[優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)精品] 公交報(bào)站器設(shè)計(jì)

1、公交報(bào)站器設(shè)計(jì)【摘要】系統(tǒng)硬件以at89c51單片機(jī)作為控制中心，結(jié)合isd1700語(yǔ)音芯片的多段語(yǔ)音錄放功能和lcd1602液晶顯示模塊，采用spi模式，單片機(jī)主要通過(guò)四線（sclk，mosi，miso，/ss）spi協(xié)議對(duì)isd1700進(jìn)行串行通信，從而實(shí)現(xiàn)錄音，放音，擦除等操作。通過(guò)手動(dòng)鍵盤，識(shí)別語(yǔ)音播放地址，驅(qū)動(dòng)語(yǔ)音播放站名并控制lcd1602顯示站名。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(wú)論對(duì)于社會(huì)或者科研也有一定的價(jià)值。【關(guān)鍵字】51單片機(jī)，isd1700，公交報(bào)站器1概述1.1 課題研究的背景及意義隨著我國(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(lái)

2、越高。在私家車越來(lái)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)。公共汽車為外出的人們提供了方便快捷的服務(wù)，而公共汽車的報(bào)站直接影響服務(wù)的質(zhì)量。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。隨著我國(guó)各大城市公交公司的人員精減，目前各公交公司都在每輛公交車上只配備了一個(gè)司機(jī)，進(jìn)行無(wú)人售票。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(lái)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(yǔ)音報(bào)站器服務(wù)更加完善。本系統(tǒng)就是把單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用到公交車語(yǔ)音報(bào)站器上，方便乘客，使乘客在移動(dòng)客車?yán)锔惺艿娇萍紟?/p>

3、來(lái)的樂(lè)趣，使公交車的管理方便、快捷、效率高10。1.2 報(bào)站器的動(dòng)態(tài)發(fā)展趨勢(shì)隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展和進(jìn)步,公共汽車行駛在現(xiàn)代文明程度高的市區(qū)，醒目和減少乘務(wù)人員勞動(dòng)強(qiáng)度的電子報(bào)站器，電子顯示路牌，無(wú)人售票裝置，前后電視監(jiān)視系統(tǒng)等新技術(shù)的采用也將越來(lái)越普及。gps(global positioning system)全球定位系統(tǒng)在各種行業(yè)，特別是車輛監(jiān)控與全球定位系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用。 公交車報(bào)站器直接影響到公交車的服務(wù)質(zhì)量，在公交事業(yè)中占有舉足輕重的地位。目前公交報(bào)站有三種方式，一種是利用gps全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的公交車報(bào)站系統(tǒng)，目前美國(guó)部分城市投入使用，國(guó)內(nèi)也有此類產(chǎn)品的研制開發(fā)，其功能強(qiáng)大，系

4、統(tǒng)穩(wěn)定，但其投資昂貴，尤其是一些中小城市無(wú)法承受。目前我國(guó)部分城市采用手動(dòng)電子報(bào)站和人工報(bào)站的方式，而它們都離不開司務(wù)人員，加大司乘人員的工作強(qiáng)度。手動(dòng)電子報(bào)站一般由司機(jī)或者乘務(wù)員控制，經(jīng)常出現(xiàn)錯(cuò)報(bào)，誤報(bào)的情況，城市公共交通是市民出行的主要交通工具之一。提供舒適，安全、便捷的乘車環(huán)境，對(duì)于公交企業(yè)來(lái)說(shuō)，不僅是應(yīng)盡的責(zé)任，亦是不斷追求的目標(biāo)9。1.3 設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)任務(wù)本課題要求設(shè)計(jì)一公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)公交車的語(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)。本設(shè)計(jì)要求利用 at89c51 作為主控芯片完成主控電路的設(shè)計(jì)，輔助電路要求包括電源電路,錄音電路，放音電路，液晶顯

