52的一些特殊功能口，如表3-1 表

23、3-1p3口的第二功能接口第二功能p3.0rxd（串行輸入口）p3.1txd（串行輸出口）p3.2int0（外部中斷0）p3.3int1（外部中斷1）p3.4t0（記時器0外部輸入）p3.5t1（記時器1外部輸入）p3.6wr（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）p3.7rd（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） p3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 rst：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持rst腳兩個機器周期的高電平時間。 ale/prog：當訪問外部存儲器時，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，ale端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻

24、率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ale脈沖。如想禁止ale的輸出可在sfr8eh地址上置0。此時， 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，置位無效。 psen：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次psen有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的psen信號將不出現(xiàn)。 ea/vpp：當ea保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000h-ffffh），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1

25、時，ea將內(nèi)部鎖定為reset；當ea端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在flash編程期間，此引腳也用于施加12v編程電源（vpp）。 xtal1：反相振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 xtal2：來自反相振蕩器的輸出。xtal1和xtal2分別為反相放大器的輸入和輸出。該反相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。如采用外部時鐘源驅動器件，xtal2應不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。3.2.2主控模塊電路原理圖 單片機主控模塊由stc89c52芯片和晶振復位組成。復位和晶

26、振電路通過接口與單片機個引腳相連，復位電路接到rst口，晶振接到xtal1口和xtal2口上。如圖3-2，3-3所示：圖3-2stc89c52芯片 圖3-3晶振復位3.3語音芯片模塊3.3.1isd4004芯片簡介 isd4004語音系列芯片是美國isd公司推出的產(chǎn)品，與普通的錄音/重放芯片相比，isd4004具有如下特點:首先是記錄聲音沒有段長度限制，并且聲音記錄不需要a/d轉換和壓縮。其次，快速閃存作為存儲介質(zhì)，無需電源可保存數(shù)據(jù)長達100年，重復記錄10000次以上。此外，isd4004具有記錄時間長（可達16分鐘，本文采用的為8分鐘的isd4004語音芯片）的優(yōu)點。最后，isd4004

27、開發(fā)應用具有所需外圍電路簡單的優(yōu)點，這一點從本文介紹的其在實際應用中可以體會到。isd4004芯片如圖3-4所示：圖3-4isd4004芯片 指令碼 如表3-2所示：指令控制碼操作powerup00100xxx上電：等待tpud后可以工作setplay11100xxx從指定地址開始放音play11110xxx從當前地址開始放音setrec10100xxx從指定地址開始錄音rec10110xxx從當前地址開始錄音setmc11101xxx從當前地址開始快進mc11111xxx執(zhí)行快進，直到eomstop0x110xxx停止當前操作stopwrdn0x01xxxx停止當前操作并掉電rint0x11

28、0xxx讀狀態(tài)ovf和eomspi端口的控制位 如圖3-5：mosimisoooc3c4xc0c2ovfeomp0p15000000c1xxa15a0快進模式操作是否使用指令地址電源控制錄/放模式允許/禁止操作圖3-5 isd4004的spi控制位spi控制寄存器 spi控制寄存器控制器件的每個功能，如錄音、放音、信息檢索上電/掉電、開始/停止操作、忽略地址指針等，如表3-3： 表3-3 isd4004的spi控制寄存器控制位值功能控制位值功能run10允許/禁止操作開始停止pu10電源控制上電掉電p/r10錄/放模式放音錄音iab10是否使用指令地址忽略輸入地址寄存器內(nèi)容使用輸入地址寄存器內(nèi)

29、容mc10快進模式允許禁止p15-p0行指針寄存器輸出a15-a0輸入地址寄存器3.3.2 lm386芯片簡介lm386是美國國家半導體公司生產(chǎn)的音頻功率放大器，主要應用于低電壓消費類產(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，直至 200。輸入端以地為參考同時輸出端被自動偏置到電源電壓的一半，在6 v電源電壓下，它的靜態(tài)功耗僅為24mw，使得lm386特別適用于電池供電的場合。lm386是一種音頻集成功放，具有自身功耗低、電壓增益可調(diào)整、電源電壓范圍大、外接元件少和總諧波失真小等優(yōu)點，廣泛應用于錄音機和收音機之中6。lm38

30、6芯片如圖3-8所示：特性（features）：1、靜態(tài)功耗低，約為4ma，可用于電池供電； 2、工作電壓范圍寬，4-12 v or 5-18 v； 3、外圍元件少； 4、電壓增益可調(diào)，20-200； 5、低失真度圖3-8 lm386芯片引腳說明：1和8為增益引腳，2為負端輸入，3為正端輸入，vss為接地，5為輸出，vdd為電源，7為旁路。lm386內(nèi)部電路原理圖與通用型集成運放相類似，它是一個三級放大電路.第一級為差分放大電路， t1和t3、t2和t4分別構成復合管，作為差分放大電路的放大管；t5和t6組成鏡像電流源作為t1和t2的有源負載；t3和t4信號從管的基極輸入，從t2管的集電極輸出

