基于單片機(jī)的公交語音自動報(bào)站器系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、基于單片機(jī)的公交語音自動報(bào)站器系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加深，城市人口日益膨脹，機(jī)動車輛急劇增加，城市交通壓力越來越大。發(fā)展公共交通事業(yè)是為居民提供安全有序的出行方式的不可替代的途徑，公共交通管理的高質(zhì)量和公共服務(wù)水平的人性化是吸引居民采用公交出行的有效途徑，是中國解決交通問題的重要措施。公交車報(bào)站系統(tǒng)是公共交通系統(tǒng)的一個重要的組成部分，設(shè)計(jì)先進(jìn)的報(bào)站系統(tǒng)能為廣大居民乘車提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，提高公交系統(tǒng)的服務(wù)水平。本設(shè)計(jì)利用了Atmol公司的AT89C51單片機(jī)來設(shè)計(jì)一個公交語音自動報(bào)站系統(tǒng)。用JHD162A LED來提供站臺信息的顯示；用ISD1700系列語音芯片來對語音

2、進(jìn)行各種操作控制；并使用DF無線收發(fā)模塊及PT2262、PT2272編解碼芯片來實(shí)現(xiàn)信號的無線收發(fā)與識別。最后通過AT89C51對各個模塊的控制實(shí)現(xiàn)無線收發(fā)與識別、信息顯示及語音報(bào)站任務(wù)。關(guān)鍵詞：51單片機(jī)，ISD1700語音芯片，DF無線收發(fā)模塊，PT2262/PT2272芯片，JHD 162A，！所有下載了本文的注意：本論文附有CAD圖紙，凡下載了本文的讀者請留下你的聯(lián)系方式（QQ郵箱），我把圖紙發(fā)給你。最后，希望此文能夠幫到你！Speech based on single chip bus stop reporter systemAbstractWith the development

3、of national economy and the deepening of the process of urbanization. The pressure on city traffic is increasing because of the Increasing urban population and the Sharp increase in motor vehicles. Development of public transport is the Irreplaceable way for the Residents safe and orderly travel. Th

4、e high-quality of Public transport management and public services is a effect way to attract People take bus. and the important measure for China to solve the traffic problems. The bus stop device is a very important Part of Public transport system. The Advanced design of the device can serve people

5、 well and improve the Service level of public transportation systems.At present, the city buses have generally installed the station voice system which gives the passengers a very comfortable experience. However, most of the system is manual. The driver have to control it when the car entering and l

6、eaving the station. At this time, the traffic condition is so complicated that it usually brings security risks. The paper design a bus automated voice system with Atmel Companys AT89C51 single-chip. Using JHD162A LCD to display the stations information, ISD1700 series voice chip controls the voice

7、paragraph and DF wireless transceiver module,PT2262/PT2272 chip to achieve the signals wireless transmission and identification. Finally, all the modules are controlled by AT89C51 and the simulation of the system. KEY WORDS: AT89C51，ISD1700s chip，DF wireless transceiver modules，PT2262/PT2272 chi，;JH

8、D 162A3目錄 前言1第1章 設(shè)計(jì)概述21.1 課題的研究意義21.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢21.3課題設(shè)計(jì)介紹3第2章 概要設(shè)計(jì)42.1 設(shè)計(jì)思路42.2 系統(tǒng)框圖42.3 模塊設(shè)計(jì)分析52.3.1 無線收發(fā)編解碼模塊52.3.2 語音模塊52.3.3 語音模塊62.4 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)6第3章 硬件設(shè)計(jì)73.1 硬件電路設(shè)計(jì)73.1.1 主控芯片AT89C5173.1.2 語音芯片ISD17283.1.3 DF無線收發(fā)模塊133.1.4 DF JHD162A液晶顯示模塊17第4章 軟件設(shè)計(jì)204.1系統(tǒng)程序流程圖204.2程序子函數(shù)模塊代碼214.3系統(tǒng)任務(wù)設(shè)置26第5章 電路設(shè)計(jì)與繪制3

9、05.1電路板制作軟件Protel 99 SE介紹305.2 電路設(shè)計(jì)與繪制305.2.1 電路原理圖315.2.2 轉(zhuǎn)化成CAD圖紙32結(jié)論33謝 辭34參考文獻(xiàn)35外文資料翻譯36前言從1831英國人沃爾特漢考克為他的國家制造出了世界上第一輛裝有發(fā)動機(jī)的公共汽車起，到今天，公交車已經(jīng)歷經(jīng)了將近200年的發(fā)展過程。從最初的“悶罐頭”到如今配套的空調(diào)系統(tǒng)；從專人售票到無人售票；從人工報(bào)站到半自動語音報(bào)站，公交車向著越來越人性化的方向發(fā)展?？墒悄壳按嬖诘囊粋€問題，半自動語音報(bào)站系統(tǒng)需要司機(jī)在車進(jìn)出站時人工操作，由于這兩個時間點(diǎn)往往是路面情況最復(fù)雜的時刻，因此也給行駛中的車輛帶來了安全隱患。論文的

