基于單片機的公交車語音報站系統的設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ,復位鍵（k5=）。當按下k1鍵時，語音模塊就從0X05開始錄音，錄好一段音后，按下k3鍵，停止錄音。按下k2鍵，開始播放之前所錄的聲音。按下k4鍵，錄音地址往后移100，此時再按下k1鍵，開始第二段錄音。如此，便可實現多段錄音，而且每段錄音所存放的地址都通過計算得出。若是不滿意當前的錄音，可以按下k5鍵，重新錄音。圖 錄音程序流程圖圖 放音程序流程圖 LCD1602系統上電后，液晶顯示模塊進行初始化。同時液晶顯示部分按照數組序號顯示字符程序，程序中table為要顯示的數組序號，按照數組的次序依次顯示每站的站名。圖 LCD1602程序流程圖 按鍵部分按鍵部分采用掃描法，當檢測到按鍵按下時，進行鍵值判斷，并進行相應的顯示程序以及語音播放程序的跳轉，實現公交車語音報站功能。圖 按鍵程序流程圖 仿真過程、結果分析本次單片機軟件仿真系統我選擇了Proteus。在整個系統軟件設計中，依舊從語音，液晶顯示以及按鍵這三大部分進行綜合考慮。由于Proteus軟件的限制，無法對ISD4004語音芯片進行仿真，從而在此處我選用了LED燈來代替語音芯片，當按鍵按下時，相對應的LED燈點亮。在仿真時，由于語音模塊不能進行仿真，為了增加點難度，在液晶顯示模塊方面我選擇了可以顯示漢字的1602模塊。下面主要介紹一下1602的工作原理[12]。LCD1602液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區域進行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。其實用LCD顯示一個字符時比較復雜，因為一個字符由68或88點陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個位置對應的顯示RAM區的8字節，還要使每字節的不同位為“1”，其它的為“0”，為“1”的點亮，為“0”的不亮。這樣一來就組成某個字符。但由于內帶字符發生器的控制器來說，顯示字符就比較簡單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據在LCD上開始顯示的行列號及每行的列數找出顯示RAM對應的地址，設立光標，在此送上該字符對應的代碼即可。在本次設計中，LCD1602液晶顯示模塊的rs,rw,e分別與51單片機的P3^5，P3^6，P3^7端口連接，進行程序的讀寫數據，字符操作。而D0~D7分別與51單片機的P0口進行連接，用來輸出數據與字符，這樣就可以在液晶上顯示出自己想要的字符[13]。在此次仿真過程中，總共設計了4個按鍵，k1：歡迎乘坐，k2：上一站，k3：下一站,k4：謝謝乘坐。當按下k1鍵時，LCD上顯示“Huan Ying Cheng Zuo”，同時LED1亮；如果當前的站是Wanglixueyuan Dao Le”，當按下k2鍵時，LCD上顯示“Ningboligong Dao Le”，此時LED2亮，LED3滅；當按下k3鍵時，LCD上顯示“Yiyaoxuexiao Dao Le”，此時LED4亮，LED3滅。當按下k4時，LCD上顯示“Xie Xie Cheng Zuo”。，，，按下k1鍵 LCD1602液晶顯示“Huan Ying Cheng Zuo”，同時LED1亮。圖 “Huan Ying Cheng Zuo”按下k2或者k3鍵顯示，k2鍵逆向顯示，k3鍵順向顯示Num=1 LCD1602液晶顯示“Ningboligong Dao Le”，同時LED2亮。圖 “Ningboligong Dao Le”Num=2 LCD1602液晶顯示“Wanglixueyuan Dao Le”，LED3亮。圖 “Wanglixueyuan Dao Le”Num=3 LCD1602液晶顯示“Yiyaoxuexiao Dao Le”，同時LED4亮。圖 “Yiyaoxuexiao Dao Le” Num=4 LCD1602液晶顯示“Yinzhoueryuan Dao Le”，同時LED5亮。圖 “Yinzhoueryuan Dao Le”按下k4鍵 LCD1602液晶顯示“Xie Xie Cheng Zuo”，同時LED5亮。