基于單片機(jī)的公交車自動(dòng)報(bào)站器畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）</b></p><p>　　題 目基于單片機(jī)的公交車自動(dòng)報(bào)站器的設(shè)計(jì)</p><p>　　院 系 自動(dòng)控制系 </p><p>　　專 業(yè) 電氣工程與自動(dòng)化</p><p><b>　　學(xué)生姓名 </b></

2、p><p><b>　　學(xué) 號(hào) </b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師 </b></p><p>　　職 稱 </p><p>　　二Ｏ一二 年 六 月 三 日</p><p>　　目 錄 </p>&l

3、t;p><b>　　1.緒論1</b></p><p>　　1.1 課題研究的背景及意義1</p><p>　　1.2 報(bào)站器的動(dòng)態(tài)發(fā)展趨勢(shì)1</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)任務(wù)2</p><p>　　2.總體方案的設(shè)計(jì)2</p><p>　　2.1 本設(shè)計(jì)的原理2&

4、lt;/p><p>　　2.2 硬件方案的選擇2</p><p>　　2.2.1 語(yǔ)音芯片的選澤2</p><p>　　2.2.2 顯示模塊的選擇3</p><p>　　2.2.3 時(shí)鐘芯片的選澤3</p><p>　　3.硬件制方案的介紹與分析3</p><p>　　3.1 單片機(jī)的選擇

5、與外圍電路的設(shè)計(jì)3</p><p>　　3.1.1關(guān)于STC89C51單片機(jī)3</p><p>　　3.1.2復(fù)位電路9</p><p>　　3.1.3 外部晶振的選用9</p><p>　　3.2 語(yǔ)音提示電路10</p><p>　　3.2.1 ISD1730的簡(jiǎn)介10</p><p

6、>　　3.2.2 ISD1730內(nèi)部結(jié)構(gòu)12</p><p>　　3.2.3 ISD1730與單片機(jī)的連接圖14</p><p>　　3.3 時(shí)鐘模塊14</p><p>　　3.3.1 DS1302的簡(jiǎn)介15</p><p>　　3.3.2 內(nèi)外部結(jié)構(gòu)15</p><p>　　3.3.3 工作原理及原

7、理圖16</p><p>　　3.4 液晶顯示電路17</p><p>　　3.4.1 LCD1602的簡(jiǎn)介17</p><p>　　3.4.2 LCD1602與單片機(jī)的接線圖22</p><p>　　3.5 鍵盤接口22</p><p>　　3.5.1 按鍵電路的選擇22</p><p

8、>　　3.5.2判鍵及其接口電路設(shè)計(jì)23</p><p>　　4.系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)24</p><p>　　4.1 主流程圖的設(shè)計(jì)24</p><p>　　4.2 液晶顯示程序的設(shè)計(jì)24</p><p>　　4.3 DS1302時(shí)鐘程序的設(shè)計(jì)26</p><p>　　4.4 語(yǔ)音播報(bào)程序的設(shè)計(jì)27<

9、;/p><p><b>　　5.結(jié)論28</b></p><p><b>　　6.致謝28</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)29</b></p><p><b>　　附錄27</b></p><p>　　基于單片機(jī)的

10、公交車自動(dòng)報(bào)站器的設(shè)計(jì)</p><p>　　南京信息工程大學(xué) 電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)，南京 210044</p><p>　　摘要：根據(jù)STC89C51單片機(jī)的特點(diǎn)和公交車報(bào)站器的特點(diǎn)，本文提出了一種用單片機(jī)控制語(yǔ)音芯片進(jìn)行公交車語(yǔ)音自動(dòng)報(bào)站的方法，同時(shí)給出了軟硬件設(shè)計(jì)的方法，設(shè)計(jì)過(guò)程中包括硬件電路設(shè)計(jì)和軟件程序編寫兩個(gè)方面，解釋了單片機(jī)在應(yīng)用過(guò)程中的方法和可能出現(xiàn)的問(wèn)題。本文主要介紹硬件電

11、路設(shè)計(jì)部分。利用STC89C52和ISD1730語(yǔ)音芯片建立語(yǔ)音信息庫(kù)，形成變化多樣的語(yǔ)音信息，利用其功放播放語(yǔ)音信息以及提示語(yǔ)音，同時(shí)運(yùn)用LCD1602型號(hào)的液晶模塊進(jìn)行站數(shù)顯示。當(dāng)公交車到達(dá)某站點(diǎn)，用鍵盤控制本系統(tǒng)工作，通過(guò)語(yǔ)音電路輸出語(yǔ)音信息和提示，同時(shí)站數(shù)信息在LCD1602液晶模塊上進(jìn)行顯示。整個(gè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)包括鍵盤電路、復(fù)位電路、液晶顯示電路、語(yǔ)音播報(bào)模塊，時(shí)鐘模塊。</p><p>　　關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹?/p>

12、機(jī)STC89C51；LCD1602液晶顯示；ISD1730語(yǔ)音電路；DS1302時(shí)鐘；按鍵</p><p><b>　　1.緒論</b></p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展和進(jìn)步, 無(wú)人售票的公交車的應(yīng)用電路也多起來(lái)了，語(yǔ)音報(bào)站器更是被廣泛的使用起來(lái)，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(lái)了方便。</p>

13、<p>　　1.1 課題研究的背景及意義</p><p>　　公共汽車是現(xiàn)代文明城市的一道流動(dòng)的風(fēng)景線，因此對(duì)整車的外形甚至車身的色彩都有了較高的要求。為了使免除乘務(wù)人員的麻煩也使乘客方便清楚的知道所到的站名以及實(shí)時(shí)時(shí)間，公共汽車配備的一些列的電子裝置，其中最為普遍就是無(wú)人報(bào)站器、電子顯示路牌、無(wú)人售票裝置、前后電視監(jiān)視系統(tǒng)等新技術(shù)的采用。</p><p>　　公交車自動(dòng)報(bào)站器在

14、公交事業(yè)中具有非常重要的的地位，因?yàn)樗鼘⒅苯佑绊懙焦财嚨姆?wù)質(zhì)量。目前，各個(gè)城市的公交車自動(dòng)報(bào)站的方式主要三種，其中一種是利用無(wú)線發(fā)送及接收芯片PT2262/和PT2272的公交車報(bào)站系統(tǒng)，在公交站的每個(gè)站牌處安裝發(fā)射芯片PT2262用來(lái)發(fā)射該站點(diǎn)事先編好的編碼信號(hào)，當(dāng)公交車到達(dá)該范圍內(nèi)（如50米之內(nèi)）時(shí)，其公交車上的接收芯片PT2272將對(duì)信號(hào)進(jìn)行接收與解碼，然后再將解碼后的信息通過(guò)液晶顯示模塊顯示，而語(yǔ)音芯片將同時(shí)進(jìn)行播報(bào)，該方

15、式的報(bào)站系統(tǒng)價(jià)格低廉，實(shí)現(xiàn)方便，也能滿足現(xiàn)代公交車的基本需要，因此目前國(guó)內(nèi)的大部分城市運(yùn)用此種方式，另一種是功能很強(qiáng)大且系統(tǒng)非常穩(wěn)定的GPS衛(wèi)星定位報(bào)站系統(tǒng)，但由于這種方式的投資很昂貴，尤其是對(duì)于一些中小城市來(lái)說(shuō)無(wú)法承受，國(guó)內(nèi)雖也有此類產(chǎn)品的研制開(kāi)發(fā)，但就目前的情況來(lái)看其投入的不是很廣，但是在一些發(fā)達(dá)國(guó)家（如美國(guó)）的部分城市已經(jīng)投入使用GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)。第三種是手動(dòng)電子報(bào)站方式，此方式價(jià)格低廉，但操作較為繁瑣，現(xiàn)已逐漸被淘汰。<