10、目標(biāo)就是徹底拋棄人工操作，實(shí)現(xiàn)公交進(jìn)出站的全自動語音報(bào)站。利用AT89C51單片機(jī)、ISD1700系列語音芯片、JHD162A LCD液晶模塊以及DF無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊來實(shí)現(xiàn)所需要的功能。單片機(jī)體積小，重量輕，具有很強(qiáng)的靈活性而且價格便宜，得到越來越廣泛的運(yùn)用，例如工業(yè)控制領(lǐng)域、家電產(chǎn)品，智能化儀器儀表，計(jì)算機(jī)外部設(shè)備，特別是機(jī)電一體化產(chǎn)品中都有重要的用途。20世紀(jì)80年代中期，Intel公司將8051內(nèi)核使用權(quán)以專利互換或出售的形式轉(zhuǎn)給世界許多著名IC制造廠商，這樣8051就變成有眾多制造廠商支持的，發(fā)展出上百個品種的大家族。到目前為止，其它任何一個單片機(jī)系列均未發(fā)展到如此的規(guī)模。正因?yàn)?1單

11、片的運(yùn)用是如此廣泛，因此學(xué)習(xí)單片機(jī)的運(yùn)用是非常重要的。學(xué)好單片機(jī)也是學(xué)習(xí)其他嵌入式控制器如ARM、DSP的基礎(chǔ)，任何嵌入式控制器都離不開單片機(jī)種所涵蓋的如中央處理器，定時器、中斷控制器，IO口控制器，串行通訊控制器，I2C總線控制器，片內(nèi)外存儲控制器，匯編語言，C語言，操作系統(tǒng)的概念。因此說學(xué)好單片機(jī)，再去學(xué)習(xí)其他嵌入式控制器如ARM、DSP是比較簡單的?？梢哉f學(xué)好單片機(jī)是其它進(jìn)階微處理器的一個臺階1。本次設(shè)計(jì)的課題是“基于單片機(jī)的公交語音自動報(bào)站系統(tǒng)”，設(shè)計(jì)中利用無線收發(fā)模塊及編解碼芯片實(shí)現(xiàn)站臺的自動識別，通過單片機(jī)對無線模塊、液晶模塊及語音模塊的綜合控制實(shí)現(xiàn)全自動語音報(bào)站的功能。 第1章

12、設(shè)計(jì)概述 1.1 課題的研究意義目前隨著城市區(qū)域的擴(kuò)大、旅游資源的發(fā)展、城市人口的增加、人民生活水平的提高，公交車己經(jīng)成為城市人民生活不可替代的交通工具，它的運(yùn)行狀況直接影響到人們的生活，同時也成了衡量當(dāng)?shù)爻鞘行蜗蟮囊粋€標(biāo)準(zhǔn)。因此，發(fā)展良好的公交服務(wù)事業(yè)將給人們的生活帶來很大的方便，進(jìn)而提高當(dāng)?shù)爻鞘行蜗?。近年來單片機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展，廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域，在公交事業(yè)上已經(jīng)運(yùn)用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)公交報(bào)站這項(xiàng)功能。但由于現(xiàn)在的公交車大部分還是采用的人工手動控制的報(bào)站器，這不但影響了公交司機(jī)的正常駕駛，分散了駕駛員的注意力，同時也加重了他的工作的負(fù)擔(dān)。不過這相對于以前的人工報(bào)站已經(jīng)有了大的提高，但同時由于人工控

13、制就存在著差錯，給人們的出行帶來不便。為了使大家的生活更加便捷，讓公交車駕駛員的工作量能有效減輕，減少報(bào)站出錯等的問題，故運(yùn)用單片機(jī)技術(shù)、語音芯片技術(shù)、無線收發(fā)技術(shù)以及液晶顯技術(shù)溶于一體設(shè)計(jì)出既能手動又能自動報(bào)站的公交語音自動報(bào)站系統(tǒng)，使每輛公交車都能準(zhǔn)確無誤的實(shí)現(xiàn)報(bào)站，讓每位乘客準(zhǔn)確知道自己的位置。 1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢現(xiàn)今社會，公交事業(yè)關(guān)乎到大多數(shù)城市居民的出行，可公交車上的報(bào)站系統(tǒng)依然無法滿足大家對其的要求。現(xiàn)在普遍使用的是人工按鍵報(bào)站系統(tǒng)，而此系統(tǒng)存在二個弊端：（1）報(bào)站不準(zhǔn)確：因駕駛員操作報(bào)站系統(tǒng)時經(jīng)常會按錯鍵或忘按鍵，而且在調(diào)整系統(tǒng)時會連續(xù)報(bào)出幾個站點(diǎn)，這樣使不熟悉線路站點(diǎn)

14、的乘客不知所措。（2）安全隱患：每次報(bào)站時到需要由駕駛員對報(bào)站器進(jìn)行操作，而在車輛車輛起動和進(jìn)站時往往是路面情況最復(fù)雜的時候，這樣駕駛員既要對行駛中的公交車進(jìn)行操作，同時還要兼顧報(bào)站系統(tǒng)，因此給行駛中的車輛和行人帶來一定的安全隱患。目前我國城市公交報(bào)站主要有三種方式：（1）人工報(bào)站：一般是由當(dāng)?shù)厝擞梅窖詠磉M(jìn)行報(bào)站，這樣給外地乘客帶來很大的不便，但這種方式已逐漸被替代。（2）半自動報(bào)站：這種報(bào)站方式是現(xiàn)在運(yùn)用普遍的，但由于此報(bào)站系統(tǒng)需要駕駛員來控制，故會有錯報(bào)、誤報(bào)現(xiàn)象，并且還存在安全隱患。（3）自動報(bào)站系：這種報(bào)站方式實(shí)現(xiàn)了智能化，無需駕駛員參與，系統(tǒng)自動識別車站，比較準(zhǔn)確，但易出現(xiàn)問題，且價