圖 “Xie Xie Cheng Zuo”第5章 系統調試 硬件調試在整一個硬件調試過程中，我主要分為三部分進行調試，第一部分是按鍵調試。，第二部分是LCD液晶顯示調試，第三部分是ISD4004語音模塊錄放調試。首先，我進行了按鍵調試。對于按鍵和LED調試，我所采用的工具是萬用表，因為按鍵原理是松開狀態，電路斷開；按下按鍵，電路短路，以此來檢測它們的好壞。其次，第二部分就是LCD1602液晶顯示的調試。第一步，將LCD1602正確的連接到51單片機上，在連接時要注意液晶屏的日rs,rw,e這三個口的位置，一旦接錯LCD就有可能被燒壞。，，而數據輸入口接在P0口上，因此只要將其連接上即可。第二步，將已編譯正確的LCD液晶顯示程序下載到51單片機，查看LCD1602上是否能夠顯示你想得到的內容。這一部分，因為看了很多相關的視頻，所以基本沒有遇到問題。例如顯示“Huan Ying Cheng Zuo”。圖 LCD1602液晶顯示調試模塊示例最后，進行ISD4004錄放音的調試。在這次設計中，如何正確的將ISD4004與51連接成了我最大的問題。經過咨詢好多人后，才得以成功連接，并能播放示例音樂。此外，將另外一段一錄一放的程序下載到51，檢測ISD4004的錄放音功能。若程序燒錄成功后，按下錄音鍵，喇叭出現“滴滴滴滴”連續的響聲，說明錄音開始，可以進行錄音。復位鍵錄完后，按下放音鍵，檢測是否能夠正確放音。檢測完語音芯片后，接下來就是實現多段語音錄放。在本次設計中，我設置了一個移位變量add，每錄完一個音，移位100，開始錄下一段語音。移位的目的就是將不同的語音段保存在指定的位置，這樣以便地址的查詢。錄音鍵暫停鍵放音鍵移位鍵圖 ISD4004語音調試模塊 軟件調試與硬件調試類似，在本次軟件調試中，主要分為三部分進行調試，按鍵與LCD1602結合程序的調試，ISD4004與按鍵結合程序的調試，以及ISD400LCD1602與按鍵的調試。首先，按鍵與LCD1602的調試。由于在使用LCD1602之前，翻閱了很多相關的資料以及視頻，因此LCD1602液晶顯示程序已經調試好，沒有問題。主要的問題是如何將按鍵加入到程序中，對LCD1602顯示的內容進行控制。一開始，我先讓按鍵控制LCD1602顯示內容中的其中一條。在程序中設置了void key()，通過調用void write(uchar )這個函數，顯示出LCD1602的第一條內容“Huan Ying Cheng Zuo”。因此想要顯示其他內容，原理也一樣。圖 “Huan Ying Cheng Zuo”示例圖其次，按鍵與ISD4004的調試。由于之前查閱的很多資料中有一段一錄一放的程序，了解他的原理后，發現與我需要的多段錄放效果原理相同。因此在原有的基礎上，我設置了一個k4，k4所需要實現的功能是移位，每錄好一次，按下k4移位100，然后再按下錄音鍵，這樣就實現了多段錄放音。其中，在調試錄放音時，還添加了LED模塊，主要功能是檢測按鍵是否有效。初始狀態，系統上電，所有LED燈亮，有鍵按下時LED1滅。如果再有按鍵按下LED1亮，如此來判別錄音鍵，放音鍵，移位鍵，復位鍵以及停止鍵是否有效。放音鍵停止鍵錄音鍵復位鍵移位鍵LED燈圖 ISD4004與按鍵的實物連接圖最后，按鍵、LCD1602與ISD4004三者的結合。在這三者結合時，對于ISD4004語音模塊，我只需要一段放音程序，只要將之前存放在地址位置里面的錄音片段通過放音程序放出來就好。在這一測試中，按鍵要控制兩項LCD1602的液晶顯示以及ISD4004語音的播放，而且兩個要同時。這時候，通過設置void write(uchar )中的值以及將語音播放play()函數添加到void key()中，通過void key()中按鍵按下后多種條件的核對，從而確定按鍵按下后要顯示的內容以及語音播放的內容。以“Ningboligong Dao Le” 一站為例。圖 “Ningboligong Dao Le”總體示例圖 綜合調試1) 根據給出ISD4004的電路原理圖，正確連接電路；2) 調試已編譯的程序，將程序下載到51單片機中；3) 按下錄音鍵進行錄音，連續錄完一段后，按下停止鍵停止。然后按下移位鍵再次按下錄音鍵開始錄另外一段音，按停止鍵停止；如此反復6次，將需要的錄音片段錄好并存放到單元位置；4) 錄完音后，按放音鍵放音，按一次鍵就播放一段錄音；5) 將語音模塊正確連接到AT89C51最小系統。