基于单片机的公交车智能语音显示系统设计说明

1、题目系别 专业 班级 学生 学号指导教师年 月基于单片机的公交车智能语音显示系统设计摘要关键词based on single chip design （自己写英文题目） AbstractKey Words前言目录第一章：绪论1.1 研制的目的及其发展现状（标明页码其余一样）1.2 自动报站系统的新发展第二章：总体方案设计2.1 方案2.2 方案比较及论证2.2.1 车站识别模块的设计2.2.2 主控部分的设计2.2.3 显示部分的设计2.2.4 界面操作部分的设计2.2.5 语音报站部分的设计2.3 最终选择方案2.4 系统结构框图第三章：各部分电路原理概述及设计3.1 单片机主控模板的设计3

2、.1.1 单片机的概述3.1.2 AT89C51单片机简介3.2 无线收发模块的设计（3.2部分自己根据所 选容修改）3.3 RT12864-M液晶显示部分3.3.1 概述3.3.2 模块主要硬件构成说明.3.3.3 指令说明该部分根据所选芯片修改3.4 语音部分3.4.1 芯片简述3.4.2 芯片引脚的介绍3.4.3 串行外设接口 (SPI)第四章：各个部分如何连接的第五章软件设计结束语参考文献第一章 绪论1.1 研制的目的和发展现状随着城市化进程的加快，公共交通作为城市的基础设施之一, 仍然是绝大多出行者的首选交通方式。为了使得人们特别是为外 来旅游、出差、就医、求职等急需了解本地的公交路

3、线的人提供 高效、方便、快捷的公交系统，使他们能够方便的获得自己所需 要的各种信息，以此来减少各种不必要产生的交通流量，缓解交 通压力，提高公交车的运作效率，由此公交车自动报站系统便得 到了快速发展。在计算机还未普及之前公交车报站管理都是有工 作人员人工报站的方式来操作的。随着社会的进步和计算机的快 速发展，便有了公交车自动报站系统的出现。在现今社会，公交事业的发展关乎到绝大多数城市居民的 出行，可见公交车的传统的人工按键报站已经无法人们的要求。 主要表现以下几个方面：（1）安全隐患:在公交车起动与进站时， 通常是路面情况比较复杂的时候，司机既要对行驶中的公交车进 行起动与制动等操作，与此同时

4、他还要兼顾报站系统，分散了驾 驶员的注意力，给行驶中的公交车带来了安全隐患，也给市民造 成了一定的安全问题。（2）报站不准确：由于司机在操作报站系 统时，经常忘记按键或按错键，以致在调整系统时会连续报出几 个站点，给不熟悉路线的乘客带来了很大的不便。公交车自动报站器的设计主要是为了弥补传统人工语音 报站的落后方式，让进站、出站信息自动播报站名及服务用 语，为市民提供更人性化，更完善的服务。目前的语音报站 技术主要有一下几种：第一种是一般的语音报站系统，每次 到站时由乘务人员按动到站按钮进行报站，出站时再按下出 站按钮报站，该系统是通过序号来记录各个站点，对于当今 社会而言，已经无法满足市民的需

5、要。第二种是门口语音报站器，就是将语音报站器和开门、关门时转换信号连接起来, 在开门和关门时进行报站。第三种是GPS （ Globalpositioning system,全球定位系统）自动报站系统，现在 这种系统已经上市，它可以通过GPS全球定位技术快速的确定公交车的具体位置，并自动报出公交车所在站点，以及服务用语，并且还可以连接车LED （Light emitting diode,发光二极管）大屏显示所在站台的信息以及一些广告信息,同时该系统可以和 GPRS (General Packet Radio Service,通用分组无线业务）通讯系统连接起来，实现对公交车的运 行情况的实时监控，

6、实现总调度过程。第四种就是基于单片 机的公交车自动报站系统，而这种系统由两种技术支持。其中一种就是利用无线数传模块来实现的。就是在每个站牌上设占一个无线发射装一,同时在每个公交车上装上一个接收装置，并且站牌上的发射模块每隔23秒发送一次信号,接收装置即公交车在离站点还有1。20米的时候接收到相应的信号，然后由单片机处理该信号信息并控制语音芯片 播报该站点信息，同时设有LED数码管显示或LCD液晶 显示。另外的一种基于单片机的自动报站系统的技术关键是对车轮转轴的转角的脉冲进行计数，并将计数值和预置值加 以对比，来确定报站的时刻，达到准确自动报站的目的。该 系统采用 AT89C51 为 CPU （