5、示電路。單片機(jī)通過(guò)程序的設(shè)計(jì)，可以通過(guò)按鍵控制語(yǔ)音芯片和液晶顯示，例如：按下rec按鍵實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音的錄制，play按鍵實(shí)現(xiàn)錄音的播放，erase按鍵實(shí)現(xiàn)擦除,fwd1實(shí)現(xiàn)快進(jìn)控制，vol1實(shí)現(xiàn)音量控制,ft1實(shí)現(xiàn)模式的控制等等。 1.4方案的選擇公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是進(jìn)站、出站自動(dòng)播報(bào)站名及服務(wù)用語(yǔ)，準(zhǔn)確、及時(shí)。公交車站自動(dòng)報(bào)站器的設(shè)計(jì)，以 at89c51 為主控芯片，對(duì)外來(lái)脈沖計(jì)數(shù)，結(jié)合語(yǔ)音芯片 isd1700 輸出語(yǔ)音，lcd1602顯示站名。使用 at89c51 作為主控制芯片，通過(guò)控制報(bào)站時(shí)刻，完全無(wú)需人工介入，選用的語(yǔ)音芯片是美國(guó)isd 公司的isd1700，該芯片與其它語(yǔ)音芯片

6、相比較，其語(yǔ)音音質(zhì)好，錄放時(shí)間長(zhǎng)。cpu控制：當(dāng)?shù)秸緯r(shí)就輸出信號(hào)控制語(yǔ)言芯片進(jìn)行報(bào)站?？刂瓢存I：用于手動(dòng)控制、手動(dòng)調(diào)整語(yǔ)言芯片：由專用語(yǔ)音芯片isd1700 組成，可擦寫，便于在不同公交線上使用。液晶顯示：lcd1602外圍電路配置簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，具有很高的性價(jià)比。1.5 設(shè)計(jì)總體思路公交車報(bào)站器系統(tǒng)主要由8個(gè)部分組成，即單片機(jī)模塊、語(yǔ)音芯片、錄音電路以及放音電路,電源模塊，振蕩電路，復(fù)位電路，液晶顯示電路。單片機(jī)用于控制語(yǔ)音芯片進(jìn)行放音和錄音，電源用于提供單片機(jī)和語(yǔ)音芯片的工作電壓。振蕩電路提供給單片機(jī)工作所需的時(shí)鐘信號(hào)。如圖1-1圖1-1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路2硬件的選取2.1 51單片機(jī)模塊本設(shè)

7、計(jì)選用雙列直插的at89c51芯片，它提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4k字節(jié)flash閃速存儲(chǔ)器，128字節(jié)內(nèi)部ram，32個(gè)i/o口線，兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)5向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。最顯著的特點(diǎn)是內(nèi)部含有 flash 存儲(chǔ)器。at89c51單片機(jī)主要接口有：微處理器與擴(kuò)展器件的接口；微處理器與鍵盤、顯示模塊的接口；微處理器與輸出幅值調(diào)節(jié)電路的接口。at89c51 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖如圖2-1 所示。另外，at89c51 是用靜態(tài)邏輯來(lái)設(shè)計(jì)的，其工作頻率可下降到0hz，并提供兩種可用軟件來(lái)選擇的省電方式空閑方式（idle mode）和掉電方式（power dow

8、n mode）。在空閑方式中，cpu 停止工作，而ram、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串行口和中斷系統(tǒng)都繼續(xù)工作。在掉電方式中，片內(nèi)振蕩器停止工作使一切功能都暫停，故只保存片內(nèi)ram中的內(nèi)容，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。 圖2-1 at89c51 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖2.1.1 主要性能指標(biāo) 1. 與mcs-51 兼容 2. 4k字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器壽命：1000 次寫/擦循環(huán),數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年 3. 全靜態(tài)工作：0hz-24hz 4. 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 5. 128*8 位內(nèi)部ram 6. 32 可編程i/o 線 7. 兩個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器8. 6 個(gè)中斷源9. 可編程串行通道 10. 片內(nèi)振蕩器和

9、時(shí)鐘電路1 2.1.2 引腳功能說(shuō)明及功能at89c51芯片引腳圖如圖2-2。圖2-2 at89c51芯片引腳圖p3 口也可作為at89c51 的一些特殊功能口，如表2-1所示：表2-1引腳功能p3.0rxd（串行輸入口）p3.1txd（串行輸出口）p3.2/int0（外部中斷0輸入口）p3.3/int1（外部中斷1輸入口）p3.4t0（定時(shí)器0外部輸入口）p3.5t1（定時(shí)器1外部輸入口）p3.6/wr（寫選通輸出口）p3.7/rd（讀選通輸出口）2.1.3電源與晶振引腳xtal1：片內(nèi)高增益方向放大器的輸入端，接外部石英晶體和電容的一端。若使用外部輸入時(shí)鐘，該引腳必須接地xtal2：片內(nèi)高