16、/p><p>　　1.2 報(bào)站器的動(dòng)態(tài)發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　當(dāng)今社會(huì)，公交車是大多數(shù)城市居民出行的重要工具之一，但就公交車目前的報(bào)站系統(tǒng)來(lái)看很難滿足大家的要求?，F(xiàn)在公交車使用普遍的還是人工按鍵報(bào)站系統(tǒng)，此系統(tǒng)存在以下二個(gè)不可忽略的弊端：</p><p>　　（1）存在隱形的安全隱患，因?yàn)槊看务{駛員都要在行駛時(shí)對(duì)報(bào)站器進(jìn)行操作以進(jìn)行報(bào)站，而車輛在進(jìn)出站的時(shí)候路面情

17、況都很復(fù)雜，因此給行駛中的車輛和行人帶來(lái)一定的安全隱患。</p><p>　?。?） 報(bào)站不夠準(zhǔn)確，因?yàn)轳{駛員在行駛的過(guò)程中操作報(bào)站系統(tǒng)時(shí)時(shí)常會(huì)忘按鍵或者按錯(cuò)鍵，有時(shí)在調(diào)整報(bào)站系統(tǒng)時(shí)會(huì)連續(xù)報(bào)站，這樣會(huì)給不熟悉路線的乘客帶來(lái)不便。</p><p>　　目前我國(guó)的大部分城市公交自動(dòng)報(bào)站的方式主要有三種：</p><p>　?。?）人工進(jìn)行報(bào)站：一般是由當(dāng)?shù)氐某藙?wù)人員用方

18、言來(lái)進(jìn)行報(bào)站，這樣會(huì)給外地乘客帶來(lái)很大的不便，但這種方式已經(jīng)被淘汰。</p><p>　　（2）半自動(dòng)報(bào)站：這種報(bào)站方式是現(xiàn)在運(yùn)用普遍的，但由于這種報(bào)站系統(tǒng)需要駕駛員來(lái)控制，故會(huì)有誤報(bào)現(xiàn)象且還存在安全隱患。</p><p>　?。?）自動(dòng)報(bào)站系：此報(bào)站方式已智能化，即無(wú)需駕駛員得參與，系統(tǒng)將自動(dòng)識(shí)別站點(diǎn)，雖然比較準(zhǔn)確，但也容易出現(xiàn)問(wèn)題且價(jià)格昂貴，所以這種方式運(yùn)用的不是很普遍。</p&

19、gt;<p>　　雖然國(guó)能外都在研究公交自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)，但采用的技術(shù)手段不一樣，如：采用GPS定位系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)站等等。這些開(kāi)發(fā)成本較高，且難以實(shí)現(xiàn)普及，特別是一些中小城市難以負(fù)擔(dān)，故開(kāi)發(fā)一種綜合性強(qiáng)的、且價(jià)格交低、易于實(shí)現(xiàn)普及的系統(tǒng)是公交事業(yè)迫切需要的。</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)任務(wù)</p><p>　　本課題要求設(shè)計(jì)公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)公交車的語(yǔ)音自動(dòng)報(bào)

20、站，即在進(jìn)站、出站時(shí)候自動(dòng)播報(bào)語(yǔ)音提示信息及服務(wù)用語(yǔ)，同時(shí)利用LCD液晶電路進(jìn)行漢字顯示。本設(shè)計(jì)要求利STC89C51作為主控芯片完成主控電路的設(shè)計(jì)，輔助電路要求包括語(yǔ)音電路、漢字點(diǎn)陣顯示電路、電源電路等。</p><p><b>　　2.總體方案的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1 本設(shè)計(jì)的原理 </p><p>　　本系統(tǒng)使用八位單片

21、機(jī)作為控制器件。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行語(yǔ)音再生時(shí)，單片機(jī)控制電路中的語(yǔ)音芯片來(lái)讀取其外接的存儲(chǔ)器內(nèi)部的語(yǔ)音信息，并合成語(yǔ)音信號(hào)，再通過(guò)語(yǔ)音輸出電路，進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)站和提示。同時(shí)，</p><p>　　圖2.1 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)</p><p>　　單片機(jī)通過(guò)程序讀取文字信息，送入液晶顯示模組來(lái)進(jìn)行站數(shù)和站名的顯示。當(dāng)汽車到達(dá)某站時(shí)，司機(jī)或</p><p>　　乘務(wù)人員通過(guò)鍵盤來(lái)控制系統(tǒng)

22、進(jìn)行工作。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行語(yǔ)音錄制時(shí)，語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)語(yǔ)音錄入電路送給語(yǔ)音合</p><p>　　成電路中的語(yǔ)音芯片，由語(yǔ)音芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并將生成的數(shù)字語(yǔ)音信息存儲(chǔ)到語(yǔ)音存儲(chǔ)芯片中，從而建立語(yǔ)音庫(kù)。本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)如圖2.1所示。</p><p>　　2.2 硬件方案的選擇 </p><p>　　2.2.1 語(yǔ)音芯片的選澤</p><p>　　方案一：

23、基于ISD2560語(yǔ)音芯片的錄放電路設(shè)計(jì)</p><p>　　ISD2560系列語(yǔ)音芯片可通過(guò)SPI協(xié)議方便地與CPU接口。 用ISD2560芯片構(gòu)成的單片機(jī)通用開(kāi)發(fā)板采用國(guó)內(nèi)最常用的MCS-51語(yǔ)言單片機(jī)89C51來(lái)與ISD2560系列語(yǔ)音芯片相結(jié)合，可供用戶開(kāi)發(fā)各種新型智能型數(shù)碼語(yǔ)音產(chǎn)品。</p><p>　　方案二； 基于ISD1730語(yǔ)音芯片的錄放電路</p>&l

24、t;p>　　ISD1730是華邦公司新推出ISD1700 系列芯片的單片優(yōu)質(zhì)語(yǔ)音錄放電路，該芯片能提供多項(xiàng)新功能，包括內(nèi)置專利的多信息管理系統(tǒng)，新信息提示,雙運(yùn)作模式（獨(dú)立&嵌入式），以及可定制的信息操作指示音效。芯片內(nèi)部包含有自動(dòng)增益控制、麥克風(fēng)前置擴(kuò)大器、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)線路、振蕩器與內(nèi)存等的全方位整合系統(tǒng)功能【2】。</p><p>　　通過(guò)分析比較，本次設(shè)計(jì)采用ISD1730語(yǔ)音芯片設(shè)計(jì)錄放電路，

25、其相對(duì)于ISD2560語(yǔ)音芯片來(lái)講功能更強(qiáng)大，由按鍵直接控制語(yǔ)音的錄放等，電路工作穩(wěn)定、可靠性高，完全達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，具有非常好的實(shí)用性。</p><p>　　2.2.2 顯示模塊的選擇</p><p>　　方案一：采用LCD點(diǎn)陣顯示，用來(lái)顯示文字、圖形、圖像、等各種信息的顯示屏幕。它均由LCD矩陣塊組成。圖文顯示屏可與計(jì)算機(jī)同步顯示漢字、英文文本和圖形，該方案簡(jiǎn)單易行。但所需的元件較多，

26、且不容易進(jìn)行操作，可讀性差，一旦設(shè)定后，很難再加入其他的功能。</p><p>　　方案二：采用液晶（LCD1602）顯示器件，該液晶顯示器件與同類型的圖形點(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(jiǎn)潔得多，且該器件的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。而且此液晶顯示平穩(wěn)、省電、美觀，更容易實(shí)現(xiàn)題目要求，對(duì)后續(xù)的功能兼容性高，。只需將軟件作修改即可，可操作性強(qiáng)，也易于讀數(shù)，能同時(shí)顯示日期、時(shí)間、星期且易

27、于修改。</p><p>　　綜上分析，我們采用了第二個(gè)方案。</p><p>　　2.2.3 時(shí)鐘芯片的選澤</p><p>　　方案一：采用軟件實(shí)現(xiàn)，直接用單片機(jī)的定時(shí)器編程實(shí)現(xiàn)，優(yōu)點(diǎn)節(jié)省硬件，但編程復(fù)雜且程序運(yùn)行的每一步都需要時(shí)間，多一步或少一步程序都會(huì)影響記時(shí)的準(zhǔn)確度，準(zhǔn)確度較差。</p><p>　　方案二：采用專用的時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)時(shí)