最后，將整個程序合并，進行最后的調試，公交車語音報站系統完成。 測試結果為了使本設計的結果更加客觀與可靠，我隨機調查了一下身邊同學試用情況。本次調查中，我主要將試驗者分為6組，第一組——“Huanyingchengzuo”組，如表51所示，第二組——“Ningboligon Dao Le”組，如表52所示，第三組——“Wanlixueyuan Dao Le”組，如表53所示，第四組——“Yiyaoxuexiao Dao Le”組，如表54所示，第五組——“Yinzhoueryuan Dao Le”組，如表55所示，第六組——“Xiexiechengzuo”組，如表56所示，每組抽查5個人，其中上一站/下一站一起進行檢測。，A2，A3，A4，A5按下k1鍵時的反饋情況。此時num=1，如果LCD1602上顯示“Huanyingchengzuo”，同時語音ISD4004中播放“歡迎乘坐363路公交車”，則說明正確，五名隨機者回答“是”即可。表 “Huanyinchenzuo”編號按鍵（num=1）LCD上顯示“Huanyingchengzuo”語音播放同一站名A1k1是是A2k1是是A3k1是是A4k1是是A5k1是是=2時的反饋情況，其中A1—A5是對k2鍵的試用，A6—A10對k3鍵的試用。如果此時LCD1602上顯示“Ningboligong Dao Le”，同時語音ISD4004中播放“寧波理工到了，請從后門下車，下車請當心。車輛起步，請拉好扶手，前方停靠，萬里學院”，則說明正確，十名隨機者回答“是”即可。表 “Ningboligong Dao Le”編號按鍵（num=2）LCD上顯示“Ningboligong Dao Le”語音播放同一站名A1k2是是A2k2是是A3k2是是A4k2是是A5k2是是A6k3是是A7k3是是A8k3是是A9k3是是A10k3是是=3時候的反饋情況，其中A1—A5是對k2鍵的試用，A6—A10對k3鍵的試用。如果此時LCD1602上顯示“Wanlixueyuan Dao Le”，同時語音ISD4004中播放“萬里學院到了，請從后門下車，下車請當心。車輛起步，請拉好扶手，前方停靠，醫藥學校”，則說明正確，十名隨機者回答“是”即可。表 “Wanlixueyuan Dao Le”編號按鍵（num=3）LCD上顯示“Wanlixueyuan Dao Le”語音播放同一站名A1k2是是A2k2是是A3k2是是A4k2是是A5k2是是A6k3是是A7k3是是A8k3是是A9k3是是A10k3是是=4時候的反饋情況，其中A1—A5是對k2鍵的試用，A6—A10對k3鍵的試用。如果此時LCD1602上顯示“Yiyaoxuexiao Dao Le”，同時語音ISD4004中播放“醫藥學校到了，請從后門下車，下車請當心。車輛起步，請拉好扶手，前方停靠，鄞州二院”，則說明正確，十名隨機者回答“是”即可。表 “Yiyaoxuexiao Dao Le”編號按鍵（num=4）LCD上顯示“Yiyaoxuexiao Dao Le”語音播放同一站名A1k2是是A2k2是是A3k2是是A4k2是是A5k2是是A6k3是是A7k3是是編號按鍵（num=4）LCD上顯示“Yiyaoxuexiao Dao Le”語音播放同一站名A8k3是是A9k3是是A10k3是是=5時候的反饋情況，其中A1—A5是對k2鍵的試用，A6—A10對k3鍵的試用。如果此時LCD1602上顯示“Yinzhoueryuan Dao Le”，同時語音ISD4004中播放“鄞州二院到了，請從后門下車，下車請當心”，則說明正確，十名隨機者回答“是”即可。表 “Yinzhoueryuan Dao Le”編號按鍵（num=5）LCD上顯示“Yinzhoueryuan Dao Le”語音播放同一站名A1k2是是A2k2是是A3k2是是A4k2是是A5k2是是A6k3是是A7k3是是A8k3是是A9k3是是A10k3是是=6時候的反饋情況，其中A1—A5是對k2鍵的試用，A6—A10對k3鍵的試用。如果此時LCD1602上顯示“Xiexiechengzuo”，同時語音ISD4004中播放“謝謝乘坐本次公交車”，則說明正確，十名隨機者回答“是”即可。表 “Xiexiechengzuo”編號按鍵（num=6）LCD上