10、增益方向放大器的輸出端，接外部石英晶體和電容的另一端。若使用外部輸入時(shí)鐘，該引腳作為外部輸入時(shí)鐘的輸入端。vcc：供電電壓。gnd：接地1。2.2 isd1700語(yǔ)音芯片isd1700系列芯片是華邦公司新推出的單片優(yōu)質(zhì)語(yǔ)音錄放芯片，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。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4。isd1700芯片引腳圖如圖2-3。圖2-3 isd1700芯片引腳圖2.2.1 管腳說(shuō)明2表2-2管腳名稱管腳功 能vccd

11、1數(shù)字電路電源/led2led指示信號(hào)輸出/reset3芯片復(fù)位miso4spi接口的串行輸出。isd1700 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mosi5spi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sclk6spi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。/ss7為低時(shí)，選擇該芯片成為當(dāng)前被控制設(shè)備并且開啟 spi接口?？臻e時(shí)，需要拉高vssa

12、8模擬地anain9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+10麥克風(fēng)輸入+mic-11麥克風(fēng)輸入-vssp2 12負(fù)極 pwm 喇叭驅(qū)動(dòng)器地sp-13喇叭輸出-vccp14pwm喇叭驅(qū)動(dòng)器電源sp+15喇叭輸出+vssp116正極 pwm 喇叭驅(qū)動(dòng)器地aud/aux17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

13、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。agc18自動(dòng)增益控制/vol19音量控制rosc20振蕩電阻rosc用一個(gè)電阻連接到地，決定芯片的采樣頻率vcca21模擬電路電源/ft22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。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)設(shè)計(jì)，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，允許使用按鍵開關(guān)來(lái)控制開始和結(jié)束。/p

14、lay23播放控制端/rec24錄音控制端/erase25擦除控制端。/fwd26快進(jìn)控制端rdy /int27一個(gè)開路輸出。ready(獨(dú)立模式)該管腳在錄音，放音，擦除和快進(jìn)操作時(shí)保持為低，保持為高時(shí)進(jìn)入空閑狀態(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。vssd28數(shù)字地2.2.2 isd1700具有以下特點(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 段以上信息 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

15、，價(jià)廉物美22.2.3 isd1700的電特性： 工作電壓：2.4v-5.5v,最高不能超過(guò)6v 靜態(tài)電流：0.5 - 1 a 工作電流：20ma 用戶可利用震蕩電阻來(lái)自定芯片的采樣頻率，從而決定芯片的錄放時(shí)間和錄放音質(zhì)。表2-3為 isd1700系列芯片的參數(shù)表：表2-3采樣率isd1730isd1740isd1750isd1760isd1790isd17120isd1715012khz20secs26secs33secs40secs60secs80secs100secs8khz30secs40secs50secs60secs90secs120secs150secs6.4khz37secs5

16、0secs62secs75secs112secs150secs187secs5.3khz45secs60secs75secs90secs135secs181secs226secs4khz60secs80secs100secs120secs180secs240secs300 secs 而芯片的采樣率可以通過(guò)外部振蕩電阻來(lái)調(diào)節(jié)如表2-4： 表2-4采樣頻率12khz8khz6.4khz5.3khz4khz振蕩電阻60k80k100k120k160k2.2.4內(nèi)部寄存器1. 狀態(tài)寄存器sr0是兩字節(jié)數(shù)據(jù)，由miso返回。它包括5個(gè)狀態(tài)位 （d4：d0）以及11個(gè)地址位（a10：a0）狀態(tài)寄存器d7d

17、6d5d4d3d2d1d0a2a1a0inteompufullcmd_errd15d14d13d12d11d10d9d8a10a9a8a7a6a5a4a32. 狀態(tài)寄存器sr1 d7d6d5d4d3d2d1d0se1se2se3se4recplayereserdy2.3lcd1602模塊在本系統(tǒng)中用液晶顯示模塊顯示公交站名，液晶顯示模塊具有體積小，功耗低，顯示內(nèi)容豐富，超薄輕巧等優(yōu)點(diǎn)，目前字符型液晶顯示模塊已經(jīng)是單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)中最常用的信息顯示器件。2.3.1 lcd1602的簡(jiǎn)介：lcd1602液晶顯示模塊，它可以顯示兩行，每行16個(gè)字符，采用+5v電源供電，外圍電路簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，具有較高

