公交漢字顯示與語(yǔ)音播報(bào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、公交漢字顯示與語(yǔ)音播報(bào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘 要：現(xiàn)代的城市化發(fā)展愈加迅速，公共交通作為一個(gè)城市重要的基礎(chǔ)建設(shè)之一，是大多數(shù)市民的首選出行方式。當(dāng)下的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，微型計(jì)算機(jī)已在很多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。出于為市民提供更便捷，更完善的服務(wù)，設(shè)計(jì)了一種由單片機(jī)控制的公交漢字顯示與語(yǔ)音播報(bào)系統(tǒng)。 公交漢字顯示與語(yǔ)音播報(bào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用單片機(jī)，LCD液晶顯示，語(yǔ)音芯片，使得到站信息及提示信息以語(yǔ)音和文字顯示的方式告知市民，方便市民在沒(méi)聽清語(yǔ)音播報(bào)的情況下也可以從顯示屏上得知到站信息。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；語(yǔ)音播報(bào)；LED顯示The design of the bus to Chinese characters

2、 display and speech broadcast systemAbstract：Modern increasingly rapid development of urbanization, public transportation as an important infrastructure of a city, is the first choice for most citizens way to travel. Now the development of science and technology by leaps and bounds, a microcomputer

3、has been widely used in many fields. For citizens to provide more convenient, more perfect service, we design a controlled by single chip microcomputer bus to Chinese characters display and speech broadcast system. Bus to Chinese characters display and speech broadcast system design and application

4、of single-chip microcomputer, LCD liquid crystal display and voice chip, arrive station information and message informed citizens, in the form of voice and text display for citizens in didn't catch the case of speech can also learned to information from the display screen. Keyword: Single-chip M

5、icrocomputer; Voice broadcast; LED display目錄前言1第1章 課題任務(wù)與方案設(shè)計(jì)21.1 課題任務(wù)21.2 方案設(shè)計(jì)2第2章 硬件設(shè)計(jì)42.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)42.1.1 AT89C51芯片介紹42.1.2 AT89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)52.2 顯示模塊設(shè)計(jì)62.3 語(yǔ)音模塊設(shè)計(jì)82.3.1 ISD1760芯片介紹82.3.2 語(yǔ)音信號(hào)拾取電路設(shè)計(jì)82.3.3 音頻放大電路設(shè)計(jì)92.3.4 ISD1760操作規(guī)則112.4 按鍵模塊設(shè)計(jì)12第3章 軟件設(shè)計(jì)133.1 主程序設(shè)計(jì)133.2 子程序設(shè)計(jì)143.2.1語(yǔ)音模塊錄音設(shè)計(jì)143.2.2 語(yǔ)音模

6、塊放音設(shè)計(jì)143.2.3 顯示模塊設(shè)計(jì)15第4章 結(jié)論174.1 系統(tǒng)調(diào)試174.1.1 硬件調(diào)試174.1.2 軟件調(diào)試174.1.3 系統(tǒng)調(diào)試184.2 結(jié)論19參考文獻(xiàn)20致謝21附錄一22實(shí)物拍照22 前言城市的發(fā)展越來(lái)越迅速，公共交通對(duì)普通百姓平時(shí)出行越來(lái)越重要。公交系統(tǒng)的建設(shè)代表著一個(gè)城市基礎(chǔ)發(fā)展的好壞，最直觀的體現(xiàn)城市的人民生活指數(shù)。公交能創(chuàng)造良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。公交服務(wù)是一件利國(guó)利民的基礎(chǔ)服務(wù)，所以公交的發(fā)展是及其重要的。如今單片機(jī)技術(shù)得到了極大的發(fā)展，使得其在多個(gè)領(lǐng)域被大量的使用。由于單片機(jī)的可編程性以及出眾的存儲(chǔ)拓展性等優(yōu)點(diǎn)，因此決定采用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)公交的語(yǔ)音播報(bào)及漢字顯