7、Central Processing Unit, 中央处理器）在中断处理程序中对外来脉冲计数，同时控制语音芯片ISD4004播报站点信息。但是对于该系统在改变 线路或者增加站台等情况时，修改程序比较的复杂，特别是 遇到突发情况时时司机的任何解决突发情况的方法都将是该系统不能正常工作，故目前该系统在实际中很少使用。1.2 自动报站系统的新发展现在的绝大多数公交车报站系统的设计主要是考虑到公交 车乘客服务，然而却没有充分考虑司机的不便，很多公交车的报 站都是由驾驶员的手动操作，然而这样却使得驾驶员在专心驾车 的同时还要兼顾报站，容易给乘客造成生命的威胁。所以，有的专家在原来公交报站的基础之上设计了

8、一款无线公交车自动报站系统，在该系统中报站的工作是全自动的，根 本无须驾驶员担心，除非特殊情况才需驾驶员进行调整报站系统。该系统通过在站点设置一个无线发射装置，并使该装置每隔两三 秒钟发射一次信号，当公交车距离站点20到30米的时候，公 交车的无线接收装置接收到该信号并将该信号送给单片机，由单 片机判断这个信息是哪个站点的信息，从而控制语音芯片播报该站点信息，并且控制液晶显示器用汉字显示站点的信息。第二章总体方案设计2.1 方案一、方案：基于单片机的公交车智能语音显示系统设计系统总框图该系统通过在站牌上装置一个无线发射模块，并使它每隔 23秒发射一次信号，当公交车离站点102。米时，将会由 无

9、线接收模块接收该信号，并把它送给单片机处理该信号判断站 点信息，控制语音芯片播报该站点信息并控制液晶显示器显示相 应站点。二、功能及指标1、当公交车快要到站时能够自动语音报站；2、具有良好的人机交互界面,并且有醒目的汉字界面显示;3、当掉电时仍然能够保存语音、车站等信息数据;4、兼容手工报站；当公交车改变路线时能够方便的重新设定站名及语音。2.2 方案比较及论证2.2.1 1车站识别模块的设计方案一：采用GPS定位系统，通过GPS全球定位技术（误差在四米以）确定公交车的位置，当公交车的经纬度与 站点的经纬度相接近时便报站。这种方案不但精度高而且稳定性 也极好，但是GPS价格很高，使得花费不菲，

10、而且必须事先对 车站的经纬度进行精确的勘察，这样就使得工作量变得很大。方案二：采用现成的无线收发模块，它不但价格 便宜而且稳定性也极高，距离几十到几百米，并且调节也很方便, 能使距离适合报站的需要;同时发射模块上带有编码模块2262, 共有531441种编码，对一个城市来说完全够用。故我们在这里选用方案二。2.2.2 主控部分的设计由于该自动报站系统对速度及功耗等无特殊的要 求，所以使用通用廉价的AT89c51即可，而且控制方便，如果 使用其他的例如AVR、PIC等则显得大材小用，而且浪费不必 要的金钱。故本系统选择AT89c51作为控制核心。2.2.3 显示部分的设计方案一：采用LED数码管

11、显示。数码管具有低能耗、耐老 化和精度比较高等优点，但数码管与单片机连接时，需要外接锁 存器进行数据锁存，使用三极管进行驱动等，电路连接相对比较 复杂。此外数码管只能显示少数的几个字符，显示的容较少，基 本上无法显示汉字，且没有较好的人机界面。方案二：采用LCD进行显示。液晶显示屏(LCD)具有 功耗低、无辐射危险、平面直角显示以及影像稳定等，可视面积 大，画面效果好，即可显示图形，也可显示汉字，分辨率高，抗 干扰能力强，显示容多等特点，而且市面上大多数的LCD液晶 显示器里面多集成了 MCU,使得LCD的控制相当简单。此外，液晶显示器与单片机可直接相连，电路设计及连接简单。基于以上分析，采用