15、格昂貴。故研究這種方式較多。雖然國能外都在研究公交自動報(bào)站系統(tǒng)，但采用的技術(shù)手段不一樣，如：采用GPS定位系統(tǒng)自動報(bào)站等等。這些開發(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)，故開發(fā)一種綜合性強(qiáng)的、且價格交低、易于實(shí)現(xiàn)普及的系統(tǒng)是公交事業(yè)迫切需要的的。1.3課題設(shè)計(jì)介紹 根據(jù)對公交報(bào)站器的調(diào)研，最后確定采用單片機(jī)來設(shè)計(jì)既能手動又能自動報(bào)站的公交語音自動報(bào)站系統(tǒng)。此設(shè)計(jì)主要采用了AT89C51單片機(jī)、JHD162A LED顯示模塊、DF無線收發(fā)模塊及PT2262、PT2272編解碼芯片、ISD1700系列語音芯片來設(shè)計(jì)選用TMEM公司的AT89C51作為控制芯片，成本低，開發(fā)周期短，配

16、合各種專用芯片的使用能夠?qū)崿F(xiàn)豐富的功能。并且51單片機(jī)具有高效能，資源占用率低等特點(diǎn)。目前51單片機(jī)的使用非常廣泛，關(guān)于51單片機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)的資料非常豐富，很適合初學(xué)者自學(xué)。使用C語言編程可以實(shí)現(xiàn)豐富的功能。第2章 概要設(shè)計(jì) 2.1 設(shè)計(jì)思路本系統(tǒng)采用兩種工作模式，分別為自動模式和手動模式。當(dāng)自動模式出現(xiàn)問題時可以切換到手動模式進(jìn)行應(yīng)急操作，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。本次設(shè)計(jì)采用一個AT89C51單片機(jī)作為接收端的控制器。在每個站臺上安裝上無線發(fā)射裝置，信號由無線發(fā)射頭通過PT2262編碼芯片不斷向一定半徑范圍內(nèi)發(fā)射無線信號。而公交車上則安裝主體器件。包括JHD 162A液晶顯示模塊、無線接收識別模塊

17、以及語音播報(bào)模塊等。無線接收識別模塊由無線接收頭通過PT2272解碼芯片解碼接收到的信號。C51對無線接收模塊的端口進(jìn)行掃描，當(dāng)公交車即將到站進(jìn)入信號范圍時，端口電平發(fā)生改變，C51識別到后先調(diào)用語音芯片內(nèi)部播放指針，讓其指向預(yù)置的數(shù)據(jù)段，并進(jìn)行播報(bào)。同時改變LCD的顯示內(nèi)容，將下一站的站名進(jìn)行更新。接著下車指示燈亮起，通知到站乘客下車。車子馳離站臺后信號消失，指示燈熄滅。2.2 系統(tǒng)框圖圖2-1系統(tǒng)框圖（手動模式） 圖2-2系統(tǒng)框圖（自動模式）2.3 模塊設(shè)計(jì)分析2.3.1 無線收發(fā)編解碼模塊本次設(shè)計(jì)采用的編解碼芯片PT2262和PT2272除了地址編碼必須完全一致，振蕩電阻還必須匹配，否則

18、接收距離會變近甚至無法接收。這里在編碼端選用1.2M電阻，解碼端選用200K電阻。該模塊要實(shí)現(xiàn)的功能有兩點(diǎn)：1、發(fā)射端通過PT2262編碼發(fā)射調(diào)幅AM信號。2、接收端通過PT2272解碼收到的AM信號，并將狀態(tài)變化輸出給C51單片機(jī)。2.3.2 語音模塊ISD1700系列語音芯片有兩種工作模式，分別為按鍵觸發(fā)模式與SPI控制模式。鑒于兩種模式實(shí)現(xiàn)的功能一致這里采用單片機(jī)輸出模擬按鍵信號實(shí)現(xiàn)對語音芯片的控制。實(shí)現(xiàn)的功能有：1、錄音2、播放3、快進(jìn)4、擦除5、復(fù)位6、音量調(diào)節(jié)2.3.3 語音模塊該模塊需要實(shí)現(xiàn)的功能主要是：1、實(shí)現(xiàn)西文字符的顯示2、顯示公交線路與下一站站名2.4 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖2-

19、3系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖第3章 硬件設(shè)計(jì) 3.1 硬件電路設(shè)計(jì)圖3-1硬件電路圖 3.1.1 主控芯片AT89C51AT89C51是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k byte的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器（PEROM）和128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MSC-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和FLASH存儲單元，適合在開發(fā)階段的使用。AT89C51提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4k字節(jié)FLASH閃存存儲器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32個I/O口線，兩個16位定時/計(jì)數(shù)器，一個5向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，

20、一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。同時，AT89C51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時/計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復(fù)位1。圖3-2管腳配置圖13.1.2 語音芯片ISD17202ISD1700系列芯片是華邦公司新推出的單片優(yōu)質(zhì)語音錄放電路，是ISD1400S與ISD2500S的升級產(chǎn)品。該芯片提供多項(xiàng)新功能，包括內(nèi)置專利的多信息管理系統(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

21、。芯片內(nèi)部包含有自動增益控制、麥克風(fēng)前置擴(kuò)大器、揚(yáng)聲器驅(qū)動線路、振蕩器與內(nèi)存等的全方位整合系統(tǒng)功能。特點(diǎn)：可錄、放音十萬次，存儲內(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段以上信息有豐富多樣的工作狀態(tài)提示多種采樣頻率對應(yīng)多種錄放時間音質(zhì)好，電壓范圍寬，應(yīng)用靈活，價廉物美電特性：工作電壓：2.4V5.5V，最高不能超過6V靜態(tài)電流：0.5-1uA工作電流:20mA可利用振蕩電阻來自定芯片的采樣頻率，從而決定芯片的錄放時間和錄放音質(zhì)，如圖3-4。而芯片的采樣率可以通過外部振蕩電阻來調(diào)節(jié)，如圖3-5。圖3-3 ISD1700的引腳2圖3-4 ISD1700