7、示功能。當(dāng)下公交車報(bào)站系統(tǒng)主要分為以下幾種：第1種，即將到站時(shí)由司機(jī)或乘務(wù)員按下進(jìn)站按鈕并開始報(bào)站，出站時(shí)由司機(jī)或乘務(wù)員按下出站按鈕開始預(yù)報(bào)下一站的站名；第2種是車門感應(yīng)語(yǔ)音報(bào)站裝置，將開關(guān)門所感應(yīng)的信號(hào)傳給語(yǔ)音報(bào)站系統(tǒng)，達(dá)到開關(guān)門時(shí)自動(dòng)播報(bào)的目的；第3種是定點(diǎn)無(wú)線語(yǔ)音報(bào)站系統(tǒng)，它是在每個(gè)公交站點(diǎn)放置信號(hào)發(fā)射器，公交車到達(dá)站點(diǎn)的信號(hào)發(fā)射器范圍內(nèi)會(huì)收到信號(hào)，并開始自動(dòng)播報(bào)，等到出站后脫離信號(hào)發(fā)射器范圍，播報(bào)下一站的信息，此報(bào)站系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)為報(bào)站準(zhǔn)確，缺點(diǎn)是需要為每1個(gè)站點(diǎn)建設(shè)無(wú)線信號(hào)發(fā)射器，建設(shè)難度大、成本高，并且大部分站點(diǎn)無(wú)法提供電源，以及當(dāng)公交車數(shù)量過(guò)多時(shí)會(huì)有頻率干擾的問(wèn)題。并且需要調(diào)整站點(diǎn)時(shí)極

8、其不便，且成本過(guò)高。第4種GPS語(yǔ)音報(bào)站系統(tǒng)，該報(bào)站系統(tǒng)是在公交車上安放GPS定位語(yǔ)音報(bào)站裝置，通過(guò)定位來(lái)識(shí)別站點(diǎn)并進(jìn)行站點(diǎn)的播報(bào)。本設(shè)計(jì)采用人工按鍵控制，實(shí)現(xiàn)司機(jī)或乘務(wù)人員在車輛到站時(shí)用按鍵控制語(yǔ)音播報(bào)以及文字顯示。當(dāng)公交車即將進(jìn)入站臺(tái)時(shí)，公交車司機(jī)可以通過(guò)按鍵控制單片機(jī)進(jìn)行語(yǔ)音提示和文字顯示。此時(shí)乘客們便可以聽取語(yǔ)音播報(bào)和LED顯示的文字信息得知到達(dá)站點(diǎn)的信息，以便防止過(guò)站或誤下車。系統(tǒng)由AT89C51單片機(jī)，ISD1760，1602工業(yè)字符型液晶和穩(wěn)壓芯片等組成。目的是能通過(guò)使用按鍵控制語(yǔ)音播報(bào)和文字顯示。第1章 課題任務(wù)與方案設(shè)計(jì)1.1 課題任務(wù)1.設(shè)計(jì)使用ISD1760語(yǔ)音芯片的語(yǔ)音

9、模塊，實(shí)現(xiàn)預(yù)錄音及汽車到站的語(yǔ)音播報(bào)；2.通過(guò)按鍵控制語(yǔ)音模塊的錄音和放音；報(bào)站系統(tǒng)的信息播報(bào)和文字顯示。3.使用液晶顯示器顯示報(bào)站信息。1.2 方案設(shè)計(jì)關(guān)于公交報(bào)站系統(tǒng)，我將公交報(bào)站系統(tǒng)電路總體上分為主芯片控制部分（即AT89C51單片機(jī)）、ISD1760語(yǔ)音芯片部分和1602工業(yè)字符型液晶。以AT89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)作為核心控制電路，控制語(yǔ)音芯片來(lái)讀取外接存儲(chǔ)器中信息，然后合成音頻信號(hào)，之后經(jīng)過(guò)音頻輸出電路，進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)。通過(guò)使用獨(dú)立按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)控制功能，具體顯示內(nèi)容及方式由軟件來(lái)完成。語(yǔ)音部分由ISD1760芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)，它是一個(gè)多功能的語(yǔ)音芯片，錄放電路簡(jiǎn)單，可以多次重復(fù)錄放。當(dāng)系統(tǒng)錄