28、鐘的記時(shí)，專用時(shí)鐘芯片記時(shí)準(zhǔn)確，容易控制，能夠從芯片直接讀出日期、時(shí)間、星期，更符合題目要求。</p><p>　　綜上分析，我們采用了第二個(gè)方案，時(shí)鐘芯片選擇常用的DS1302。</p><p>　　3.控制方案的介紹與分析</p><p>　　3.1 單片機(jī)的選擇與外圍電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　單片微型計(jì)算機(jī)（Single Chip

29、 Microcomputer）簡(jiǎn)稱單片機(jī)，它是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要的分支，它是把微型計(jì)算機(jī)的各個(gè)功能部件，即中央處理器（CPU）、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、定時(shí)/計(jì)數(shù)器及I/O接口電路等集成在一塊芯片上，構(gòu)成一個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)。單片機(jī)的出現(xiàn)是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展史上的一個(gè)重要里程碑，它使計(jì)算機(jī)從海量數(shù)值計(jì)算用途發(fā)展到智能化控制用途。從此，計(jì)算機(jī)技術(shù)在兩個(gè)重要的領(lǐng)域--通用計(jì)算機(jī)領(lǐng)域和嵌入式（Embedded）計(jì)算機(jī)領(lǐng)域都獲得了極其

30、重要的進(jìn)展【12-13】。 </p><p>　　3.1.1關(guān)于STC89C51單片機(jī)</p><p>　　MCS-51系列單片機(jī)是美國(guó)Intel公司在1980年繼MCS--48系列8位單片機(jī)之后推出的高檔8位單片機(jī)，此單片機(jī)憑其穩(wěn)定的性能、高性價(jià)比以及良好的兼容，在各個(gè)領(lǐng)域得到了最為廣泛的應(yīng)用，也是我國(guó)目前應(yīng)用最廣的單片機(jī)系列。在性能和功能方面，MCS--51單片機(jī)大大優(yōu)于MCS--48

31、單片機(jī)。MCS-51系列有多種機(jī)型可供用戶選擇。</p><p>　　MCS--51系列單片機(jī)最早的典型代表為8051,87581,8031，由于其型號(hào)和生產(chǎn)廠商的不同，在片內(nèi)存儲(chǔ)器容量、中斷系統(tǒng)、外圍功能模塊、最高時(shí)鐘頻率以及處理器速度等方面有很大的不同，但它們的指令系統(tǒng)完全兼容，硬件系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)也相同，其主要的性能特點(diǎn)如下【11】：</p><p><b>　　1) 8位C

32、PU.</b></p><p>　　2) 片內(nèi)128B RAM(MCS--52子系列有256B RAM) 。</p><p>　　3) 片內(nèi)4KB ROM/EPROM(8051/8751).</p><p>　　4) 特殊功能寄存器區(qū)。</p><p>　　5) 兩個(gè)優(yōu)先級(jí)的5個(gè)中斷源結(jié)構(gòu)。</p><p>

33、;　　6) 4個(gè)8位并行I/O口（P0，P1，P2，P3）。</p><p>　　7) 兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器（MCS--52子系列有3個(gè)）.</p><p>　　8) 全雙工串行口。</p><p><b>　　9) 布爾處理器。</b></p><p>　　10) 64KB外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址空間。</p>

34、<p>　　11) 64KB外部程序存儲(chǔ)器地址空間。</p><p>　　12) 片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。</p><p><b>　　1、內(nèi)部結(jié)構(gòu) </b></p><p>　　MCS--51的典型產(chǎn)品有8031,8051,8751.8051內(nèi)部有4KB ROM，8071內(nèi)部有4KB EPROM，8031片內(nèi)無(wú)ROM；初此之外，三

35、者的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳完全相同。在單片機(jī)芯片的內(nèi)部，其基本結(jié)構(gòu)的構(gòu)成是通用CPU加上外圍芯片的模式，內(nèi)部主要由9個(gè)部件通過(guò)單一總線連接而成。內(nèi)部總體結(jié)構(gòu)如圖3.1所示，從圖中可以看出，這9個(gè)主要部件是：1個(gè)8位的中央處理器（包括ALU,ACC,TMP1,TMP2，B寄存器，PSW及相應(yīng)的定時(shí)和控制邏輯），4KB/8KB程序寄存器（ROM/EPROM），128B/256B的數(shù)據(jù)寄存器（RAM），32條I/O接口線（圖中P0.0～P0.7，P1

36、.0～P1.7，P2.0～P2.7，P3.0～P3.7），中斷控制邏輯（具有5個(gè)中斷源，2個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)），定時(shí)器控制邏輯（具有2個(gè)可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器），串行接口控制邏輯（具有可工作于多處理機(jī)通信，I/O接口擴(kuò)展或全雙工通用異步接收發(fā)送器的串行接口），21個(gè)專用寄存器（包括程序計(jì)數(shù)器PC、堆棧指針寄存器SP、程序狀態(tài)字存器PSW、數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR等）以及片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路（由OSC及相關(guān)電路組成</p><p

37、>　　P0.0～P0.7 P2.0～P2.7</p><p><b>　　EA</b></p><p><b>　　PSEN</b></p><p><b>　　ALE</b></p><p>　　RD

38、 </p><p><b>　　WR</b></p><p>　　XTAL1 XTAL2 P1.0～P1.7 P3.0～P3.7</p><p>　　圖 3.1 MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　1）中央處理器（CPU）</p><p>

39、;　　中央處理器是單片機(jī)的核心，完成運(yùn)算和控制功能。它由運(yùn)算器和控制器組成。</p><p>　　運(yùn)算器包括算術(shù)邏輯單元（ALU）、位處理器、累加器（ACC）、寄存器B和暫存器以及程序狀態(tài)字（PSW）寄存器等。該模塊的功能是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、位處理和數(shù)據(jù)傳送操作。</p><p>　　控制器包括定時(shí)控制邏輯、指令寄存器、譯碼器及信息傳送控制部分等，以實(shí)現(xiàn)控制功能。</p&

40、gt;<p>　　80C51單片機(jī)的CPU能處理8位二進(jìn)制數(shù)和代碼，即1B。</p><p><b>　　2）內(nèi)部存儲(chǔ)器</b></p><p>　　單片機(jī)的內(nèi)部存儲(chǔ)器包括程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它們是相互獨(dú)立，嚴(yán)格分工的。程序存儲(chǔ)器為只讀存儲(chǔ)器，只存放程序指令、常數(shù)和數(shù)據(jù)表格；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器為隨機(jī)存儲(chǔ)器，只存放數(shù)據(jù)。</p><p>

41、;　　80C51芯片內(nèi)有256個(gè)RAM單元來(lái)存放可讀/寫的數(shù)據(jù)；其中，后128個(gè)單元被專用寄存器占用，能作為寄存器供用戶使用的只有前128個(gè)單元。因此，通常所說(shuō)的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器就是指前128個(gè)單元，簡(jiǎn)稱內(nèi)部RAM。</p><p>　　80C51共有4KB的程序存儲(chǔ)器，用于存放程序和不改寫的數(shù)據(jù)；因其由ROM構(gòu)成，故稱為內(nèi)部ROM。</p><p><b>　　3）I/O端口&l

42、t;/b></p><p>　　80C51單片機(jī)的內(nèi)部共有4個(gè)8位的并行I/O口（P0、P1、P2、P3），以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行輸入和輸出。</p><p>　　80C51單片機(jī)還有一個(gè)全雙工的串行口，以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與單片機(jī)之間以及單片機(jī)與外部設(shè)備之間的串行數(shù)據(jù)傳送。</p><p>　　4）定時(shí)系統(tǒng)與中斷系統(tǒng)</p><p>　　80C51

