畢業(yè)設(shè)計(jì)---公交車報(bào)站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　學(xué)號： </b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p><b>　　（08屆）</b></p><p>　　題 目 公交車報(bào)站系統(tǒng)的設(shè)計(jì) </p><p>

2、;　　學(xué) 生 </p><p>　　學(xué) 院 專 業(yè) 班 級 </p><p>　　校內(nèi)指導(dǎo)教師 專業(yè)技術(shù)職務(wù)

3、</p><p>　　校外指導(dǎo)老師 專業(yè)技術(shù)職務(wù) </p><p><b>　　二○一二年六月</b></p><p>　　公交車報(bào)站系統(tǒng)的設(shè)計(jì) </p><p><b>　　摘 要</b></p>&

4、lt;p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展和進(jìn)步, 無人售票公交車在街頭多起來了，語音報(bào)站器也被廣泛使用，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了方便。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)SCT89C52作為控制核心，語音芯片ISD1700實(shí)現(xiàn)語音的存儲(chǔ)和回放，LCD12864進(jìn)行漢字顯示，設(shè)計(jì)了公交車控制報(bào)站系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了公交車站臺(tái)語音播報(bào)、液晶顯示和站臺(tái)語音播報(bào)與液晶顯

5、示雙重功能。</p><p>　　系統(tǒng)主要通過STC89C52單片機(jī)做為主芯片，啟動(dòng)LCD12864顯示站名，同時(shí)應(yīng)用語音模塊播報(bào)站名。整個(gè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)包括鍵盤控制模塊、語音播報(bào)模塊、液晶顯示模塊。</p><p>　　關(guān)鍵詞　單片機(jī)；公交車報(bào)站；語音播站；液晶顯示</p><p><b>　　Abstract</b></p>&

6、lt;p>　　Along with the science and technology development and progress, unmanned bus in the street up, the voice stops were also widely used, this to a great extent from crew of the stops along the way trouble, give ma

7、ny not familiar with the bus lines passengers brought convenient. </p><p>　　This design USES the monolithic SCT89C52 as control core, voice chip ISD1700 realize voice of storage and playback, LCD12864 displa

8、y on Chinese character, design the bus stops control system, realize the bus station speech broadcast, liquid crystal display and platform speech broadcast and liquid crystal display double function. </p><p>

9、;　　The system mainly through STC89C52 microcontroller do give priority to chip, start LCD12864 display name, at the same time, the name of the pronunciation module. The whole system hardware design including the keyboard

10、 control module, speech broadcast module, liquid crystal display module.</p><p>　　Keywords:　Microcontroller Bus stops system Speech broadcast station LCD display</p><p><b>　　目錄</b>

11、;</p><p><b>　　摘 要2</b></p><p><b>　　目錄4</b></p><p><b>　　1緒論5</b></p><p>　　1.1課題背景及意義5</p><p>　　1.1.1公交車報(bào)站系統(tǒng)的發(fā)展、特點(diǎn)

12、5</p><p>　　1.1.2課題的發(fā)展前景6</p><p>　　2 課題設(shè)計(jì)方案的原理7</p><p>　　2.1 方案的原理、特點(diǎn)與選擇依據(jù)7</p><p>　　2.1.1 AT89C52單片機(jī)及模塊選擇7</p><p>　　2.1.2 CPU的比較與選擇選擇8</p><

13、;p>　　1) 單片機(jī)在系統(tǒng)中的作用8</p><p>　　2） LPC2138 單片機(jī)介紹8</p><p>　　3）89C51 介紹及其優(yōu)缺點(diǎn)9</p><p>　　2.1.3 顯示模塊的選擇9</p><p>　　2.1.4 時(shí)鐘芯片的選擇10</p><p>　　1） DS1302芯片介紹

14、10</p><p>　　2）PCF8485 芯片介紹11</p><p>　　3） 時(shí)鐘芯片方案的確立11</p><p>　　3系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)11</p><p>　　3.1 80C51 單片機(jī)的設(shè)計(jì)11</p><p>　　3.1.2 89C51引腳圖以及各引腳功能12</p>&

15、lt;p>　　3.2 語音模塊電路設(shè)計(jì)14</p><p>　　3.2.2 語音電路的設(shè)計(jì)15</p><p>　　3.2.3 ISD4004 引腳功能介紹17</p><p>　　3.3顯示模塊的設(shè)計(jì)18</p><p>　　3.3.1 組成結(jié)構(gòu)19</p><p>　　3.3.2 引腳功能19&

16、lt;/p><p>　　3.4 鍵盤模塊電路設(shè)計(jì)20</p><p>　　3.4.1 鍵盤接口20</p><p>　　3.4.2 按鍵的確認(rèn)20</p><p>　　3.4.3 重鍵與連擊的處理20</p><p>　　3.4.4按鍵防抖動(dòng)技術(shù)21</p><p>　　3.4.5設(shè)計(jì)電路

17、圖24</p><p>　　3.5串口RS-232模塊設(shè)計(jì)24</p><p>　　3.5.1、RS-232常用接口24</p><p>　　3.5.2接口電路設(shè)計(jì)25</p><p>　　3.6 DS130226</p><p>　　3.6.1 DS18B20簡介26</p><p&

18、gt;　　3.6.2 DS1302的結(jié)構(gòu)及工作原理26</p><p>　　3.6.3 引腳功能及結(jié)構(gòu)27</p><p>　　3.7 電源模塊28</p><p>　　4 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)30</p><p>　　4.1 主控程序的設(shè)計(jì)30</p><p>　　4.2語音提示應(yīng)用實(shí)現(xiàn)31</p>

19、<p>　　4.2.1 放音程序31</p><p>　　4.2.2 錄音程序31</p><p>　　4.3 文字顯示應(yīng)用實(shí)現(xiàn)32</p><p>　　4.4 鍵盤接口應(yīng)用實(shí)現(xiàn)34</p><p>　　5系統(tǒng)調(diào)試過程35</p><p>　　5.1硬件電路的安裝與調(diào)試35</p>

20、<p>　　5.1.1 元器件的測試35</p><p>　　5.1.2 硬件電路的調(diào)試35</p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)37</p><p><b>　　致 謝38</b></p><p><b>　　附錄A39</b></p><p>　　附：

21、電路總原理圖和PCB圖39</p><p><b>　　1緒論</b></p><p>　　1.1課題背景及意義</p><p>　　1.1.1公交車報(bào)站系統(tǒng)的發(fā)展、特點(diǎn)</p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展和進(jìn)步, 無人售票公交車在街頭多起來了，語音報(bào)站器也被廣泛使用，這在相當(dāng)大的程度上免除了乘務(wù)人員沿途報(bào)站的