18、的性價(jià)比。lcd1602的引腳如圖2-4：圖2-4 lcd1602引腳圖2.3.2 lcd1602的引腳功能如表2-5 7 表2-5引腳符號(hào)功能說(shuō)明1vss電源地2vdd接電源（+5v）3v0(vee）液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高（對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè)10k的電位器調(diào)整對(duì)比度）。4rsrs為寄存器選擇，高電平1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時(shí)選擇指令寄存器。5r/wr/w為讀寫信號(hào)線，高電平(1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平(0)時(shí)進(jìn)行寫操作。都為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)rs為高電平，r/w為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。6ee(或en)

19、端為使能(enable)端，下降沿使能。7db0底4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 0位（最低位）8db1底4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 1位9db2底4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 2位10db3底4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 3位11db4高4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 4位12db5高4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 5位13db6高4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 6位14db7高4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 7位（最高位）（也是busy flag）15leda背光+5v16ledk背光地2.3.3 lcd1602控制指令1.清屏指令rsr/wdb7db6db5db4db3db2db1db00000000001功能： 清除液晶顯示

20、器，即將ddram的內(nèi)容全部填入空白的ascii碼20h; 光標(biāo)歸位，即將光標(biāo)撤回液晶顯示屏的左上方; 將地址計(jì)數(shù)器(ac)的值設(shè)為0。2顯示開關(guān)控制rsr/wdb7db6db5db4db3db2db1db00000001dcb功能：設(shè)置顯示，光標(biāo)及閃爍開，關(guān)其中：d表示顯示：1為開，0為關(guān)；c表示光標(biāo)：1為開，0為關(guān)b表示閃爍：1為開，0為關(guān)3.光標(biāo)，畫面移動(dòng)rsr/wdb7db6db5db4db3db2db1db0000001s/cr/l*功能：光標(biāo)，畫面移動(dòng)，不影響ddram其中：s/c=1,畫面平移一個(gè)字符位s/c=0,光標(biāo)平移一個(gè)字符位r/l=1：右移;r/l=0:左移4功能設(shè)置：r

21、sr/wdb7db6db5db4db3db2db1db000001dlnf*功能：工作方式設(shè)置其中：dl=1,8位數(shù)據(jù)接口；dl=0四位數(shù)據(jù)接口； n=1，兩行顯示；n=0，一行顯示；f=1,5 10點(diǎn)陣字符；f=0,5 7點(diǎn)陣字符2.3.4 讀寫控制時(shí)序rsrwe功能00下降沿寫指令代碼01高電平讀忙標(biāo)志和ac碼10下降沿寫數(shù)據(jù)11高電平讀數(shù)據(jù)3硬件電路3.1單片機(jī)模塊51單片機(jī)是整個(gè)電路的核心器件，外加晶振11.0592m電路及產(chǎn)生高電平的復(fù)位電路構(gòu)成單片機(jī)的最小系統(tǒng)。復(fù)位電路能使整個(gè)系統(tǒng)的進(jìn)行復(fù)位操作，讓系統(tǒng)使用起來(lái)更加方便，硬件更加簡(jiǎn)潔。通過(guò)掃描和按鍵可以實(shí)現(xiàn)：a）錄音跳線插在“rec

22、”一側(cè)是錄音狀態(tài)，按住“an”鍵不放，右側(cè)指示燈亮即可對(duì)著板上話筒講話錄音，松鍵時(shí)錄音停止并形成一段。再按則錄下一段。按“stop”鍵為復(fù)位，再錄音時(shí)又從第一段開始；錄音方式可選擇mic錄音b）放音跳線插在“play”一側(cè)是放音狀態(tài)，按一下“an”鍵即播放一段，一段結(jié)束后自動(dòng)停止放音，再按“an”則播放下一段。播放完最后一段后，再按下“an”鍵會(huì)繼續(xù)播放第一段語(yǔ)音。按“stop”鍵為復(fù)位，再放音時(shí)又從第一段開始。c）芯片抹音長(zhǎng)按“stop”3秒以上，右側(cè)led燈會(huì)閃爍3下，并且1700芯片內(nèi)所有語(yǔ)音內(nèi)容將被擦除。 51單片機(jī)模塊電路圖如圖3-1所示圖3-1 51單片機(jī)模塊電路圖從圖3.1中可以

