某城市公交車語音報站系統(tǒng)設計畢業(yè)論文

1、<p>　　畢 業(yè) 設 計（論 文）</p><p>　　題目 公交車語音報站系統(tǒng)的設計</p><p>　　學生姓名: </p><p>　　學 號: </p><p>　　所在系部: 電氣信息系 </p>&l

2、t;p>　　專業(yè)班級: 電氣工程及其自動化2班 </p><p>　　指導教師： </p><p>　　日 期： 二○ 一二年五月 </p><p>　　Bus Voice announcement system design </p><p><b&g

3、t;　　By</b></p><p><b>　　May 2012</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　根據(jù)AT89C51單片機的特點和公交車報站器的特點，本文提出了一種用單片機控制語音芯片進行公交車語音自動報站的方法。同時給出了軟硬件設計的方法，設計過程中包括硬件電路設

4、計和軟件程序編寫兩個方面，解釋了單片機在應用過程中的方法和可能出現(xiàn)的問題。本文主要介紹硬件電路設計部分。利用AT89C51作為控制器，通過ISD4004語音芯片建立語音信息庫，形成變化多樣的語音信息，利用其功放播放語音信息以及提示語音，同時運用LED數(shù)碼管進行站數(shù)顯示。當公交車到達某站點，用鍵盤控制本系統(tǒng)工作，通過語音電路輸出語音　　本系統(tǒng)很大程度上提高公交車報站的準確性，可靠性。提高了公交系統(tǒng)的服務質量。促進城市經(jīng)濟發(fā)展和交通變化的和

5、諧發(fā)展。</p><p>　　關鍵詞：AT89C51單片機，ISD4004語音芯片，LED數(shù)碼管，自動報站</p><p>　　Abstract  </p><p>　　AT89C51 microcontroller features and characteristics of the bus stop, this paper present

6、s a microcontroller to control the voice chip, the automatic stop of the bus voice.Given hardware and software design methods, including hardware circuit design and software programming to two aspects of the design proce

7、ss, and explains the method of the microcontroller in the application process and the problems that may arise. This paper describes the design part of the hardware circuit. AT89C51 as controll</p><p&

8、gt;　　Key words: AT89S51 microcontroller, the ISD4004 voice chip, LED digital tube, automatic stop</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要i</b></p><p>　　Abstra

9、ctii</p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題研究的背景及意義1</p><p>　　1.2 報站器的動態(tài)發(fā)展趨勢2</p><p>　　1.3 設計的主要目標任務2</p><p>　　1.4 技術指標3</p><

10、p>　　第2章 方案的選擇與論證4</p><p>　　2.1 方案比較4</p><p>　　2.1.1 方案一4</p><p>　　2.1.2 方案二5</p><p>　　2.2 方案選擇6</p><p>　　第3章 硬件電路的設計7</p><p>　　3.1 主控

11、電路的設計7</p><p>　　3.1.1 關于AT89C51單片機7</p><p>　　3.1.2 振蕩器電路的設計11</p><p>　　3.1.3 復位電路的設計13</p><p>　　3.1.4 電壓變換電路的設計16</p><p>　　3.2 脈沖檢測電路的設計17</p>

12、<p>　　3.2.1 霍爾器件簡介17</p><p>　　3.2.2 光電耦合器簡介18</p><p>　　3.2.3 脈沖檢測電路的設計19</p><p>　　3.3 語音輸出電路的設計20</p><p>　　3.3.1 關于語音芯片20</p><p>　　3.3.2 錄音、放音電路

13、的設計25</p><p>　　3.4 LED顯示電路的設計28</p><p>　　3.4.1 LED顯示器件簡介28</p><p>　　3.4.2 6116芯片簡介31</p><p>　　3.4.3 LED點陣漢字顯示電路的設計32</p><p>　　第4章 軟件設計35</p>&

14、lt;p>　　4.1 主控程序的設計35</p><p>　　4.1.1 流程圖36</p><p>　　4.1.2 程序清單37</p><p>　　4.2 語音報站程序的設計37</p><p>　　4.2.1 流程圖37</p><p>　　4.2.2 程序清單38</p><

15、;p>　　4.3 LED漢字顯示程序的設計38</p><p><b>　　結 論39</b></p><p><b>　　參考文獻40</b></p><p><b>　　致 謝41</b></p><p><b>　　附錄A42</b&g

16、t;</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　隨著國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展和各級政府對縣域經(jīng)濟的高度關注，鄉(xiāng)鎮(zhèn)的城市化正在全國如火如荼地展開，基礎設施得到了突飛猛進的發(fā)展。在這個過程中，乘坐公交車逐步取代了以前落后的出行方式，成為廣大城鄉(xiāng)人民短途出行的首選。近年來城市公交事業(yè)迅速發(fā)展，以前靠售票員報站的方式已經(jīng)不能滿足實際需要，很多大中城市都在

17、推廣實行無人售票。在廣大鄉(xiāng)鎮(zhèn)，公交車如何實現(xiàn)自動報站還缺乏人們的重視。</p><p>　　目前，公交車自動報站主要有以下幾種方式：一種是通過全球定位系統(tǒng)（GPS）的用戶終端接收工作衛(wèi)星的導航信息，從而解算出車輛的經(jīng)緯度信息，進而計算出實時坐標，將其與站點坐標相比較，當車輛駛入站點一定距離范圍內(nèi)時，不用人工干預，系統(tǒng)自動報站；另一種是利用無線射頻識別（Radio Frequency Identification）

18、技術，在每一個公交站臺設置一個具有唯一ID的射頻發(fā)射器，采用間歇工作方式發(fā)射信號，當公交車即將到達車站時，車載系統(tǒng)接收到站信號并解碼出站臺的ID號，由單片機控制自動播放對應站臺編號的報站語音；還有一種是對車輪軸的轉角脈沖進行計數(shù)，將計數(shù)值和預置值對比，即可確定報站時刻，達到準確報站的目的。</p><p>　　1.1 課題研究的背景及意義</p><p>　　公共汽車為外出的人們提供了方便

