公共汽车智能语音报站系统

1、公共汽车智能语音报站系统作者:日期:课题:公共汽车智能语音报站系统、设计内容1.基本要求：采用复杂可编程逻辑器件设计一个功能完善、具有实用价值的智能语音报站系统，通过按键控制可以用语音播报公共汽车所有的到站信息和下一目标站的信息，站间还可任意穿插简短的广告信息和城市文明规范，给乘客提供轻松、健康的乘车环境。甚至在2 .提高要求：具有站位显示和人性化的录音操作功能。二、技术要求1. 语音信息分17段以上，至少保证9站线路的语音播报信息的存储；2. 能按报站要求任意组合放音；3 .具有正报、反报、重报、回退、复位功能(其中回退为提高要求);4 .有加、减、正反选择、重复、清零、录音、放音、地址选择

2、等按键或DIP开关;5.输出不失真功率大于125mW;6 .能实现指定地址人工控制长度的录音；7. 能用LED指示当前站的位置(提高要求);8. 每次播报时，每条信息必须播报两次；9 .具有在系统编程功能；三、设计原理1.1 SD 142 0单片2 0秒高保真语音录放ICISD1420为美国I SD公司出品的单片语音录放电路。内部电路由振荡器、语音存储单元、前置放大电路、抗干扰滤波器和输出放大器组成。最小的录放系统仅由一个麦克风、一 hPRCM永久存储单元，个喇叭、两个按钮、一个电源和少数电阻电容组成。录音内容存入具有零功率信息存储功能，这个独一无二的方法是借助于美国I S D公司的专利一一直

3、接模拟存储技术(D AS T TM)实现的。利用它，语音和音频信号被直接存储，以其原本的模拟形式进入Wprom存储器。直接模拟存储允许使用一种单片固体电路方法完成其原本语音的再现,不仅语音音质优美，而且具有断电语音保护功能。特点:所需外围元件少，电路简单，操作方便。采用直接模拟量存贮技术D A ST(Direc t Ana lo g Strorage Tech no logy),再现优质原声，没有常见的背景噪声。零功率信息存贮，省掉备用电源。信息可保存1 0年以上，可反复录放达10万次之多。语音固化无需专用编程或开发装置。较强的选址能力，可把存储器分成160段来进行管理。具有自动省电模式，此时

4、仅需 0. 5 uA的保持电流。单一电源供电。电气特性:工作电压V DD： 5V .静态电流ISTB：典型值0. 8 5叭，最大值为2 uA.工作电流IoP：典型值15 mA，最大值30m A电路图形符号及管脚功能说明?图1电路图形符号各管脚功能如下：_a3 :J1 eAf H JH J H曲A5HtH7LCrtV55rt5F-5F*ATI A I riFLPVLHLhVLEE匚KtLLEP佔LKATI AQUTFl icrcLFPll CHQCHV420名称管脚功能名称管脚功能AOA51 6地址AN A OUT2 1模拟输出A6、A 79、1 0地址（MSBANA IN2 0模拟输入VCCD

5、2 8数字电路电源AG C19自动增益控制VCCA1 6模拟电路电源MI C17麦克风输入VS SD1 2数字地MIC REF18麦克风参考输入VSSA13模拟地P LAYE2 4放音(边沿触发)S P+、-14、1 5喇叭输出+、-R EC27录音XC LK26外接定时器(可选)REC LED2 5发光二极管接口NC7、8、11、2 2空脚P LAYL23放音(电平触发)各管脚功能描述如下1) .A0A7地址输入端。IS D 1 410除A3，其余均为空脚(N C)。1 SD14 2 0的 地址输入端具有两个功能：作为信息地址线用(A0 A7= LOW):作为操作模选择用(A6和A7= H

6、IGH)。2 ). M I C驻极体话筒输入端。驻极体话筒通过电容C将音频信号耦合到该输出 端,C的电容值与该端内阻(10 KQ )决定ISD1 4 20通频带下限频率。3) .MICREF驻极体话筒参考输入端。4) . A NA I N模拟信号输入端。该端经 C、R与A N A OUT端相连，语音通频带下限频率取决于 C、R和该端输入阻抗 (2.7k Q ),除M IC端，该端亦可作为模拟信号 输入端。24dB。5 ) A NA O U T来自驻极体话筒的输入信号被放大输出至该端，前置放大器的电 压增益取决于 AGC电平,对于小信号输入电平，其最大增益为益，而且可扩展加大6).AGC自动增益