10、入語(yǔ)音信號(hào)時(shí)，語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)音頻錄入（MIC）傳輸?shù)揭纛l合成電路中的語(yǔ)音控制主芯片（ISD1760），由該芯片進(jìn)行音頻信號(hào)的處理，并將轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字信號(hào)儲(chǔ)存進(jìn)外部?jī)?chǔ)存芯片中，建立報(bào)站信息庫(kù)。并且鎖存進(jìn)相對(duì)應(yīng)的地址中，通過(guò)控制按鍵實(shí)現(xiàn)播放需要的信號(hào)。顯示部分通過(guò)1602工業(yè)字符型液晶進(jìn)行文字顯示。系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)原理圖如圖1-1所示：圖1-1系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)原理圖第2章 硬件設(shè)計(jì)2.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)2.1.1 AT89C51芯片介紹圖2-1 AT89C51芯片引腳圖AT89C51系INTEL的MCS-51系列單片機(jī)產(chǎn)品中的基礎(chǔ)產(chǎn)品，它是通過(guò)使用ATMEL精良的CMOS制造工藝產(chǎn)出的高性能的8位單片機(jī)

11、產(chǎn)品，屬于標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51產(chǎn)品。它擁有CMOS的高速以及高密度等技術(shù)特性并繼承了CMOS的低功耗優(yōu)點(diǎn)，它是標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51系列單片機(jī)系統(tǒng)，內(nèi)部擁有時(shí)鐘輸出以及向上、向下的計(jì)數(shù)器等功能。AT89C51擁有8位CPU、128×8位內(nèi)部RAM、8kb的ROM、32 個(gè)I/O端口 (輸入/輸出端口)。此外，AT89C51還擁有低功耗膜式，可通過(guò)軟件控制空閑和掉電兩種工作模式的切換。選擇空閑模式時(shí)，除了CPU其它部件繼續(xù)工作。當(dāng)選擇掉電模式時(shí)，RAM內(nèi)數(shù)據(jù)自動(dòng)保存、并停止其它所有功能。AT89C51的封裝擁有兩種形式，一種是PDIP(40pin)，另一種則是PLCC(44pin)。2.1.

12、2 AT89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)單片機(jī)的最小系統(tǒng)的組成部分：1、復(fù)位電路：是為了保證單片機(jī)系統(tǒng)電路可以穩(wěn)定工作的組成部分，所以復(fù)位電路很重要。單片機(jī)的復(fù)位電路的設(shè)計(jì)是否合理,直接影響到單片機(jī)系統(tǒng)在工作時(shí)的穩(wěn)定性。復(fù)位電路的作用是將系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位以解決“卡死”、“程序走飛”等一系列問(wèn)題。常見復(fù)位電路：上電復(fù)位跟手動(dòng)復(fù)位兩種，本設(shè)計(jì)采用手動(dòng)復(fù)位。設(shè)計(jì)中復(fù)位電路的工作電壓選定為5V，電阻的規(guī)格則使用10k歐，電容的規(guī)格選定為20uf。和復(fù)位電路相接的RST端口設(shè)置為低電平，電源則對(duì)電容進(jìn)行充電。當(dāng)按下復(fù)位鍵時(shí)，電容開始放電，讓RST端口改變?yōu)楦唠娖?。?dāng)RST端口維持高電平超過(guò)兩個(gè)機(jī)器周期（2us）

13、時(shí)，系統(tǒng)電路則開始復(fù)位。圖2-2復(fù)位電路2、時(shí)鐘電路：時(shí)鐘電路主要由晶振與電容組成。該電路只能在XTAL1以及XTAL2兩端接入石英晶體振蕩器和2個(gè)電容組成的振蕩電路，一般C1和C2的取值為15pf-50pf，晶振頻率固定為1.2MHz12MHz之間。當(dāng)時(shí)鐘電路為外接時(shí)，則需要XTAL1接地，XTAL2接入外接的時(shí)鐘電路，外部的時(shí)鐘信號(hào)無(wú)特別的要求，只要保持一定的脈沖帶寬，時(shí)鐘的頻率小于12MHz。晶體振蕩器的振蕩信號(hào)由XTAL2引腳傳輸進(jìn)內(nèi)部時(shí)鐘電路，內(nèi)部時(shí)鐘電路再將振蕩信號(hào)一分為二，分成兩相的時(shí)鐘信號(hào)：P1和P2，提供給單片機(jī)。在電工學(xué)里，該網(wǎng)絡(luò)設(shè)置2個(gè)諧振點(diǎn)，通過(guò)頻率的高低來(lái)區(qū)分，頻率低