23、看出1和isd1700之間的連接。單片機(jī)的p1.4p1.6引腳接按鍵，控制報(bào)站器工作過(guò)程中錄音，放音，擦除，停止等操作；p1.0接isd1700的片選引腳/ss，控制isd1700是否選通；1.1接isd1700的串行時(shí)鐘引腳。p1.2和p1.3接isd1700的串行輸出引腳和串行輸入引腳miso；0口和p2.0p2.2控制外圍顯示電路，在報(bào)站器工作過(guò)程中顯示當(dāng)前的站號(hào)；單片機(jī)通過(guò)四個(gè)口控制isd1700進(jìn)行工作，在spi命令輸入到isd1700前，spi端口的狀態(tài)應(yīng)該保持如下狀態(tài)： /ss=high，sclk=high mosi=low。spi的時(shí)序如圖3-2圖3-2 spi的時(shí)序3.2 i

24、sd1700語(yǔ)音模塊主控單片機(jī)主要通過(guò)四線（sclk，mosi，miso，/ss）spi協(xié)議對(duì)isd1700進(jìn)行串行通信。isd1700作為從機(jī)，幾乎所有的操作都可以通過(guò)這個(gè)spi協(xié)議來(lái)完成。為了兼容獨(dú)立按鍵模式，一些spi命令：play，rec，erase，fwd，reset和global_erase的運(yùn)行類似于相應(yīng)的獨(dú)立按鍵模式的操作。允許用戶指定錄音、放音和擦除的開始和結(jié)束地址。語(yǔ)音模塊電路圖如圖3-3所示 圖3-3 語(yǔ)音模塊電路圖在isd1700的引腳上有vol、play、rec、erase、fwd、f/t等功能按鍵，分別對(duì)應(yīng)于1700芯片的音量調(diào)節(jié)、放音、錄音、擦除、快進(jìn)、復(fù)位等操作

25、。 錄音操作：按下rec鍵，左側(cè)led點(diǎn)亮?xí)r錄音，松開即停止錄音，led熄滅； 放音操作：按一下play鍵，即播放當(dāng)前段的聲音，左側(cè)led閃爍，當(dāng)前段播放完畢自動(dòng)停止，led熄滅；快進(jìn)操作：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)： 1）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(huì)前進(jìn)一段，到達(dá)下一段語(yǔ)音處。 2）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。

26、 3）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。 4) 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。擦除操作分為單段擦除和全體擦除兩種擦除方式。1）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)

27、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(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。 2）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。 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)0.1f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(yǔ)音信息的位置。 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

28、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。 ft直通操作：將/ft管腳與gnd短接，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。 在錄音期間開啟ft功能， 會(huì)同時(shí)錄下analn進(jìn)入的語(yǔ)音信號(hào)2。 以下是isd1700獨(dú)立按鍵模式的流程圖如圖3-4圖3-4 isd1700獨(dú)立按鍵模式的流程圖3.3電源模塊電源模塊主要為單片機(jī)和語(yǔ)音模塊，液晶顯示模塊輸入電壓，可以輸出+5v或者-+12v的電壓，本系統(tǒng)主要的輸入電壓用的是+5v

29、。變壓器產(chǎn)生15v左右的輔助交流電，輔助電源的輸入端電源由15v變壓器的輔助線圈提供，經(jīng)過(guò)整流橋d整流后經(jīng)電容c1濾成平穩(wěn)的直流電作為三端穩(wěn)壓器lm7812的輸入電源，同時(shí)lm7805的輸入電源直接由lm7812輸出端經(jīng)過(guò)電容c3濾波后得到平穩(wěn)的幅值為12v直流電提供，其輸出電壓通過(guò)電容c4進(jìn)行濾波輸出+5v的直流電。三端穩(wěn)壓器7805、7812產(chǎn)生所需的電源電壓以供集成芯片和單片機(jī)使用。電源模塊原理圖如圖3-5所示。圖中發(fā)光二極管為lm7805正常工作指示信號(hào)。圖3-5電源原理圖3.4 放音電路isd1700芯片的連接還有音頻信號(hào)輸出引腳/aux，喇叭輸出（sp+、sp-），此外，由于isd