7、控制端。AGC可动态地调整前置放大器增AG C内阻抗（5 k Q ）MIC输入端的非失真信号的范围°AGC的响应时间是由和外部电容C来决定的；释放时间是C和R的RC时间常数决定的。7) . SP+、 SP 喇叭输出端。该端可直接驱动16 Q喇叭，可利用单端输出驱动喇叭，也可采用双端输出驱动喇叭。双端输出信号的功率是单端的四倍。单端输 出则需要该脚与喇叭之间串接10 0卩F的交流耦合电容。LED亮。当8). XCL K外接时钟振荡端。该端在实际应用中通常接地，如果需要更高的计 时精度，该端可外接时钟电路。9).RECLED发光二极管接口。当录音时，该端输出低电平，发光二极管录音停止或存

8、储器录满时，LED熄灭。1 0 ) . PLAY E边沿触发放音控制端。当该端输入一低脉冲，电路即进入放音状 态，直到结束，电路自动进入准备状态。,电路进入放音状态,11 ).P L AYL电平触发入音控制端。当该端电平变低并保持EC键优先于PL AY放音结束后电路进入准备状态。2）.REC录音触发端。录音期间该端必须一直保持低电平。RE或P LAY L其中一个放音键。如果在放音期间，遇RE C接低电平，放音立即停止，自动进入录音状态。3）. V SSD、VSSA数字地和模拟地。4）. V C CD、 V C CA数字电路电源正端和模拟电路电源正端。操作模式应用PL A Y E、PLAYL 或

9、 RECISD1420地址输入端具有双重功能 ，根据地址中的 A6、A7的电平状态决定 A0A 7的 功能。如果A6、A7有一个低电平，A0A 7输入全解释为地址位，作为起始地址用，此时地 址线仅作为输入端，在操作过程中不能输出内部地址信息。根据的下降沿信号，地址输入被锁定。如果A 6、7同为高电平时，它们即为模式位。用操作模式有两点要注意:1）所有初始操作都是从 0地址开始。0地址是ISD1420存储空间的起始端，后面的操作 可模拟模式的不同，而从不同的地址开始工作。当电路中录放音转换将进入省电状态时，地 址计数器复位为0。as2）当PL A Y E、PLAY L或RE C变为低电平，同时

10、A 6、A 7为高电平时，执行地址 线所对应的操作模式。这种操作模式一直执行到下一个低电平控制输入信号出现为止。操作模式可以与微控制器一起使用，也可用硬件连线得到所需系统操作。A0:信息检索（仅用于放音工作状态）。不知道每个信息的实际地址，A 0使操作者快速检 索每条信息，A0每输入一个低脉冲，可使利内部地址计数器跳到下一个信息。这种模式仅 用于放音工作，通常与A4操作同时应用。A1 :用于删除EOM标志（仅用于录音工作状态）。A1可使录入的分段信息成为连续的 信息，使用A 1可删除掉每段中间信息捷的EOM标志，仅在所有信息后留一个 EOM标志。当这个操作模式完成时，录放的所有信息就作为一个连

11、续的信息放出。A 3:用于循环重放信息（仅用于放音工作状态）。A3可使存于存储空间始端的信息自动 地连续重放。一条信息可以完全占满存储空间，那么循环就可以众头至尾进行工作，并由始至终反复重放。A4:连续寻址。在正常操作中，当一个信息放完，遇到一个EOM标志时，地址计数器就会 复位。A4可防止地址计数器复位，使得信息连续不断地放出。A2、A 5:未用2. 语音典型电路图vet +5UleK220*5£P-PL4YLMA I HMflCUTRECHICFEFUCCD UCCft y;sp 'jzaS2I SD1420REC二 cc4. ?u2725dZ3623e.01uI e K