14、的則是串聯(lián)諧振，而頻率高的則是并聯(lián)諧振。晶體的自身特性會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)頻率的間距會(huì)非常的相似，在這個(gè)非常相似的頻率范圍內(nèi)，晶振會(huì)等效成電感，所以我們需要通過(guò)在晶振的兩端并聯(lián)上一定的電容就可以形成并聯(lián)諧振電路。并聯(lián)諧振電路接入到負(fù)反饋電路內(nèi)便能形成正弦振蕩電路，而晶振等效成的電感的頻率范圍比較小，所以即便其它元件的參數(shù)波動(dòng)非常大，這個(gè)振蕩器的頻率也會(huì)控制在一個(gè)很小的范圍內(nèi)。此次設(shè)計(jì)中使用的晶振頻率為12 MHz。機(jī)器的周期計(jì)算公式是：機(jī)械周期=12/晶振頻率。所以12MHz的晶振的機(jī)械周期為1us。而本次的晶振電路使用的電容為常見的22pf電容。由于晶振和單片機(jī)引腳XTAL0以及XTAL1所組成的振蕩

15、電路出現(xiàn)的諧波(干擾波),諧波會(huì)影響電路中時(shí)鐘振蕩器的穩(wěn)定性，所以需要通過(guò)增加電容來(lái)保證電路的穩(wěn)定性。圖2-3內(nèi)部時(shí)鐘電路2.2 顯示模塊設(shè)計(jì)此次的顯示模塊選用1602工業(yè)字符型液晶圖 2-4 LCD1602工業(yè)字符型液晶，其可同時(shí)顯示16x2=32個(gè)字符。（16列*2行）注：這里為了便于表示 ，后文皆以1代表高電平，0代表低電平。1602液晶即1602工業(yè)字符型液晶，其主要是用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的顯示器。其是由多個(gè)5*7或5*11的點(diǎn)陣字符位構(gòu)成，點(diǎn)陣字符位可對(duì)應(yīng)字符，每一個(gè)點(diǎn)陣字符位之間的間隔為1個(gè)點(diǎn)距，每一行之間的間隔也為1，作用是字符間距和行間距，這導(dǎo)致了它不適于圖形的顯示（即便

16、將CGRAM隨意指定，也不能很好得顯示）。1602LCD是只能同時(shí)顯示16*2的液晶,*2的意思為顯示兩行，每一行都有16個(gè)字符（其用于顯示字符以及數(shù)字）?，F(xiàn)在市場(chǎng)使用廣泛的芯片是HD44780，原理都大同小異，所以市面上大部分的字符型液晶都能使用HD44780所編寫的控制程序。圖2-5 HD44780液晶芯片2.3 語(yǔ)音模塊設(shè)計(jì)2.3.1 ISD1760芯片介紹SD1760芯片是Winbond公司的單片優(yōu)質(zhì)語(yǔ)音錄放芯片，該芯片提供涵蓋多信息管理體系，新信息提示,雙運(yùn)作模式，以及可定制的信息操作指示音效。芯片內(nèi)包括自動(dòng)增益控制、麥克風(fēng)前置放大器、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)線路、振蕩器與內(nèi)存等。錄、放音可以達(dá)到

17、十萬(wàn)次之多，存儲(chǔ)的信息可在斷電情況下保存一百年。其擁有兩種控制方式，兩種錄音方式，兩種放音方式，并且能處理255 段以上的信息，有全面的狀態(tài)提示功能，多種采樣頻率相匹配的多樣錄放時(shí)間，其音質(zhì)好，寬電壓，應(yīng)用靈活，價(jià)格低廉。工作電壓：2.3V-5.4V,最高不得超過(guò)5.9V，靜態(tài)電流：0.5 - 1 A，工作電流：20mA，用戶能通過(guò)震蕩電阻進(jìn)行芯片的采樣頻率的調(diào)整，以決定所需要的錄放時(shí)間。2.3.2 語(yǔ)音信號(hào)拾取電路設(shè)計(jì)語(yǔ)音信號(hào)拾取采用小體積的柱極體電容話筒，與ISD4004的模擬輸入信號(hào)端相連接，前置放大采用三極管9014，ISD4004聲音輸入端在單端輸入時(shí)一般信號(hào)幅度不超過(guò)32mv,本次