30、1700的工作電壓為2.4v-5.5v，而單片機(jī)所需供電電壓為，因此需要采用變壓電路得到5電壓供isd1700使用。aud/aux：輔助輸出。aud是一個(gè)單端電流輸出，而auxout是一個(gè)單端電壓輸出。它們能夠被用來(lái)驅(qū)動(dòng)一個(gè)外部揚(yáng)聲器。喇叭輸出（sp+、sp-）：這對(duì)輸出端能驅(qū)動(dòng) 16以上的喇叭。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能將功率提高。錄音時(shí)，它們都呈高阻態(tài)；節(jié)電模式下，它們保持為低電平。isd1700芯片的sp+、sp-端一定不要直接接地，只能接揚(yáng)聲器或者懸空。如圖3-6圖3-6 放音電路3.5錄音電路本系統(tǒng)話筒信號(hào)耦合電容與連接micref端到模擬地的

31、電容要相同。mic-:外接話筒通過(guò)串聯(lián)電容耦合到此端。耦合電容值和此端的 4.7k輸入阻抗決定了芯片頻帶的低頻截止點(diǎn)。mic+:此端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。如圖3-7圖3-7 錄音電路3.6振蕩電路單片機(jī)的工作是在統(tǒng)一的脈沖控制下的進(jìn)行的。這個(gè)脈沖就是由單片機(jī)控制器的時(shí)鐘電路發(fā)出的，即時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需的時(shí)鐘信號(hào)。單片機(jī)本身就是一個(gè)復(fù)雜的同步時(shí)序電路，為了保證同步工作方式的實(shí)現(xiàn)，電路應(yīng)在唯一的時(shí)鐘信號(hào)控制下嚴(yán)格地按時(shí)序進(jìn)行工作。時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作的時(shí)鐘信號(hào)。而時(shí)鐘電路又各分為兩種，即內(nèi)部時(shí)鐘方式和外部時(shí)鐘方式。本系統(tǒng)采用內(nèi)

32、部時(shí)鐘方式此種方式時(shí)，單片機(jī)內(nèi)接一個(gè)高增益反向放大器構(gòu)成內(nèi)部振蕩器。引腳xtal1和xtal2分別是此放大器的輸入端和輸出端。同時(shí)在xtal1和xtal2兩端跨接晶體或陶瓷諧振器構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器，其發(fā)出的脈沖信號(hào)直接送入到內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器。電容c21和c22通常選擇為（30或10）pf左右；外接陶瓷諧振器時(shí)則選為47pf左右。電容c21和 c22對(duì)頻率有微調(diào)作用。為了減少寄生電容，更好地保證振蕩器可靠地工作，諧振器和電容應(yīng)安裝得與單片機(jī)芯片盡可能的近。內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器實(shí)際上是一個(gè)二分頻的觸發(fā)器，該二分頻為單片機(jī)提供一個(gè)二相的時(shí)鐘信號(hào)即相位信號(hào)1（p1）和相位信號(hào)2（p2），驅(qū)動(dòng)cpu產(chǎn)生執(zhí)行指

33、令功能的機(jī)器周期。這里我們采用的是12mhz晶振，也就時(shí)說(shuō)單片機(jī)的時(shí)鐘周期為1/12us，指令周期為1us。晶體振蕩器的頻率越高，振蕩頻率就越高6。如圖3-8圖3-8 振蕩電路3.7復(fù)位電路單片機(jī)復(fù)位電路設(shè)計(jì)的好壞，直接影響到整個(gè)系統(tǒng)工作的可靠性。在完成單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)，并在實(shí)驗(yàn)室調(diào)試成功后，在現(xiàn)場(chǎng)卻出現(xiàn)了“死機(jī)”“程序跑飛”等現(xiàn)象，出現(xiàn)這種情況的主要因素可以分為內(nèi)因和外因兩部分?；咀枞輳?fù)位電路是最簡(jiǎn)單的復(fù)位電路，利用了電容可以存儲(chǔ)電荷的特性，和電阻組成串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。只要保證電容充放電的時(shí)間常數(shù)滿足單片機(jī)的復(fù)位時(shí)間要求，就可以形成基本的復(fù)位電路。如圖所示為基本阻容復(fù)位電路。這個(gè)復(fù)位電路時(shí)高電平有效