12、R40- luIS203151 K132 IS D 14 2 0典型应用电路图0 123456 7A<LIQ Q PLAVLY OP LAVE>100 -6Nat9RECLEDXCLKMICPSC470k3.语音芯片的分段存储设计为了能正确地进行语音播报，每条播报信息的要求组合后进行播报。然后根据必须将20秒的语音芯片分段存储所需的内容，根据分析，一个全长九站的线路，语音信息分18段存储即可，分段表如下:地址（二进制）地址（十进制）单元数时间长度（S）内容0 0-010 -120. 25空白02 - 072 - 760.75“前往”0 8 -0F8- 1581“小龙坎”10 -17

13、16-2 381“石桥铺”18-1 F2 4-3 181“歇台子”20-2732-3981“石油路”28-2 F40 - 4 781“大坪”3 0-374 8 -5581“鹅岭公园”3 8 -3F5 6 -6 381“两路口”40-476 4 -7 181“解放碑”4 8-4F72 - 7 981“终点站”5 0 -5780-8 781“所有”58 - 5F8 8-9581“到了”6 0 -679 6-10381“下一站”68 - 6F1 0 4-11181“需要在”7 0-81112-129243“下车的乘客请下车”7 4-81*1 16-1 2 9243（下车）的乘客请下车8 2 -8 7

14、1 1 6-1 2 9243“沙坪坝”88 -9 F136 1 5 92 43“的乘客请做好准备”其中74-8 1是70-81的子集，属于同一个存储段。4.控制电路CP L D设计3所示。系统的几乎所有控制逻辑均由CPL D实现，其逻辑框图如图SOUNDBADDCLEARPUY_EBREPEATCLK16MHZA了-0BPLAY END P N SELECTBCDM0BSUB图3 CPL D控制逻辑框图其中ADD是加计数按键输入 ;CL EA R是复位输入;REPEAT是重复播报按键输入;CLK16 MH z是时钟输入端，信号频率为 16M Hz ;PL AY_END 是I S D1420的放

15、音结束 信号，该信号是低有效；P N_SELEC T是方向选择输入端，当该输入端为低电平时，播报信息是正向播报，反之，当为高电平时，播报信息是逆向播报；S U B是减计数按键输入。P LAY _E是触发语音播放的输出端；A 7 : 0是地址输出端，用于给语音芯片播放时提供语音地 址;BCD3:0是驱动显示译码的输出端，用于同步显示汽车到站信息。CPLD控制逻辑电路的内部结构如图4所示。系统工作控制过程如下：汽车正向行驶时将P_N_ S ELECT置为低电平，当需要播报语音信息时，按下AD D键即可。注意，每按一次ADD键，播报的语音信息就自动加1,并立即播报两次，所以正常情况下只需按ADD键即

16、可。如果出现堵车等特殊情况，需要再次播报已经播报过的信息 ，驾驶员只需按下R EP EA T，则可以通过连续键即可，该键可任意次重复执行。如果出现汽车站点与播报信息错位的情况 按AD D键快进或连续按S U B键快退进行调整。时钟信号的作用是用于产生按键去抖动的50Hz信号和延时用的1 kH Z信号。PLAY_ E N D输入端不是一个按键输入，而是语音芯片的输出端，是低有效，该信号有效时表示当前播报的一段语音信息已经结束，利用该信息去触发下一段语音信息的播报，就可一条完整的语音信息由 8段组成,以使需要播报的一条完整的语音信息连续流畅地播放出来。如果每一条语音信息播报两次，则需要一个16进制

17、的计数器,如图中的COUNT_1 6模块,也就是图中的120。|B>Kt YIN 13212 3d怎5Flay e27C0UNT1&_L_DCP DCP"U 8ND"Q3：UJ134vccUDACRP仃3ld* doutl/0 adrfJll126 _133COUMT_X”愉呛溜; I IGQPJDF_N_5l=LECr?IADP|2 /*DR|1 3DRP AUH|7Q*却Q0COACR|6:：r)CLK1E：VHZ>o>IPLAY END、COUNT IEdk Q3JI2UCODECOADP呵 BCD3口156133gramj图4 CPLD控制

