最新基于單片機公交車語音報站系統畢業設計終稿(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 | S2 | S3 | S4 | S5 | S6 | S1 | S2 | S3 | S4 | S5 | S6 | S1 | S2 | S3 |RST：INST ADDR INST ADDR INST ADDR INST ADDR INST ADDR INSTALE：/PSEN：P0：11振蕩周期19振蕩周期 內部復位定時時序1） 手動復位手動復位需要人為在復位輸入端RST上加入高電平。一般采用的辦法是在RST端和正電源VCC之間接一個按鈕。當人為按下按鈕時，則VCC的+5V電平就會直接加到RST端。由于人的動作很快也會使按鈕保持接通達數十毫秒，所以，保證能滿足復位的時間要求。Vcc AT89C51RST GND10uF+Vcc 手動復位電路2） 上電復位 ，只要在RST復位輸入引腳上接一電容至VCC端，下接一個電阻到地即可。對于CMOS型單片機，由于在RST端內部有一個下拉電阻，故可將外部電阻去掉，而將外接電容減至1uF。上電復位的過程是在加電時，復位電路通過電容加給RST端一個短暫的高電平信號，此高電平信號隨著Vcc對電容的充電過程而逐漸回落，即RST端的高電平信號必須維持足夠長的時間。 上電時，Vcc的上升時間約為10ms，而振蕩器的起振時間取決于振蕩頻率，如晶振頻率為10MHz，起振時間為1ms；晶振頻率為1MHz，起振時間則為10ms。，當Vcc掉電時，必然會使RST端電壓迅速下降到0V以下，但是，由于內部電路的限制作用，這個負電壓將不會對器件產生損害。另外，在復位期間，端口引腳處于隨機狀態，復位后，系統將端口置為全“1”態。如果系統在上電時得不到有效的復位，則在程序計數器PC中將得不到一個合適的初值，因此，CPU可能會從一個未被定義的位置開始執行程序。VccAT89C51RST10uF+VccGND 上電復位電路3） 復位后寄存器的狀態 當系統復位時，即在SFRS中，除了端口鎖存器、堆棧指針SP和串行口的SBUF外，其余的寄存器全部清0，端口鎖存器的復位值為0FFH，堆棧指針值為07H，SBUF內為不定值。內部RAM的狀態不受復位的影響，在系統上電時，RAM的內容是不定的。 各特殊功能寄存器的復位值專用寄存器復位值專用寄存器復位值PC0000HTCON00HACC00HB00HPSW00HSP07HDPTR0000HP0P3FFHIP00000BIE000000BTMOD00HTH000HTL000HTH100HTL100HSCON00HSBUF不定PCON（CHMOS）00000B在本設計中復位電路采用的是上電復位， 單片機最小系統 AT89C51單片機最小系統復位和晶振圖 單片機晶振復位電路圖 語音模塊電路設計ISD4004系列語音芯片工作電壓為+3V,單片錄放時間8到16分鐘,音質好,適用于移動電話及其他便攜式電子產品中。芯片采用CMOS 技術,內含振蕩器、防混淆濾波器、平滑濾波器、音頻放大器、自動靜噪及高密度多電平閃爍存儲陳列。芯片設計是基于所有操作必須由微控制器控制,操作命令可通過串行通信接口(SPI或Microwire)送入。芯片采用多電平直接模擬量存儲技術, 每個采樣值直接存儲在片內閃爍存儲器中,因此能夠非常真實、自然地再現語音、音樂、音調和效果聲,避免了一般固體錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪聲和金屬聲。,，頻率越低,錄放時間越長,而音質則有所下降,片內信息存于閃爍存儲器中,可在斷電情況下保存一百年(典型值),可反復錄音十萬次。 ISD4004芯片內部結構 ISD4004的內部結構 芯片引腳描述 1）電源(VCCD,VCCA) 芯片內部數字電路電源正極引腳和模擬電路電源正極引腳。為使噪聲最小,芯片的數字電路和模擬電路使用不同的電源供電,并且分別引到外封裝的不同管腳上,數字和模擬電源端最好分別走線,盡可能在靠近供電端處相連,而去耦電容應盡量靠近器件。 