34、復(fù)位電路。如圖3-9放電的瞬間reset端的點(diǎn)位和vcc相同，隨著充電電流的減少，reset的點(diǎn)位逐漸下降，=rc，這個(gè)時(shí)間常數(shù)一般情況下足以保證完成復(fù)位操作。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)工作時(shí)，除了進(jìn)入系統(tǒng)正常的初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為擺脫困境，也需按復(fù)位鍵以重新啟動(dòng)。所以，系統(tǒng)的復(fù)位電路必須準(zhǔn)確、可靠地工作。單片機(jī)的復(fù)位都是靠外部電路實(shí)現(xiàn)的，在時(shí)鐘電路工作后，只要在單片機(jī)的rst引腳上出現(xiàn)24個(gè)時(shí)鐘振蕩脈沖以上的高電平，單片機(jī)便實(shí)現(xiàn)初始化狀態(tài)復(fù)位。為了保證應(yīng)用系統(tǒng)可靠地復(fù)位，在設(shè)計(jì)復(fù)位電路時(shí)，通常使rst保持高電平。只要rst保持高電平，則單片機(jī)就循環(huán)復(fù)位5。圖

35、3-9 復(fù)位電路3.8液晶顯示模塊在本系統(tǒng)中單片機(jī)控制液晶顯示模塊的實(shí)現(xiàn)，說(shuō)明：數(shù)據(jù)線db0db7連接單片機(jī)的p0口，3條控制線分別接p2.0,p2.1,p2.2;電阻r3用來(lái)調(diào)節(jié)液晶顯示的對(duì)比度，電阻r2用來(lái)設(shè)置背光的亮度。在電路中用一組16根的排線來(lái)連接單片機(jī)和液晶顯示器。如圖3-10圖3-10 液晶顯示電路4軟件實(shí)現(xiàn)4.1 設(shè)計(jì)總體思路電路上電后，首先完成程序的初始化，隨后查詢按鍵狀態(tài)，進(jìn)入系統(tǒng)待機(jī)狀態(tài)。如果有an按鍵按下，查詢電路中pr標(biāo)志位狀態(tài)，如果為pr=0則執(zhí)行放音操作，否則就執(zhí)行錄音操作。在待機(jī)狀態(tài)下，如果放音，自動(dòng)讀出第一站的放音內(nèi)容，顯示站號(hào)。如果不是首次按下，則首先判斷當(dāng)

36、前站號(hào)，并以該站號(hào)為依據(jù)獲得存放該站放音內(nèi)容的首地址；然后調(diào)用放音程序，讀入前面獲得的本站放音內(nèi)容首地址，開始放音。an鍵接著按下后，程序放音內(nèi)容轉(zhuǎn)向下一站；相應(yīng)的站號(hào)顯示也將隨之刷新；停止鍵按下，將中止當(dāng)前的放音，放音狀態(tài)。停止鍵按下三秒后，將擦除所有的語(yǔ)音內(nèi)容。如果是錄音的話，該站號(hào)為依據(jù)獲得存放該站錄音內(nèi)容的首地址，然后調(diào)用錄音程序，錄入前面獲得的本站錄音內(nèi)容首地址，開始錄音。系統(tǒng)流程圖如圖4-1。如果循環(huán)存儲(chǔ)體系處于令人滿意的狀態(tài)，那么可以使用play，rec，fwd，reset，erase這些命令，功能類似于1700的獨(dú)立模式中相應(yīng)的功能。圖4-2為 isd1700相關(guān)操作流程圖圖4

37、-1 系統(tǒng)流程圖圖4-2 isd1700相關(guān)操作流程圖4.2 主程序#include reg51.h#define uchar unsigned char #define uint unsigned int#defineisd_pu 0x01 /isd芯片上電 #defineisd_stop0x02 /停止當(dāng)前操作 #defineisd_reset0x03 /isd芯片復(fù)位 #defineisd_clr_int0x04 /清除eom標(biāo)志和中斷信號(hào) #defineisd_rd_status0x05 /返回狀態(tài)寄存器的內(nèi)容 #defineisd_rd_playptr0x06 /返回狀態(tài)和放音指針

38、#defineisd_pd0x07 /芯片下電 #defineisd_rd_recptr0x08 /返回狀態(tài)和錄音指針 #defineisd_devid 0x09 /讀取芯片id #defineisd_play 0x40 /從當(dāng)前地址放音 #defineisd_rec 0x41 /從當(dāng)前地址錄音 #defineisd_erase0x42 /擦除當(dāng)前段 #defineisd_erase_all0x43 /擦除所有當(dāng)前段 #defineisd_rd_apc0x44 /返回狀態(tài)寄存器和apc #defineisd_wr_nvcfg0x46/將apc的內(nèi)容寫非易失存儲(chǔ)器 #defineisd_ld_n