18、逻辑顶层电路图一条语音信息连续播放的原理如下：任何时候只要按下ADD、SUB、R EPEAT、 CLE AR四个键中的一个，由于七输入或门I 35的作用都会触发一次语音的播报，且存储语音信息的高5位地址已经确定，其中AD R： 7由CO UN T16_ U_D确定，所以按键 ADDP_N_SE L E C T确定,A D R6:3由双向计数器可以使AD R： 6:3加1以指向下一条语音信AD R 6 : 3减1以指向上一条语音信息地址表息地址表的存储位置，同理按键SUB可以使的存储位置，而 REPE AT将不改变ADR :6:3以指向当前条语音信息地址表的存储位置,按键C LEAR可以使A D

19、 R6:3 全为0以指向第一条语音信息地址表的存储位置。按键ADD、SU B、REPEAT、CL EAR都有3个功能，第一个功能是前面讲的修改AD R 6 :3，第二个功能是使16进制计数器I20清零以便从该条信息的第 1段开始播放，第三个功能是通过I35PL A Y E,产生语音播放信号 PLAY_E，该信号连接到语音芯片的边沿触发放音控制端使语音芯片开始播放语音信息。当第1段语音信息播放完后,ISD14 2 0将输出P L AY_ END信号,P LA Y_END信号作为1 6进制计数器的CL K输入端将使120计数为条语音信息0 0 01,该计数器的低3位输出作为存储器的低3位地址输入将

20、指向当前的第2段，同时PLA Y_ END信号通过I 32延时后经I35还将产生语音播放信号PL,但这次AY _E，该信号作用于语音芯片ISD 1 42 0后又使语音芯片开始播放语音信息播放的是第 2段语音信息。I 3 2延时的目的是保证在 PLA Y _E信号有效时,PL A Y2段播放完成后又将播放第E ND已经使16进制计数器完成计数。以此类推，第3段、第4段直到第8段。当第8段播放完后I20的输出为1000,由于计数器的最高位未用，所以语音播放又将从该条的第1段重复播放,接下来是第2段、第3段直到第8段。当第二次的第8段播放完后I20的输出变为0000,因此16进制计数器产生的进位信号

21、CO将屏蔽 PLA Y _ E ND,使语音播放停止。息重复播放两次的目的。这样就达到了每条语音信值得注意的是，七输入或门13 5除了对A DD、SUB、RE PEA T、CLEAR 和 PLAY_END敏感外，它还有两个输入端 ，分别接的是16进制双向计数器的 CO与B 0,正常工作时C O与BO都为0,所以不产生任何影响，但当1 6进制计数器产生了进位C O或借位BO时,将封锁I35使之不能产生 PLAY_ E信号，即当汽车运行到终点站后，语音播报就将停止，这样就可防止语音播报器又从头播报。因为这样的播报是错误的。正确的播报应该是改变播报的方向重新播报。因此，只有当按下CLEAR键后，C

22、O或BO才会消失，语音播报才会重新正常地工作。(1)16进制双向计数器 COUNT16 _ U _D该模块有3个输入信号和三个输出信号，其中一个输出信号为逻辑向量输出信号。该逻辑向量输出信号为 Q3. 0,它是16进制计数器的B C D码输出信号，由4位B C D码组CO和借位输出信号BO。成，代表计数器的计数值。另两个输出信号分别是进位输出信号 每当加计数从1 111变为000 0后就使进位输出 CO为高电平，每当减计数从0000变为1111后就使借位输出B O为高电平。C P_D是减法计数器的计数输入信号 ,C P_U是加法计数器的计数输入信号，RD是高有效计数器异步清零信号。16进制双向

23、计数器的工作时序如图5所示。从图中可以看出计数器是双向计数的 ，在C P_ U的作用下是加计数， 在C P_D的作 用下是减计数，并且不管是加计数还是减计数只要产生了进位信号CO或借位信号BO计数器都将停止计数，直到异步清零信号RD有效后，才会重新开始计数。LrL_rL_rLrL_rL_runo CP_D c已u |3：0JCDRDr Lr L_rLJLrLjmL_rnJ-_L 1TxT> x 图51 6进制双向计数器工作时序(2 ) 1 6进制计数器C OUNT 16该模块有两个输入信号和两个输出信号，其中一个输出信号为逻辑向量输出信号。该逻辑向量输出信号为Q 3.0,它是16进制计数