22、的參數(shù)表2圖3-5 ISD1700的采樣率調(diào)節(jié)表2獨(dú)立按鍵工作模式：ISD1700的獨(dú)立按鍵工作模式錄放電路非常簡單（后附圖），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。這些功能僅僅通過按鍵就可完成。而且按鍵信號相當(dāng)于一個負(fù)脈沖信號，可用軟件模擬出來。在按鍵模式工作時，芯片可以通過/LED管腳給出信號來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管腳電平變低后開始錄音，直到松開按鍵使電平拉高或者芯片錄滿時結(jié)束。錄音結(jié)束后，錄音指針自動移向下一個有效地址。而放音指針則指向剛剛錄完的那段語音地址。放音操作：放

23、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管腳電平變低便開始播放當(dāng)前段的語音，并在遇到EOM標(biāo)志后自動停止。放音結(jié)束后，播放指針停留在剛播放的語音起始地址處，再次點(diǎn)按放音鍵會重新播放剛才的語音。在放音期間，LED燈會閃爍直到放音結(jié)束時熄滅。如果在放音期間點(diǎn)按放音鍵會停止放音。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，那么會將芯片內(nèi)所有語音信息播放出來，并且循環(huán)播放直到松開按鍵將/PLAY管腳電平拉高。在放音期間LED閃爍。當(dāng)放音停止，播放指針會停留在當(dāng)前停止的語音段起始位置?？爝M(jìn)操作：點(diǎn)按一

24、下FWD按鈕將/FWD端拉低，會啟動快進(jìn)操作。快進(jìn)操作用來將播放指針移向下一段語音信息。當(dāng)播放指針到達(dá)最后一段語音處時，再次快進(jìn)，指針會返回到第一段語音。當(dāng)下降沿來到/FWD端時，快進(jìn)操作還要決定于芯片當(dāng)時的狀態(tài)：A）如果芯片在掉電狀態(tài)并且當(dāng)前播放指針的位置不在最后一段，那么指針會前進(jìn)一段，到達(dá)下一段語音處。B）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，那么指針會返回到第一段語音處。C）如果芯片正在播放一段語音（非最后一段），那么此時放音停止，播放指針前進(jìn)到下一段，緊接著播放新的語音。D）如果芯片正在播放最一段語音，那么此時，放音停止，播放指針返回到第一段語音，緊接著播放第一段語音。

25、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：A）單個擦除：只有第一段或最后一段語音可以被單個擦除。點(diǎn)按一下ERASE健將/ERASE管腳拉低，這時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一段語音，則會刪除第一段語音，播放指針指向新的第一段語音（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音，則會刪除最后一段語音，播放指針指向新的最后一段語音（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有指向第一或最后一段語音，則不會刪除任何語音，播放指針也不會被改變。如果芯片當(dāng)前正在播放第一段或最后一段語音，點(diǎn)按下ERASE鍵會刪

26、除當(dāng)前語音。B）全體擦除：當(dāng)按下ERASE鍵將/ERASE管腳電平拉低超過2.5秒鐘，會觸發(fā)全體擦除操作，刪除全部語音信息。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0.1F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音信息的位置。音量操作：點(diǎn)按一下VOL鍵將/VOL管腳拉低會改變音量大小。每按一下，音量會減小一檔，再到達(dá)最小檔后再按的話，會增加音量直到最大檔，如此循環(huán)?？偣灿?個音量檔供用戶選擇，每一檔會改變4dB。復(fù)位操作會將音量檔放在默認(rèn)位置，即最大音量。FT直通操作：將/FT管腳與GND短接，持續(xù)保持在低電平會啟動直通模式。出廠

27、設(shè)定的是在芯片空閑狀態(tài)，直通操作會將語音從Analn端直接通往喇叭端或AUD輸出口。在錄音期間開啟FT功能，會同時錄下Analn進(jìn)入的語音信號。提示音（SE）編輯：ISD1700S中設(shè)計(jì)了4種聲音來提示當(dāng)前的工作狀態(tài)，分別為SE1，SE2，SE3，SE4。SE1為錄音，下一曲或全部擦除的開始；SE2為錄音，單首擦除或最后一曲結(jié)束時；SE3為無效的擦除操作；SE4為全部擦除成功。ISD1700儲存體系原理：圖3-6 ISD1700儲存體系示意圖2ISD1700s典型應(yīng)用電路： 圖3-7 MIC錄音電路2圖3-8 SPI接口控制電路23.1.3 DF無線收發(fā)模塊5 無線數(shù)據(jù)傳輸廣泛地運(yùn)用在車輛監(jiān)控

28、、遙控、遙測、小型無線網(wǎng)絡(luò)、無線抄表、門禁系統(tǒng)、小區(qū)傳呼、工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、無線標(biāo)簽、身份識別、非接觸RF智能卡、小型無線數(shù)據(jù)終端、安全防火系統(tǒng)、無線遙控系統(tǒng)、生物信號采集、水文氣象監(jiān)控、機(jī)器人控制、無線232數(shù)據(jù)通信、無線485/422數(shù)據(jù)通信、數(shù)字音頻、數(shù)字圖像傳輸?shù)阮I(lǐng)域中。無線發(fā)射模塊 圖3-9 R315無線發(fā)射模塊電路原理圖3主要技術(shù)指標(biāo)：1.通訊方式：調(diào)幅AM2.工作頻率：315MHZ3.頻率穩(wěn)定度：75KHZ4.發(fā)射功率：500MW5.靜態(tài)電流：0.1UA6.發(fā)射電流：350MA7.工作電壓：DC 312VDF數(shù)據(jù)發(fā)射模塊的工作頻率為315M，采用聲表諧振器SAW穩(wěn)頻，頻率穩(wěn)定度極