39、vcfg0x47/將nvcfg的內(nèi)容裝入apc中 #defineisd_fwd0x48/將放音指針指向下一段語(yǔ)音起始地址 #defineisd_chk_mem0x49 /檢測(cè)環(huán)形存儲(chǔ) #defineisd_extclk0x4a /使能外部時(shí)鐘 #defineisd_set_play0x80/按指定地址放音 #defineisd_set_rec0x81 /按指定地址錄音 #defineisd_set_erase0x82/按指定地址擦除#defineisd_wr_apc20x65 /將寫入apc寄存器，并由控制音量/sr0_l 0 1 2 3 4 5 6 7 / cmd_errfullpu eom

40、 int a0 a1 a2 /sr0_h 89 10 11 12 13 14 15 /a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 a10 /sr1 0 1 2 3 4 5 6 7 / rdyeraseplayrecse1se2se3 se4 /apc 0 1 2 3 4 5 6 7 / vol0vol1vol2mon_inmix_inse_editspi_ftaud/a ux(aud線路輸出，aux直接驅(qū)動(dòng)喇叭) /apc 8 9 10 11 / pwm_spkpu_aovalerteom_en(在setplay模式下，置1遇到eom則結(jié)束，否則繼續(xù)播放)/*isd1700狀態(tài)寄存器及各個(gè)標(biāo)志位

41、定義*/ unsigned char bdata sr0_l; / sr0 寄存器unsigned char bdata sr0_h; unsigned char bdata sr1; / sr1 寄存器unsigned char apcl=0,apch=0; / apc寄存器unsigned char playaddl=0,playaddh=0; / 放音指針低位，高位 unsigned char recaddl=0,recaddh=0; / 錄音指針低位，高位 sbit cmd=sr0_l0; / spi 指令錯(cuò)誤標(biāo)志位 sbit full=sr0_l1; / 芯片存儲(chǔ)空間滿標(biāo)志sbit

42、pu=sr0_l2; /上電標(biāo)志位sbit eom=sr0_l3; / eom 標(biāo)志位 sbit int=sr0_l4; / 操作完成標(biāo)志位sbit rdy=sr10; / 準(zhǔn)備接收指令標(biāo)志位sbit erase=sr11; /擦除標(biāo)志位sbit play=sr12; / 播放標(biāo)志位sbit rec=sr13; / 錄音標(biāo)志位/*標(biāo)志位定義*/ uchar bdata flag;sbit pr_flag=flag1; / 放音/錄音標(biāo)志位：0=放音，1=錄音sbit erase_flag=flag4; sbit stop_flag=flag7;/*端口定義*/sbit ss=p10;sbit

43、sck=p11;sbit mosi=p12;sbit miso=p13;sbit switch_pr=p14; /play=0;rec=1;sbit key_stop= p15; sbit key_an= p16;sbit led= p17;/* 函數(shù)原型: void cpu_init(void)功 能: cpu及系統(tǒng)變量初始化 */void cpu_init(void) p0=p1=p2=p3=0xff; tmod=0x01; / 定時(shí)器初始化 ea=0; / 關(guān)閉中斷 flag=0; / 標(biāo)志位歸0 led=1;/*函數(shù)原型:void isd_init(void);功 能：系統(tǒng)初始化*/v

44、oid isd_init(void) uchar i=2; clrint(); ss=1; isd_chk_mem(); sclk=1; isd_wr_apc2(0x40,0x04); /直通關(guān)閉 mosi=0; isd_rd_apc(void); do do isd_rd_status();isd_pu(); / 上電 while(rdy=0); delay(50); doled=0; isd_rd_status(); / 讀取狀態(tài) delay(300) while(cmd|(!pu); /再次發(fā)送 led=1;上電指令 sp無(wú)效 delay(300);id=rd_devid();/讀取芯片

45、id i-;while(i0); /* * 函數(shù)原型: void isdwork (void) * 功 能:對(duì)isd1700進(jìn)行的相關(guān)操作*/ void isdwork (void)uchar i; switch (flag) case 0x00: /放音 / isd_clr_int(); doisd_rd_status(); while(rdy=0); /isd_chk_mem(); 空間檢查 delay(10); isd_play(); delay(2); led=0; doisd_rd_status(); if (key_stop=0) delay(20); if (key_stop=0) isd_clr_int(); isd_stop(); return; while(play=1);