43、內(nèi)部集成了2個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器用于實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)功能；同時(shí)，以其定時(shí)或計(jì)數(shù)的結(jié)果（查詢或中斷方式）來(lái)實(shí)現(xiàn)控制功能。</p><p>　　80C51單片機(jī)具有中斷功能，以滿足控制應(yīng)用的需要。80C51共有5個(gè)中斷源，即外部中斷2個(gè)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中斷2個(gè)、串行中斷1個(gè)、全部中斷可分為高級(jí)和低級(jí)兩個(gè)優(yōu)先級(jí)別。</p><p><b>　　5）時(shí)鐘電路 </b><

44、;/p><p>　　時(shí)鐘電路為單片機(jī)產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖序列，用于協(xié)助和控制單片機(jī)的工作，80C51單片機(jī)的內(nèi)部有時(shí)鐘電路，在采用內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)必須外接石英晶體振蕩器和微調(diào)電容。系統(tǒng)允許的最高時(shí)鐘頻率為12MHZ。</p><p><b>　　6）布爾處理器</b></p><p>　　8051還內(nèi)置了一個(gè)1位微處理器，這個(gè)微處理器有自己的CPU、位寄存器、I

45、/O口和指令集，在開(kāi)關(guān)決策、邏輯電路仿真和實(shí)時(shí)測(cè)控方面都有明顯的又是，極大地增強(qiáng)了8051單片機(jī)的處理能力。在8051系列單片機(jī)中，8位機(jī)和布爾處理器的硬件資源是復(fù)合在一起的【13】。</p><p>　　2、80C51的外部引腳及功能</p><p>　　MCS-51系列中各種型號(hào)芯片的引腳時(shí)候相互兼容的，在引腳上稍有差異。制造工藝為HMOS的MCS-51單片機(jī)都采用了40只引腳的雙列直

46、插封裝（DIP）的方式，如圖3.2所示。80C51單片機(jī)的40個(gè)引腳分布是：電源引腳2根，外接晶體振蕩器引腳2根，控制引腳4根以及輸入和輸出引腳32根。</p><p><b>　　主電源引腳（2根）</b></p><p>　　Vss（20腳）：接地線。</p><p>　　Vcc（40腳）：電源線，接+5V電源。</p>&l

47、t;p>　　外接晶體引腳（2根）</p><p>　　XTAL1(19腳)：接外部晶體的一個(gè)引腳或引入外部時(shí)鐘。當(dāng)采用內(nèi)部振蕩器（時(shí)鐘）時(shí)，它接外部石英晶體的一個(gè)引腳。當(dāng)采用外部振蕩器（時(shí)鐘）時(shí)，對(duì)HMOS型工藝的單片機(jī)而言，此引腳應(yīng)接地；對(duì)CHMOS型而言，此引腳作為時(shí)鐘輸入端（驅(qū)動(dòng)器）。</p><p>　　XTAL2（18腳）：接外部石英晶體的另一個(gè)引腳或引入外部時(shí)鐘。當(dāng)采用內(nèi)

48、部振蕩器（時(shí)鐘）時(shí)，它接外部石英晶體的令一個(gè)引腳。當(dāng)采用外部振蕩器（時(shí)鐘）時(shí)，對(duì)HMOS型工藝的單片機(jī)而言，此引腳作為時(shí)鐘輸入端；對(duì)CHMOS型而言，此引腳懸浮。</p><p><b>　　控制引腳（4根）</b></p><p>　　RST/Vpp（9腳）：復(fù)位信號(hào)印引腳。當(dāng)震蕩器運(yùn)行時(shí)，在此引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。一般在此引腳與Vss之間連

49、接一個(gè)約802KΩ下拉電阻，與Vcc引腳之間連接一個(gè)約10uF的電容，以保證可靠地復(fù)位。</p><p>　　ALE/PROG（30腳）：地址鎖存允許信號(hào)。當(dāng)訪問(wèn)外部鎖存器時(shí)，ALE（允許地址鎖存）的輸出用于鎖存地址的低8位，即使不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器，ALE端仍以不變的頻率周期性地輸出脈沖信號(hào)，此頻率為石英晶振震蕩頻率的1/6。因此，它可用作對(duì)外輸出的時(shí)鐘，或用于定時(shí)的目的。</p><p>

50、　　圖3.2 MCS-51系列單片機(jī)的引腳</p><p>　　PSEN（29腳）：外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。在讀外部ROM時(shí)，PSEN有效（低電平），以實(shí)現(xiàn)對(duì)外部程序存儲(chǔ)器的讀操作。</p><p>　　EA/VDD(31腳)：訪問(wèn)程序存儲(chǔ)器選擇控制信號(hào)。當(dāng)EA信號(hào)接低電平時(shí)，對(duì)ROM的讀操作（執(zhí)行程序）限定在外部程序存儲(chǔ)器；當(dāng)EA接高電平時(shí)，對(duì)ROM的讀操作（執(zhí)行程序）從內(nèi)部開(kāi)始。例

51、如，內(nèi)部帶程序存儲(chǔ)器的80C51，在使用時(shí)EA應(yīng)接高電平。</p><p>　　輸入輸出引腳（32根）</p><p>　　P0.0～P0.7（39～32）：P0口的8條引腳可使用于兩種不同的情況，在不接片外存儲(chǔ)器與不擴(kuò)展I/O接口時(shí)，可作為準(zhǔn)雙向口I/O接口，用于傳輸用戶輸入輸出的數(shù)據(jù)；在接有片外存儲(chǔ)器或擴(kuò)展I/O接口時(shí)，在CPU訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)先傳輸片外存儲(chǔ)器低8位地址，后傳送CPU對(duì)

52、片外存儲(chǔ)器的讀寫數(shù)據(jù)，此時(shí)P0口為地址/數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用。</p><p>　　P1.0～P1.7（1～8）：P1口可作為8位準(zhǔn)雙向I/O接口使用。對(duì)于MCS-52子系列單片機(jī)，P1.0與P1.1還有第2功能，P1.0可作為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的計(jì)數(shù)脈沖輸入端T2，P1.1可作為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的外部控制端T2EX。</p><p>　　P2.0～P2.7（21～28）：這組引腳也有具有兩種功能，

53、一種是可作為準(zhǔn)雙向I/O接口使用，此時(shí)同上述兩個(gè)口的第1功能；另一個(gè)功能與P0口配合，在接有片外存儲(chǔ)器或擴(kuò)展I/O接口且尋址范圍超過(guò)256B時(shí)，P2口用于傳輸片外存儲(chǔ)器高8位地址。</p><p>　　P3.0～P3.7（10～17）：此端口除了作為準(zhǔn)雙I/O接口使用外，還可以將每一位用于第2功能，而且P3口的每一條引腳均可獨(dú)立定義為第1功能下的輸入輸出或第2功能。P3口的第2功能如表1所示【7】。</p&

54、gt;<p>　　表1 P3口的第2功能【3】</p><p>　　MCS-51系列單片機(jī)在外擴(kuò)程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器及I/O接口時(shí)都采用并行總線擴(kuò)展方式。單片機(jī)引腳主要分為數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線、用戶端口4個(gè)部分，如圖3.3所示。各個(gè)部分的特點(diǎn)如下：</p><p><b>　　1)數(shù)據(jù)總線</b></p><p>　　數(shù)

55、據(jù)總線是指從單片機(jī)P0口直接輸入/輸出的8位三態(tài)傳送通道，P0端口是復(fù)用端口，還以分時(shí)方式用于地址總線的一部分。P0端口的負(fù)載能力為可帶8個(gè)LS TTL負(fù)載。</p><p><b>　　2)地址總線</b></p><p>　　地址總線是指從單片機(jī)P0口以分時(shí)方式傳輸?shù)刂房偩€的低8位和從P2端口輸出地址總線的高8位。P2端口可帶4個(gè)LS TTL負(fù)載。P0口和P2口組

56、成尋址外部存儲(chǔ)器的16位地址線，可尋址64KB外部存儲(chǔ)空間。</p><p><b>　　3) 控制總線</b></p><p>　　控制總線是指從單片機(jī)P3端口第二功能提供的控制線，以及單片機(jī)本身輸出和輸入的控制信號(hào)線。</p><p><b>　　4）用戶端口</b></p><p>　　用戶端