2）地線(VSSD,VSSA) 芯片內部數字電路電源地線和模擬電路電源地線引腳。芯片的數字電路和模擬電路也要使用不同的地線。 3）同相模擬輸入(ANA IN+) 錄音信號的同相輸入端。輸入放大器可用單端或差分驅動。單端輸入時,信號由耦合電容輸入,最大幅度為峰峰值32mV,耦合電容和本端的3KΩ電阻輸入阻抗決定了芯片頻帶的低端截止頻率。差分驅動時,信號最大幅度為峰峰值16mV。 、 ISD4004實物圖 ISD4004引腳圖 4）反相模擬輸入(ANA IN) 差分驅動時,這是錄音信號的反相輸入端。信號通過耦合電容輸入,最大幅度為峰峰值16mV。 5）音頻輸出(AUD OUT) 提供音頻輸出,可驅動5KΩ的負載。 6）片選(SS)此端為低,即向ISD4004芯片發送指令，兩條指令之間為高電平。 7）串行輸入(MOSI) 此端為串行輸入端，主控制器應在串行時鐘上升沿之前半個周期將數據放到本端,以供輸入。 8）串行輸出(MISO) 此端為串行輸出端，芯片未被選中時,本端呈高阻態。 9）串行時鐘(SCLK) 時鐘輸入端,由主控制器產生,用于同步MOSI 和MISO的數據傳輸。數據在SCLK上升沿鎖存到芯片,在下降沿移出芯片。 10）中斷() 本端為漏極開路輸出。芯片在任何操作(包括快進)中檢測到EOM或OVF時,本端變低并保持。中斷狀態在下一個SPI周期開始時清除。中斷狀態也可用RINT指令讀取（OVF標志指示芯片的錄/放操作已到達存儲器的末尾；EOM標志只在放音中檢測到內部的EOM標志時,此狀態位才置1）。 11）行地址時鐘(RAC) 漏極開路輸出。每個RAC周期表示芯片存儲器的操作進行了一行(ISD4004系列中的存儲器共2400行)。該信號保持高電平175ms,低電平25ms。快進模式下,RAC 。該端可用于存儲管理技術。 12）外部時鐘(XCLK) 本端內部有下拉元件。芯片內部的采樣時鐘在出廠前已調校,誤差在1%以內。商業級芯片在整個溫度和電壓范圍內, %以內。工業級芯片在整個溫度和電壓范圍內,頻率變化在4%以內,此時建議使用穩壓電源。若要求更高精度,可從本端輸入外部時鐘。由于內部的防混淆及平滑濾波器已設定,故上述推薦的時鐘頻率不應改變。輸入時鐘的占空比無關緊要,因內部首先進行了分頻。在不外接時鐘時,此端必須接地。13）自動靜噪(AM CAP) 當錄音信號電平下降到內部設定的某一閾值以下時,自動靜噪功能使信號衰弱,這樣有助于濾除無信號(靜音)時的噪聲。通常本端對地接1181。F的電容,構成內部信號電平峰值檢測電路的一部分。檢出的峰值電平與內部設定的閾值作比較,決定自動靜噪功能的翻轉點。大信號時,自動靜噪電路不衰減,靜音時衰減6dB[7]。1181。F 的電容也影響自動靜噪電路對信號幅度的響應速度。本端接VCCA則禁止自動靜噪。 ISD4004芯片使用說明 1）串行外設接口 ISD4000系列語音芯片工作于SPI串行接口。SPI協議是一個同步串行數據傳輸協議，設定微控制器的SPI移位寄存器在SCLK的下降沿將數據送至MISO引腳。以ISD4004為例，協議的具體內容如下： ①所有串行數據傳輸開始于下降沿。 ②在傳輸期間必須保持低電平，在兩條指令之間則保持高電平。 ③數據在時鐘上升沿移入，在下降沿移出。 ④變低，輸入指令和地址后，ISD4004才能開始錄/放操作。 ⑤指令格式是(八位控制碼)加（十六位地址碼）。 ⑥ISD4004的任何操作如果遇到EOM或OVF，則產生一個中斷，該中斷狀態在下一個SPI周期開始時被清除。 ⑦使用“讀”指令使中斷狀態位移出ISD4004的MISO引腳時，控制及地址數據也應同步從MOSI端移入。因此，要注意移入的數據是否與器件當前進行的操作兼容。當然，也允許在一個SPI周期里，同時執行讀狀態和開始新的操作（即新移入的數據與器件當前的操作可以不兼容）。 ⑧所有操作在運行位（RUN）置1時開始，置0時結束。 ⑨所有指令都在SS端上升沿開始執行。 2）信息快進 用戶不必知道信息的確切地址就能快進跳過一條信息。