19、快捷的服務，而公共汽車的報站直接影響服務的質量。傳統(tǒng)由乘務人員人工報站，該方式因其效果太差和工作強度太大，在很多大城市已經(jīng)被淘汰。近年來，隨著科學技術的日益發(fā)展和進步，微型計算機技術已經(jīng)在許多領域得到了廣泛的應用。在聲學領域，微機技術與各種語音芯片相結合，即可完成語音的合成技術，使得汽車報站器的實現(xiàn)成為可能，從而為市民提供了更加人性化的服務。鑒于傳統(tǒng)公交車報站系統(tǒng)的不足之處，結合公交車輛的使用特點及實際營運環(huán)境，設計了一種由單片機控制的

20、公交車自動報站系統(tǒng)。</p><p>　　公交車自動報站器的設計主要是為了彌補改變傳統(tǒng)語音報站器必須有司機操控才能工作的落后方式，進站、出站自動播報站名及服務用語，為市民提供更人性化，更完善的服務。</p><p>　　1.2 報站器的動態(tài)發(fā)展趨勢</p><p>　　公共汽車行駛在現(xiàn)代文明程度高的市區(qū)，它是一道流動的風景線，因而對整車外形乃至色彩都有更高的要求。作

21、為公共汽車還要求有醒目和減少乘務人員勞動強度的電子報站器，電子顯示路牌，無人售票裝置，前后電視監(jiān)視系統(tǒng)等新技術的采用也將越來越普及。</p><p>　　公交車報站器在公交事業(yè)中占有舉足輕重的地位，它直接影響到公交車的服務質量。目前公交車報站有三種方式，一種是利用GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的公交車報站系統(tǒng)，在司機座位后面隔板上，安裝了一臺15英寸的液晶電視和 GPS信號接收器，安裝了這套設備后，公交車在語音報站的同時

22、，通過液晶電視還可以顯示到站站名的字幕，這樣如果沒聽清報站的話，通過顯示屏，乘客也可以一目了然。當出現(xiàn)緊急情況時，調度中心將會給公交車發(fā)出相應的信息，以短信的形式傳送到顯示屏上，同時車載臺會發(fā)出相應的提示音；駕駛員也可以通過相應的工具進行回復。目前在美國部分城市GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)已經(jīng)投入使用，國內(nèi)也有此類產(chǎn)品的研制開發(fā)，其功能強大，系統(tǒng)穩(wěn)定，但其投資昂貴，尤其是一些中小城市無法承受。另外兩種是手動電子報站和人工報站的方式，而它們都離不開

23、司務人員，加大司乘人員的工作強度。手動電子報站一般有司機或者乘務員控制，經(jīng)常出現(xiàn)錯報，誤報的情況。</p><p>　　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，對于公交企業(yè)來說，不僅是應盡的責任，亦是不斷追求的目標。</p><p>　　1.3 設計的主要目標任務</p><p>　　本課題要求設計一公交車自動報站系統(tǒng)，以實現(xiàn)公交車

24、的語音自動報站，即在進站、出站時候自動播報語音提示信息及服務用語，同時利用LED點陣電路進行漢字顯示。本設計要求利用AT89C51作為主控芯片完成主控電路的設計，輔助電路要求包括語音電路、漢字點陣顯示電路、電源電路等。</p><p><b>　　1.4 技術指標</b></p><p><b>　　工作電壓 24V</b></p>

25、<p><b>　　靜態(tài)功耗 6W</b></p><p><b>　　音頻輸出 10W</b></p><p>　　信噪比 34DB</p><p>　　系統(tǒng)容量 可容納300個站點信息和8分鐘語音廣告信息</p><p>　　環(huán)境溫度 -30℃～80℃</p&g

26、t;<p>　　最大廣告條數(shù) 100條</p><p>　　第2章 方案的選擇與論證</p><p>　　公交車自動報站系統(tǒng)的設計主要是對里程計數(shù)來控制報站時刻，進站、出站自動播報站名及服務用語，準確、及時、完全不需要人工介入。本章介紹了兩種不同的方案，并將其進行對比。</p><p><b>　　2.1 方案比較</b><

27、;/p><p><b>　　2.1.1 方案一</b></p><p>　　公交車站自動報站器的設計，對車輪軸的轉角的脈沖進行計數(shù)，將計數(shù)值與預置值對比，即可確定報站時刻，達到準確自動的目的。以AT89C51為主控芯片，對外來脈沖計數(shù)，結合語音芯片ISD4004輸出語音。系統(tǒng)由脈沖檢測、脈沖計數(shù)、CPU控制、控制信號、語音芯片、輸出顯示等組成。原理框圖如圖2.1所示。&l

28、t;/p><p><b>　　圖2.1 原理框圖</b></p><p>　　1. 脈沖檢測：該系統(tǒng)關鍵是對轉軸所轉過的圈數(shù)進行計數(shù)，考慮到車輛將在復雜的 環(huán)境中運行，故采用可靠的霍爾元件DN6848作為信號的采集裝置，再經(jīng)光電耦合器4N25輸入給單片機。</p><p>　　2. 脈沖計數(shù)：光電耦合器的信號進入C51后，采用中斷方式對脈沖計數(shù)。外

29、部晶振12MHz。</p><p>　　3. CPU控制：程序中將計數(shù)值于預置值進行比較，判斷是否到站，當?shù)秸緯r就輸出信號控制語言芯片進行報站。</p><p>　　4. 控制按鍵：用于手動控制、手動調整、預置值的輸入等。</p><p>　　5. 語言芯片：由專用語音芯片ISD4004組成，可擦寫，便于在不同公交線上使用。</p><p>