57、口是由單片機(jī)的P1和P3第一功能共同組成的。通常P3端口被單片機(jī)系統(tǒng)作為第二功能占用，不可被用戶使用。用戶端口主要指的是P1端口提供的輸入/輸出功能。P1端口可帶4個(gè)LS TTL負(fù)載【6】。</p><p>　　圖3.3 MCS-51系列的單片機(jī)的對(duì)外總線結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　3.1.2復(fù)位電路</b></p><p>　　單片機(jī)

58、的復(fù)位分為上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕手動(dòng)復(fù)位兩種。圖3.4（a）為上電復(fù)位電路，圖3（b）為按鈕手動(dòng)復(fù)位電路。</p><p>　　上電復(fù)位是利用電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)，即上電瞬間RST/VPD端的電位與Vcc相同，隨著充電電流的減少RST/VPD端的電位逐漸下降。圖3（a）中的8.2K電阻是斯密特觸發(fā)器輸入端的一個(gè)下拉電阻。只要Vcc的上升時(shí)間不超過(guò)1ms，振蕩器建立時(shí)間不超過(guò)10ms，這個(gè)時(shí)間常數(shù)足以保證完成復(fù)位操作。上電復(fù)

59、位所需的最短時(shí)間是振蕩器周期建立時(shí)間加兩個(gè)機(jī)器周期時(shí)間，在這個(gè)時(shí)間內(nèi)RST/VPD端的電平應(yīng)維持高于斯密特觸發(fā)器的下閥值。圖3（b）是按下復(fù)位按鈕時(shí)，電源對(duì)外接電容充電，使RST/VPD端為高電平，復(fù)位按鈕松開(kāi)后，電容通過(guò)內(nèi)部下拉電阻放電，逐漸使RST/VPD端恢復(fù)低電平【3】。</p><p>　?。╝）上電復(fù)位 （b）按鈕電平復(fù)位</p><p>

60、　　圖3.4 80C51單片機(jī)的兩種復(fù)位電路</p><p>　　3.1.3 外部晶振的選用</p><p>　　時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)所需要的時(shí)鐘信號(hào)，單片機(jī)在時(shí)鐘信號(hào)的控制下各部件之間同步協(xié)調(diào)工作。根據(jù)產(chǎn)生的方式不同，分為內(nèi)部和外部?jī)煞N時(shí)鐘電路。</p><p>　　在MCS-51芯片內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳XTAL1，其輸

61、出端為引腳XTAL2。而在芯片的外部，XTAL1和XTAL2之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，從而構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器，在引腳XTAL1和XTAL2上輸出3V左右的正弦波，這就是單片機(jī)的振蕩電路，如圖4（a）所示。</p><p>　　（a）振蕩電路 （b）外部時(shí)鐘電路</p><p>　　圖3.5 8051時(shí)鐘電路</p><p&g

62、t;　　通常，電容C1和C2取30pf左右，主要作用是幫助振蕩器起振，晶體的振蕩頻率范圍是1.2～12MHz。晶體振蕩頻率高，則系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率也高，單片機(jī)運(yùn)行速度也就快。在通常應(yīng)用情況下，MCS-51使用振蕩頻率為6MHz或12MHz。在由多片單片機(jī)組成的系統(tǒng)中，為了各單片機(jī)之間時(shí)鐘信號(hào)的同步，應(yīng)當(dāng)引入唯一的公用外部脈沖信號(hào)作為各單片機(jī)的振蕩脈沖[2]。這是，外部的脈沖信號(hào)時(shí)經(jīng)過(guò)XTAL2引腳注入，其連接如圖3.5（b）所示，由于XTA

63、L2端邏輯電平不是TTL的，故需要外接一個(gè)上拉電阻，外接信號(hào)應(yīng)為時(shí)鐘頻率低于12MHz的方波信號(hào)【3】。</p><p>　　3.2 語(yǔ)音提示電路</p><p>　　目前，自動(dòng)語(yǔ)音服務(wù)的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，其中美國(guó)ISD公司生產(chǎn)的ISD系列語(yǔ)音錄放電路以其電路簡(jiǎn)單、應(yīng)用方便、單片錄放、不拍掉電、單色純真、品種齊全、性價(jià)比高等特點(diǎn)，在眾多的語(yǔ)音錄放電路中獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷。本設(shè)計(jì)使用的是ISD1700

64、系列的語(yǔ)音芯片ISD1730.</p><p>　　3.2.1 ISD1730的簡(jiǎn)介</p><p>　　通過(guò)STC89C51單片機(jī)控制ISD1730語(yǔ)音芯片的錄放，并用單片機(jī)對(duì)錄放時(shí)間的設(shè)定和控制。ISD1730 芯片提供了多項(xiàng)新功能，包括內(nèi)置專利的多信息管理系統(tǒng)，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)部包含有自動(dòng)增益控制、麥克風(fēng)前置擴(kuò)大器、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)線路、振蕩器與

65、內(nèi)存等的全方位整合系統(tǒng)功能。此芯片的性能特點(diǎn)是：</p><p>　　可錄、放音十萬(wàn)次，存儲(chǔ)內(nèi)容可以斷電保留一百年。</p><p>　　兩種控制方式，兩種錄音輸入方式，兩種放音輸出方式。</p><p>　　可處理多達(dá)255 段以上信息。</p><p>　　有豐富多樣的工作狀態(tài)提示。</p><p>　　多種采樣頻

66、率對(duì)應(yīng)多種錄放時(shí)間。</p><p>　　音質(zhì)好，電壓范圍寬，應(yīng)用靈活，價(jià)廉物美。</p><p>　　ISD1730的芯片管腳如圖3.6所示：</p><p>　　VCCD（1腳）：數(shù)字電路電源。</p><p>　　LED(2腳)：LED指示信號(hào)輸出。</p><p>　　RESET（3腳）：芯片復(fù)位。</p

67、><p>　　MISO（4腳）：SPI 接口的串行輸出端口。 ISD1700 在 SCLK 下降沿之前的半個(gè)周期將數(shù)據(jù)放置在 MISO 端。數(shù)據(jù)在 SCLK 的下降沿時(shí)移出。</p><p>　　MOSI（5腳）：SPI 接口的數(shù)據(jù)輸入端口。主控制芯片在 SCLK 上升沿之前的半個(gè)周期將數(shù)據(jù)放置在 MOSI 端。數(shù)據(jù)在 SCLK 上升沿被鎖存在芯片內(nèi)。此管腳在空閑時(shí)，應(yīng)該被拉高。</p&

68、gt;<p>　　SCLK（6腳）：SPI 接口的時(shí)鐘。由主控制芯片產(chǎn)生，并且被用來(lái)同步芯片 MOSI 和 MISO 端各自 的數(shù)據(jù)輸入和輸出。此管腳空閑時(shí)，必須拉高。</p><p>　　圖3.6 ISD1730芯片的管腳</p><p>　　SS（7腳）：為低時(shí)，選擇該芯片成為當(dāng)前被控制設(shè)備并且開(kāi)啟 SPI 接口?？臻e時(shí)，需要拉高。</p><p&g

69、t;　　VSSA（8腳）：模擬地。</p><p>　　Anain（9腳）：芯片錄音或直通時(shí)，輔助的模擬輸入。需要一個(gè)交流耦合電容（典型值為 0.1uF ），并且輸入信號(hào)的幅值不能超出 1.0Vpp 。 APC 寄存器的 D3 可以決定 Analn 信號(hào)被立刻錄制到存儲(chǔ)器中，與 Mic 信號(hào)混合被錄制到存儲(chǔ)器中，或者被緩存到喇叭端并 經(jīng)由直通線路AUD/AUX 輸出。</p><p>　　

70、MIC+（10腳）：麥克風(fēng)輸入 +。</p><p>　　MIC-（11腳）：麥克風(fēng)輸入 -。</p><p>　　VSSP2（12腳）：負(fù)極 PWM 喇叭驅(qū)動(dòng)器地。</p><p>　　SP-(13腳)：喇叭輸出 -。</p><p>　　VCCP（14腳）：PWM 喇叭驅(qū)動(dòng)器電源。</p><p>　　SP+(15