22、麻煩，給許多不熟悉公交線路的乘客帶來了方便。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。傳統(tǒng)由乘務(wù)人員人工報(bào)站，該方式因其效果太差和工作強(qiáng)度太大，在很多大城市已經(jīng)被淘汰。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展和進(jìn)步，微型計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在聲學(xué)領(lǐng)域，微機(jī)技術(shù)與各種語音芯片相結(jié)合，即可完成語音的合成技術(shù)，使得汽車報(bào)站器的實(shí)現(xiàn)成為可能，從而為市民提供了更加人性化的服務(wù)。鑒于傳統(tǒng)公交車報(bào)站系統(tǒng)

23、的不足之處，結(jié)合公交車輛的使用特點(diǎn)及實(shí)際營運(yùn)環(huán)境，設(shè)計(jì)了一種由單片機(jī)控制的公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)。</p><p>　　該設(shè)計(jì)的創(chuàng)新之處在于它應(yīng)用89C51單片機(jī)的高速計(jì)數(shù)器端口進(jìn)行脈沖計(jì)數(shù)，以距離來控制報(bào)站時(shí)刻。本系統(tǒng)功能強(qiáng)大，成本低，系統(tǒng)穩(wěn)定，無需人工介入，語音音質(zhì)好，很好的實(shí)現(xiàn)了車輛報(bào)站的自動(dòng)化，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。此次設(shè)計(jì)的公交車自動(dòng)報(bào)站器初始值存入的方式是在車上,單片機(jī)處于輸入狀態(tài)，車輛行駛一遍，將站與站之間

24、的脈沖數(shù)寫入片內(nèi)，該方式在公交車改變路線時(shí)便于修改。系統(tǒng)選用ISD4004語音芯片，它的錄音數(shù)據(jù)被存放方法是通過ISD多級存儲(chǔ)專利技術(shù)實(shí)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(chǔ)器，從而提供高質(zhì)量回放語音的保真度，使得該系統(tǒng)與其他語音報(bào)站系統(tǒng)相比較，語音質(zhì)量較好。</p><p>　　公交車自動(dòng)報(bào)站器的設(shè)計(jì)主要是為了彌補(bǔ)改變傳統(tǒng)語音報(bào)站器必須有司機(jī)操控才能工作的落后方式，進(jìn)站、出站自動(dòng)播報(bào)站名及服務(wù)用語，

25、為市民提供更人性化，更完善的服務(wù)。</p><p>　　語音芯片已經(jīng)逐漸替代了多種語音設(shè)備應(yīng)用在各場合。語音芯片主要特性是功耗低，抗干擾能力強(qiáng)，外圍器件少，控制簡單，語音保存時(shí)間久（某些語音芯片可以保存內(nèi)容100年），掉電不丟失語音，部分芯片還可以重復(fù)擦寫語音內(nèi)容。如汽車倒車?yán)走_(dá)，公交車報(bào)站器，銀行排隊(duì)機(jī)、語音玩具、防盜系統(tǒng)等設(shè)備都裝備了語音芯片。</p><p>　　1.1.2課題的發(fā)展

26、前景 </p><p>　　城市交通已成為人們外出時(shí)最為關(guān)注的事情。公交車也成為城市交通中一道亮麗的風(fēng)景。公交車也為外出的人們提供了方便快捷的服務(wù)。但是隨著我國各大城市公交公司的人員精簡，而且對公交運(yùn)輸也提出更高的要求。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)行無人售票，為了公交系統(tǒng)的安全考慮，需要對自動(dòng)化的公交語音報(bào)站系進(jìn)一步完善。因?yàn)楣卉嚨膱?bào)站方式直接影響到服務(wù)的質(zhì)量和整個(gè)城市的整體面貌。傳統(tǒng)報(bào)站

27、方式是由乘務(wù)人員進(jìn)行人工報(bào)站，因方言或擁擠等情況，該方式工作強(qiáng)度太大其效果往往也太差。雖然很多城市都使用最簡單的智能語音播報(bào)系統(tǒng)。但這些公交車報(bào)站系統(tǒng)僅停留在語音播報(bào)上，這給聽力不好的旅客帶來不便。而有的公交車報(bào)站系統(tǒng)雖然有屏幕顯示功能，但其中顯示器基本上是采用LED大屏幕點(diǎn)陣列結(jié)構(gòu)完成。LED大屏幕要實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定顯示需遵循動(dòng)態(tài)掃描規(guī)律，存在著掃描驅(qū)動(dòng)電路較為復(fù)雜，信號傳輸線多，抗干擾性能差等缺點(diǎn)。</p><p>

28、　　由于液晶顯示器具有低壓微功耗，平板型結(jié)構(gòu)，顯示信息量大，易于彩色化，沒有電磁輻射，壽命長等顯著優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)包括硬件、軟件兩部分。模塊可劃分為語音模塊、LCD顯示模塊、時(shí)間顯示模塊。電路結(jié)構(gòu)可劃分為ISD4004語音芯片、LCD12864液晶顯示模塊、單片機(jī)控制電路和時(shí)間顯示模塊。本設(shè)計(jì)的核心模塊是語音錄音和放音過程，即AT89C52單片機(jī)。單片機(jī)就是本設(shè)計(jì)的中心元件，所以此系統(tǒng)也是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一種應(yīng)用。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)也是由硬件和

29、軟件組成。硬件包括單片機(jī)、輸入/輸出設(shè)備、以及外圍應(yīng)用電路等組成系統(tǒng)，軟件是各種工作程序的總稱。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的研制過程包括系統(tǒng)功能分析、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)等幾個(gè)階段。處理器采用AT89C51單片機(jī)。整個(gè)系統(tǒng)是在系統(tǒng)軟件控制下工作的。由單片機(jī)發(fā)出型號，提取和放出語音提示語和站名信息。把事先儲(chǔ)存在單片機(jī)里面時(shí)間信息、文字信息提取出來并在液晶屏上顯示出來。</p><p>　　2 課題設(shè)計(jì)方案的原理</p>

30、;<p>　　2.1 方案的原理、特點(diǎn)與選擇依據(jù)</p><p>　　2.1.1 AT89C52單片機(jī)及模塊選擇</p><p>　　公交車站自動(dòng)報(bào)站器的設(shè)計(jì)，對車輪軸的轉(zhuǎn)角的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，將計(jì)數(shù)值與預(yù)置值對比，即可確定報(bào)站時(shí)刻，達(dá)到準(zhǔn)確自動(dòng)的目的。以AT89C51為主控芯片，對外來脈沖計(jì)數(shù)，結(jié)合語音芯片ISD4004輸出語音。系統(tǒng)由脈沖檢測、脈沖計(jì)數(shù)、CPU控制、控制信號、

31、語音芯片、輸出顯示等組成。系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如圖2.1所示。</p><p>　　圖2.1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　2.1.2 CPU的比較與選擇選擇</p><p>　　1) 單片機(jī)在系統(tǒng)中的作用</p><p>　　單片機(jī)就是單片計(jì)算機(jī).一般我們使用的微型計(jì)算機(jī)核心是CPU,它要插在有外圍支持電路的主板上,才能工作.他是通用計(jì)算機(jī)