30、　　6. 輸出顯示：LED點陣漢字顯示。</p><p>　　7. 預置存儲：采用兩種方式存儲，一種是在燒寫器上將數(shù)據(jù)寫入，另一種是在車上，單片機處于輸入狀態(tài)，車輛行駛一遍，將站與站之間的脈沖數(shù)寫入片內(nèi)。</p><p><b>　　2.1.2 方案二</b></p><p>　　利用8031單片機作為CPU來進行總體控制，當汽車到達某站時，汽

31、車司機通過鍵盤來控制本系統(tǒng)進行工作，并且，系統(tǒng)將使用狀態(tài)指示電路，向司機指示出當前的行駛方向及站號（如與實際方向不符，司機可通過鍵盤來調整）。原理圖框圖如圖2.2所示。</p><p>　　圖2.2 原理框圖</p><p>　　本系統(tǒng)使用8031作為CPU，由CPU來控制語音合成芯片TC8830AF，使其工作在CPU控制模式下。當系統(tǒng)進行語音再生時，由CPU控制語音合成電路中的語音芯片

32、來讀取其外接的存儲器內(nèi)部的語音信息，并合成語音信號，再通過語音輸出電路，進行語音報站和提示。CPU同時通過程序讀取漢字信息，送入LED點陣顯示電路來進行漢字提示。當系統(tǒng)進行語音錄制時，語音信號通過語音輸入電路輸入給語音合成電路中的語音合成芯片，由語音合成芯片進行數(shù)據(jù)處理，并將生成的數(shù)字語音信息存儲到語音存儲芯片中，從而建立語音庫。</p><p><b>　　2.2 方案選擇</b><

33、/p><p>　　將方案一與方案二進行比較，方案二是采用8031單片機控制，通過鍵盤來控制報站時刻，并不完全符合設計的要求，它仍然需要操作員員手動控制，所以本課題決定選用方案一，它使用AT89C51作為主控制芯片，通過對里程的計數(shù)來控制報站時刻，完全無需人工介入，選用的語音芯片是美國ISD公司的ISD4004，該芯片與其它語音芯片相比較，其語音音質好，錄放時間長。</p><p>　　第3章

34、硬件電路的設計</p><p>　　公交車報站系統(tǒng)主要由四個部分組成，即主控電路、脈沖檢測電路、語音電路以及LED點陣漢字顯示電路。各部分電路的設計在本章中做了詳細的說明。</p><p>　　3.1 主控電路的設計</p><p>　　3.1.1 關于AT89C51單片機</p><p>　　AT89C51單片機的結構框圖如圖3.1所示。它

35、主要由下面幾個部分組成：1個8位中央處理單元（CPU）、片內(nèi)Flash存儲器、片內(nèi)RAM、4個8位的雙向可尋址I/O口、1個全雙工UART（通用異步接收發(fā)送器）的串行接口、2個16位的定時器/計數(shù)器、多個優(yōu)先級的嵌套中斷結構，以及一個片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。在AT89C51單片機結構中，最顯著的特點是內(nèi)部含有Flash存儲器，而在其他方面的結構，則和Intel公司的8051的結構沒有太大的區(qū)別。</p><p>&

36、lt;b>　　。</b></p><p>　　圖3.1 AT89C51單片機的結構框圖</p><p>　　3.1.1.1 主要性能</p><p>　　1. 與MCS-51 兼容 2. 4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 壽命：1000次寫/擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時間：10年3. 全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz4. 三級程序存儲器鎖定5. 1

37、28*8位內(nèi)部RAM6. 32可編程I/O線7. 兩個16位定時器/計數(shù)器8. 5個中斷源 9. 可編程串行通道10. 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路</p><p>　　另外，AT89C51是用靜態(tài)邏輯來設計的，其工作頻率可下降到0Hz，并提供兩種可用軟件來選擇的省電方式——空閑方式（Idle Mode）和掉電方式（Power Down Mode）。在空閑方式中，CPU停止工作，而RAM、定時器/計數(shù)器、串行口

38、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，由于時鐘被“凍結”，使一切功能都暫停，故只保存片內(nèi)RAM中的內(nèi)容，直到下一個硬件復位為止。</p><p>　　3.1.1.2 引腳功能說明</p><p>　　AT89C51引腳圖如圖3.2所示。</p><p>　　圖3.2 AT89C51引腳圖</p><p><b>

39、　　VCC：供電電壓。</b></p><p><b>　　VSS：接地。</b></p><p>　　P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8個TTL門電流。當P0口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，

40、P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。</p><p>　　P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。</p><p>　　P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被

41、寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。</p><p>　　P3口

42、：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管腳 備選功能 P3.0 RXD（串行輸入口） P3.1 TXD（串行輸出口） P3.2 /INT0（外部中斷0） P3.3 /IN

43、T1（外部中斷1） P3.4 T0（記時器0外部輸入） P3.5 T1（記時器1外部輸入） P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）</p><p>　　P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）</p><p>　　P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。</p><p>　　RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機

44、器周期的高電平時間。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令時

45、ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。    /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。     /EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否

46、有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，</p><p>　　XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。</p><p><b>　　振蕩器特性:</b></p><p>　　XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。

47、石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅動器件，XTAL2應不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。</p><p>　　3.1.2 振蕩器電路的設計</p><p>　　89系列單片機的內(nèi)部振蕩器電路如圖3.3所示，由一個單級反相器組成。XTAL1為反相器的輸入，XTAL2為反相器的輸出?？梢岳盟?/p>

48、內(nèi)部的振蕩器產(chǎn)生時鐘，只要在XTAL1和XTAL2引腳上外接一個晶體及電容組成的并聯(lián)諧振電路，便構成一個完整的振蕩信號發(fā)生器，如圖3.5示，此方法稱為內(nèi)部方式。</p><p>　　另一種使用方法如圖3.4示，由外部時鐘源提供一個時鐘信號到XTAL1端輸入，而XTAL2端浮空。在組成一個單片機應用系統(tǒng)時，多數(shù)采用圖3.5所示的方法，這種方式的結構緊湊，成本低廉，可靠性高。</p><p>