12、大屏幕的液晶显示屏RT12864-M进 行显示。2.2.4 界面操作部分的设计方案一：采用触摸屏。触摸屏操作直观、人机界面友好，而 且性价比也比较高，但是它的控制比较麻烦，且有专门的芯片驱 动。方案二：采用按键。按键方式不但操作简单，而且价格便 宜，由于考虑到作为商品使用时的成本，故采用方案二。2.2.5 语音报站部分的设计方案一：用专门的MP3模块。这种模块与专门的语音播放芯片相比价格比较高，而且还 需要外插U盘或SD卡。方案二：采用专门的语音播放芯片ISD2560。ISD2560语音系列芯片具有多次重复录放，存储时间 长，使用时不需扩充存储器，所需外围电路简单等特点。基于 ISD2560开

13、发出的语音报价系统，工作人员只需通过电脑操作 即可完成一系列工作，大大减轻了工作人员的劳动强度，实现与 客户的良好沟通。考虑到报站需良好的音质，给乘客舒适的感觉，故我们采用方案二。2.3 最终选择方案采用无线收发模块对车站进行识别。采用AT89C51单片机作为主控制器。采用液晶显示器RT12864-M实现显示功能。采用按键实现界面操作。采用ISD2560语音模块实现语音报站。2.4 系统结构框图PT2272无线接收PT2262无线发射系统硬件设计本系统以AT89C51单片机为主控芯片，由RT12864-M液晶 显示器，配合键盘控制部分，ISD2560语音录放系统以及无线 收发系统组成。第三章各

14、部分电路原理概述及设计3.1 单片机主控模板的设计3.1.1 单片机的概述单片机就是在一块半导体硅片上集成了微处理器(CPU), 存储器(RAM,ROM, EPROM)和各种输入输出接口(定 时器/计数器，并行I/O 口，串行口，A/D转换器等)，这 样一块集成电路芯片具有一台计算机的属性，因而被称为单 片微型计算机(Micro Controller Unit),简称单片机(MCU)o3.1.2 AT89C51单片机的简介AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能的 CMOS8位单片机，片含4K bytes的可反复擦写的只读程序储存 (PEROM)和128 bytes的随机存储数据

15、存储器(RAM), 器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统，片一通用8位中央处理器(CPU)和Flash存储单元，功能强大AT89C51单片机可为 您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领 域。AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器(FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压、高性能CMOS 8位微 处理器，俗称单片机。AT89c2051是一种带2K字节闪 存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只 读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATM

16、EL高 密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪 烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89c51是一 种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性 高且价廉的方案。外形及引脚排列如图所示RL01MV8A.%PM3-7PPIP1.34-WPIT共PQjPl，63.5P0.4Pl 67uPOJPLe-K5 5K.$二Tg52CK?iD)P3.01 AE 土 VPP，：KT处】4 V1 ALEPROC(Zn4二-2 i12*P1EX13肾tmjp"14TPC

17、Jd*.T1 <密陋为16-023k4即了1714FIXkTAL：P"XT.AL119PC】GND2021PIO主要特性： 与MCS-51兼容 4K字节可编程闪烁存储器 寿命：100。写/擦循环数据保留时间：1。年 全静态工作：0Hz-24Hz 三级程序存储器锁定 128*8位部RAM 32可编程I/O线 两个16位定时器/计数器 5个中断源 可编程串行通道,低功耗的闲置和掉电模式 片振荡器和时钟电路特性概述：AT89C51提供以下标准功能：4k字节Flash闪 速存储器，128字节部RAM, 32个I/O 口线，两个16 位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工 串

18、行通信口，片振荡器及时钟电路。同时，AT89c51可 降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电 工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM, 定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方 式保存RAM中的容，但振荡器停止工作并禁止其它所有 部件工作直到下一个硬件复位。主要引脚及说明：VCC ：供电电压。GND：接地。P0 口： P0 口为一个8位漏级开路双向I/O 口 ,每脚可吸 收8个TTL门电流。当P1 口的管脚第一次写1时，被定义 为高阻抗输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被 定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原 码输入口，当FIA