32、.它具有CPU和外圍電路、有存儲(chǔ)器(內(nèi)存),接口電路,和程序(軟件)，還有輸入輸出設(shè)備。而單片機(jī)是將CPU、存儲(chǔ)器、接口電路、和程序(軟件)都集成在一片硅片上,就是一片電路就具備微型機(jī)的CPU+主板的功能。所以叫單片機(jī)。單片機(jī)有的內(nèi)部不含存儲(chǔ)器?，F(xiàn)在一般都含（本設(shè)計(jì)中的選擇的80C51就含有存儲(chǔ)器），有的已經(jīng)固化好程序（各種遙控器中的片子就是），是專用計(jì)算機(jī)。單片機(jī)一般沒有顯示器，鍵盤也只是數(shù)字鍵，沒有復(fù)雜的鍵盤（也可以擴(kuò)充顯示器和鍵盤

33、），現(xiàn)在單片機(jī)的功能越來越強(qiáng)，完全可以達(dá)到一臺(tái)微機(jī)的部分功能。現(xiàn)在一般人家里都有以單片機(jī)為CPU的電子產(chǎn)品，比如說電腦、MP3、手機(jī)等。不同型號的單片機(jī)功能也不相同。下節(jié)將對LPC2138單片機(jī)和80C51單片機(jī)進(jìn)行比較。 </p><p>　　2） LPC2138 單片機(jī)介紹</p><p>　　LPC2131/2132/2138是基于一個(gè)支持實(shí)時(shí)仿真和跟蹤的 16/32位 ARM7T

34、DMI-STM CPU，并帶有 32kB、 64kB和 512kB嵌入的高速 Flash存儲(chǔ)器。128位寬度的存儲(chǔ)器接口和獨(dú)特的加速結(jié)構(gòu)使 32位代碼能夠在最大時(shí)鐘速率下運(yùn)行。對代碼規(guī)模有嚴(yán)格控制的應(yīng)用可使用 16位 Thumb模式將代碼規(guī)模降低超過30%，而性能的損失卻很小。較小的封裝和很低的功耗使 LPC2131/2132/2138特別適用于訪問控制和 POS機(jī)等小型應(yīng)用中；由于內(nèi)置了寬范圍的串行通信接口和 8/16/32kB的片內(nèi)

35、 SRAM，它們也非常適合于通信網(wǎng)關(guān)、協(xié)議轉(zhuǎn)換器、軟件 modem、語音識(shí)別、低端成像，為這些應(yīng)用提供大規(guī)模的緩沖區(qū)和強(qiáng)大的處理功能。多個(gè) 32位定時(shí)器、 1個(gè)或 2個(gè) 10位 8路的 ADC、10位 DAC、PWM通道、47個(gè) GPIO以及多達(dá) 9個(gè)邊沿或電平觸發(fā)的外部中斷。ARM7TDMI-S是一個(gè)通用的 32位微處理器，它可提供高性能和低功耗。 ARM結(jié)構(gòu)是基于精簡指令集計(jì)算機(jī)(RISC)原理而設(shè)計(jì)的。指令集和相關(guān)的譯碼機(jī)制比復(fù)雜

36、指令集計(jì)算機(jī)要簡單得多。這樣使</p><p>　　采用嵌入式ARM的32位單片機(jī)LPC2138。LPC2138功能龐大，內(nèi)部資源豐富，易于數(shù)據(jù)的采集。不但具有一般單片機(jī)的所有功能，還內(nèi)置了PWM，具有很強(qiáng)的串行通信功能，引腳非常豐富，功耗低，穩(wěn)定性好，易于功能擴(kuò)展，其在線仿真技術(shù)軟、硬件調(diào)試方便，但ARM制板成本較高，本設(shè)計(jì)未選用。</p><p>　　3）89C51 介紹及其優(yōu)缺點(diǎn)&l

37、t;/p><p>　　89C51是依賴于程序,通過軟件可以對程序進(jìn)行修改。通過不同的程序來實(shí)現(xiàn)不同的功能，采用微機(jī)程序可以實(shí)現(xiàn)高智能、效率高、可靠性高。首先，以80C51為代表的單片機(jī)的基礎(chǔ)地位不會(huì)動(dòng)搖。這是因?yàn)?0C51的架構(gòu)和指令系統(tǒng)為后來的單片機(jī)提供了參考基準(zhǔn)和強(qiáng)大支持，只要學(xué)過80C51的人再去學(xué)用其他類型的單片機(jī)易于反掌，借梯子爬坡何樂而不為呢？本設(shè)計(jì)也考慮到這一特點(diǎn)，從易到難。這就是為什么在課堂上老師都以

38、80C51的教材來進(jìn)行教與學(xué)了。其次，個(gè)性化的產(chǎn)品在滿足用戶需求方面得到了大家的認(rèn)可；它們由于具有先天的優(yōu)勢，在80C51的基礎(chǔ)上揚(yáng)長避短，以用戶需要為根本，在市場上受到了我們的歡迎。其具體功能在本設(shè)計(jì)以后章節(jié)會(huì)做詳細(xì)介紹，單片機(jī)最終選擇根據(jù)上兩小節(jié)的考慮，從經(jīng)濟(jì)、學(xué)習(xí)性等方面，最終選擇了80C51單片機(jī)。</p><p>　　2.1.3 顯示模塊的選擇</p><p>　　本設(shè)計(jì)使用到了

39、液晶顯示模塊，作為公交車報(bào)站系統(tǒng)中的重要模塊對中文的站名顯示，提示語和時(shí)間的顯示。帶中文字庫的12864是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標(biāo)一級、二級簡體中文字庫的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為128×64, 內(nèi)置8192個(gè)16*16點(diǎn)漢字，和128個(gè)16*8點(diǎn)ASCII字符集.利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面?？梢燥@示8×4行16

40、15;16點(diǎn)陣的漢字. 也可完成圖形顯示.低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。LCD12864液晶模塊實(shí)物圖如圖2.2所示。</p><p>　　圖2.2 LCD12684實(shí)物圖</p><p>　　1602液晶也叫1602字符型液晶 它是一種專門

41、用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點(diǎn)陣型液晶模塊 它有若干個(gè)5X7或者5X11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符。每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔 每行之間也有也有間隔 起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱?所以他不能顯示圖形1602LCD是指顯示的內(nèi)容為16X2,即可以顯示兩行，每行16個(gè)字符液晶模塊目前市面上字符，其控制程序可以很方便地應(yīng)用于市面上大部分的字符型液晶。實(shí)物圖如圖2.3所示</p><p>

42、;<b>　　圖2.3</b></p><p>　　方案的確立：LCD12864是128*64，能顯示8*4個(gè)漢字，因型號不同，有的帶漢字庫，本設(shè)計(jì)主要考慮到了這一點(diǎn)需求。能顯示圖像效果，功能比1602強(qiáng)大，1602只能顯示字母、數(shù)字和符號能顯示16*2個(gè)字符，有一些顯示效果，如字符一個(gè)個(gè)顯示、字符從左到右或從右到左顯示等等，顯示效果簡單，價(jià)格低，大約6塊錢，而12864最少40塊錢一塊.