29、高，當(dāng)環(huán)境溫度在112585度之間變化時，頻飄僅為3ppm/度。特別適合多發(fā)一收無線遙控及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。聲表諧振器的頻率穩(wěn)定度僅次于晶體，而一般的LC振蕩器頻率穩(wěn)定度及一致性較差，即使采用高品質(zhì)微調(diào)電容，溫差變化及振動也很難保證已調(diào)好的頻點(diǎn)不會發(fā)生偏移。DF發(fā)射模塊未設(shè)編碼集成電路，而增加了一只數(shù)據(jù)調(diào)制三極管Q1,這種結(jié)構(gòu)使得它可以方便地和其它固定編碼電路、滾動碼電路及單片機(jī)接口，而不必考慮編碼電路的工作電壓和輸出幅度信號值的大小。比如用PT2262等編碼集成電路配接時，直接將它們的數(shù)據(jù)輸出端第17腳接至DF數(shù)據(jù)模塊的輸入端即可。DF數(shù)據(jù)模塊具有較寬的工作電壓范圍312V，當(dāng)電壓變化時發(fā)射頻率

30、基本不變,和發(fā)射模塊配套的接收模塊無需任何調(diào)整就能穩(wěn)定地接收。當(dāng)發(fā)射電壓為3V時，空曠地傳輸距離約2050米，發(fā)射功率較小，當(dāng)電壓5V時約100200米，當(dāng)電壓9V時約300500米，當(dāng)發(fā)射電壓為12V時，為最佳工作電壓，具有較好的發(fā)射效果，發(fā)射電流約60毫安，空曠地傳輸距離700800米，發(fā)射功率約500毫瓦。當(dāng)電壓大于l2V時功耗增大，有效發(fā)射功率不再明顯提高。這套模塊的特點(diǎn)是發(fā)射功率比較大，傳輸距離比較遠(yuǎn)，比較適合惡劣條件下進(jìn)行通訊。天線最好選用25厘米長的導(dǎo)線，遠(yuǎn)距離傳輸時最好能夠豎立起來，因?yàn)闊o線電信號傳輸時收很多因素的影響，所以一般實(shí)用距離只有標(biāo)稱距離的20甚至更少，這點(diǎn)需要在開發(fā)

31、時注意考慮。DF數(shù)據(jù)模塊采用ASK方式調(diào)制，以降低功耗，當(dāng)數(shù)據(jù)信號停止時發(fā)射電流降為零，數(shù)據(jù)信號與DF發(fā)射模塊輸入端可以用電阻或者直接連接而不能用電容耦合，否則DF發(fā)射模塊將不能正常工作。數(shù)據(jù)電平應(yīng)接近DF數(shù)據(jù)模塊的實(shí)際工作電壓，以獲得較高的調(diào)制效果。DF發(fā)射發(fā)射模塊最好能垂直安裝在主板的邊緣，應(yīng)離開周圍器件5mm以上，以免受分布參數(shù)影晌。DF模塊的傳輸距離與調(diào)制信號頻率及幅度，發(fā)射電壓及電池容量，發(fā)射天線，接收機(jī)的靈敏度，收發(fā)環(huán)境有關(guān)。一般在開闊區(qū)最大發(fā)射距離約800米，在有障礙的情況下，距離會縮短，由于無線電信號傳輸過程中的折射和反射會形成一些死區(qū)及不穩(wěn)定區(qū)域，不同的收發(fā)環(huán)境會有不同的收發(fā)

32、距離。DF無線接收模塊超外差式RX3310接收模塊： 圖3-10超外差接收模塊等效原理圖3主要技術(shù)指標(biāo)：1.通訊方式：調(diào)幅AM2.工作頻率：315MHZ（聲表上標(biāo)注為316.8）3.頻率穩(wěn)定度：75KHZ4.接收靈敏度：102DBM5.靜態(tài)電流：5MA6.工作電流：5MA7.工作電壓：DC 5V8.輸出方式：TTL電平超外差接收機(jī)對天線的阻抗匹配要求較高，要求外接天線的阻抗必須是50歐姆的，否則對接收靈敏度有很大的影響，所以如果用1/4波長的普通導(dǎo)線時應(yīng)為23厘米最佳，要盡可能減少天線根部到發(fā)射模塊天線焊接處的引線長度，如果無法減小，可以用特性阻抗50歐姆的射頻同軸電纜連接（天線焊點(diǎn)右側(cè)有一個

33、專門的接地焊點(diǎn)）。編解碼芯片的使用5PT2262/2272是臺灣普城公司生產(chǎn)的一種CMOS工藝制造的低功耗低價位通用編解碼電路，PT2262/2272最多可有12位(A0-A11)三態(tài)地址端管腳(懸空,接高電平,接低電平),任意組合可提供531441地址碼,PT2262最多可有6位(D0-D5)數(shù)據(jù)端管腳,設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17腳串行輸出，可用于無線遙控發(fā)射電路。PT2262/2272特點(diǎn)：CMOS工藝制造，低功耗，外部元器件少，RC振蕩電阻，工作電壓范圍寬：2.615v，數(shù)據(jù)最多可達(dá)6位，地址碼最多可達(dá)531441種。應(yīng)用范圍：車輛防盜系統(tǒng)、家庭防盜系統(tǒng)、遙控玩具、其他電器遙控。 圖3-