信息快進只用于放音模式，放音速度是正常的1600倍，遇到EOM后停止，然后內部地址計數器1，指向下一條信息的開始處。 3）上電順序 器件延時TPUD（8KHz采樣時，約為25ms）后才能開始操作。因此，用戶發完上電指令后，必須等待TPUD，才能發出下一條操作指令。 例如，從00處放音，應遵循如下時序: ①發POWER UP命令； ②等待TPUD（上電延時）； ③發地址值為00的SET PLAY命令； ④發PLAY命令。 器件會從00地址開始放音，當出現EOM時，立即中斷，停止放音。 如果從00處錄音，則按以下時序： ①發POWER UP指令。 ②等待TPUD（上電延時）； ③發POWER UP命令； ④等待2倍TPUD。 ⑤發地址值為00的 SET REC命令； ⑥發REC命令。 器件便從00地址開始錄音，一直到出現OVF（存儲器末尾）時，錄音停止。 4）指令碼 ISD4004的指令碼指令控制碼操作POWERUP00100xxx上電：等待TPUD后可以工作SETPLAY11100xxxA15A0從指定地址開始放音PLAY11110xxx從當前地址開始放音SETREC10100xxxA15A0從指定地址開始錄音REC10110xxx從當前地址開始錄音SETMC11101xxxA15A0從當前地址開始快進MC11111xxx執行快進，直到EOMSTOP0x110xxx停止當前操作STOPWRDN0x01xxxx停止當前操作并掉電RINT0x110xxx讀狀態OVF和EOM 5）SPI端口的控制位MOSIMISOOOC3C4XC0C2OVFEOMP0~P15000000C1XX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 ISD4004的SPI控制位6） 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（快進）、上電/掉電、開始/停止操作、忽略地址指針等。 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容使用輸入地址寄存器內容MC10快進模式允許禁止P15P0行指針寄存器輸出A15A0輸入地址寄存器注：IAB置0時，錄/放操作從A9～A0地址開始為了能連貫地錄/放到后續的存儲空間，在操作到達該行末之前，應發出第二個SPI指令將IAB置1，否則器件會在同一地址上反復循環。這個特點對語音提示功能很有用。RAC引腳和IAB位可用于信息管理。：XXX輸入移位寄存器C4~C0MOSI選擇邏輯字節行計數器輸出移位寄存器EOMOVFMISOA15~A0P15~P0 ISD4004的SPI端口 ISD4004與外圍設備的連接語音芯片ISD4004主要與三部分外圍設備連接，即單片機控制電路、語音錄入電路和語音播放電路。、控制語音芯片的放音過程；；，控制ISD4004選通與否；，經此讀入放音地址；；兩芯片中斷口相連，以收發中斷信號。同相模擬輸入（ANA IN+）和反相模擬輸入（ANA IN）與錄音電路相連，通過話筒錄制各站信息存儲于芯片內部以供播放時應用。音頻功率放大器LM386驅動音箱組成放音電路，與音頻輸出端(AUD OUT)相連。另外，發光二極管接于電源通路，可以顯示語音芯片工作情況[8]。： 顯示電路模塊設計液晶顯示器LCD（Liquid Crystal Display）廣泛應用于微型計算機系統中，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，不但可以顯示數字、字符，而且可以顯示文字和圖形。字符和數字的簡單顯示，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、數字，還可以顯示各種圖形、曲線及文字，并且可以實現屏幕上下左右滾動、動畫、分區開窗口、反轉、閃爍等功能，用途十分廣泛。現在，隨著液晶技術的突破，液晶顯示器的質量有了很大的提高，品種也在不斷推陳出新，不但有各種規模的黑白液晶顯示器