43、最終選擇了12864液晶模塊。</p><p>　　2.1.4 時(shí)鐘芯片的選擇</p><p>　　為了服務(wù)乘客，本設(shè)計(jì)有北京時(shí)間的顯示，方便了乘客?，F(xiàn)在流行的串行時(shí)鐘電路很多，如DS1302、 DS12887、PCF8485等。這些電路的接口簡單、價(jià)格低廉、使用方便，被廣泛地采用。本文介紹的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路DS1302是DALLAS公司的一種具有涓細(xì)電流充電能力的電路，主要特點(diǎn)是采用串行數(shù)

44、據(jù)傳輸，可為掉電保護(hù)電源提供可編程的充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能。采用普通32.768kHz晶振。下文對 DS1302 和PCF8485進(jìn)行比較。</p><p>　　DS1302芯片介紹 </p><p>　　美國DALLAS公司推出的具有涓細(xì)電流充電能力的低功耗實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路DS1302的結(jié)構(gòu)、工作原理及其在實(shí)時(shí)顯示時(shí)間中的應(yīng)用。它可以對年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，且具有閏

45、年補(bǔ)償?shù)榷喾N功能。給出DS1302在讀寫中的C51程序及流程圖，以及在調(diào)試過程中的注意事項(xiàng)?！‖F(xiàn)在流行的串行時(shí)鐘電路很多，如DS1302、 DS1307、PCF8485等。這些電路的接口簡單、價(jià)格低廉、使用方便，被廣泛地采用。時(shí)鐘電路DS1302是DALLAS公司的一種具有涓細(xì)電流充電能力的電路，主要特點(diǎn)是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護(hù)電源提供可編程的充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能。采用普通32.768kHz晶振。圖3.4是DS1302

46、的引腳圖。</p><p><b>　　圖3.4 引腳圖</b></p><p>　　2）PCF8485 芯片介紹</p><p>　　PCF8563是一款低功耗的CMOS實(shí)時(shí)時(shí)鐘／日歷芯片，它提供一個(gè)可編程時(shí)鐘輸出，一個(gè)中斷輸出和掉電檢測器，所有的地址和數(shù)據(jù)通過I2C總線接口串行傳遞。最大總線速度為400Kbits/s，每次讀寫數(shù)據(jù)后，內(nèi)嵌的

47、字地址寄存器會(huì)自動(dòng)增加。下文介紹其特性。</p><p>　　低工作電流：典型值為0.25μA（VDD=3.0V，Tamb=25 ℃時(shí)）；最大工作電壓范圍：1.0～5.5V；低休眠電流；典型值為0.25μA （VDD=3.0V, Tamb=25 ℃）；400KHz 的I2C總線接口（VDD=1.8～5.5V 時(shí)）；可編程時(shí)鐘輸出頻率為：32.768KHz，1024Hz，32Hz，1Hz；報(bào)警和定時(shí)器；掉電檢測器；

48、內(nèi)部集成的振蕩器電容；片內(nèi)電源復(fù)位功能； I2C 總線從地址：讀：0A3H；寫：0A2H。</p><p>　　3） 時(shí)鐘芯片方案的確立</p><p>　　PCF8485芯片雖然更加精準(zhǔn)，抗干擾性強(qiáng)，但是不如DS1302普及和方便，所以本文選擇了DS1302作為時(shí)鐘芯片。</p><p><b>　　3系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)</b></p&g

49、t;<p>　　3.1 80C51 單片機(jī)的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1.1 80C51 單片機(jī)功能介紹</p><p>　　AT89C51是一個(gè)低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含8K bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系

50、統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的AT89C51單片機(jī)可為您提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場合。圖3.1為AT89C51 結(jié)構(gòu)圖。</p><p>　　圖3.1 AT89c52結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　AT89C51有40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中端口，3個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器，2個(gè)串行通信口，2個(gè)讀寫口線，AT89C52可以

51、按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本。AT89C51有PDIP、PQFP/TQEP及PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。</p><p>　　3.1.2 89C51引腳圖以及各引腳功能</p><p>　　VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級開路雙

52、向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)。P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個(gè)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(shí)，將輸出電流，

53、這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。</p><p>　　P2口：P2口為一個(gè)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(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，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(shí)，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(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位

54、。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，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(yàn)時(shí)接收高八位地址信號和控制信號。</p><p>　　P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)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。

55、P3口作為AT89C51的一些特殊功能口， </p><p>　　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 /INT1（外部中斷1）P3.4 T0（記時(shí)器0外部輸入）P3.5 T1（記時(shí)器1外部輸入）P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持

56、RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，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(shí)，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(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC

57、指令是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。</p><p>　　/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。/EA / VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，

58、/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。</p><p>　　XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。</p><p>　　電路圖如圖3.2所示</p><p><b>　　圖 3.2</b>&

59、lt;/p><p>　　3.2 語音模塊電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.2.1 語音電路的簡介</p><p>　　與普通的錄音/重放芯片相比,ISD4004具有如下特點(diǎn):首先,記錄聲音沒有段長度限制,并且聲音記錄不需要A/D轉(zhuǎn)換和壓縮;其次,將快速閃存作為存儲(chǔ)介質(zhì),無需電源即可保存數(shù)據(jù)長達(dá)100年,重復(fù)記錄10000次以上;此外,ISD4004具有記錄時(shí)間長(可達(dá)1

60、6分鐘,本文采用的為8分鐘的ISD4004語音芯片)的優(yōu)點(diǎn);最后,ISD4004的開發(fā)應(yīng)用具有所需外圍電路簡單的優(yōu)點(diǎn),這一點(diǎn)從本文介紹的其在語音報(bào)站器中的實(shí)際應(yīng)用可以體會(huì)到.</p><p>　　目前市場上流通的語音報(bào)站器,大多采用的不是ISD4004系列的芯片,這與其剛推出不久以及價(jià)格偏高有關(guān).但隨著ISD4004應(yīng)用的增多以及價(jià)格的回落,再加上ISD4004系列芯片本身的優(yōu)點(diǎn),可以相信,在語音報(bào)站器中采用IS

61、D4004系列語音芯片是完全可行的.筆者設(shè)計(jì)了該裝置的硬件電路,并進(jìn)行了上車調(diào)試,取得了較為滿意的效果.單片8 至16 分鐘語音錄放 　　,內(nèi)置微控制器串行通信接口,3V 單電源工作，多段信息處理，工作電流25-30mA,維持電流1μA，不耗電信息保存100 年(典型值)，高質(zhì)量、自然的語音還原技術(shù)，10 萬次錄音周期(典型值)，自動(dòng)靜噪功能，片內(nèi)免調(diào)整時(shí)鐘,可選用外部時(shí)鐘，ISD4004的型號見表3-1</p><