49、　　振蕩器的等效電路如圖3.5上部所示。在圖中給出了外接元件，即外接晶體及電容C1，C2，并組成并聯(lián)諧振電路。在電路中，對電容C1和C2的值要求不是很嚴格，如果用高質的晶振，則不管頻率為多少，C1，C2通常都選擇30pF。有時，在某些應用場合，為了降低成本，晶體振蕩器可用陶瓷振蕩器代替。如果使用陶瓷振蕩器，則電容C1，C2的值取47pF。</p><p>　　圖3.3 AT89C51單片機內(nèi)部振蕩器電路<

50、/p><p>　　圖3.4 外部時鐘接法</p><p>　　圖3.5 片內(nèi)振蕩器等效電路</p><p>　　通常，在單片機中對所使用的振蕩晶體的參數(shù)要求如下：</p><p>　　ESR（等效串聯(lián)電阻）：根據(jù)所需頻率按圖3.6選取。</p><p>　　C0（并聯(lián)電容）：最大7.0pF。</p>&l

51、t;p>　　CL（負載電容）：30pF+3pF。</p><p>　　通常，其誤差及溫度變化的范圍要按系統(tǒng)的要求來確定。</p><p>　　圖3.6 ESR與頻率的關系曲線</p><p>　　在本設計中，采用的是內(nèi)部方式，即如圖3.5所示，在XTAL1和XTAL2引腳上外接一個12MHZ的晶振及兩個47pF的電容組成。</p><p&

52、gt;　　3.1.3 復位電路的設計</p><p>　　89系列單片機與其他微處理器一樣，在啟動的時候都需要復位，使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初始狀態(tài)開始工作。89系列單片機的復位信號是從RST引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。當系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時，且振蕩器穩(wěn)定后，如RST引腳上有一個高電平并維持2個機器周期（24個振蕩周期），則CPU就可以響應并將系統(tǒng)復位。復位時序如圖3.7所示，因外部

53、的復位信號是與內(nèi)部時鐘異步的，所以在每個機器周期的S5P2都對RST引腳上的狀態(tài)采樣。當在RST端采樣到“1”信號且該信號維持19個振蕩周期以后，將ALE和/PSEN接成高電平 ，使器件復位。在RST端電壓變低后，經(jīng)過1-2個機器周期后退出復位狀態(tài)，重新啟動時鐘，并恢復ALE和/PSEN的狀態(tài)。如果在系統(tǒng)復位期間將ALE和/PSEN引腳拉成低電平，則會引起芯片進入不定狀態(tài)。</p><p>　　圖3.7 內(nèi)部復位

54、定時時序</p><p>　　3.1.3.1 手動復位</p><p>　　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(shù)十毫秒，所以，保證能滿足復位的時間要求。手動復位的電路如圖3.8所示。</p><p>　

55、　圖3.8 手動復位電路</p><p>　　3.1.3.2 上電復位</p><p>　　AT89C51的上電復位電路如圖3.9所示，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(nèi)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。</p><p>　　上電復位的過程是在加電時，復位電路通過電容

56、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。</p><p>　　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。</p><p>　　在圖3.8的復位電路中，當Vcc掉電時，必然會使RST端電壓迅速

57、下降到0V以下，但是，由于內(nèi)部電路的限制作用，這個負電壓將不會對器件產(chǎn)生損害。另外，在復位期間，端口引腳處于隨機狀態(tài)，復位后，系統(tǒng)將端口置為全“1”態(tài)。</p><p>　　如果系統(tǒng)在上電時得不到有效的復位，則在程序計數(shù)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(zhí)行程序。</p><p>　　圖3.9 上電復位電路</p><p>　

58、　3.1.3.3 復位后寄存器的狀態(tài)</p><p>　　當系統(tǒng)復位時，內(nèi)部寄存器的狀態(tài)如表3.1所列，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(nèi)為不定值。內(nèi)部RAM的狀態(tài)不受復位的影響，在系統(tǒng)上電時，RAM的內(nèi)容是不定的。</p><p>　　表3.1 各特殊功能寄存器的復位值<

59、;/p><p>　　在本設計中復位電路采用的是上電復位，即如圖3.9所示。</p><p>　　3.1.4 電壓變換電路的設計</p><p>　　公交車上所使用的電源電壓為24V，而AT89C51芯片的工作電壓為5V，所以需要將24V的電壓轉換成5V電壓。設計中采用了三端固定正電壓集成穩(wěn)壓器7805，來得到+5V穩(wěn)定電壓。電壓變換電路如圖3.10所示。 集成

60、穩(wěn)壓器是指將不穩(wěn)定的直流電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓的集成電路。由于集成穩(wěn)壓器具有穩(wěn)壓精度高、工作穩(wěn)定可靠、外圍電路簡單、體積小、重量輕等顯著優(yōu)點，在各種電源電路中得到了普遍的應用。常用的集成穩(wěn)壓器有：金屬圓形封裝、金屬菱形封裝、塑料封裝、帶散熱板塑封、扁平式封裝、雙列直插式封裝等。在電子制用中應用較多的是三端固定輸出穩(wěn)壓器。 78xx系列集成穩(wěn)壓器是常用的固定正輸出電壓的集成穩(wěn)壓器，輸出電壓有5V、6V、9V、12V、15V、18

61、V、24V等規(guī)格，最大輸出電流為1.5A。它的內(nèi)部含有限流保護、過熱保護和過壓保護電路，采用了噪聲低、溫度漂移小的基準電壓源，工作穩(wěn)定可靠。根據(jù)輸出電流值的不同，選用不同系列的芯片，當電流小于100mA時，可以選用78L00系列；當電流在0.5A以內(nèi)時，可選用78M00系列；當電流在1.5A以內(nèi)，應選用7800系列的芯片。7805的最大輸出電流為1.5A</p><p>　　圖3.10 電壓變換電路</p&