31、，為雙端輸入單端輸出差分電路。使用鏡像電流源作為差分放大電路有源負載，可使單端輸出電路的增益近似等于雙端輸出電容的增益。第二級為共射放大電路，t7為放大管，恒流源作有源負載，以增大放大倍數(shù)。第三級中的t8和t9管復合成pnp型管，與npn型管t10構成準互補輸出級。二極管d1和d2為輸出級提供合適的偏置電壓，可以消除交越失真。引腳2為反相輸入端，引腳3為同相輸入端。電路由單電源供電，故為otl電路。輸出端（引腳5）應外接輸出電容后再接負載。電阻r7從輸出端連接到t2的發(fā)射極，形成反饋通路，并與r5和r6構成反饋網(wǎng)絡，從而引入了深度電壓串聯(lián)負反饋，使整個電路具有穩(wěn)定的電壓增益。3.3.3 語音芯

32、片模塊電路原理圖stc89c52和isd4004之間的連接較少，其中p3.7接isd4004的片選引腳/ss，控制isd4004的選通與否。p3.6接isd4004的串行輸入引腳mosi，從該引腳讀入放音的地址。p3.4接isd4004的串行時鐘引腳sclk，對于isd4004芯片所需要的連接還有音頻信號輸出引腳audout，該引腳通過一個濾波電容與揚聲器連接，amcap為自動靜音端，使用時通過一個電容接地。此外由于isd4004的工作電壓為3伏，而單片機所需供電電壓為5伏，因此需要采用變壓電路得到3伏電壓供isd4004使用。由于單片機驅動能力不夠，在處理音符信號時，需加功率放大裝置，因lm

33、386芯片具有低功耗、高增益的特點，這合適單片機低功耗輸出，所以加裝lm386音頻信號放大器對信號進行放大。語音芯片模塊電路原理圖如圖3-9所示： 圖3-9 語音芯片模塊電路原理圖3.4 lcd液晶顯示模塊液晶顯示器lcd（liquid crystal display）廣泛應用于微型計算機系統(tǒng)中，與led相比，具有功率低，抗干擾能力強，體積小，價格低廉等優(yōu)點。另外，lcd在大小和形狀上更加靈活，接口簡單，不但可以顯示數(shù)字、字符，而且可以顯示文字和圖形。字符和數(shù)字的簡單顯示，不能滿足圖形曲線和文字顯示的要求。點陣式lcd不僅可以顯示字符、數(shù)字，還可以顯示各種圖形、曲線及文字，并且可以實現(xiàn)屏幕上下

34、左右滾動、動畫、分區(qū)開窗口、反轉、閃爍等功能，用途十分廣泛?，F(xiàn)在，隨著液晶技術的突破，液晶顯示器的質(zhì)量有了很大的提高，品種也在不斷推陳出新，不但有各種規(guī)模的黑白液晶顯示器，還有絢麗多彩的彩色液晶顯示器。在點陣式液晶顯示器中，把控制驅動電路與液晶點陣集成在一起，組成一個顯示模組，可與八位微處理器接口直接連接，不但使用方便，而且價格也比較便宜。th12864液晶顯示模組是12864點陣的文字圖形型液晶顯示模組，內(nèi)置國標gb2312碼簡體中文字庫（1616點陣）、ascii碼字符集（816點陣）和64256點陣顯示ram（gdram繪圖區(qū)域）；可與cpu直接接口，提供兩種界面來連接微處理機（八位并行

35、及串行連接方式）；具有光標顯示、畫面移位等多種功能。3.4.1 組成結構 th12864使用st7920作為行驅動器，同時使用st7921作為列驅動器。液晶顯示中應盡量避免一個字符一半在左半屏顯示，另一半在右半屏顯示的情況。由于th12864液晶顯示器是一種帶有輸出驅動的完整的液晶顯示器，八位微處理器可直接與其相連，對液晶屏進行行、列驅動。3.4.2 引腳功能th12864液晶顯示器有20個管腳，分電源線、數(shù)據(jù)線和控制線。其詳細功能如下：1、電源部分vdd 電源正極，通常接+5v。vss 電源負極，接-5v。為了簡化電路，可直接接地。v0 電源控制端，用來調(diào)節(jié)顯示屏灰度。調(diào)節(jié)該端的電壓，可以改

36、變顯示屏字符、圖形的顏色深淺。2、數(shù)據(jù)線db0db7 數(shù)據(jù)總線，雙向。3、控制信號psb 并口/串口選擇信號，接高電平時選擇并口，接低電平時選擇串口。模塊上一般都有跳線方式將其接高或接低。rs（cs） 寄存器選擇信號，高電平時為數(shù)據(jù)操作，低電平時為寫指令或讀狀態(tài)（串行方式下為片選信號，低電平有效）。r/w（sid） 讀/寫選擇信號，高電平為讀選通，低電平為寫選通（串行方式下作數(shù)據(jù)線使用）。e（sclk） 讀/寫使能信號，在e的下降沿，數(shù)據(jù)被鎖存（寫）入st7921；在e為高電平期間，數(shù)據(jù)被讀出（串行方式下作時鐘輸入）。rst 復位信號，低電平有效。當其有效時，關閉液晶顯示，使顯示起始行為0?？?/p>