62、p>　　表3-1 ISD4004 功能介紹</p><p>　　ISD4004 系列工作電壓3V,單片錄放時(shí)間8 至16 分鐘,音質(zhì)好,適用于移動(dòng)電話及其他便攜式電子產(chǎn)品中。芯片采用CMOS 技術(shù),內(nèi)含振蕩器、防混淆濾波器、平滑濾波器、音頻放大器、自動(dòng)靜噪及高密度多電平閃爍存貯陳列。芯片設(shè)計(jì)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

63、擬量存儲(chǔ)技術(shù), 每個(gè)采樣值直接存貯在</p><p>　　片內(nèi)閃爍存貯器中,因此能夠非常真實(shí)、自然地再現(xiàn)語音、音樂、音調(diào)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"。采樣頻率可為 4.0,5.3,6.4,8.0kHz,頻率越低,錄放時(shí)間越長,而音質(zhì)則有所下降,片內(nèi)信息存于閃爍存貯器中,可在斷電情況下保存100 年(典型值),反復(fù)錄音10 萬次。 </p>

64、<p>　　3.2.2 語音電路的設(shè)計(jì)</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相連,而去耦電容應(yīng)盡量靠近器件。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。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

65、端或差分驅(qū)動(dòng)。單端輸入時(shí),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(qū)動(dòng)時(shí),信號最大幅度為峰峰值16mV，為ISD33000 系列相同。反相模擬輸入(ANA IN-) 差分驅(qū)動(dòng)時(shí),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 音頻輸出(AUD OUT) 提供音頻輸出,可驅(qū)動(dòng)5KΩ的負(fù)載。片選(SS) 此端為低,即向該ISD4004 芯片發(fā)

66、送指令，兩條指令之間為高電平。</p><p>　　串行輸入(MOSI) 此端為串行輸入端，主控制器應(yīng)在串行時(shí)鐘上升沿之前半個(gè)周期將數(shù)據(jù)放到本端,供ISD 輸入。串行輸出(MISO) ISD 的串行輸出端。ISD 未選中時(shí),本端呈高阻態(tài)。串行時(shí)鐘(SCLK) ISD 的時(shí)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,在下降沿移出ISD。中斷(/INT) 本端

67、為漏極開路輸出。ISD 在任何操作(包括快進(jìn))中檢測到EOM 或OVF 時(shí),本端變低并保持。中斷狀態(tài)在下一個(gè)SPI 周期開始時(shí)清除。中斷狀態(tài)也可用RINT 指令讀取。OVF 標(biāo)志----指示ISD的錄、放操作已到達(dá)存儲(chǔ)器的未尾。EOM 標(biāo)志----只在放音中檢測到內(nèi)部的EOM 標(biāo)志時(shí),此狀態(tài)位才置1。行地址時(shí)鐘(RAC) 漏極開路輸出。</p><p>　　每個(gè)RAC 周期表示ISD 存儲(chǔ)器的操作進(jìn)行了一行(IS

68、D4004 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(jìn)模式下,RAC 的218.75μs 是高電平,31.25μs 為低電平。該端可用于存儲(chǔ)管理技術(shù)。外部時(shí)鐘(XCLK) 本端內(nèi)部有下拉元件。芯片內(nèi)部的采樣時(shí)鐘在出廠前已調(diào)校,誤差在 +1%內(nèi)。商業(yè)級芯片在整個(gè)溫度和電壓范圍內(nèi), 頻率變化在+2.25%內(nèi)。工業(yè)級芯片在整個(gè)溫度和電壓范圍內(nèi),頻率變化在-6/+4%內(nèi),此時(shí)建議使用穩(wěn)壓電源。若要求更高

69、精度,可從本端輸入外部時(shí)鐘(如前表所列)。由于內(nèi)部的防混淆及平滑濾波器已設(shè)定,故上述推薦的時(shí)鐘頻率不應(yīng)改變。輸入時(shí)鐘的占空比無關(guān)緊要,因內(nèi)部首先進(jìn)行了分頻。在不外接地時(shí)鐘時(shí),此端必須接地。自動(dòng)靜噪(AMCAP) 當(dāng)錄音信號電平下降到內(nèi)部設(shè)定的某一閾值以下時(shí),自動(dòng)靜噪功能使信號衰弱,這樣有助于養(yǎng)活無信號(靜音)時(shí)的噪聲。通常本端對地接1mF 的電容,構(gòu)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(shè)定的閾值作比較,決定自動(dòng)靜噪功

70、能的翻轉(zhuǎn)點(diǎn)。大信號時(shí),自動(dòng)靜噪電路不衰減,靜音時(shí)衰減6dB。1m</p><p>　　SPI(串行外設(shè)接口)的介紹：ISD4004 工作于SPI 串行接口。SPI 協(xié)議是一個(gè)同步串行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,協(xié)議假定微控制器的SPI 移位寄存器在SCLK 的下降沿動(dòng)作,因此對ISD4004 而言,在時(shí)鐘止升沿鎖存MOSI 引腳的數(shù)據(jù),在下降沿將數(shù)據(jù)送至MISO 引腳。協(xié)議的具體內(nèi)容為：1.所有串行數(shù)據(jù)傳輸開始于SS 下降沿。

71、2.SS 在傳輸期間必須保持為低電平,在兩條指令之間則保持為高電平。3.數(shù)據(jù)在時(shí)鐘上升沿移入,在下降沿移出。4.SS 變低,輸入指令和地址后,ISD 才能開始錄放操作。5.指令格式是(8 位控制碼)加(16 位地址碼)。6.ISD 的任何操作(含快進(jìn))如果遇到EOM 或OVF,則產(chǎn)生一個(gè)中斷,該中斷狀態(tài)在下一個(gè)SPI 周期開始時(shí)被清除。 7.使用"讀"指令使中斷狀態(tài)位移出ISD 的MISO 引腳時(shí),控制及地址數(shù)據(jù)也應(yīng)

72、同步從MOSI 端移入。因此要注意移入的數(shù)據(jù)是否與器件當(dāng)前進(jìn)行的操作兼容。當(dāng)然,也允許在一個(gè)SPI 周期里,同時(shí)執(zhí)行讀狀態(tài)和開始新的操作(即新移入的數(shù)據(jù)與器件當(dāng)前的操作可以不兼容)。8.所有操作在運(yùn)行位(RUN)置1 時(shí)開始,置0 時(shí)結(jié)束。9.所有指</p><p>　　用戶發(fā)完上電指令后,必須等待TPUD,才能發(fā)出一條操作指令。例如,從00 從處發(fā)音,應(yīng)遵循如下時(shí)序:1. 發(fā)POWERUP 命令;2. 等待TP

73、UD(上電延時(shí));3. 發(fā)地址值為00 的SETPLAY 命令;4. 發(fā)PLAY 命令。器件會(huì)從此00 地址開始放音,當(dāng)出現(xiàn)EOM 時(shí),立即中斷,停止放音如果從00 處錄音,則按以下時(shí)序: 1.發(fā)POWER UP 命令；2. 等待TPUD(上電延時(shí))；3. 發(fā)POWER UP 命令；4. 等待2 倍TPUD；5. 發(fā)地址值為00 的SETREC 命令；6. 發(fā)REC 命令。器件便從00 地址開始錄音,一直到出現(xiàn)OVF(存貯器末尾)時(shí),錄