24、器的 BCD码输出信号，由4位B CD码组成,O。每当计数到 1111后就使进位代表计数器的计数值。另一个输出信号是进位输出信号C16进制计数器的工作时序如图6所示。输出CO为低电平。clk是计数器的计数输入信号，c 1 ear是高有效计数器异步清零信号。CLK CLEAR C3.0| cojirLTLjrLrLrLrLrrrrXTXX n XTXTXiXTXTXrXTXJXryiFyirXiFXiiXiTXJiXTXT图616进制计数器工作时序按键处理K EYI N该模块有4个输入信号和三个输出信号，其中一个输入信号为时钟输入信号，其余三个输入信号为按键输入，即key 1、key2和key3

25、。输出信号ou t 1、out2和ou t3分别是三个输入信号的延时去抖动输出信号。延时的长短与输入时钟的周期有关。按键处理的工作时通常按键的抖动时间不大于1序如图7所示。从图中可以看出按键的抖动被彻底地去掉了。0m S ,因此为去抖动目的输入时钟信号的频率可取50H乙如本例中的I7和I28,而如果仅仅是延时目的，则输入时钟的频率只与所需延时的长短有关，如本例中的I 32。(4 )分频模块COUNT_XCLK50HZ。通常按键的抖动时间不大0H Z，延时输入时钟的频率只与所需延时的长短有关，如本例中选用延时输入时钟的频率为1 k Hz。分频模块的工作时序如图8所示。(5)25 6字节只读存储器

26、 R O M2 5 6 8该模块有三个输入信号和一个输出信号，其中两个输入信号为存储器使能信号g1和g2,另一个输入信号为存储器地址输入信号，即ADR7 : 0 ，此为8位逻辑向量，因此存储器的寻址能力为25 6 ,即存储器有2 56个存储单元。输出信号为 8位宽度的数据输出。本系SD 1420的分段地址为 8位, 所以这里设计的存储器的数据宽度也为8位。存储器模块的工作时序如图统中存储器用于存储语音信息播放时的分段地址。语音芯片I9所示。DQIJTI阿%1Vr .1VV5:Z.X.779R0一、? 丫 LnR图9存储器模块工作时序图该模块有一个输入信号和两个输出信号，输入信号为16M H Z

27、 时钟输入信号，输出信 号为系统所需的Ik Hz和50H Z信号，即CL K 1kHz、于10ms,因此为去抖动目的输入时钟信号的频率可取58段组成，因此每一条存储器分配原理是这样的，根据分析，每一条播报信息可以又 语音信息占用8个存储单元，这8个存储单元分别存储 8段语音信息的在语音芯片中的存储地址。总共9个站,除去起点站外，需要播报的只有8个站。由于每个站需要播报两次，因 此共需报站16次。第一次播报在汽车离开上一站的时候，告诉乘客下一站是什么站，提醒 需要下车的乘客作好准备，第二次播报在汽车到站以后，告诉乘客什么站已经到了，该下车的 乘客请下车。从上面的分析可见，汽车从起点站运行到终点站

28、的过程中，需要播报1 6条信息,16 8= 1 28个存储单元。汽车运行到终点站后，还会原路每条信息由8段组成，因此共需要返回。如果将前面运行的线路定义为正向行驶，那么原路返回的运行线路就定义为反向行驶。，因此反向行驶的播报内容也必须由于反向行驶时播报的内容和顺序不能与正向行驶的公用单独存储，所以，整个系统所需存储器容量为256字节。如下是只读存储器存储内容分配表，正向播报时ADR7 : =0,所以占用的是低128个存储器单元，反向播报时 ADR7 = 1,所以占用的是高128个存储器单元。A DR6:3为0000时 唯一确定了 8个存储器单元，这 8个单元由低3位地址ADR2: 0确定。下面

29、的表中每一行括号中的8个数值就是在A DR7和AD R6: 3 确定后的一条播报语音信息中组合的8段语音段的地址表。其中的“”表示空白语音，用于停顿。* * * * * * * *正向播报ADR7=0* * * * * * * * * * * * * * * * *8 0 2 0 81 36)ADR 6 :3 : : 0 0002(0 96“下一站”“小龙坎”“前往”“小龙坎”“的乘客请做好准备”ADR： 6:3:0 001?(0 888 0 1048 0 11“小龙坎”“到了”“需要在”“小龙坎”“下车的乘客请下车”ADR6 :3:0010 ?0(? 9 6 11 6136)“下一站”“石桥