18、設(shè)計(jì)采用單端輸入方式。如圖3-6所示：圖2-6 語(yǔ)音信號(hào)拾取電路2.3.3 音頻放大電路設(shè)計(jì)音頻放大電路采用運(yùn)放電路LM386。該電路外圍電路簡(jiǎn)單，放大倍數(shù)為200倍左右，在8歐姆的小喇叭上具有足夠的音頻功率，輸入端的電位器可調(diào)節(jié)放音音量大小。如圖3-7所示：圖2-7 音頻放大電路圖ISD1760 擁有非常簡(jiǎn)單的按鍵工作模式的錄放電路。擁有錄、放功能，快進(jìn)，擦除，音量控制，放音和復(fù)位等功能。通過(guò)按鍵便能完成。(1) 錄音操作按下錄音鍵，開始錄制當(dāng)前編號(hào)所對(duì)應(yīng)的語(yǔ)音。(2) 放音操作按下此鍵，播放當(dāng)前編號(hào)所對(duì)應(yīng)的語(yǔ)音，語(yǔ)音播放過(guò)程中按此鍵則為停止播放。(3) 擦除鍵按下此鍵，擦除當(dāng)前編號(hào)所對(duì)應(yīng)的

19、語(yǔ)音，按住此鍵2s，則清除存儲(chǔ)內(nèi)提示音意外所有信息。(4) 音量調(diào)節(jié)鍵按住此鍵，音量從大變小，再?gòu)男〉酱蟆?5) 下一段鍵當(dāng)鍵位為按下時(shí)，編號(hào)會(huì)自動(dòng)加1，并開始播放下一段音頻。按住不放，編號(hào)將自行連續(xù)加1，直到按鍵彈起為止，當(dāng)編號(hào)為最大時(shí)則無(wú)效。主控單片機(jī)（AT89C51）通過(guò)（SCLK，MOSI，MISO，/SS）SPI協(xié)議對(duì)ISD1760進(jìn)行串行通信。ISD1760作為從機(jī)，大部分的操作都可以由SPI協(xié)議完成。為了兼容獨(dú)立的按鍵模式，一些SPI命令：PLAY，REC，ERASE，F(xiàn)WD，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。SET_PLAY，SET_RE

20、C，SET_ERASE命令允許用戶決定錄音、放音和擦除何時(shí)開始和結(jié)束。同時(shí)，還有一些命令有權(quán)調(diào)取APC寄存器，進(jìn)行設(shè)置芯片模擬輸入的方式。單片機(jī)(AT89C51)主要是通過(guò)(SCLK，MOSI，MISO，/SS)SPI串行通信ISD1760的協(xié)議。ISD1760作為從機(jī),幾乎所有操作都可以由SPI協(xié)議完成。模型兼容獨(dú)立按鈕,一些SPI命令: PLAY，REC，ERASE，F(xiàn)WD，RESET和GLOBAL_ERASE操作類似于相應(yīng)的獨(dú)立按鍵的操作模式。此外,SET_PLAY SET_REC SET_ERASE命令允許用戶指定錄音和回放和擦除的開始和結(jié)束。此外,還有一些命令可以訪問(wèn)APC寄存器,用

21、于設(shè)置芯片的模擬輸入模式。ISD1700系列的SPI串行接口操作遵照以下協(xié)議：當(dāng)/SS管腳為下降沿，則一個(gè)SPI處理。完整的SPI指令傳輸周期內(nèi)，/SS引腳應(yīng)為低電平。數(shù)據(jù)的芯片SCLK上升沿鎖存于MOSI,SCLK的下降沿輸出MISO,低位在第一時(shí)間刪除。SPI命令操作碼包括命令字節(jié),字節(jié)的數(shù)據(jù)和指令,這是由1760類的順序決定當(dāng)命令字和數(shù)據(jù)輸入MOSI,同時(shí)MISO移除狀態(tài)寄存器和前行信息。SPI處理開始于/ SS變高。在SPI命令操作完成后,將開始一個(gè)中斷信息,并繼續(xù)固定在低,直到收到CLR_INT命令或芯片復(fù)位。圖2-8 ISD1760引腳圖2.3.4 ISD1760操作規(guī)則ISD17