74、音停止。本文討論的語音報(bào)站器主要是指裝在車上的放音電路,不包含錄音電路.而在實(shí)際應(yīng)用中,錄音電路則完成報(bào)站內(nèi)容的錄音工作,并收錄內(nèi)容存儲(chǔ)到語音芯片中.本文主要結(jié)合ISD4004在放音電路中的ISD4004典型應(yīng)用.本文討論的報(bào)站器主電路主要由單片機(jī)89C51和ISD4004構(gòu)成.該系統(tǒng)的硬件電路連接顯示電路采用的是通過P3.0、P3.1控制的兩個(gè)7段數(shù)碼管的靜態(tài)顯示器,在此不作詳細(xì)介紹;控制部分主要由單片機(jī)89C</p>

75、<p>　　89C52和ISD4004之間的連接較少.單片機(jī)的P1.0～P1.3引腳接按鍵,控制報(bào)站器工作過程中是否放音和放音內(nèi)容;P1.6接ISD4004的片選引腳/SS,控制ISD4004是否選通;P1.7接ISD4004的串行輸入引腳MOSI,從該引腳讀入放音的地址;P3.0和P3.1控制外圍顯示電路,在報(bào)站器工作過程中顯示當(dāng)前的站號;P3.2和P3.3分別接ISD4004的串行時(shí)鐘引腳SCLK和中斷引腳/INT.ISD

76、4004芯片所需要的連接還有音頻信號輸出引腳AUDOUT,該引腳通過一個(gè)濾波電容與揚(yáng)聲器連接;AMCAP為自動(dòng)靜音端,使用時(shí)通過一電容接地.此外,由于ISD4004的工作電壓為3V,而單片機(jī)所需供電電壓為5V,因此需要采用變壓電路得到3V電壓供ISD4004使用</p><p>　　3.2.3 ISD4004 引腳功能介紹</p><p>　　ISD4004 PDIP/SOIC雙列直插式

77、和小型封裝各引腳功能如下：VCCA（18引腳）、VCCD（27引腳）分別為模擬信號和數(shù)字信號3V電源正端；</p><p>　　VSSA（11、12、23）、VSSD（4）分別為上述兩種信號電流接地引腳；</p><p>　　ANA IN+、-（16、17）分別為模擬信號非反相和反相信號輸入引腳；</p><p>　　AUD OUT（13）；音頻信號輸出端（負(fù)載阻抗

78、5kΩ），可經(jīng)交流模耦合到下一級放大器；</p><p>　　SS（1）：當(dāng)該引腳出現(xiàn)低電平時(shí)，此片4004被選中；</p><p>　　MOSI（2）、MISO（3）：4004和微控制器或微總線接口端；</p><p>　　SCLK（28）；4004和微控制器同步同鐘連接引腳；</p><p>　　INT（25）：中斷信號；</p&g

79、t;<p>　　RAC（24）；行地址時(shí)鐘；</p><p>　　XCLK（26）；外部時(shí)鐘輸入引腳；</p><p>　　AM CAP（14）；自動(dòng)靜音引腳；</p><p>　　電路圖如圖3.3所示：</p><p><b>　　圖3.3</b></p><p>　　3.3顯示模

80、塊的設(shè)計(jì)</p><p>　　本設(shè)計(jì)使用到了液晶顯示模塊，作為公交車報(bào)站系統(tǒng)中的重要模塊對中文的站名顯示，提示語和時(shí)間的顯示。液晶顯示器LCD（Liquid Crystal Display）廣泛應(yīng)用于微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，與LED相比，具有功率低，抗干擾能力強(qiáng)，體積小，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。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(shù)字、字符，而且可以顯示文字和圖形。</p><p>

81、;　　字符和數(shù)字的簡單顯示，不能滿足圖形曲線和文字顯示的要求。點(diǎn)陣式LCD不僅可以顯示字符、數(shù)字，還可以顯示各種圖形、曲線及文字，并且可以實(shí)現(xiàn)屏幕上下左右滾動(dòng)、動(dòng)畫、分區(qū)開窗口、反轉(zhuǎn)、閃爍等功能，用途十分廣泛。現(xiàn)在，隨著液晶技術(shù)的突破，液晶顯示器的質(zhì)量有了很大的提高，品種也在不斷推陳出新，不但有各種規(guī)模的黑白液晶顯示器，還有絢麗多彩的彩色液晶顯示器。在點(diǎn)陣式液晶顯示器中，把控制驅(qū)動(dòng)電路與液晶點(diǎn)陣集成在一起，組成一個(gè)顯示模組，可與八位微處

82、理器接口直接連接，不但使用方便，而且價(jià)格也比較便宜。</p><p>　　TH12864液晶顯示模組是128×64點(diǎn)陣的文字圖形型液晶顯示模組，內(nèi)置國標(biāo)GB2312碼簡體中文字庫（16×16點(diǎn)陣）、ASCII碼字符集（8×16點(diǎn)陣）和64×256點(diǎn)陣顯示RAM（GDRAM繪圖區(qū)域）；可與CPU直接接口，提供兩種界面來連接微處理機(jī)（八位并行及串行連接方式）；具有光標(biāo)顯示、畫面

83、移位和睡眠模式等多種功能。</p><p>　　3.3.1 組成結(jié)構(gòu)</p><p>　　圖3.4液晶模組的組成結(jié)構(gòu)</p><p>　　TH12864使用ST7920作為行驅(qū)動(dòng)器，同時(shí)使用ST7921作為列驅(qū)動(dòng)器。液晶顯示中應(yīng)盡量避免一個(gè)字符一半在左半屏顯示，另一半在右半屏顯示的情況。由于TH12864液晶顯示器是一種帶有輸出驅(qū)動(dòng)的完整的液晶顯示器，八位微處理器可

84、直接與其相連，對液晶屏進(jìn)行行、列驅(qū)動(dòng)。</p><p>　　3.3.2 引腳功能</p><p>　　TH12864液晶顯示器有20個(gè)管腳，分電源線、數(shù)據(jù)線和控制線。其詳細(xì)功能如下：</p><p><b>　?。?）電源部分</b></p><p>　　VDD 電源正極，通常接+5V。</p><

85、p>　　VSS 電源負(fù)極，接-5V。為了簡化電路，可直接接地。</p><p>　　V0 電源控制端，用來調(diào)節(jié)顯示屏灰度。調(diào)節(jié)該端的電壓，可以改變顯示屏字符、圖形的顏色深淺。</p><p><b>　?。?）數(shù)據(jù)線</b></p><p>　　DB0～DB7 數(shù)據(jù)總線，雙向。</p><p><b&g