71、腳)：喇叭輸出 +。</p><p>　　VSSP1（16腳）：正極 PWM 喇叭驅(qū)動(dòng)器地。</p><p>　　AUD/AUX（17腳）：輔助輸出，決定于 APC 寄存器的 D7 ，用來(lái)輸出一個(gè) AUD 或 AUX 輸出。 AUD 是一個(gè)單端電流輸出，而 AUD/AUX 是一個(gè)單端電壓輸出。他們能夠被用來(lái)驅(qū)動(dòng)一個(gè)外部揚(yáng)聲器。出廠默認(rèn)設(shè)置為 AUD 。 APC 寄存器的 D9 可以使其掉電

72、。</p><p>　　AGC（17腳）：自動(dòng)增益控制。</p><p>　　VOL（18腳）：音量控制。</p><p>　　ROSC(19腳)：振蕩電阻， ROSC 用一個(gè)電阻連接到地，決定芯片的采樣頻率。</p><p>　　VCCA（21腳）：模擬電路電源。</p><p>　　FT（22腳）：在獨(dú)立芯片模式下

73、，當(dāng) FT 一直為低， Anain 直通線路被激活。 Anain 信號(hào)被立刻從 Anain 經(jīng)由音量控制線路發(fā)射到喇叭以及 AUD/AUX 輸出。不過(guò)，當(dāng)在 SPI 模式下， SPI 無(wú)視這個(gè)輸入，而且直通線路被 APC 寄存器的 D0 所控制。該管腳有一個(gè)內(nèi)部上拉設(shè)備和一個(gè)內(nèi)部防抖動(dòng)電路，允許使用按鍵開(kāi)關(guān)來(lái)控制開(kāi)始和結(jié)束。</p><p>　　PLAY（23腳）：播放控制端。</p><p&

74、gt;　　REC（24腳）：錄音控制端。</p><p>　　ERASE（25腳）：擦除控制端。</p><p>　　FWD（26腳）：快進(jìn)控制端。</p><p>　　RDY / INT（27腳）：一個(gè)開(kāi)路輸出。Ready( 獨(dú)立模式 )該管腳在錄音，放音，擦除和指向操作時(shí)保持為低，保持為高時(shí)進(jìn)入掉電狀態(tài)。Interrupt(SPI 模式 )在完成 SPI 命令后

75、，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)低信號(hào)的中斷。一旦中斷消除，該腳變回為高。</p><p>　　VSSD（28腳）：數(shù)字地。</p><p>　　3.2.2 ISD1730內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　ISD1730語(yǔ)音芯片采用CMOS技術(shù)，內(nèi)含晶體振蕩器、防混疊濾波器、平滑濾波器、自動(dòng)靜噪、音頻功率放大器及高密度多電平閃爍存儲(chǔ)陣列等，如圖3.7所示，因此只需很少的外圍器件就可構(gòu)成一個(gè)

76、完整的聲音錄放系統(tǒng)。</p><p>　　ISD1730 的獨(dú)立按鍵工作模式錄放電路非常簡(jiǎn)單且功能強(qiáng)大。不僅有錄、放功能，還有快進(jìn)、擦除、音量控制、直通放音和復(fù)位等功能。這些功能僅通過(guò)按鍵就可完成。 在按鍵模式工作時(shí)，芯片可以通過(guò)/LED 管腳給出信號(hào)來(lái)提示芯片的工作狀態(tài)，并且伴隨有提示音，用戶也可自定 4 種提示音效：</p><p>　　錄音操作： 按下 REC 鍵，/REC 管腳電平

77、變低后開(kāi)始錄音，直到松開(kāi)按鍵使電平拉高或者芯片錄滿時(shí)結(jié)束。錄音結(jié)束后，錄音指針自動(dòng)移向下一個(gè)有效地址。而放音指針則指向剛剛錄完的那段語(yǔ)音地址。 </p><p>　　放音操作： 放音操作有兩種模式，分別是邊沿觸發(fā)和電平觸發(fā)，都由/PLAY 管腳觸發(fā)。 </p><p>　　1）邊沿觸發(fā)模式： 點(diǎn)按一下 PLAY 鍵，/PLAY 管腳電平變低便開(kāi)始播放當(dāng)前段的語(yǔ)音，并在遇到 EOM 標(biāo)志后自

78、動(dòng)停止。放音結(jié)束后，播放指針停留在剛播放的語(yǔ)音起始地址處，再次點(diǎn)按放音鍵會(huì)重新播放剛才的語(yǔ)音。在放音期間，LED燈會(huì)閃爍直到放音結(jié)束時(shí)熄滅。如果在放音期間點(diǎn)按放音鍵會(huì)停止放音。 </p><p>　　圖3.7 ISD1730內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　2）電平放音模式： 如果一直按住 PLAY 鍵，使/PLAY 管腳電平持續(xù)為低，那么會(huì)將芯片內(nèi)所有語(yǔ)音信息播放出來(lái)，并且循環(huán)播放直到松開(kāi)

79、按鍵將/PLAY 管腳電平拉高。在放音期間 LED 閃爍。當(dāng)放音停止，播放指針會(huì)停留在當(dāng)前停止的語(yǔ)音段起始位置。 </p><p>　　快進(jìn)操作： 點(diǎn)按一下 FWD 按鈕將/FWD 端拉低，會(huì)啟動(dòng)快進(jìn)操作?？爝M(jìn)操作用來(lái)將播放指針移向下一段語(yǔ)音信息。當(dāng)播放指針到達(dá)最后一段語(yǔ)音處時(shí)，再次快進(jìn)，指針會(huì)返回到第一段語(yǔ)音。當(dāng)下降沿來(lái)到/FWD 端時(shí)，快進(jìn)操作還要決定于芯片當(dāng)時(shí)的狀態(tài)： </p><p&g

80、t;　　1）若芯片在掉電狀態(tài)并且當(dāng)前播放指針的位置不在最后一段，那么指針會(huì)前進(jìn)一段，到達(dá)下一段語(yǔ)音處。 </p><p>　　2） 若芯片在掉電狀態(tài)并且當(dāng)前播放指針的位置在最后一段，那么指針會(huì)返回到第一段語(yǔ)音處。</p><p>　　3）若芯片正在播放一段語(yǔ)音（非最后一段），那么此時(shí)放音停止，播放指針前進(jìn)到下一段，緊接著播放新的語(yǔ)音。 </p><p>　　4）若芯

81、片正在播放最一段語(yǔ)音，那么此時(shí)，放音停止，播放指針?lè)祷氐降谝欢握Z(yǔ)音，緊接著播放第一段語(yǔ)音。 </p><p>　　擦除操作： 擦除操作分為單段擦除和全體擦除兩種擦除方式，區(qū)別如下：</p><p>　　單個(gè)擦除：只有第一段或最后一段語(yǔ)音可以被單個(gè)擦除。點(diǎn)按一下 ERASE 健將/ERASE 管腳拉低，這時(shí)具體的擦除情況要看播放指針的狀態(tài)： 1）如果芯片空閑并且播放指針指向第一段語(yǔ)音，則會(huì)刪

82、除第一段語(yǔ)音，播放指針指向新的第一段語(yǔ)音（執(zhí)行擦除操作前的第二段）； 2）如果芯片空閑并且播放指針指向最后一段語(yǔ)音，則會(huì)刪除最后一段語(yǔ)音，播放指針指向新的最后一段語(yǔ)音（執(zhí)行擦除操作前的倒數(shù)第二段）； 3）如果芯片空閑并且播放指針指向沒(méi)有指向第一或最后一段語(yǔ)音，則不會(huì)刪除任何語(yǔ)音，播放指針也不會(huì)被改變 ；4）如果芯片當(dāng)前正在播放第一段或最后一段語(yǔ)音，點(diǎn)按下 ERASE 鍵會(huì)刪除當(dāng)前語(yǔ)音。 </p><p>　　全體