22、60在SPI的串行接口上工作。SPI協(xié)議為同步串行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,該協(xié)議在SCLK的下降沿時(shí)SPI移位寄存器啟動(dòng),所以ISD1760當(dāng)時(shí)鐘上升沿時(shí)MOSI引腳的數(shù)據(jù)鎖存,當(dāng)下降沿MISO引腳接受數(shù)據(jù)。協(xié)議的具體內(nèi)容為：SS為下降沿時(shí)全部串行數(shù)據(jù)傳輸啟動(dòng)。當(dāng)SS傳輸期間，其必須固定成低電平,而在兩條指令之間必須固定成為高電平。時(shí)鐘上升沿時(shí)數(shù)據(jù)輸入,下降沿時(shí)數(shù)據(jù)移出。SS成為低電平時(shí), ISD開始錄放操作前輸入指令和地址,。指令的格式是：控制碼為8位，地址碼為16位。ISD只要出現(xiàn)EOM或OVF,形成一次中斷,只有開始下一個(gè)SPI周期時(shí)清除中斷狀態(tài)。ISD的MISO引腳去除中斷狀態(tài)需要"讀

23、"指令, 同時(shí)MOSI輸入控制及地址數(shù)據(jù)。所以要注意能否兼容輸入的數(shù)據(jù)和正在進(jìn)行的操作。一個(gè)SPI周期是可以同時(shí)啟動(dòng)讀的狀態(tài)以及新的操作。全部的操作均在運(yùn)行位為高電平時(shí)開始,低電平時(shí)結(jié)束。全部的操作均在SS為上升沿時(shí)啟動(dòng)。(一)信息快進(jìn)用戶無(wú)需了解準(zhǔn)確的信息地址,便可直接跳過(guò)一條。信息快進(jìn)必須在放音模式下使用。放音的速度可達(dá)1600倍,只有出現(xiàn)EOM才停止,停止后內(nèi)部地址計(jì)數(shù)器+1,并指向下一條信息的起始位置。(二)SPI控制位端口MISOMOSIMessage cueing (MC)Ignore Address Bit (IAB) Play/Record (P/R)Power UP

24、 (PU)RUNOVFEOMP0P1P2P3P4P5P6P7P8P9P1000C4C3C2C1C0A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0圖2-9 SPI控制位端口(三)上電順序器件通過(guò)TPUD即可執(zhí)行操作。所以當(dāng)上電指令發(fā)完后,直到出現(xiàn)TPUD,才可以發(fā)出1條操作指令。2.4 按鍵模塊設(shè)計(jì)鍵盤集成了所有按鍵，是可以實(shí)現(xiàn)人工控制系統(tǒng)的外部設(shè)備。鍵盤的種類有兩種，一種是編碼鍵盤，另一種是非編碼鍵盤。編碼鍵盤可以自動(dòng)識(shí)別并產(chǎn)生所控制按鍵的代碼，通過(guò)并行或串行的方式傳輸至CPU。它具有便捷，簡(jiǎn)單，延遲低等特點(diǎn)，缺點(diǎn)是需要提供專用電路。而非編碼鍵盤由軟件識(shí)別按鍵并輸出對(duì)應(yīng)代碼。其相比編碼鍵盤犧牲

25、了一定的速度，但是無(wú)需專用電路，因此被廣泛的使用。按鍵模塊選擇的是普通獨(dú)立按鍵，本設(shè)計(jì)使用了4個(gè)獨(dú)立按鍵。分別為K1,K2，K3，K4.按鍵功能：K1啟動(dòng)按鍵，連接至單片機(jī)的P1.0。按下K1，則啟動(dòng)系統(tǒng)，并顯示文字信息，語(yǔ)音模塊同步播放信息。再次按下K1則顯示以及播放下一條信息。K2復(fù)位按鍵，連接至單片機(jī)的RST。按下K2，則初始化單片機(jī)系統(tǒng)，以達(dá)到復(fù)位目的。K4放音按鍵，連接至單片機(jī)P3.1。按下K4，執(zhí)行放音。第3章 軟件設(shè)計(jì)3.1 主程序設(shè)計(jì)第一步是復(fù)位單片機(jī)系統(tǒng),系統(tǒng)在復(fù)位完成后默認(rèn)啟動(dòng)。按下K2，則初始化單片機(jī)系統(tǒng)。按下K1，則啟動(dòng)系統(tǒng)，并顯示文字信息，語(yǔ)音模塊同步播放信息。語(yǔ)音模