19、SH进行校验时，P。输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1 :P1 口是一个部提供上拉电阻的8位双向I/O 口 , P1 口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1 口管脚写入1后， 被部上拉为高，可用作输入，P1 口被外部下拉为低电平时， 将输出电流，这是由于部上拉的缘故。在FLASH编程和校验 时，P1 口作为第八位地址接收。P2 : P2 为一个部上拉电阻的8位双向I/O 口 , P2 口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2 口被写“1” 时，其管脚被部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入 时，P2 的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于部上拉 的缘故。当P2 用于外部程序存储器或

20、16位地址外部数据 存储器进行存取时，P2 口输出地址的高八位。在给出地址“1” 时，它利用部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读 写时，P2 输出其特殊功能寄存器的容。P2 口在FLASH编 程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3 : P3 口管脚是8个带部上拉电阻的双向I/O 口 , 可接收输出4个TTL门电流。当P3 口写入“1”后，它们被 部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低 电平，P3 口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3 也可作为AT89c51的一些特殊功能口，如下表所引脚转义引脚功能说明P3.0RXD串行数据接收端P3.1TXD串行数据发送

21、端P3.2/INTO外部中断。请求P3.3/INTI外部中断1请求P3.4TO计数器0外部输入P3.5T1计数器1外部输入P3.6/WR外部数据存储器写P3.7/RD外部数据存储器读P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机 器周期的高电平时间。89系列单片机与其他微处理器一样，在启动的时候都需要 复位，使CPU及系统的各个部件处于确定的初始状态，并从初 始状态开始工作。89C51单片机的复位需要一个长达24个时 钟周期的高电平才能复位，复位的作用就是使程序的指针指向地 址0,每个程序都是从地址。开始执行，所以复位的概念就是让

22、程序从头开始执行。(1) 手动复位在系统运行过程中，有时可能需要对系统进行复位，以避免对硬件经常加电或断电而造成的伤害，我们可以采用手动 复位的方式。手动复位需要人为在复位输入端RST上加入 高电平。通常采用的办法是在正电源VCC和RST之间接一 个按键。具体电路如图所示。fe汴 !手动复位电路原理图(2) 上电复位这种电路利用电容上电压不能不能突变而是按指数规律上 升或下降的特性，产生所需的复位脉冲。该电路使用最为普 遍且成本低廉。上电复位电路只要在RST复位输入引脚上 接一个电容至VCC端，下接一个电阻到地即可。具体电路 图如所示。上电复位电路ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存

23、允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输 入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信 号，此频率为振荡器频率的1/60因此它可用作对外部输出的脉 冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上Oo此时,ALE只有在执行MOVX, MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外 部执行状态ALE禁止，置位无效。/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取 指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存 储器时，这两次有效的/

24、PSEN信号将不出现。/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器(OOOOH-FFFFH),不管是否有部程序存储器。注意加密方式 1时，/EA将部锁定为RESET;当/EA端保持高电平时，此间 部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V 编程电源(VPP)oXTAL1：反向振荡放大器的输入及部时钟工作电路的输入。XTAL2 ：来自反向振荡器的输出。振荡器特性：XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放 大器可以配置为片振荡器。石晶振荡和瓷振荡均可采用。如采用 外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至部时钟信号 要通过一个二分频触发器

25、，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要 求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。AT89C51振荡电路的设计该系统只要在XTAL1和XTAL2引脚上外接一个晶体及电容 组成并联谐振电路，便构成一个完整的振荡信号发生器。如图所 /K 0XTAL】ATS9C51X7ALZ振荡电路芯片擦除：整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控 制信号组合，并保持ALE管脚处于低电平10ms来完成。在芯 片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重 复编程以前，该操作必须被执行。此外，AT89c51设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件 下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下,CP

26、U停止工作。但RAM,定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的容并且冻结振荡器，禁止 所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。3.2无线收发模块的设计该报站系统主要由电子牌部分和车载部分构成。电子牌部分 主要由AT89C51和PT2262发射板构成。车载部分主要由 AT89C51为核心的控制器，PT2272接收板组成的通信电路, 语音录放片ISD2560组成的语音播放电路及液晶显示构成的系 统，框图如下。发射电路框图车载部分框图发射部分发射一个周期的容包括本站点的地址、站名等信息 的编码信息，当公交车进入该信号围，车载部分的接收电路就会 接收到这个编码信息，单片机将