37、與單片機相連，由單片機控制；也可直接接vdd，使之不起作用。bla 背光源正極（led+5v）blk 背光源負極（led0v）。電路原理圖如圖3-10：圖3-10 液晶顯示模塊電路原理圖第4章 系統(tǒng)軟件設計在對所要設計的課題有了整體的了解之后，需要先建立程序框架的流程圖，對整個設計劃分模塊，逐個模塊實現(xiàn)其功能，最終把各個子模塊合理的連接起來，構成總的程序。主程序首先要對整個系統(tǒng)進行初始化，然后將指令傳給芯片，設置按鍵功能，按下按鍵，看其對應的按鍵，完成預期的功能。系統(tǒng)的主流程圖如圖4-1所示：系統(tǒng)初始化k1是否被按下？y調(diào)用按鍵子程序nk2是否按下？調(diào)用錄音子程序y調(diào)用語音模塊放音子程序調(diào)用液

38、晶顯示子程序判斷按鍵次數(shù)開始結束圖 4-1 主程序流程圖4.1 錄音模塊設計首先是對ss、mosi、sclk、miso設定為低電平有效，且串行時鐘指令sclk為下降沿觸發(fā)。然后將上電指令發(fā)送給主控芯片，當主控芯片存儲了本條指令，而系統(tǒng)再次調(diào)用它的時候，即可實現(xiàn)對isd4004語音芯片通電。往芯片內(nèi)燒錄語音信息（錄音地址0xa0，當前錄音地址0xb0）。如圖4-2所示：系統(tǒng)初始化是否按下k2鍵？開始錄制第一段語音再次按下k2鍵開始錄制第二段語音y將isd4004芯片指令傳送給stc89c52設置按鍵功能開始返回圖4-2 錄音模塊程序流程圖4.2 放音模塊設計以上已對ss、mosi、miso、sc

39、lk進行了設定，故我們需要將上電指令發(fā)送給主控芯片，當主控芯片存儲了本條指令，而系統(tǒng)再次調(diào)用它的時候，即可實現(xiàn)對isd4004語音芯片通電。然后我們將從指定地址開始的放音指令0xe0和從當前地址開始放音指令0xf0傳送給主控芯片，當芯片調(diào)用該指令的時候，語音執(zhí)行相應的操作。執(zhí)行過程如圖4-3所示： 系統(tǒng)初始化判斷k1是否被按下？y判斷a是否為奇數(shù)？播放第一段錄音播放第二段錄音ynn無操作將isd4004芯片指令傳送給stc89c52設置按鍵功能開始返回y 圖4-3 放音模塊流程圖4.3 顯示模塊設計顯示模塊采用帶中文字庫的lcd12864液晶屏，首先設定漢字地址表，再根據(jù)需顯示的漢字地址或坐標

40、顯示對應的漢字。在主函數(shù)調(diào)用第一站信息時，顯示對應內(nèi)容，當調(diào)用第二站信息時顯示第二站對應內(nèi)容。如圖4-4： 系統(tǒng)初始化判斷k1是否被按下？y判斷a是否為奇數(shù)？顯示：本站：張家界學院 下車請當心下站：吉首大學顯示：本站：火車站 下車請當心下站：新航院ynn無操作開始返回 圖4-4 顯示模塊流程圖4.4 鍵盤掃描模塊設計鍵盤掃描采用的是獨立按鍵，確定有無按鍵按下并判斷是哪一個按鍵。當檢測到有鍵按下后，需要去除鍵抖動，延時一段時間再做下一步的檢測判斷，識別出是哪一個鍵閉合。掃描過程如圖4-5所示： 返回系統(tǒng)初始化是否有鍵按下？判斷鍵值y執(zhí)行對應操作n無操作開始 圖4-5 鍵盤掃描流程圖第5章 系統(tǒng)分

41、析與調(diào)試本設計是在keil c環(huán)境下開發(fā)的，keil c軟件支持c語言的編程及調(diào)試，運用方便，是做c語言畢業(yè)設計者的首選。設計的首要任務是安裝和學習使用這個軟件，在簡單的學習和了解keil c后，我們便可在此環(huán)境下開始了對帶錄音功能的電子琴的設計工作。在編譯完keil c后，再運用stc_isp_v480軟件燒錄到開發(fā)板上，實現(xiàn)實物與程序的連接。在燒錄前要對stc_isp_v480進行一些必要的設置。第一步：設置mcu type為stc89c52rc；第二步：打開編寫好并編譯的程序文件，它是以.hex為后綴的文件；第三步：選擇對應的com端口，（可在我的電腦的設備管理處查看com選項）；第四步：點擊download/下載，等提示請給mcu上電時，打開開發(fā)板上的開關，它就自行燒錄了。keil c程序運行如圖5-1所示： 圖5-1 keil c運行圖圖5-2 程序燒錄運行圖在完成對程序的調(diào)試及燒錄之后，還需要對其進行演示，把開發(fā)板與電腦連上，設置好對應的接口，完成供電及下載。按下按鍵，判斷是否為抖動，若不為抖動，則執(zhí)行按鍵按下的功能，再判斷是為何種按