34、11 PT2262器件引腳5 圖3-12 PT2272器件引腳5DF無線數(shù)據(jù)模塊和PT2262/PT2272等專用編解碼芯片使用時，連接很簡單只要直接連接即可，傳輸距離比較理想，一般能達(dá)到600米以上，如果和單片機(jī)配合使用時，會受到單片機(jī)的時鐘干擾，造成傳輸距離明顯下降，一般實(shí)用距離在200米以內(nèi)。編碼芯片PT2262發(fā)出的編碼信號由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個完整的碼字，解碼芯片PT2272接收到信號后，其地址碼經(jīng)過兩次比較核對后，VT腳才輸出高電平，與此同時相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會連續(xù)發(fā)射。當(dāng)發(fā)射機(jī)沒有按鍵按下時，PT2262不接通電源，其17腳為

35、低電平，所以315MHz的高頻發(fā)射電路不工作，當(dāng)有按鍵按下時，PT2262得電工作，其第17腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號，當(dāng)17腳為高電平期間315MHz的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號，當(dāng)17腳為低平期間315MHz的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全收控于PT2262的17腳輸出的數(shù)字信號，從而對高頻電路完成幅度鍵控（ASK調(diào)制）相當(dāng)于調(diào)制度為100的調(diào)幅。3.1.4 DF JHD162A液晶顯示模塊4特性：顯示內(nèi)容：16字符x 2行字符點(diǎn)陣：5 x 8點(diǎn)驅(qū)動方式：1/16D接口：圖3-13 JHD162A器件引腳說明4基本操作時序：讀狀態(tài)：RSL，RWH，EH寫指令：RSL，R

36、WL，D0D7=指令碼，E高脈沖讀數(shù)據(jù)：RSH，EH寫數(shù)據(jù)：RSH，RWL，D0D7=數(shù)據(jù)，E高脈沖控制器內(nèi)部帶有808位（80字節(jié)）的RAM緩沖區(qū)。對應(yīng)關(guān)系如圖3-18。圖3-14 RAM地址映射圖4JHD162A各種功能命令設(shè)置如下表：表3-1顯示模式指令碼表3-2顯示開/關(guān)及光標(biāo)設(shè)置表3-3數(shù)據(jù)指針設(shè)置表3-4其它設(shè)置第4章 軟件設(shè)計(jì) 4.1系統(tǒng)程序流程圖為滿足系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)思路以及各個模塊設(shè)計(jì)系統(tǒng)流程圖如下所示：圖4-1系統(tǒng)程序流程圖4.2程序子函數(shù)模塊代碼按鍵掃描驅(qū)動該模塊為語音芯片內(nèi)部集成模塊。無線接收端掃描函數(shù)該函數(shù)采用while語句判斷P31端口是否出現(xiàn)下降沿

37、，如果出現(xiàn)下降沿則往下執(zhí)行，如果沒有則等待。while(P31); /掃描P31端口delay(); /延時防止尖峰信號的干擾紅外發(fā)射模塊（實(shí)驗(yàn)室演示用）void send() /41.7KHZ紅外發(fā)送re=0;TMOD=0x02; /計(jì)數(shù)器工作模式EA=1;TH0=0xf3;TL0=0xf3;ET0=1;void ttl(void)interrupt 1/定時器/計(jì)數(shù)器0(TF0)re=re;圖4-2信號發(fā)射波形通過設(shè)定采用定時器/計(jì)數(shù)器0以方式2工作。定時/計(jì)數(shù)方式2是將兩個8位計(jì)數(shù)器THx、TLx分成獨(dú)立的兩部分，組成一個8位可自動再裝入的定時器/計(jì)數(shù)器。由TLx作為8位計(jì)數(shù)器，THx作

38、為計(jì)數(shù)初值寄存器，設(shè)置初值時同時送THx和TLx，啟動后，當(dāng)TLx計(jì)數(shù)滿回0產(chǎn)生溢出，不僅置為TFx，向主機(jī)請求中斷，并且控制THx中的初值重新裝入TLx中，繼續(xù)下一輪計(jì)數(shù)。通過軟件只需設(shè)置一次初值，啟動后可連續(xù)無限次定時/計(jì)數(shù)運(yùn)行，上一次計(jì)數(shù)結(jié)束，立即繼續(xù)下一次，中間不會丟失計(jì)數(shù)信號。重新再裝入將不影響THx的內(nèi)容7。系統(tǒng)采用12MHz晶振，時鐘周期為1/12 us,機(jī)器周期則為1us。中斷計(jì)數(shù)時間為（FF-F3）*2*1us=12us。如果忽略指令的執(zhí)行時間，那么re的電平改變周期為24us。發(fā)射頻率為1/24us41.7KHz。語音模塊該模塊采用單片機(jī)端口輸出負(fù)脈沖信號模擬按鍵信號對語音

39、芯片進(jìn)行控制。P24=0;/模擬負(fù)脈沖FWD有效，播放指針指向下一段delay();P24=1;delay();/給語音芯片一定的執(zhí)行時間16P25=0;/模擬負(fù)脈沖PLAY有效，播放當(dāng)前段delay();P25=1;本模塊程序流程如圖4-3。圖4-3語音芯片運(yùn)行流程液晶顯示模塊1、內(nèi)部等待函數(shù)LCD_Wait(void)unsigned char LCD_Wait(void)LcdRs=0; /讀狀態(tài)LcdRw=1; _nop_();LcdEn=1; _nop_();while(DBPort&0x80); /判斷讀寫狀態(tài)使能標(biāo)志LcdEn=0;return DBPort;2、向LCD寫入命令