30、铺”“前往”“石桥铺”“的乘客请做好准备”ADR： 6:3:0011(01 6 88104 16“石桥铺”“到了”“需要在” “石桥铺”“下车的乘客请下车”ADR6:3 :0100 -(09 6240 2 0 24 136 )“下一站”“歇台子”“前往”“歇台子”“的乘客请做好准备”ADR6 :3 : : 0 101? 一24 0(? 8 8 0 104 24 0 112)“歇台子”“到了”“需要在” “歇台子”“下车的乘客请下车”AD R ：6 :3:0110 ?96 0(? 3 20 2 03 2 136)“下一站”“石油路”“前往”“石油路”“的乘客请做好准备”ADR： 6:3:01 1

31、188 32 0(? 0104 3 2 0 112)“石油路”“到了”“需要在” “石油路”“下车的乘客请下车”A DR： 6:3:1000 ?(096 400 20 40 1 36)“下一站”“大坪”“前往”“大坪”“的乘客请做好准备”ADR6 :3:1001?：0 40 880 1044 0 0 11 2 )“大坪”“到了”“需要在”“大坪”“下车的乘客请下车”ADR6 :3:1 010?：0 96 48 0 24 8 136)“下一站” “鹅岭公园”“前往”“鹅岭公园”“的乘客请做好准备”AD R6:3 : :10 1 1(04 8 880 18 0 112 )“鹅岭公园”“到了”“需要

32、在”“鹅岭公园”“下车的乘客请下车”ADR： 6:3:1 100?(0 96 5 60 2 0 561 36)“下一站”“两路口”“前往”“两路口”“的乘客请做好准备”AD R6:3:11 0 1 (056 8 80 1 0 45 6 0 112)“两路口”“到了”“需要在” “两路口”“下车的乘客请下车”AD R6:3 :11 1 0(0 9 672 0 6 4 08 0 1 36)“下一站”“终点站”“解放碑”“所有” “的乘客请做好准备”ADR6: 3:1111 ?64720(? 0880 80 11 2 )“终点站”“解放碑”“到了”“所有”“（下车）的乘客请下车”反向播报:A D R

33、 7=1* * * * * * * * * * * * * * * *A DR： 6:3:0000-? (0960 56 1 3 6 )“下一站”“两路口”“前往”“两路口”“的乘客请做好准备”AD R6:3:00 01 8 56 0( ?8 0 1045 6 0112)“两路口”“到了”“需要在” “两路口”“下车的乘客请下车”ADR： 6:3 : :0010 ? ( 09 6 48 0 2048 136 )“下一站” “鹅岭公园”“前往”“鹅岭公园”“的乘客请做好准备”ADR6: 3:0011 48 0(?1 04 4 8 0 112)“鹅岭公园”“到了”“需要在”“鹅岭公园”“下车的乘客

34、请下车”ADR6:3 : :010 0 ?-(0 964 0020 40 1 3 6)“下一站”“大坪”“前往”“大坪”“的乘客请做好准备”A DR6: 3 :010 18 400( ?8 0 1 04 40 01 12)“大坪”“到了”“需要在” “大坪”“下车的乘客请下车”AD R ：6 :3 : :011 0 ? 09 63 2 0 2 0 321 3 6)“下一站”“石油路”“前往”“石油路”“的乘客请做好准备”ADR6: 3:0111 ?-8 8 0 1043 2 0 11 2)“石油路”“到了”“需要在” “石油路”“下车的乘客请下车”AD R6:3:1(0 96 24 0 20

35、24 136 )“下一站”“歇台子”“前往”“歇台子”“的乘客请做好准备”A DR6: 3:1 001?(02488 0 104 2401 1 2 )“歇台子”“到了”“需要在” “歇台子”“下车的乘客请下车”ADR 6:3:1 010?96 0(? 1 60 201 61 36)“下一站”“石桥铺”“前往”“石桥铺”“的乘客请做好准备”0 11 2 )A DR6:3 : :101 1 ?16 0(? 8 8 0 10 41 6“石桥铺”“到了”“需要在” “石桥铺”“下车的乘客请下车”ADR6:3:11 00(0 9 68 1 36)“下一站”“小龙坎”“前往”“小龙坎”“的乘客请做好准备”