27、编码信息处理后向语音芯片发送 对应的语音信息地址，然后语音芯片播放预先录制好的该站点的 语音信息，完成自动报站。编码解码芯片PT2262/PT2272芯片原理简介：PT2262/2272是普城公司生产的一种CMOS工艺制造 的低功耗低价位通用编解码电路，PT2262/2272最多可有12 位(AO-All)三态地址端管脚(悬空，接高电平，接低电平)，任意组 合可提供531441地址码,PT2262最多可有6位(D0-D5)数据 端管脚，设定的地址码和数据码从17脚串行输出，可用于无线遥 控发射电路。编码芯片PT2262发出的编码信号由：地址码、数据码、 同步码组成一个完整的码字，解码芯片PT2

28、272接收到信号后， 其地址码经过两次比较核对后，VT脚才输出高电平，与此同时 相应的数据脚也输出高电平，如果发送端一直按住按键，编码芯 片也会连续发射。当发射机没有按键按下时，PT2262不接通电 源，其17脚为低电平，所以315MHz的高频发射电路不工作， 当有按键按下时，PT2262得电工作，其第17脚输出经调制的 串行数据信号，当17脚为高电平期间315MHz的高频发射电 路起振并发射等幅高频信号，当17脚为低平期间315MHz的 高频发射电路停止振荡，所以高频发射电路完全收控于PT2262的17脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控（ASK 调制）相当于调制度为10。%的调幅。

29、器件少，RC振荡电阻，工作电压围宽： 可达6位，地址码最多可达531441种,2.615V ,数据最多,应用围：车辆防盗系PT2262/2272特点：CMOS工艺制造，低功耗，外部元统、家庭防盗系统、 PT2262弓|脚图：q】N工上 316 *M14 T1A3 .All IV8B .，皿-n A1QD1§1，黑，八心遥控玩具、其他电器遥控。种PT2262管脚说明:PT2272弓|脚图:PT2272-M4064Gz名称管脚说明AO-All1-8、 10-13地址管脚，用于进行地址编码，可置为“0”，“1”，“f”（悬空）。D0-D57-8、 10-13数据输入端，有一个为“1”即有编

30、码发出， 部F拉。vcc18电源正端（+）vss9电源负端（-）TE14编码启动端，用于多数据的编码发射，低电平 有效。OSC116振荡电阻输入端，与OSC2所接电阻决定振荡 频率。OSC215振荡电阻振荡器输出端。DOUT17编码输出端（正常时为低电平）。16v$PT814II10vrOSC1Q5C2DINA10D1a91rASD3PT2272管脚说明:名称管脚说明AO-Alll-8> 10-13地址管脚，用于进行地址编码，可置为“0”， “1”，“何（悬空），必须与2262一致，否则 不解码。D0-D57-8、 10-13地址或数据管脚，当做为数据管脚时，只有在 地址码与2262一致

31、，数据管脚才能输出与 2262数据端对应的高电平，否则输出为低电 平，锁存型只有在接收到下一数据才能转换。vcc18电源正端（+）vss9电源负端（-）DIN14数据信号输入端，来自接收模块输出端。OSC116振荡电阻输入端，与OSC2所接电阻决定振荡 频率。OSC215振荡电阻振荡器输出端。VT17解码有效确认输出端（常低）解码有效变成高 电平（瞬态）。PT2262/2272地址码的设定：在通常使用中，一般采用8位地址码和4位数据码，这 时编码电路PT2262和解码PT2272的第18脚为地址 设定脚，有三种状态可供选择：悬空、接正电源、接地三种 状态，3的8次方为6561,所以地址编码不重

32、复度为6561 组，只有发射端PT2262和接收端PT2272的地址编码完全 相同，才能配对使用，例如将发射机的PT2262的第2脚接 地、第3脚接正电源，其它引脚悬空，那么接收机的PT2272 只要第2脚接地、第3脚接正电源，其它引脚悬空就能实现 配对接收。当两者地址编码完全一致时，接收机对应的D1 D4端输出约4V互锁高电平控制信号，同时VT端也输出解 码有效高电平信号。用户可将这些信号加一级三极 管放大, 便可驱动继电器等负载进行遥控操纵。11地址码的原则是：同一个系统地址码必须一致；不同的系统可以依靠不同的地址码加以区分。至 于设置什么样的地址码完全随客户喜欢。 振荡电阻：PT2262