86、t;　　（3）控制信號</b></p><p>　　PSB 并口/串口選擇信號，接高電平時(shí)選擇并口，接低電平時(shí)選擇串口。模塊上一般都有跳線方式將其接高或接低，用戶可以不處理（事先須聲明是用并口還是串口）；也可以選擇不在模塊上處理，而由用戶自己選擇并口還是串口。</p><p>　　RS（CS） 寄存器選擇信號，高電平時(shí)為數(shù)據(jù)操作，低電平時(shí)為寫指令或讀狀態(tài)（串行方式下為片選信號

87、，低電平有效）。</p><p>　　R/W（SID） 讀/寫選擇信號，高電平為讀選通，低電平為寫選通（串行方式下作數(shù)據(jù)線使用）。</p><p>　　E（SCLK） 讀/寫使能信號，在E的下降沿，數(shù)據(jù)被鎖存（寫）入ST7921；在E為高電平期間，數(shù)據(jù)被讀出（串行方式下作時(shí)鐘輸入）。</p><p>　　復(fù)位信號，低電平有效。當(dāng)其有效時(shí)，關(guān)閉液晶顯示，使顯示起始行為

88、0?？膳c單片機(jī)相連，由單片機(jī)控制；也可直接接VDD，使之不起作用。</p><p>　　BLA 背光源正極（LED+5V）。</p><p>　　BLK 背光源負(fù)極（LED0V）。</p><p>　　3.4 鍵盤模塊電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.4.1 鍵盤接口</p><p>　　本設(shè)計(jì)一共有五個(gè)鍵，第一、

89、第二、第三鍵是設(shè)定時(shí)間用的，第四鍵可實(shí)現(xiàn)播放語音提示，第五鍵是播放站名，五個(gè)按鍵都配合了語音放音和LCD顯示模塊共同作用。鍵盤是若干按鍵的集合，是向系統(tǒng)提供操作人員干預(yù)命令及數(shù)據(jù)的接口設(shè)備。鍵盤可分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩種類型。前者能自動(dòng)識(shí)別按下的鍵并產(chǎn)生相應(yīng)代碼，以并行或串行方式發(fā)送給CPU。它使用方便，接口簡單，響應(yīng)速度快，但需要專用的硬件電路。后者則通過軟件來確定按鍵并計(jì)算鍵值。這種方法雖然沒有編碼鍵盤速度快，但它不需要專用的硬

90、件支持，因此得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　鍵盤是計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中一個(gè)重要的組成部分，設(shè)計(jì)時(shí)必須解決下述一些問題。</p><p>　　3.4.2 按鍵的確認(rèn)</p><p>　　鍵盤實(shí)際上是一組按鍵開關(guān)的集合，其中每一個(gè)按鍵就是一個(gè)開關(guān)量輸入裝置。鍵的閉合與否，取決于機(jī)械彈性開關(guān)的通、斷狀態(tài)。反應(yīng)在電壓上就是呈現(xiàn)出高電平或低電平，例如高電平表示斷開，低電平

91、表示閉合。所以，通過檢測電平狀態(tài)（高或低），便可確定按鍵是否已被按下。</p><p>　　為了縮小整個(gè)系統(tǒng)的規(guī)模，簡化硬件線路，我們希望設(shè)置最少量的按鍵，獲得更多的操作控制功能。</p><p>　　3.4.3 重鍵與連擊的處理</p><p>　　實(shí)際按鍵操作中，若無意中同時(shí)或先后按下兩個(gè)以上的鍵，系統(tǒng)確認(rèn)哪個(gè)鍵操作是有效的，完全由設(shè)計(jì)者的意志決定。如視按下時(shí)間

92、最長者為有效鍵，或認(rèn)為最先按下的鍵為當(dāng)前按鍵，也可以將最后釋放的鍵看成是輸入鍵。不過微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)畢竟資源有限。交互能力不強(qiáng)，通常總是采用單鍵按下有效，多鍵同時(shí)按下無效的原則（若系統(tǒng)沒有復(fù)合鍵，當(dāng)然應(yīng)該另當(dāng)別論）。</p><p>　　有時(shí)，由于操作人員按鍵動(dòng)作不夠熟練，會(huì)使一次按鍵產(chǎn)生多次擊鍵的效果，即重鍵的情況。為了排除重鍵的影響，編制程序時(shí)，可以將鍵的釋放作為按鍵的結(jié)束。等鍵釋放電平后再轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的功

93、能程序，以防止一次擊鍵多次執(zhí)行的錯(cuò)誤發(fā)生。</p><p>　　3.4.4按鍵防抖動(dòng)技術(shù)</p><p>　　鍵盤，作為向系統(tǒng)提供操作人員的干預(yù)命令的接口，以其特定的按鍵序列代表著各種確定的操作命令。所以，準(zhǔn)確無誤地辨認(rèn)每個(gè)鍵的動(dòng)作及其所處的狀態(tài)，是系統(tǒng)能否正常工作的關(guān)鍵。</p><p>　　多數(shù)鍵盤的按鍵均采用機(jī)械彈性開關(guān)。一個(gè)電信號通過機(jī)械觸點(diǎn)的斷開、閉合過程

94、，完成高、低電平的切換。由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，一個(gè)按鍵開關(guān)在閉合及斷開的瞬間必然伴隨有一連串的抖動(dòng)。抖動(dòng)過程的長短由按鍵的機(jī)械特性決定，一般為10～20ms。</p><p>　　為了使CPU對一次按鍵動(dòng)作只確認(rèn)一次，必須排除抖動(dòng)的影響，可以從硬件及軟件兩個(gè)方面著手解決。</p><p>　?。?）硬件防抖動(dòng)技術(shù)</p><p>　　通過硬件電路消除按鍵過程中抖動(dòng)

95、的影響是一種廣為才用的措施。這種做法，工作可靠，且節(jié)省機(jī)時(shí)。下面介紹兩種硬件防抖動(dòng)電路。</p><p>　?、贋V波防抖動(dòng)電路利用RC積分電路對干擾脈沖的吸收作用，選擇好電路的時(shí)間常數(shù)，就能在按鍵抖動(dòng)信號通過此濾波電路時(shí)，消除抖動(dòng)的影響。見圖3.5</p><p>　　圖3.5濾波防抖動(dòng)電路</p><p>　　當(dāng)鍵K未按下時(shí)，電容C兩端電壓均為0，非門輸出為1。當(dāng)

96、K按下時(shí)，由于C兩端電壓不可能產(chǎn)生突變。盡管在觸點(diǎn)接觸過程中可能出現(xiàn)抖動(dòng)，只要適當(dāng)選取R1、R2和C的值，即可保證電容C兩端的充電電壓波動(dòng)不超過非門的開啟電壓（TTL為0.8V），非門的輸出將維持高點(diǎn)平。同理，當(dāng)觸點(diǎn)K斷開時(shí)，由于電容C經(jīng)過電阻R2放電，C兩端的放電電壓波動(dòng)不會(huì)超過非門的關(guān)閉電壓，因此，非門的輸出也不會(huì)改變?？傊?，只要R1、R2和C的時(shí)間常數(shù)選取得當(dāng)，確保電容C由穩(wěn)態(tài)電壓充電到開啟電壓，或放電到關(guān)閉電壓的延遲時(shí)間等于或大