62、gt;<p>　　3.2 脈沖檢測電路的設計</p><p>　　3.2.1 霍爾器件簡介</p><p>　　3.2.1.1 霍爾器件的分類</p><p>　　霍爾器件是一種磁傳感器。用它們可以檢測磁場及其變化，可在各種與磁場有關的場合中使用?；魻柶骷曰魻栃獮槠涔ぷ骰A。</p><p>　　霍爾器件具有許多優(yōu)點，她們的

63、結構牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高（可達1MHZ），耐震動，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。</p><p>　　霍爾線性器件的精度高、線性度好；霍爾開關器件無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖動、無回跳、位置重復精度高（可達um級）。取用了各種補償和保護措施的霍爾器件的工作溫度范圍寬，可達-55℃～150℃。</p><p>　　按照霍爾器件的功能，可將它

64、們分為霍爾線性器件和霍爾開關器件。前者輸出模擬量，后者輸出數(shù)字量。</p><p>　　按照被檢測的對象的性質，可將它們的應用分為直接應用和間接應用。前者是直接檢測出受檢測對象本身的磁場或磁特性，后者是檢測受檢對象上人為設置的磁場，用這個磁場來作被檢測的信息的載體，通過它，將許多非電、非磁的物理量例如力、力矩、壓力、應力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、轉數(shù)、轉速以及工作狀態(tài)發(fā)生變化的時間等，轉變成電量來

65、進行檢測和控制。</p><p>　　3.2.1.2 工作磁體的設置</p><p>　　用磁場作為被傳感物體的運動和位置信息載體時，一般采用永久磁鋼來產(chǎn)生工作磁場。例如，用一個5×4×2.5（）的釹鐵硼Ⅱ號磁鋼，就可在它的磁極表面上得到約2300高斯的磁感應強度。在空氣隙中，磁感應強度會隨距離增加而迅速下降。為保證霍爾器件，尤其是霍爾開關器件的可靠工作，在應用中要考慮

66、有效工作氣隙的長度。在計算總有效工作氣隙時，應從霍爾片表面算起。在封裝好的霍爾電路中，霍爾片的深度在產(chǎn)品手冊中會給出。 </p><p>　　因為霍爾器件需要工作電源，在作運動或位置傳感時，一般令磁體隨被檢測物體運動，將霍爾器件固定在工作系統(tǒng)的適當位置，用它去檢測工作磁場，再從檢測結果中提取被檢信息。</p><p>　　工作磁體和霍爾器件間的運動方式有：(a)對移；(b)側移；(c)旋轉

67、；(d)遮斷。</p><p>　　霍爾開關電路的輸出級一般是一個集電極開路的NPN晶體管，其使用規(guī)則和任何一種相似的NPN開關管相同。輸出管截止時，輸漏電流很小，一般只有幾nA，可以忽略，輸出電壓和其電源電壓相近，但電源電壓最高不得超過輸出管的擊穿電壓（即規(guī)范表中規(guī)定的極限電壓）。輸出管導通時，它的輸出端和線路的公共端短路。因此，必須外接一個電阻器（即負載電阻器）來限制流過管子的電流，使它不超過最大允許值（一般

68、為20mA），以免損壞輸出管。輸出電流較大時，管子的飽和壓降也會隨之增大，使用者應當特別注意，僅這個電壓和你要控制的電路的截止電壓（或邏輯“零”）是兼容的。</p><p>　　以與發(fā)光二極管的接口如圖3.11所示，對負載電阻器的選擇作一估計。若在Io為20mA（霍爾電路輸出管允許吸入的最大電流），發(fā)光二極管的正向壓降VLED=1.4V，電源電壓VCC=5V，所需的負載電阻器的阻值。</p><

69、;p><b>　　(3-1)</b></p><p>　　圖3.11 霍爾開關與發(fā)光二極管</p><p>　　3.2.2 光電耦合器簡介</p><p>　　光電耦合器是一種電信號的耦合器件，它一般是將發(fā)光二極管和光敏三極管的光路耦合在一起，輸入電信號加于發(fā)光二極管上，輸出信號由光敏三極管取出。光電耦合器以光電轉換原理傳輸信息，它不僅使

70、信息發(fā)出端（一次側）與信息接收并輸出端（二次側）是絕緣的，從而對地電位差干擾有很強的抑制能力，而且有很強的抑制電磁干擾能力。速度高、價格低、接口簡單。</p><p>　　光電耦合器具有體積小、使用壽命長、工作溫度范圍寬、抗干擾性能強。無觸點且輸入與輸出在電氣上完全隔離等特點，因而在各種電子設備上得到廣泛的應用。光電耦合器可用于隔離電路、負載接口及各種家用電器等電路中。</p><p>　

71、　光電耦合器的工作過程：</p><p>　　光敏三極管的導通與截止，是由發(fā)光二極管所加正向電壓控制的。當發(fā)光二極管加上正向電壓時，發(fā)光二極管有電流通過發(fā)光，使光敏三極管內(nèi)阻減小而導通；反之，當發(fā)光二極管不加正向電壓或所加正向電壓很小時，發(fā)光二極管中無電流或通過電流很小，發(fā)光強度減弱，光敏三極管的內(nèi)阻增大而截止。</p><p>　　3.2.3 脈沖檢測電路的設計</p>&

72、lt;p>　　本設計的關鍵是對轉軸所轉過的圈數(shù)進行計數(shù)，考慮到車輛將在復雜的環(huán)境中運行，而霍爾元件具有耐震動，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕的優(yōu)點，故采用可靠的霍爾元件DN6848作為信號采集裝置，再經(jīng)過光電耦合器4N25輸入給單片機。光電耦合器的電流傳輸比為10%～250%，響應時間小于10us，其電路如圖3.12所示。</p><p><b>　　.</b></p&