40、或數(shù)據(jù)子函數(shù)LCD_Write()void LCD_Write(bit style,unsigned char input)LcdEn=0;LcdRs=style;LcdRw=0; _nop_();DBPort=input; _nop_();/注意順序LcdEn=1; _nop_();/注意順序給En一個高脈沖LcdEn=0; _nop_();LCD_Wait();3、設(shè)置顯示模式子函數(shù)LCD_SetDisplay()該函數(shù)可以根據(jù)表3-2設(shè)置顯示的開關(guān)、光標(biāo)的有無、光標(biāo)是否閃動。void LCD_SetDisplay(unsigned char DisplayMode)LCD_Write(L

41、CD_COMMAND,0x08|DisplayMode); /|算術(shù)或4、設(shè)置輸入模式子函數(shù)LCD_SetInput()該函數(shù)可根據(jù)表3-2設(shè)置畫面是否平移以及平移的方向。void LCD_SetInput(unsigned char InputMode)LCD_Write(LCD_COMMAND,0x04|InputMode);5、初始化LCD子函數(shù)LCD_Initial()void LCD_Initial()LcdEn=0;LCD_Write(LCD_COMMAND,0x38);/8位數(shù)據(jù)端口,162行顯示,5*7點(diǎn)陣LCD_Write(LCD_COMMAND,0x38);LCD_SetD

42、isplay(LCD_SHOW|LCD_NO_CURSOR);/開啟顯示，無光標(biāo)LCD_Write(LCD_COMMAND,LCD_CLEAR_SCREEN);/清屏LCD_SetInput(LCD_AC_UP|LCD_NO_MOVE);/AC遞增, 畫面不動6、顯示定位子函數(shù)GotoXY()void GotoXY(unsigned char x,unsigned char y)if(y=0)LCD_Write(LCD_COMMAND,0x80|x);/第一行設(shè)數(shù)據(jù)指針地址if(y=1)LCD_Write(LCD_COMMAND,0x80|(x-0x40);7、顯示字符子函數(shù)Print()vo

43、id Print(unsigned char*str)while(*str!=0)LCD_Write(LCD_DATA,*str);str+;delay1();站點(diǎn)信息設(shè)置及調(diào)用用數(shù)組定義站點(diǎn)信息字符串：uchar code dis1=ZhaoHu Z;uchar code dis2=JuYuan Z;uchar code dis3=Jin Shan;uchar code dis4=Shang Du;uchar code dis5=Shi Da;uchar*p;用case語句判斷要顯示的站點(diǎn)switch(i)19case 0:p=dis1;break;case 1:p=dis2;break;c

44、ase 2:p=dis3;break;case 3:p=dis4;break;case 4:p=dis5;break;4.3系統(tǒng)任務(wù)設(shè)置 任務(wù)體系劃分：整個任務(wù)體系大致分為5個任務(wù)，任務(wù)之間通過發(fā)送信號實(shí)現(xiàn)任務(wù)任務(wù)0:進(jìn)行系統(tǒng)任務(wù)初始化任務(wù)1：通過中斷系統(tǒng)發(fā)射一定頻率的TTL電平信號。(實(shí)驗(yàn)室演任務(wù)2:識別無線信號任務(wù)3：根據(jù)任務(wù)2控制語音芯片任務(wù)4：根據(jù)任務(wù)2控制液晶顯示主程序代碼：#includeREGX52.H#includeLCD1602.h#define uchar unsigned charsbit P31=P31; /無線信號接收端sbit P24=P24; /控制快進(jìn)sbit

45、P25=P25; /控制播放sbit led=P10; /到站指示燈sbit re=P30; /41.7KHzTTF電平發(fā)射端sbit reset=P34; /語音芯片復(fù)位char i;uchar code dis1=ZhaoHu Z; /站點(diǎn)內(nèi)容可更新或增加uchar code dis2=JuYuan Z;uchar code dis3=Jin Shan;uchar code dis4=Shang Du;uchar code dis5=Shi Da;uchar*p;void Delay1ms(unsigned int count) /延時1msunsigned int i,j;for(i=0

46、;icount;i+)for(j=0;j120;j+);void delay()int i,j;for(i=0;i255;i+)for(j=0;j120;j+);void send() /41.7KHZ紅外發(fā)送re=0;TMOD=0x02;/計(jì)數(shù)器工作模式：方式2自動再裝入的8位EA=1;/允許全部中斷TH0=0xf3;/高8位計(jì)數(shù)器作為初值寄存器TL0=0xf3;/低8位計(jì)數(shù)器初值ET0=1;/允許計(jì)數(shù)器0的中斷響應(yīng)main()LCD_Initial(); /lcd初始化GotoXY(7,0); /顯示定位Print(43); /顯示站名GotoXY(0,1);Print(Next:);i=

47、0;p=dis1; /初始化界面GotoXY(6,1); /初始定位Print(p); /初始顯示delay();reset=0; /語音芯片復(fù)位delay();delay();delay();reset=1;P31=1;send(); /紅外發(fā)射TR0=1; /啟動計(jì)數(shù)器while(1)Delay1ms(300);while(P31); /判斷P31口是否為1,如果是則循環(huán)直到是0后往下執(zhí)行delay();P24=0; /從P24口輸出一個負(fù)脈沖使FWD有有效，指針指向下一段delay();P24=1;delay();P25=0;/PLAY有效，播放當(dāng)前段delay();P25=1;if(i