97、于10ms，該電路就能消除抖動(dòng)的影響。雙穩(wěn)態(tài)防抖動(dòng)電路用兩個(gè)與非門構(gòu)成一個(gè)RS觸發(fā)器，即可構(gòu)成雙穩(wěn)態(tài)防抖動(dòng)電路。如圖3.6所示。</p><p>　　圖3.6 雙穩(wěn)態(tài)防抖動(dòng)電路</p><p>　　設(shè)按鍵K未按下時(shí)，鍵K與鍵A端（ON）接通。此時(shí)，RS觸發(fā)器的Q端為高電平1，致使端為低電平0。此信號引致1#與非門的輸入端，將其鎖住，使其固定輸出為1。每當(dāng)開關(guān)K被按動(dòng)時(shí)，由于機(jī)械開關(guān)具有彈性

98、，在A端將形成一連串的抖動(dòng)波形。而端在K到達(dá)B端之前始終為0。這時(shí)，無論A處出現(xiàn)怎樣的電壓（0或1），Q端恒為1.只有當(dāng)K到達(dá)B端，使B端為0，RS觸發(fā)器產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)，變?yōu)楦唠娖?，?dǎo)致Q降為0，并鎖住門2，使其輸出恒為1。此時(shí)，即使B處出現(xiàn)抖動(dòng)波形，也不會(huì)影響端的輸出，從而保證Q端恒為0。同理，在釋放鍵的過程中，只要一接通A，Q端就升為1。只要開關(guān)K不再與B端接觸，雙穩(wěn)態(tài)電路的輸出將維持不變。電路圖見3.7</p><p

99、>　　圖3.7 鍵盤接口電路</p><p>　　在鍵盤接口中，開關(guān)S0接P1.0口，控制語音播放和文字顯示；開關(guān)S1接P1.1口，控制提示順序；開關(guān)S2接P1.2口，用來跳過某站的提示，以實(shí)現(xiàn)播放過程的微調(diào)。</p><p>　　（2）軟件防抖動(dòng)方法</p><p>　　若采用硬件防抖動(dòng)電路，則N個(gè)鍵就必須配有N個(gè)防抖動(dòng)電路。因此，當(dāng)鍵的個(gè)數(shù)比較多時(shí)，硬件防

100、抖動(dòng)將無法勝任。在這種情況下，可以采用軟件的方法進(jìn)行防抖動(dòng)。當(dāng)?shù)谝淮螜z測到有鍵按下時(shí)，先用軟件延時(shí)（10～20ms），而后再確認(rèn)該鍵電平是否仍維持閉合狀態(tài)電平。若保持閉合狀態(tài)電平，則確認(rèn)此鍵確已按下，從而消除了抖動(dòng)的影響。</p><p>　　3.4.5設(shè)計(jì)電路圖</p><p>　　為使用戶使用界面盡量簡潔，采用4×1獨(dú)立鍵盤，通過按鍵來實(shí)現(xiàn)手動(dòng)選擇人群測試等功能，獨(dú)立鍵盤的原

101、理如圖13.8所示，，圖中的KR1、KR2、KR3、KR4、KR5為上拉電阻，key1~key5接口接在單片機(jī)得P2口。</p><p>　　圖3.8 獨(dú)立鍵盤電路圖</p><p>　　3.5串口RS-232模塊設(shè)計(jì)</p><p>　　3.5.1、RS-232常用接口</p><p>　　RS-232-C標(biāo)準(zhǔn)接口有25條線：4條數(shù)據(jù)線、1

102、1條控制線、3條定時(shí)線、7條備用和未定義線。其中常用的只有9根，它們是：</p><p>　?。?）6條聯(lián)絡(luò)控制信號線： </p><p>　　數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備好（Data set ready-DSR)——有效時(shí)（ON）狀態(tài)，表明MODEM處于可以使用的狀態(tài)。 </p><p>　　數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好(Data set ready-DTR)——有效時(shí)（ON）狀態(tài)，表明數(shù)據(jù)終

103、端可以使用。 </p><p>　　請求發(fā)送(Request to send-RTS)——用來表示DTE請求DCE發(fā)送數(shù)據(jù)，即當(dāng)終端要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，使該信號有效（ON狀態(tài)）。</p><p>　　允許發(fā)送（Clear to send-CTS）——用來表示DCE準(zhǔn)備好接收DTE發(fā)來的數(shù)據(jù)，是對請求發(fā)送信號RTS的響應(yīng)信號。該信號有效時(shí)，則通知終端開始沿發(fā)送數(shù)據(jù)線TxD發(fā)送數(shù)據(jù)。 </p&

104、gt;<p>　　接收線信號檢出(Received Line detection-RLSD)——用來表示DCE已接通通信鏈路，告知DTE準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)。此線也叫做數(shù)據(jù)載波檢出(Data Carrier dectection-DCD）線。 振鈴指示(Ringing-RI)——該信號有效（ON狀態(tài)）表示通知終端，已被呼叫。 </p><p>　　上述控制信號線何時(shí)有效，何時(shí)無效的順序表示了接口信號的傳送過

105、程。例如，只有當(dāng)DSR和DTR都處于有效（ON）狀態(tài)時(shí)，才能在DTE和DCE之間進(jìn)行傳送操作。若DTE要發(fā)送數(shù)據(jù)，則預(yù)先將DTR線置成有效(ON)狀態(tài)，等CTS線上收到有效(ON)狀態(tài)的回答后，才能在TxD線上發(fā)送串行數(shù)據(jù)。這種順序的規(guī)定對半雙工的通信線路特別有用，因?yàn)榘腚p工的通信才能確定DCE已由接收方向改為發(fā)送方向，這時(shí)線路才能開始發(fā)送</p><p>　?。?）2條數(shù)據(jù)發(fā)送與接收線： </p>

106、<p>　　發(fā)送數(shù)據(jù)(Transmitted data-TxD)——通過TxD終端將串行數(shù)據(jù)發(fā)送已經(jīng)發(fā)送。</p><p>　　接收數(shù)據(jù)(Received data-RxD)——通過RxD線終端接收從PC發(fā)來的串行數(shù)據(jù)，(DCE→DTE)。 </p><p><b>　?。?）一條地線 </b></p><p>　　信號地——SG，

107、無方向。</p><p>　　3.5.2接口電路設(shè)計(jì)</p><p>　　RS-232接口電路連接方式根據(jù)需要有三線、六線、八線、兩線多種。當(dāng)通訊速率較低時(shí)可以采用三線對接法，按圖3.9所示。</p><p>　　圖3.9 RS-232電纜連接圖</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中采用一塊MAX3232芯片把從AT89C51中過來的信號進(jìn)行電平轉(zhuǎn)