33、和PT2272除地址编码必须完全一致外，振荡 电阻还必须匹配，否则接收距离会变近甚至无法接收，在具体 的应用中，外接振荡电阻可根据需要进行适当的调节，阻值越 大振荡频率越低，编码的宽度越大，发送码一帧的时间越长。 相对来说PT2262用L2M, 2272用200K配套发射效果比 较好发射接收电路原理图：通过利用小功率短距离无线收发模块PT2262/PT2272编 解码无线模块，将公交车辆和站点单向或双向的联系起来，即在 每一公交站点和公交车辆上安装无线收发模块，当车辆驶近公交 站点时，通过车外无线模块完成信息交互，从而实现自动报站, 无需司机操作。PT2262/2272是一种COMS工艺制造的

34、低功 耗价位通用编解码电路，PT2262/2272最多可有12位(A0-AU)三态地址端管脚(悬空，接高电平，接低电平)，任 意组合可提供531441地址码,PT2262最多可有6位(D0-D5) 数据端管脚，设定的地址码和数据码从17脚串行输出，可用于 无线遥控发射电路。发射电路主要由AT89c51、PT2262发射 板和一片74LS04构成，发射部分电路如下图。接收电路主要 由AT89C5K PT2272接收板和一片74LS04构成，接收部分 电路如图。发射部分电路接收部分电路3.3 ST7920液晶显示部分本系统的显示部分，采用的是矽创电子公司生产的中文图形控 制芯片ST7920o ST

35、7920是中文图形液晶控制器，可同时作为控制器和驱动器，提供33路com输出和64路seg输出。与驱动器ST7921组成的模块最多可驱动256X32点阵液晶,主要用于显示汉字及图形，其置了 2 MB中文字型ROM(CGROM),共提供8192个中文字型(16 X 16点阵)；16KB 半宽字型ROM(HCGROM),共提供126个西文字型(16x8点阵)；64X16位字符显示RAM(DDRAM最多16字符X4行,LCD显示围16X2行)；64X16位字符产生RAM(CGRAM);15X16 位共 240 点的 ICON RAMQCONRAM)。此外，为了适 应多种微处理器与单片机接口需求，该模

36、块还可提供4位并行、 8位并行、2线串行以及3线串行等多种接口。利用上述特性方 便实现文字与图形混合显示、画面清除、光标归位、显示开/关、 光标显示/隐藏、显示字体闪烁、光标移位、显示移位、垂直画 面旋转、反白显示、休眠模式等功能。ST7920系列产品的硬件特性： 提供8位，4位并行接口及串行接口可选 并行接口适配M6800时序 自动电源启动复位功能 部自建振荡源64X16位字符显示RAM（DDRAM最多16字符X4行,LCD显示围16X2行） 2M位中文字型ROM （CGROM）,总共提供8162个中文字型（16X16点阵） 16K位半宽字型ROM（HCGROM）,总共提供126个西文字型（

37、16X8点阵）9 64 X 16 位字符产生 RAM（CGRAM） 15X16 位总共 240 点的 ICON RAM（ICONRAM）ST7920 与 MCU 的接口ST7920与MCU的接口引脚如下表所示。名称型态电平功能描述并口串口VCCI模块电源输入（未注明时为5V）GNDI电源地V0I对比度调节端VEEI液晶驱动电压（或名Vout） *PSBIH/L并口、串口选择：H并口； L串口*RSTIH/L复位信号，低有效RS(CS)IH/L寄存器选择端：H 数据；L指令片选，低有效R/W(SID)IH/L读/写选择端：H读；L写串行数据线E(SCLK)IH/L使能信号串行时钟输入DBO-DB

38、3I/OH/L数据总线低四位空接DB4-DB7I/OH/L数据总线高四位，4位并口时空接空接AI背光正（或名LEDA、BLA）KI背光负（或名LEDK、BLK）ST7920与MCU连接的方式非常灵活，分为并行和串行两种方 法。并行接口复杂，但编程简单，访问速度快；串行接口简单, 但编程复杂。并行连接的方法又分为并口直接访问、并口间接访 问和4位串口访问。本系统采用并口直接访问方式。利用AT89C51的P0端口接 ST7920的数据引脚DBODB7, P2.1端口接ST7920的RS, P2.2接ST7920的R/W,读写引脚（P3.6和P3.7）通过与非门 接至E端，如图所示。将ST7920视