83、擦除： 當(dāng)按下 ERASE 鍵將/ERASE 管腳電平拉低超過(guò) 2.5 秒鐘，會(huì)觸發(fā)全體擦除操作，刪除全部語(yǔ)音信息。 </p><p>　　復(fù)位操作： 如果用RESET控制此管腳，建議/RESET管腳與地之間連接一個(gè)0.1μF電容。當(dāng)/RESET被觸發(fā)，芯片將播放指針和錄音指針都放置在最后一段語(yǔ)音信息的位置。</p><p>　　音量操作： 點(diǎn)按一下VOL鍵將/VOL管腳拉低會(huì)改變音量大小

84、。每按一下，音量會(huì)減小一檔，再到達(dá)最小檔后再按的話，會(huì)增加音量直到最大檔，如此循環(huán)。總共有8個(gè)音量檔供用戶選擇，每一檔會(huì)改變4dB。復(fù)位操作會(huì)將音量檔放在默認(rèn)位置，即最大音量。 </p><p>　　FT直通操作： 將/FT管腳與GND短接，持續(xù)保持在低電平會(huì)啟動(dòng)直通模式。 </p><p>　　3.2.3 ISD1730與單片機(jī)的連接圖</p><p>　　當(dāng)按下

85、S1鍵,輸出一個(gè)低電平，/REC端為低電平有效，開(kāi)始執(zhí)行錄音操作。當(dāng)松開(kāi)S1時(shí)則為高電平，錄音停止。當(dāng)按下S2時(shí)，輸出一個(gè)低電平，/PLAY為低電平有效，那么會(huì)將芯片內(nèi)所有語(yǔ)音信息播放出來(lái)，并且循環(huán)播放直到松開(kāi)按鍵將PLAY 管腳電平拉高。在放音期間 LED 燈閃爍。當(dāng)放音停止，播放指針會(huì)停留在當(dāng)前停止的語(yǔ)音段起始位置。 當(dāng)松開(kāi)S1時(shí)則為高電平，放音停止。當(dāng)按下S3，輸出為低電平，ERASE 鍵將 ERASE 管腳電平拉低超過(guò) 2.5

86、秒鐘，會(huì)觸發(fā)全體擦除操作，刪除全部語(yǔ)音信息。 </p><p>　　圖3.8 ISD1730與單片機(jī)的連接</p><p>　　當(dāng)按下S4時(shí)， FWD 端拉低，會(huì)啟動(dòng)快進(jìn)操作?？爝M(jìn)操作用來(lái)將播放指針移向下一段語(yǔ)音信息。當(dāng)按下S6時(shí)，將 VOL 管腳拉低會(huì)改變音量大小。每按一下，音量會(huì)減小一檔，再到達(dá)最小檔后再按的話，會(huì)增加音量直到最大檔，如此循環(huán)。按下S5鍵時(shí)，RESET 管腳與地之間連

87、接 一個(gè) 0.1 μF 電容。當(dāng) RESET 被觸發(fā)，芯片將播放指針和錄音指針都放置在最后一段語(yǔ)音信息的位置，芯片就復(fù)位了。與單片機(jī)的連接圖如圖3.8所示。</p><p><b>　　3.3 時(shí)鐘模塊</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)利用單片機(jī)80C51和時(shí)鐘芯片DS1302進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，讀取和寫入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。本設(shè)計(jì)主要涉及3個(gè)方面的內(nèi)容：一個(gè)方面是如何針對(duì)系統(tǒng)的需

88、要選擇合適的時(shí)鐘芯片，二是如何設(shè)計(jì)外圍電路和單片機(jī)的接口電路，三是如何編寫控制時(shí)鐘芯片的單片機(jī)的程序。</p><p>　　3.3.1 DS1302的簡(jiǎn)介</p><p>　　DS1302時(shí)鐘芯片可以工作于24小時(shí)模式或AM/PM的12小時(shí)模式。其內(nèi)部包含了10個(gè)小時(shí)寄存器和31字節(jié)RAM，這些寄存器和RAM用來(lái)存放各種時(shí)間數(shù)據(jù)。在使用時(shí)，可以對(duì)芯片的當(dāng)前時(shí)間進(jìn)行設(shè)定。</p>

89、<p>　　芯片采用了簡(jiǎn)單的I2C三線通信方式，便于節(jié)省芯片和與之接口的微處理器管腳。芯片有著2.0～5.5V的寬供電電壓范圍，在5V供電時(shí)其接口與TTL電平兼容；并且功耗很低，在2.0V供電時(shí)僅耗300nA的電流。實(shí)時(shí)時(shí)鐘可提供秒、分、時(shí)、日、星期、月和年，一個(gè)月小于31日時(shí)可自動(dòng)調(diào)整，包括閏年，有效至2100年。可采用12h或24h方式計(jì)時(shí)，采用雙電源（主電源和備用電源）供電，可設(shè)置備用電源充電方式，同時(shí)提供了對(duì)后背電

90、源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。芯片為8引腳小型封裝，DS1302實(shí)時(shí)芯片的主要性能如下[15]：</p><p>　　31字節(jié)RAM存儲(chǔ)時(shí)間數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　2.0～5V供電。</b></p><p>　　支持單字節(jié)傳輸模式和突發(fā)式傳輸模式。</p><p>　　8針DIP封裝和SOIC封裝。</p&

91、gt;<p>　　3線接口，簡(jiǎn)單易用。</p><p><b>　　兼容TTL電平。</b></p><p>　　操作溫度-40～+85°C.</p><p>　　3.3.2 內(nèi)外部結(jié)構(gòu)</p><p>　　1.管腳圖及管腳說(shuō)明[15]</p><p>　　DS1302是一

92、個(gè)可編程的涓流充電器，具有主電源和備份電源的雙電源管腳。DS1302的8針DIP封裝如圖3.9所示。DS1302各引腳說(shuō)明如下：</p><p>　　圖3.9 DS1302引腳排列圖</p><p>　　1）Vcc2（1腳）：在雙電源供電系統(tǒng)中的主電源管腳。</p><p>　　2）X1（2腳）：連接一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的32768Hz石英晶體。DS1302也可用外部振蕩器驅(qū)動(dòng)

93、，這是X1管腳連接外部振蕩器信號(hào)，X2懸浮。</p><p>　　3）X2（3腳）：連接一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的32768Hz石英晶體。DS1302也可用外部振蕩器驅(qū)動(dòng)，這是X1管腳連接外部振蕩器信號(hào)，X2懸浮。</p><p>　　4) GND（4腳）：電源地。</p><p>　　5）RST（5腳）：復(fù)位信號(hào)，在一個(gè)讀寫期間必須保持高電平。</p><p&

94、gt;　　6）I/O（6腳）：雙向數(shù)據(jù)線管腳。</p><p>　　7）SCLK(7腳)：串行接口的同步時(shí)鐘。</p><p>　　Vcc1（8腳）：在單電源供電系統(tǒng)中的電源管腳，在雙電源系統(tǒng)中接備份電源。</p><p><b>　　2、內(nèi)部功能圖</b></p><p>　　DS1302的內(nèi)部框圖如圖3.10所示，從

95、圖中可以看出，DS1302由電源控制模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、振</p><p><b>　　Vcc1</b></p><p><b>　　Vcc2</b></p><p><b>　　GND</b></p><p><b>　　I/O</b></p>

96、<p><b>　　DATA BUS</b></p><p><b>　　SCLK</b></p><p><b>　　RST</b></p><p>　　圖3.10 DS1302的內(nèi)部功能框圖</p><p>　　蕩器和分時(shí)器、輸入移位寄存器、命令和控制邏輯以及

97、RAM組成。各部分介紹如下：</p><p>　　1）振蕩器和分頻器是整個(gè)時(shí)鐘芯片的基準(zhǔn)，它決定了時(shí)鐘芯片的精度，芯片可以外接一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的石英晶體，也可以用外部振蕩器驅(qū)動(dòng)；</p><p>　　2）命令和控制器邏輯根據(jù)不同的指令對(duì)時(shí)鐘芯片進(jìn)行不同的操作；</p><p>　　3）內(nèi)部RAM主要用來(lái)存儲(chǔ)時(shí)間信號(hào)。</p><p>　　3.3.3