73、gt;<p>　　圖3.12 脈沖檢測電路</p><p>　　3.3 語音輸出電路的設計</p><p>　　3.3.1 關于語音芯片</p><p>　　3.3.1.1 ISD—Winbond語音芯片概述</p><p>　　美國ISD（Information Storsge Devices）公司是專業(yè)研制和生產(chǎn)先進的半導

74、體語音芯片的著名廠家和領導者，其開發(fā)的高密度“多級”存儲方法稱作“ChipCorder”的專業(yè)技術，可以在一個存儲單元存儲256級的不同電平，即存儲相同信息僅需要用傳統(tǒng)存儲技術1/8的存儲空間。該公司與1998年12月被臺灣華邦（Winbond）并購，1990年改名為WECA（Winbond Electronic Corpration American），但保留其ISD名稱和標識，這個合并將把ISD公司領先的信息存儲、語音錄放技術和強大

75、的用戶群與Winbond公司的高效率的制造能力和分布于全時間的營銷能力結合起來。</p><p>　　ISD系列語音芯片有ISD1100系列、ISD1200系列、ISD1400系列、ISD2500系列、ISD4000系列和ISD5000系列幾種。</p><p>　　ISD1100系列中有10s和12s的單片聲音錄放器件ISD1110和ISD1112。</p><p&g

76、t;　　ISD1200系列中有10s和12s的單片聲音錄放器件ISD1210和ISD1212。</p><p>　　ISD1400系列中有16s和20s的單片聲音錄放器件ISD1416和ISD1620。</p><p>　　ISD1800系列中有8s、10s、12s和16s的單片單段聲音錄放器件ISD1810。</p><p>　　ISD2500系列中有32s、40

77、s、48s、64s和60s、75s、90s、120s的單片聲音錄放器件ISD2532、ISD2540、ISD2548、ISD2564和ISD2560、ISD2575、ISD2590、ISD120。</p><p>　　ISD4000系列中有120s、150s、180s和240s的單片聲音錄放器件ISD4001、ISD4002、ISD4003和ISD4004。</p><p>　　ISD50

78、00系列中有4min、5min、6min和8min的單片聲音錄放器件ISD5008。</p><p>　　其中ISD1100系列、ISD1200系列和ISD1400系列都是獨立使用；ISD2500系列是手動切換或則與微控制器兼容，放音時可以用邊沿或電平進行觸發(fā)；ISD4000系列、ISD5000系列都帶有微控制器SPI或Microwire串行接口。</p><p>　　3.3.1.2 語音

79、芯片ISD4004</p><p>　　ISD4000系列單片聲音錄放器件是用CMOS工藝實現(xiàn)的高語音質量、3V工作電壓的集成電路芯片，特別適用于移動電話和各種便攜式產(chǎn)品。按錄放時間又分ISD4002、ISD4003和ISD4004三個子系列。片內(nèi)集成有振蕩器、抗混疊濾波器、平滑濾波器、自動靜音電路、音頻放大器和高密度多級Flash存儲陣列。這個系列的新片要求用于微處理器或微控制器系列，通過串行外圍接口SPI或M

80、icrowire串行接口進行尋址和控制。錄音數(shù)據(jù)被存放方法是通過ISD的多級存儲專利技術實現(xiàn)的，用聲音和聲頻信號的自然形式直接存放在故態(tài)存儲器中，從而提供高質量回放語音的保真度。</p><p>　　1. ISD4004的主要性能及其特點 </p><p>　　單片實現(xiàn)聲音錄放功能</p><p>　　采用單一3V工作電壓</p><p>　

81、　低功耗：典型的錄音工作電流為25mA</p><p>　　典型的放音工作電流為15mA</p><p>　　典型待機節(jié)能狀態(tài)電流為1uA </p><p>　　單片錄放時間為8min、10min、12min和16min</p><p>　　高質量自然的聲音/音頻回放</p><p>　　自動靜音電路可以在無聲狀態(tài)時消

82、除背景噪音</p><p><b>　　不需要考慮實現(xiàn)算法</b></p><p>　　具有微控制器SPI或Microwire串行接口</p><p>　　可以對多段信息尋址控制</p><p>　　可以通過SPI或Microwire控制寄存器控制功耗</p><p>　　語音數(shù)據(jù)斷電不丟失，可以

83、保存100年</p><p>　　允許反復錄音10萬次</p><p><b>　　片上帶有時鐘源</b></p><p>　　有PDIP、SOIC、TSOP和CSP多種封裝形式</p><p>　　使用溫度范圍有商業(yè)用擴展型和工業(yè)用兩種可供選擇：</p><p>　　——商業(yè)品擴展型：-20～+

84、70℃</p><p>　　——工業(yè)品：-40～+85℃</p><p>　　2. 外部引腳及其說明</p><p>　　圖3.13 ISD4004引腳圖</p><p>　　電源 (VCCA,VCCD)：為使噪聲最小,芯片的模擬和數(shù)字電路使用不同的電源總線,并且分別引到外封裝的不同管腳上,模擬和數(shù)字電源端最好分別走線,盡可能在靠近供電端處

85、相連,而去耦電容應盡量靠近器件。</p><p>　　地線(VSSA,VSSD)：芯片內(nèi)部的模擬和數(shù)字電路也使用不同的地線。</p><p>　　同相模擬輸入(ANA IN+)： 這是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1

86、6mV，與ISD33000系列相同。</p><p>　　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。</p><p>　　音頻輸出(AUD OUT)：提供音頻輸出,可驅動5KΩ的負載。</p><p>　　片選(SS)：此端為低,即向該ISD4004芯片發(fā)送指令，兩條指令之間為高電平。<

87、;/p><p>　　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(shù)據(jù)放到本端,供ISD輸入。</p><p>　　串行輸出(MISO)：ISD的串行輸出端。ISD未選中時,本端呈高阻態(tài)。</p><p>　　串行時鐘(SCLK)：ISD的時鐘輸入端,由主控制器產(chǎn)生,用于同步MOSI和MISO的數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)在SCLK上升沿鎖存到ISD