39、为MCU的外部数据存储 器进行传输数据。_P10vcc402_P1.1PC.ODBO XPKMl3 DB1 /PUKIrpsi /CP14P0.35$ DBS /PUK.4“ D0 /.P16g，34D55 Zs_PI"PC.6纪，D册/JRESETP05/1。P3.0EATP31P5.1ALEPRCGP3 二PSZN三13P33P17*14P"曲2T匕P15不16AISrx.TnX "；+N一 XTAL 二19XT.3Fil GNDP20Abseil并口直接访问原理图ST7920指令说明：ST7920的指令集包括基本指令和扩充指令，其中基本指令有 11条（见表1

40、）,扩充指令有7条（见表2）。每一个指令的长度都 为8位。16X8点阵的ASCII字符代码也是8位。但是16X 16点阵中文字符的代码为16位，必须分为两次传送，先传送 高8位，再传送低8位。1.指令表1 （RE=O,基本指令集）指令名称控制信号控制代码执行时间RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D0清除显示00000000011.6ms地址归0000000001X72us进入设定点000000011/Ds72us显示开关设置0000001DCB72us移位控制000001S/ cR/LXX72us功能设定00001DLX0/REXX72us设定CGRAM 地0001A5A4A3A2A1A0

41、72us址设定0010AAAAAA72usDDRAM 地543210址读忙标志和01BA6AAAAAA72us地址F543210写显示数据10显示数据72us读显示数据11显示数据72us2.指令表2 （RE=1,扩充指令集）指令名称控制信号控制代码执行时间RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D0待命模式000000000172us卷动地址或RAM地址选择000000001SR72us反白显示00000001R1R072us睡眠模式0000001SLXX72us扩充功能设00001DX1G072us定L/RE设定IRAM0001AAAAAA72us地址或卷动543210地址设定绘图00100

42、0AAAA72usRAM地址32101AAAAAAA6543210备注：当ST7920在接受指令前，MCU必须先确认ST7920处于 非忙状态。即读取BF=O,才能接受新的指令；如果在送出一条 指令前不检查BF状态，则需要延时一段时间，以确保上一条指 令执行完毕，具体指令执行时间参照指令表。“RE”是基本指令集与扩充指令集的选择控制位，当变更“RE”“RE”.的状态，否则使用相同的指令集时，不需要重新设?的状态后，以后的指令维持在最后的状态。除非再次变更“RE”无论采用何种连接，根据ST792。的指令表，在确定显示功能 后，ST7920初始化编程基本一致，下图为ST7920初始化编程 的一个简

43、单流程表。开电源延前40ms,显示开/关控制字OCOH功能设定控制字30H延时100us功能设定延时工37us延时100usST7920显示程序设计：要显示如下汉字各位旅客请注意A站到了请注意下车欢迎下次乘车电路接口采用并口直接访问，程序代码见附录一。3.4语音部分语音模块选用的是ISD2560语音模块。I SD 2 5 6 0 是I S D系列单片语音录放集成电路的一种。这是一种永久记忆 型语音录放电路，录音时间为6 0 s ,可重复录放1 0万次。该 芯片采用多电平直接模拟量存储专利技术，每个采样值可直接存 储在片单个EEPROM单元中，因此能够非常真实、自然地再 现语音、音乐、音调和效果

44、声，从而避免了一般固体录音电路因 量化和压缩造成的量化噪声和“金属声”。该器件的采样频率为 8 . 0 kHz,同一系列的产品采样频率越低录放时间越长 但通频带和音质会有所降低。此外，I S D 2 5 6 0还省去了A /D和D/A转换器。其集成度较高，部包括前置放大器、部时 钟、定时器、采样时钟、滤波器、自动增益控制、逻辑控制、 模拟收发器、解码器和4 8 0 k字节的EEPROM。I SD 2 5 6 0部EEPROM存储单元均匀分为6 0 0行，有6 0 0 个地址单元，每个地址单元指向其中一行，每一个地址单元的地 址分辨率为10 0ms。此外，I S D 2 5 6 0还具备微控制