26、塊收到指令便提取錄音信息進(jìn)行播放，顯示模塊收到指令通過(guò)芯片解碼后通過(guò)顯示模塊顯示文字信息。K1按鍵沒(méi)有按下，而K3或者K4被按下，則系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)錄音或者放音。主程序流程圖如圖3-1所示：系統(tǒng)初始化K1是否被按下？Y調(diào)用語(yǔ)音模塊放音子程序調(diào)用LED點(diǎn)陣顯示子程序開始K2是否被按下NNYK3是否按下？K4是否按下？NYY調(diào)用語(yǔ)音錄音子程序調(diào)用語(yǔ)音放音子程序N圖3-1 主程序流程圖3.2 子程序設(shè)計(jì)3.2.1語(yǔ)音模塊錄音設(shè)計(jì)第一步將錄音程序燒錄進(jìn)芯片。在單片機(jī)程序內(nèi)編寫錄音按鍵。接通麥克風(fēng)等外部設(shè)備后按下K3，系統(tǒng)便開始錄音，結(jié)束后保存。語(yǔ)音模塊錄音程序流程圖如圖3-2所示：開始錄制語(yǔ)音AT89C5

27、1芯片發(fā)送指令至ISD1760芯片開始返回調(diào)用錄音子程序K3按鍵按下圖3-2語(yǔ)音芯片錄音流程圖3.2.2 語(yǔ)音模塊放音設(shè)計(jì)第一步進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)位，在單片機(jī)程序內(nèi)編寫放音按鍵。接通喇叭等外部設(shè)備后按下K4，系統(tǒng)便開始放音。 語(yǔ)音模塊放音測(cè)試流程圖如圖3-3所示：調(diào)用錄音并播放錄音YAT89C51芯片傳輸指令至ISD1760芯片開始返回K4按鍵按下圖3-3語(yǔ)音芯片放音流程圖3.2.3 顯示模塊設(shè)計(jì)第一步是查看K1是否按下。按下，則將單片機(jī)中對(duì)應(yīng)的顯示程序傳送給LCS液晶顯示模塊。解碼芯片接收進(jìn)行解碼，儲(chǔ)存芯片接收信號(hào)后鎖存來(lái)自解碼芯片的行信號(hào)。芯片則控制行與列來(lái)顯示信息。顯示模塊流程圖如圖3-4所示：

28、開始顯示：xxx到站請(qǐng)上車返回調(diào)用AT89C51中顯示程序并傳輸脈沖信號(hào)74HC138芯片譯碼進(jìn)行行控制，74HC595芯片鎖存進(jìn)行列控制K1按鍵按下圖3-4 顯示模塊流程圖第4章 結(jié)論4.1 系統(tǒng)調(diào)試4.1.1 硬件調(diào)試第一步按照所設(shè)計(jì)的原理圖內(nèi)的元器件清單購(gòu)買元器件及模塊。購(gòu)買齊全后進(jìn)行焊接并調(diào)試1、電源測(cè)試接通電源，將萬(wàn)用表調(diào)至電壓檔測(cè)量電源部分電壓，看數(shù)值是否為5V。不是則排查電源，檢查其電壓是否達(dá)到220v，之后檢測(cè)開關(guān)電路電壓值是否為5v。開關(guān)電路電壓若不為5v，則更換數(shù)據(jù)線并重復(fù)上述測(cè)試。2、復(fù)位電路測(cè)試接通電源，按下復(fù)位鍵，再將萬(wàn)用表調(diào)至電流檔看是否有電流。同時(shí)檢查顯示模塊以及