98、工作原理及原理圖</p><p>　　DS1302與單片機(jī)的連接僅需要3條線，即SCLK、I/O、RST、。Vcc2在單電源與電池供電的系統(tǒng)中提供低電源并提供低功率的電池備份。Vcc2在雙電源系統(tǒng)中提供主電源，在這種運(yùn)行方式下Vcc1連接帶備份電源，以便在沒(méi)有主電源的情況下能保存時(shí)間信息以及數(shù)據(jù)。DS1302由兩者中的較大者供電。當(dāng)Vcc2大于Vcc1+0.2V時(shí)，Vcc2給DS1302供電。當(dāng)Vcc2小于Vcc

99、1時(shí)，DS1302由Vcc1供電[15]。</p><p>　　DS1302在單片機(jī)系統(tǒng)中的典型應(yīng)用電路如圖3.11所示，RST接在P0.5上，此引腳為高電位時(shí)，選中此芯片，可對(duì)其進(jìn)行操作。串行數(shù)據(jù)線I/O與串行時(shí)鐘線SCLK分別接在P0.6和P0.7上，所有的單片機(jī)地址、命令及數(shù)據(jù)均通過(guò)這兩條線傳輸。</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，89C51為主器件，DS1302為從器件，主器件在總線

100、上產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖、尋址信號(hào)、數(shù)據(jù)信號(hào)燈，而從器件則相應(yīng)接收數(shù)據(jù)、傳送數(shù)據(jù)。</p><p>　　圖3.11 89C51與DS1302的接口電路</p><p>　　對(duì)DS1302的每一次讀寫需16個(gè)時(shí)鐘脈沖，前8個(gè)脈沖輸入操作地址和讀寫命令，命令格式可以參考DS1302的數(shù)據(jù)手冊(cè)。其中，Bit7必須為1；Bit0為0時(shí)向芯片寫入數(shù)據(jù)，為1時(shí)從芯片讀出數(shù)據(jù)；Bit6～Bit1選定芯片中的地址

101、。后8個(gè)脈沖寫入或讀出數(shù)據(jù)。</p><p>　　3.4 液晶顯示電路</p><p>　　液晶顯示器是一種功耗極低的顯示器件，按其功能可分為兩大類：段式液晶顯示器和點(diǎn)陣液晶顯示器。前者可顯示數(shù)字、字符和符號(hào)等，而點(diǎn)陣式液晶顯示器還可以顯示漢字和任意圖形，達(dá)到圖文并茂的效果，其應(yīng)用越來(lái)越廣泛，與LED相比，液晶顯示器(LCD)具有以下的優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　1

102、）工作電壓低、微功耗、可以和大規(guī)模集成電路相匹配，使便攜式計(jì)算機(jī)成為可能。</p><p>　　2）體積小。采用平板型結(jié)構(gòu)，使用方便。</p><p>　　3）屬被動(dòng)顯示器件，適合戶外用戶使用，符合人眼的視覺(jué)習(xí)慣。</p><p>　　4）顯示信息量大、無(wú)電磁輻射、接口方便。</p><p>　　3.4.1 LCD1602的簡(jiǎn)介</p&

103、gt;<p>　　字符型液晶顯示是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式LCD，本設(shè)計(jì)采用的是LCD1602型液晶顯示器，其外形尺寸為80×36×14，單5V供電，由左到右共16個(gè)引腳，其實(shí)物如圖3.12所示。字符[9-10]。</p><p>　　圖3.12 1602字符型液晶顯示器實(shí)物圖</p><p>　　此芯片的正常工作時(shí)電流僅2.0mA/5.0

104、V，通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)關(guān)閉屏幕能夠更有效的降低功耗。LCD1602分兩行顯示，每行可顯示多達(dá)16個(gè)字符。LCD1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（CGROM）已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，通過(guò)內(nèi)部指令可實(shí)現(xiàn)對(duì)其顯示多樣的控制，并且還能利用空余的空間自定義1602LCD采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳（無(wú)背光）或16腳（帶背光）接口，各引腳接口說(shuō)明如下：</p><p>　　VSS（1腳）：電源地。</p>

105、<p>　　VDD（2腳）：+5V邏輯電源。</p><p>　　V0（3腳）：V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度 。</p><p>　　RS（4腳）：RS為寄存器的選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。</p><p>　　RW

106、（5腳）：RW為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和RW共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平RW為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平RW為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。 </p><p>　　E（6腳）：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。 低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。</p><p>　　DB0～DB7（7～14腳）:8位數(shù)據(jù)線引線

107、。</p><p>　　圖3.13 點(diǎn)陣字符圖形集</p><p>　　1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（CGROM)已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，如圖3.13所示，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時(shí)模塊把地址41H中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來(lái)，我們就

108、能看到字母“A” 。</p><p>　　對(duì)DDRAM的內(nèi)容和地址操作，HD44780的指令集及其設(shè)置說(shuō)明，共有11條指令[9-10]如表2至表12：</p><p><b>　　表2 基本操作時(shí)序</b></p><p>　　功能：<1> 清除液晶顯示器，即將DDRAM的內(nèi)容全部填入“空白”的字符碼20H; <

109、;2> 光標(biāo)歸位，即將光標(biāo)撤回液晶顯示屏的左上方; <3> 將地址計(jì)數(shù)器(AC)的值設(shè)為0。 </p><p><b>　　表3 光標(biāo)歸位指令</b></p><p>　　功能：<1> 把光標(biāo)撤回到顯示器的左上方; <2> 把地址計(jì)數(shù)器(AC)的值設(shè)置為0; <3> 保持D

110、DRAM的內(nèi)容不變 </p><p>　　表4 輸入模式設(shè)置指令</p><p>　　功能：設(shè)定每次寫入1位數(shù)據(jù)后光標(biāo)的移位方向，并且設(shè)定每次寫入的一個(gè)字符是否移動(dòng)。</p><p>　　參數(shù)設(shè)定的情況如下所示： I/D            0

111、=寫入新數(shù)據(jù)后光標(biāo)左移      1=寫入新數(shù)據(jù)后光標(biāo)右移 S              0=寫入新數(shù)據(jù)后顯示屏不移動(dòng) 1=寫入新數(shù)據(jù)后顯示屏整體右移1個(gè)字 </p><p>　　表5 顯示開(kāi)關(guān)控制指令</p

112、><p>　　功能：控制顯示器開(kāi)/關(guān)、光標(biāo)顯示/關(guān)閉以及光標(biāo)是否閃爍。參數(shù)設(shè)定的情況如下： D                0=顯示功能關(guān)          

113、; 1=顯示功能開(kāi) C                0=無(wú)光標(biāo)               1=有光標(biāo) B 

114、60;              0=光標(biāo)不閃爍           1=光標(biāo)閃爍 </p><p>　　表6 設(shè)定顯示屏或光標(biāo)移動(dòng)方向指令</p>&

115、lt;p>　　功能：使光標(biāo)移位或使整個(gè)顯示屏幕移位。參數(shù)設(shè)定的情況如下： S/C               R/L              

116、0; 設(shè)定情況 0                 0          光標(biāo)左移1格，且AC值減1 0     &

117、#160;           1          光標(biāo)右移1格，且AC值加1 1             

118、;    0          顯示器上字符全部左移一格，但光標(biāo)不動(dòng) 1                 1   &#

119、160;      顯示器上字符全部右移一格，但光標(biāo)不動(dòng) </p><p><b>　　表7 功能設(shè)定指令</b></p><p>　　功能：設(shè)定數(shù)據(jù)總線位數(shù)、顯示的行數(shù)及字型。參數(shù)設(shè)定的情況如下： DL        

120、0;                    0=數(shù)據(jù)總線為4位 1=數(shù)據(jù)總線為8位 N             

121、;                 0=顯示1行 1=顯示2行 F