88、,在下降沿移出ISD。</p><p>　　中斷(/INT)：本端為漏極開路輸出。ISD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(tài)在下一個SPI周期開始時清除。中斷狀態(tài)也可用RINT指令讀取。OVF標志----指示ISD的錄、放操作已到達存儲器的未尾。EOM標志----只在放音中檢測到內(nèi)部的EOM標志時,此狀態(tài)位才置1。</p><p>　　行地址時鐘(RAC

89、)：漏極開路輸出。每個RAC周期表示ISD存儲器的操作進行了一行(ISD4004系列中的存貯器共2400行)。該信號175ms保持高電平，低電平為25ms?？爝M模式下，RAC的218.75μs是高電平，31.25μs為低電平。該端可用于存儲管理技術。</p><p>　　外部時鐘(XCLK)：本端內(nèi)部有下拉元件。芯片內(nèi)部的采樣時鐘在出廠前已調校,誤差在 +1%內(nèi)。商業(yè)級芯片在整個溫度和電壓范圍內(nèi), 頻率變化在+2

90、.25%內(nèi)。工業(yè)級芯片在整個溫度和電壓范圍內(nèi),頻率變化在-6/+4%內(nèi),此時建議使用穩(wěn)壓電源。若要求更高精度,可從本端輸入外部時鐘(如前表所列)。由于內(nèi)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(nèi)部首先進行了分頻。在不外接地時鐘時,此端必須接地。</p><p>　　自動靜噪(AMCAP)：當錄音信號電平下降到內(nèi)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

91、于養(yǎng)活無信號(靜音)時的噪聲。通常本端對地接1mF的電容,構成內(nèi)部信號電平峰值檢測電路的一部分。檢出的峰值電平與內(nèi)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。1mF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。</p><p><b>　　3. 極限參數(shù)</b></p><p>　　支流電

92、源電壓范圍（Vcc～Vss）：-0.3～+0.7V</p><p>　　輸入電壓范圍（所有引腳）：（Vss-0.3V）～（Vcc+0.3V）</p><p>　　輸入電壓范圍（所有引腳，輸入電流不超過±20mA）：（Vss-1.0V）～（Vcc+1.0V）</p><p>　　輸入電壓范圍（MOSI、SCLK、INT、RAC、SS引腳，輸入電流不超過

93、77;20mA）：（Vss-1.0V）～5.5V</p><p><b>　　結溫：+150℃</b></p><p>　　存儲溫度范圍（Tstg）：-65～+150℃</p><p>　　引腳焊接溫度（10s）：+300℃</p><p>　　4. 串行外圍接口SPI</p><p>　　ISD

94、4004的串行操作是通過SPI串行接口實現(xiàn)的，SPI串行接口協(xié)議如下：</p><p>　　數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議設定微控制器SPI的移位寄存器是由串行時鐘SCLK的下降沿驅動。而對ISD4004數(shù)據(jù)輸入是由MOSI引腳上的上升沿驅動，數(shù)據(jù)輸出是由MISO引腳上的下降沿驅動。</p><p>　　所有串行數(shù)據(jù)傳送都是由/SS引腳上的下降沿開始。</p><p>　　在所有串行

95、通信期間，/SS引腳上都保持低電平，而在兩條指令之間保持高電平。</p><p>　　數(shù)據(jù)輸入由時鐘的上升沿驅動，數(shù)據(jù)輸出由時鐘的下降沿驅動。</p><p>　　錄音和放音操作的初始化是通過把/SS引腳為低電平使能芯片，把操作碼和地址串行輸入。</p><p>　　輸入操作碼和地址的格式如下：</p><p>　　<8位控制碼>

96、和<16位地址></p><p>　　每個由EOM或溢出產(chǎn)生的結果信號都將產(chǎn)生中斷，包括報文周期插入周期。當下一次初始化SPI周期時，中斷將被清除。</p><p>　　當中斷數(shù)據(jù)被移位移出MISO引腳時，控制和地址數(shù)據(jù)就同時被移進MOSI引腳。需要注意的是，移入的數(shù)據(jù)與當前系統(tǒng)的操作是一致的。有可能在同一個SPI周期讀中斷數(shù)據(jù)和啟動一個新的操作。</p><

97、;p>　　任何一個操作都是從RUN位被置1開始，由RUN位清零結束。</p><p>　　所有的操作都是由/SS的上升沿開始。</p><p>　　SPI控制寄存器用于各個期間功能的控制，這些控制包括放音、錄音、報文插入、上電和掉電、啟動和停止操作以及忽略地址指針等。</p><p>　　以下是控制寄存器的說明：</p><p>　　N

98、控制寄存器：用于控制操作。當其為1時，啟動操作；當其為0時，停止操作。</p><p>　　/控制寄存器：用于選擇放音和錄音操作。當其為1時選擇放音操作；當其為0時，選擇錄音操作。</p><p>　　圖3.14 SPI端口及其相關控制位示意圖</p><p>　　MC控制寄存器：用語控制報文插入功能。當其為1時，允許報文插入；當其為0時，關閉報文插入功能。<

99、/p><p>　　PU控制寄存器：用于主電源控制。當其為1時，控制上電；當其為0時，掉電進入節(jié)能狀態(tài)。</p><p>　　IAB控制寄存器：忽略地址控制位。當其為1時，忽略輸入地址寄存器的內(nèi)容A9-A0/A15-A0。當其為0時，使用在操作上使用的輸入地址寄存器的內(nèi)容A9-A0/A15-A0。當IAB被清0時，放音或錄音操作就從地址A9-A0/A15-A0開始。為了連續(xù)放音或錄音，IAB應該

100、在相應行結束前變?yōu)?，否則將會從同一行的地址處重復操作。存儲器管理時，RAC（行地址時鐘）引腳和IAB可以用來繞著存儲器分段移動。</p><p>　　P9-P0/P15-P0：行指針寄存器的輸出。</p><p>　　A9-A0/A15-A0：輸入地址寄存器。</p><p>　　3.3.2 錄音、放音電路的設計</p><p>　　ISD