29、語(yǔ)音模塊有無(wú)復(fù)位。3、語(yǔ)音模塊測(cè)試安裝好語(yǔ)音芯片，接通電源，按放音鍵檢測(cè)語(yǔ)音播放是否正常。如果無(wú)法播放或播放存在雜音則需要檢查是否存在漏焊虛焊的情況。4、顯示模塊測(cè)試接通電源，燒錄程序檢測(cè)顯示信息是否正常。顯示有誤，則檢查連接是否正確。如無(wú)問(wèn)題再檢查顯示電路是否有損壞。完好時(shí)則需檢查L(zhǎng)CD液晶顯示屏是否完好。最后則可能是解碼或存儲(chǔ)芯片有問(wèn)題。4.1.2 軟件調(diào)試1、調(diào)試工具  程序編輯器keil C ，繪圖軟件proteus2、編譯過(guò)程 本系統(tǒng)包括硬件和軟件兩部分，在這里只進(jìn)行軟件仿真，在軟件調(diào)試中，對(duì)Keil仿真軟件進(jìn)行程序調(diào)試。第一步分別調(diào)試各個(gè)功能

30、程序，然后再對(duì)整個(gè)程序進(jìn)行調(diào)試，這樣錯(cuò)誤的代碼就很容易被查找出來(lái)，極大的減少了工作量。具體的調(diào)試方法如下：首先在Keil軟件中查找AT89C51芯片，把它作為控制處理器，然后開始新建一個(gè)工程文件，將之前編寫好的各個(gè)功能程序錄入到軟件中去。通過(guò)keil C軟件編寫程序，編寫完成后進(jìn)行調(diào)試。如有錯(cuò)誤，軟件會(huì)提示錯(cuò)誤所在，通過(guò)提示查找錯(cuò)誤并更改，更改完畢重復(fù)調(diào)試，若依然存在問(wèn)題則重復(fù)上述修改步驟。重復(fù)修改，直到軟件不再報(bào)錯(cuò)。程序修改完畢后通過(guò)proteus對(duì)軟件進(jìn)行模擬。若存在錯(cuò)誤則通過(guò)keil C軟件查看并修改語(yǔ)句邏輯錯(cuò)誤。依然無(wú)法正確顯示，則需仔細(xì)排查程序代碼部分和顯示程序部分是否存在

31、錯(cuò)誤。圖4-1軟件編譯4.1.3 系統(tǒng)調(diào)試1、燒錄程序通過(guò)燒錄軟件STC-ISP V35將軟件燒燒寫進(jìn)芯片內(nèi)。進(jìn)行程序的燒錄前需要設(shè)置燒錄軟件。第1步先將USB接口斷開；第2步將MCU Type選項(xiàng)設(shè)置成AT89C51RC；第3步打開.hex后綴的文件；第4步：選擇所連接的端口；第5步：安裝芯片并通過(guò)USB連接至電腦；第6步：點(diǎn)擊Download/按鈕開始燒錄，燒錄完成后即可斷開鏈接。2、系統(tǒng)調(diào)試在確保顯示和語(yǔ)音兩個(gè)模塊都能正常工作的情況下，先確保軟件與硬件無(wú)誤，再進(jìn)行電路板的調(diào)試工作。按下啟動(dòng)鍵，顯示模塊正常顯示第1段文字信息，語(yǔ)音模塊播放第1段音頻信息。再次按下啟動(dòng)按鍵，顯示模塊正常顯示第2段文字信息，語(yǔ)音模塊播放第2段音頻信息。此時(shí)按下K2，顯示模塊則顯示第1段文字信息，語(yǔ)音模塊播放第1段音頻信息。4.2 結(jié)論本次設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)的公交漢字顯示與語(yǔ)音播報(bào)系統(tǒng)，以AT89C51單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)控制電路，ISD1760語(yǔ)音芯片為核心的語(yǔ)音電路，以及以HD44780液晶芯片為驅(qū)動(dòng)加上LCD液晶顯示器設(shè)計(jì)的顯示模塊，以按鍵控制電路操作整個(gè)程序。本文詳細(xì)介紹了ISD1760語(yǔ)音芯片，HD44780液晶芯片。通過(guò)此次設(shè)計(jì)，了解了51系列單片機(jī)的知識(shí)，同時(shí)開拓了視野，提高了學(xué)習(xí)能力。這將為以后的工作學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)1付麗輝.汽車自動(dòng)報(bào)站器的設(shè)計(jì)J