36、0 1048 0 112)A DR6: 3 :11 0 1?0(? 8 8 8“小龙坎”“到了”“需要在”“小龙坎”“下车的乘客请下车”AD R6:3:(096 720130 0 80 136)“下一站”“终点站”“沙坪坝”“所有”“的乘客请做好准备”AD R6:3:13 0 0 880 80 1 16)“终点站”“沙坪坝”“到了”“所有”“（下车）的乘客请下车”输出信号为逻辑向量输出信号。该逻辑向量译码器模块COD E该模块有两个输入信号和一个输出信号，输出信号为B CD 3 .0 ,它是站数的BCD 码输出信号，由4位BCD码组成，代表当前到站信息。输入信号 A D R 6 :3和C O是

37、16进制双向计数器的输出信号和进位输出信号。通过对 该信号的译码，可得到每个站的站编号的数值。译码器的工作时序如图10所示。COncn|3；ii|<: ; a Y#1 s :" t X 7 二图10译码器工作时序四、可编程逻辑器件的设计1.1 spLSI 1 032 E 特性1 spLSI 1 03 2 E是美国L attice半导体公司研制的新一代复杂可编程逻辑器件CPLD,是目前市场上功能较强、产品性能优良、开发设计方便易用的可编程逻辑器件之一。它的 编程采用了在系统可编程（1 sp）技术，其主要特性如下：高集成度、高速度等效逻辑门为6000个;宏单元数为1 2 8个;寄存

38、器为192个;I /O引脚64个;专用输入端8个,最高工作频率 125MH Z ,最小传输延时7. 5ns;在系统编程具有在系统编程的能力，不需专用编程器全部参数均可测试，保证百分之百的编程、效验准确率可反复编程达1万次之多。电气特性工作电压：支持 5V、3.3V、2 .5 V;一电源供电；氐功耗;其它功能结构灵活、使用方便;具有设计可移植性；具有全局时钟分配网络有内建存储器（6 0 00系列）;具有边界扫描功能；具有防非法COP 丫的加密单元;引脚图及功能说明1 1所示。i spL S I 1 0 32E各管脚功能如表2所示，其引脚图如图表2. ispLS I 1 0 32E各管脚功能如下:

39、名称管脚功能I / 0 0 1/0 63如图输入/输出端口Y0 Y32 0、66、63、6 2专用时钟输入引脚VC C21、65电源端GND1、22、4 3、64接地端RESET24全局复位信号isp EN23isp编程信号控制线SDI/IN025isp编程信号控制线/专用输入MODE/IN14 2isp编程信号控制线/专用输入SD 0/ IN 24 4isp编程信号控制线/专用输入SC LK/ IN 36 1i S p编程信号控制线/专用输入GOE 0/ I N467全局OE输入脚/专用输入GOE 1/ I N584全局OE输入脚/专用输入IN 62专用输入专用输入19IN7寻M存0A7ea

40、-e5e豈 gE_ s-e se g c&旦 AeH T & lir U& & o 卩 F 0 Inh nAJ fcjtT T T3 41 .1 1driSi am m山5 4 33 _JJ 5 5J D- o D oK K K »Jb 1 N q .v T 7 6 b-5 6 7 0111 JI ddddIN 瑚OBQY1VLC.n .nI .h-n 4 Hh-n1-l£pLSII032E-70UB4b3 AJtb fidddG £囲a榊IH 1网1J 4- up ?| 5 1 Ji J- AJ D P D D O 卩 F K 卩

41、 M h n rm u s. JI R- tu- / s s0 52 i町 阳nh5 45 $畀L"driridd.nD 1 3 3 4 5 E.0 0 4 4 6 0 QIT IT IT 1 1 If 1GFIrbR.u J u u u u u J u u u u J u u J uk-sce£引脚图SEJ更二_口 AOjI06s8邑i. Wl1 0 32E 7 0LJ8411 i spL S I2. is p LSI 1032 E 的编程接口（MOD E）、串行ISP的接口有5个信号线：在系统编程使能输入（ispEN卜模式输入数据输入（SDI）、串行数据输出（S DO）