101、4004聲音錄放器件的采樣頻率為6.4kHz，它單片錄放時間有8min、10min、12min和16min幾種，其采用內(nèi)置非易失性FLASH存儲器，這種快擦寫存儲器斷電不會丟失數(shù)據(jù)，所以保存數(shù)據(jù)不需要耗電。典型的被存儲信息可以保存時間高達100年，同一個存儲單元可以反復被錄音10萬次。</p><p>　　3.3.2.1 功放電路的設計</p><p>　　ISD4004芯片的音頻輸出引腳

102、AUD OUT可以驅動一個5k的負載，當器件上電后，該引腳輸出的電源為1.2V。本設計中選用的放大器是LM386，LM386是為低電壓應用設計的音頻功率放大器，其工作電壓為6V，最大失真度為0.2，功率頻響為20～100kHz。功放電路連線圖如圖3.15所示。</p><p>　　圖3.15 功放電路</p><p>　　由于功率放大器LM386要接+6V電壓，因此還需要一個電壓變換電路

103、將24V電壓變換成+6V的電壓。這里選用的是芯片LM317。LM331是三端可調式集成穩(wěn)壓器，其電路結構和外接元件如圖3.15所示。它的內(nèi)部電路有比較放大器、偏置電路（圖中未畫出）、恒流源電路和帶隙基準電壓等，它的公共端改接到輸出端，器件本身無接地端。所以消耗的電流都從輸出端流出，內(nèi)部的基準電壓（約1.2V）接至比較放大器的同相端和調整端之間。若接上外部的調整電阻R1、R2后，輸出電壓為</p><p><

104、b>　?。?.2）</b></p><p>　　LM317的=1.2V，=50uA，由于調整端電流 ，故可以忽略，所以上式化簡為</p><p>　?。?.3） </p><p>　　圖3.16 三端可調試集成穩(wěn)壓器結構圖</p><p>　　電壓變換電路連線圖如圖3.17所示。</p><

105、p>　　圖3.17 電壓變換電路</p><p>　　3.3.2.2 錄音電路的設計</p><p>　　連線圖如圖3.18所示，MIC是麥克風，即語音信號的輸入端，輸出的模擬語音信號經(jīng)過三極管組成的放大器放大后加到ISD4004語音芯片的ANA IN-反向模擬輸入端。</p><p>　　圖3.18 錄音電路</p><p>　　3.

106、4 LED顯示電路的設計</p><p>　　3.4.1 LED顯示器件簡介</p><p>　　3.4.1.1 發(fā)光二極管特性</p><p>　　發(fā)光二極管與普通二極管一樣具有單向導電性，但是因其使用的半導體材料不同,其導通電壓較高，一般鍺二極管在0.2V左右，硅二極管在0.7V左右，而砷化鎵或磷化鎵發(fā)光二極管一般在1.1-2.4V，但其反向擊穿電壓不高，一般在

107、5V或稍許高一點（不能用500型萬用表的R×10k檔測量，在反壓較高的電路中需要加鉗位二極管保護）。對小功率LED，支流工作電流以1-15mA為宜（不同材料的LED要求會相差較大），最大電流不得超過50mA，最大平均電流不超過30mA，所以使用中必須要加限流電阻。中功率LED的電流工作電流可達200mA左右。LED可看承具有恒壓特性，其正向壓降變化不大，有一定的穩(wěn)定作用，其發(fā)光強度隨工作電流增大而增大。對紅色LED而言，工作電

108、流一般為5-7mA較合適，當工作電流大于15mA后，其發(fā)光強度就趨于飽和。另外LED的發(fā)光強度還一環(huán)境溫度有關，溫度越低發(fā)光強度越高，隨溫度升高，發(fā)光強度呈準線性下降，在75℃時發(fā)光強度僅為25℃時的一半，在80℃時，LED幾乎就不能工作，LED的最大工作電流也隨溫度升高而線性下降。</p><p>　　3.4.1.2 LED顯示器</p><p>　　1. LED顯示器類型</p&

109、gt;<p>　　LED顯示器是用發(fā)光二極管構成的顯示器。構成方式有兩大類：一是筆段字符式，一般又有三種：7段（/8段）數(shù)碼管、15段（/17段）數(shù)碼管和6段符號顯示器；二是點陣字符式，一般有5×7、5×8、8×8和16×16等若干種點陣結構。為了適應不同電路的需要，根據(jù)構成LED顯示器的發(fā)光二極管公共極的極性，有共陰極和共陽極兩種形式。對共陰極數(shù)碼管，公共陰極接地，當各段陽極上的電

110、平為高電平時，該段接通亮，電平為0時，該段關斷不亮。對共陽極數(shù)碼管則剛好相反，高電平時不亮，低電平時亮。這種器件根據(jù)顯示數(shù)位分類，可以分為一位、雙位和多位LED顯示器，一位LED顯示器就稱作LED數(shù)碼管，兩位以上的一般就稱作LED顯示器。</p><p>　?。?）7段（/8段）數(shù)碼管顯示器</p><p>　　7段（/8段）數(shù)碼顯示器的每個數(shù)位都是由7段筆段組成，通過不同筆段的組合就可以

111、顯示不同的數(shù)字和部分字母以及其他符號。其第8筆段一小數(shù)點形式位于字符的右下方。</p><p>　　（2）15段（/17段）數(shù)碼管顯示器</p><p>　　15段（/17段）數(shù)碼顯示器的每個數(shù)位都是由14（/16）段數(shù)碼管組成外框加“米”構成，通過不同筆段的組合，不但可以顯示所有的數(shù)字，還可以顯示所有的26個英文字母和其他符號。15段與17段顯示器的區(qū)別在于外框上下兩橫結構不一樣，17段