48、=5)i=0;elsei+;switch(i)case 0:p=dis1;break;case 1:p=dis2;break;case 2:p=dis3;break;case 3:p=dis4;break;case 4:p=dis5;break;GotoXY(6,1); /數(shù)據(jù)指針定位Print(p); /顯示while(!P31) /判斷P31口是否為0,如果為0則執(zhí)行l(wèi)ed=0否則led=1delay();led=0;led=1;delay();void ttl(void)interrupt 1/定時器/計(jì)數(shù)器0(TF0)re=re;/re值取反產(chǎn)生TTL電平33 第5章 電路設(shè)計(jì)與繪制5

49、.1電路板制作軟件Protel 99 SE介紹 Protel 99 SE作為protel公司推出基于windows平臺的第六代產(chǎn)品，是當(dāng)今最流行的電子CAD軟件之一，它將電路原理圖設(shè)計(jì)、印制電路板（PCB）設(shè)計(jì)等多個實(shí)用工具軟件組合起來，具有強(qiáng)大的設(shè)計(jì)能力，高速有效的編輯功能，靈活有序的設(shè)計(jì)管理手段，操作界面友好，有良好的數(shù)據(jù)開放性和互換性，深受眾多工程技術(shù)人員和電子愛好者的好評。11本設(shè)計(jì)包含了單機(jī)外圍電路、語音芯片外圍電路、LCD外圍電路以及紅外無線收發(fā)電路。通過Protel 99 SE將這4個子模塊電路根據(jù)它們的電氣特性整合在一起，畫出電路原理圖，并根據(jù)電路原理圖進(jìn)行PCB線路的排版布線

50、，然后將PCB圖打印出來制作成電路板。 5.2 電路設(shè)計(jì)與繪制 根據(jù)各個模塊和電氣元件之間的關(guān)系，以及各個元件的引腳和功能根據(jù)設(shè)計(jì)要求和繪制原則繪制電路原理圖，并在protel 99 se 畫好后轉(zhuǎn)化成 CAD圖紙，然后再出圖。圖如下頁所示：5.2.1 電路原理圖圖5-1電路原理圖5.2.2 轉(zhuǎn)化成CAD圖紙圖5-2轉(zhuǎn)化后的CAD電路原理圖 結(jié)論本次設(shè)計(jì)基本達(dá)到了預(yù)先的要求，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，都能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)中提出的功能方案。雖然在編寫語音芯片控制函數(shù)過程中遇到了難題，但是在老師的指導(dǎo)下順利得到解決。本系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)了功能的前提上，使用的器件成本較低，易于實(shí)現(xiàn)，靈活方便。缺點(diǎn)在于，精度不夠高，容易

51、受到強(qiáng)信號的干擾導(dǎo)致感應(yīng)距離出現(xiàn)偏差。在將來的應(yīng)用中可以改為漢字液晶顯示模塊、溫度傳感器模塊實(shí)現(xiàn)站名、車輛內(nèi)部溫度顯示及車體廣告的滾動播放。同時也可以集成GPS模塊，提高精度并實(shí)現(xiàn)調(diào)度中心對車輛的實(shí)時跟蹤和調(diào)度。成為一個專業(yè)化、模塊化的公交系統(tǒng)平臺。吉林大學(xué)本科論文謝 辭42參考文獻(xiàn)1AT89C51中文資料手冊EB，1-2.2ISD 1700系列數(shù)碼語音電路使用手冊EB,4-6.3多用途DF無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊EB,1-1.http:/www.xie-4LCD1602A中文資料手冊EB,2-3.5PT2262/2272編解碼集成電路介紹EB,1-2.6求是科技.單片機(jī)典型模塊設(shè)計(jì)實(shí)例導(dǎo)航M.北京：

52、人民郵電出版社,2008.7孫育才.MCS51系列單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用M.南京：東南大學(xué)出版社,2004,108-109.8周波,馮頑童,胡建龍等.公交車自動報(bào)站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)J.四川理工學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版,2008,21(3)：79-81.9顏世強(qiáng),李樹廣.公交車自動報(bào)站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)J.工業(yè)控制計(jì)算機(jī),10Keil C軟件中文入門教程 1-2.11胡繼勝 杜桂敏 電子CAD技能與實(shí)訓(xùn)Protel 99 SE 電子工業(yè)出版社12杜志強(qiáng) 魏秉國 單片機(jī)原理及應(yīng)用 鄭州大學(xué)出版社13劉力 機(jī)械制圖（第二版） 高等教育出版社14譚浩強(qiáng) C程序設(shè)計(jì)（第三版） 清華大學(xué)出版社15常通義 微型計(jì)算機(jī)原理與

53、接口技術(shù)（第二版）華中科技大學(xué)出版社16董曉紅 單片機(jī)原理及接口技術(shù) 西安電子科技大學(xué)出版社 2004年17郭培源 電子電路及電子器件 高等教育出版社18石生 電路基本分析 高等教育出版社19徐熙文 電路基礎(chǔ) 高等教育出版社20路松行 電工與電子技術(shù) 西安電子科技大學(xué)出版社21梁俊有 李洪波 CAD工程技術(shù) 遠(yuǎn)方出版社外文資料翻譯EXTENDING BEARING LIFEAbstract：Nature works hard to destroy bearings, but their chances of survival can be improved by following a few simple guidelines. Extreme neglect in a bearing leads to overheating and possibly seizure or, at worst, an explosion. But even a failed bearing leaves clues as to what went wrong. After a little detective work, acti