42、、串行时钟输入（S CL K）。机；（3） i spLSI对is p LS I器件进行编程要具备以下三个条件:（1）编程电缆；（2）PC系列器件下载软件。图1 2是ispL S I器件与下载电缆的插座连线图，该插座安装在用户P CB板上。图12 I S P插座接线图113. ispLS I 1 03 2 E的管脚分配,通常考虑是最大限度地方便布局和布线。下表是一种分C PL D的管脚分配具有任意性 配方案的举例。Input PinsPin NamePin AttributeADDLOCK 57, P ULLU PCLEARLOCK 55, P ULLU PCLK16MHZLOCK 26, P

43、ULLU PPLAY_ENDLOCK 75, P ULLU PP_N_SELECTLOCK 76, P ULLU PREPEATLOCK 54, P ULLU PSUBLOCK 56, P ULLU POut put P insPin NamePin AttributeA0LOCK 74, P ULLU PA1LOCK 73, P ULLU PA2LOCK 72, P ULLU PA3LOCK 71, P ULLU PA4LOCK 70, P ULLU PA5LOCK 69, P ULLU PA6LOCK 68, P ULLU PA7LOCK 59, P ULLU PBCD0LOCK 3, P

44、 ULLU PBCD1LOCK 4, P ULLU PBCD2LOCK 5, P ULLU PBCD3LOCK 6, P ULLU PPLAY_ELOCK 58, P ULLU P五、系统电路连接图系统电路连接图如图13所示（见最后一页）。实际焊接时必须注意对滤波电容的布局。六、元器件清单 I spL S I 1032E CP L D1 M Hz晶体振荡器？2?1IS D142 0单片2 0秒高保真语音录放芯片1话筒?C D 451 1 BCD七段显示译码器（共阴）L ED七段显示器（共阴）？I DC10 is p 插座?2DI P1 4插座 ？?1 DI P16插座?2 DIP2 8 插座

45、？?(11) PGA 8 4_ 1 3X1 3 插座 ？?1（12）电阻？ ？若干(13) DI P开关(8 路)(14)电容？若干(15)8Q喇叭?(16)5发光二极管?2?11(17)(18)(19)按键开关?若干实验电路板（可安装PGA84_ 13X 13插座）LM 3 86集成功放芯片1999.9七、主要参考文献1 ?宋万杰，罗丰，吴顺君.C PLD技术及其应用.西安：西安电子科技大学出版社,2 0 0 0.1 22000.32?李景华，杜玉远.可编程逻辑器件与 EDA技术.沈阳：东北大学出版社：3 ?潘松，王国栋.V H DL实用教程.成都：电子科技大学出版社， 4?谭会生,张昌凡.

46、E DA技术及应用.西安：西安电子科技大学出版社，:5?侯伯亨，顾新.VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计.西安：西安电子科技大学出版社，1999. 120 0 1 .120 0 1.4？蒋璇，臧春华.数字系统设计与 PLD应用技术.北京:电子工业出版社，7曾繁泰，侯亚宁，崔元明.可编程器件应用导论.北京：清华大学出版社，8 ?曾繁泰，李冰，李晓林.EDA工程概论. 北京：清华大学出版社，20 02.9? It era 公司.D a ta Boo k 19981 0 ?Altera 公司.M A X+plus II Get t i n g Started11 :潢正谨. 在系统编程技术及其应

47、用.南京:东南大学出版社，1 997:12?陆坤，奚大顺等.电子设计技术. 成都：电子科技大学出版社，1 997.7V iI 123456VCC1R P1VC CI C 12LED2【OuFV CCIDC1 0JT1V CCC LRR EPADDSUBSW DIP-81 2c1 1 6N C V CCVC C11 A59-G NDOUTCRYSTA L1rTrCLEA RFREPEA 'ADDr J,SU BRECL*""PLAYI 0.1 uFT2016M HzIO 63IO 62lY2IO 613IO 60>scLKIO 59PmOD EIO 58SD OIO 57SDIIO 56IN4IO 55IN5IO 54IN6IO 53IN7IO 52ISn"IO 51R-ESET-IO 50IO0IO 49IO1IO 48IO2IO 47IO3IO 46IO4IO 45IO5IO 44IO6IO 43