45、器所需的控制接口。通过操纵地址和控制线可完成不同的任务, 以实现复杂的信息处理功能，如信息的组合、连接、设定固定的 信息段和信息管理等。I S D 2 5 6。可不分段，也可按最小段 长为单位来任意组合分段。I SD 2 5 6 0的引脚功能：I S D 2 5 6 0具有2 8脚SOIC和2 8脚PDI P两种封装形式。如图所示是其引脚排列。各引脚的主要功能如下:AAOWVOTDA1复】PK4上£2XCLK2'42621AIMSEOM.UM4PDCEA6M6OYTA74AOUTASANA IN-K9AGCAUXINMCKE7VSSDJvOCVS5AVCCA5P-SP-匚 5

46、2423?3 .2110Y291】12r1314isixr-60电源(VCCA, VCCD)：为了最大限度的减小噪声，芯 片部的模拟和数字电路使用不同的电源总线，并且分别引到外封 装上。模拟和数字电源端最好分别走线，并应尽可能在靠近供电 端处相连，而去耦电容则应尽量靠近芯片。地线(VSSA, VSSD)：由于芯片部使用不同的模拟和 数字地线，因此，这两脚最好通过低阻抗通路连接到地。节电控制(PD)：该端拉高可使芯片停止工作而进入节电状 态。当芯片发生溢出即OVF端输出低电平后，应将本端短暂 变高以复位芯片；另外，PD端在模式6下还有特殊的用途。片选（CE）:该端变低且PD也为低电平时，允许进行

47、录、放操作。芯片在该端的下降沿将锁存地址线和P/ R端的状态;另外，它在模式6中也有特殊的意义。录放模式（P/ R）：该端状态一般在CE的下降沿锁存。高电平选择放音，低电平选择录音。录音时，由地址端提供起始 地址，直到录音持续到CE或PD变高，或存溢出；如果是前一 种情况，芯片将自动在录音结束处写入EOM标志。放音时，由 地址端提供起始地址，放音持续到EOM标志。如果CE一直为 低，或芯片工作在某些操作模式，放音则会忽略EOM而继续进 行下去，直到发生溢出为止。信息结尾标志（EOM）： EOM标志在录音时由芯片自动插 入到该信息段的结尾。当放音遇到EOM时，该端输出低电平脉 冲。另外，I S

48、D 2 5 6 0芯片部会自动检测电源电压以维护信 息的完整性，当电压低于3.5 V时，该端变低，此时芯片只能 放音。在模式状态下，可用来驱动LED,以指示芯片当前的工 作状态。溢出标志（OVF）：芯片处于存储空间末尾时，该端输出低 电平脉冲以表示溢出，之后该端状态跟随CE端的状态，直到P D端变高。此外，该端还可用于级联多个语音芯片来延长放音时 间。话筒输入（MIC）：该端连至片前:放大器。片自动增益控制电路（AGC）可将增益控制在一 1 52 4 d B。外接话筒应通过串联电容耦合到该端。耦合电容值和该端的1 o kQ输入 阻抗决定了芯片频带的低频截止点。话筒参考（MI CREF）：该端是

49、前1放大器的反向输入。当以差分形式连接话筒时，可减小噪声，并提高共模抑制比。自动增益控制（AGC）： AGC可动态调整前置增益以补偿话筒输入电平的宽幅变化，这样在录制变化很大的音量（从耳语 到喧嚣声）时就能保持最小失真。响应时间取决于该端置的5 k 。电阻和从该端到V S SA端所接电容的时间常数。释放时间则取决于该端外接的并联对地电容和电阻设定的时间常数。选用标 称值分别为4 7 0 kQ和4.7pF的电阻、电容可以得到满意的效果。模拟输出（AN A OUT）：前置放大器输出。其前置电压增益取决于AGC端电平。模拟输入（AN A I N）：该端为芯片录音信号输入。对话筒 输入来说，ANA O

50、UT端应通过外接电容连至该端，该电容 和本端的3 kQ输入阻抗决定了芯片频带的附加低端截止频率。其它音源可通过交流耦合直接连至该端。扬声器输出（SP+、5一）：可驱动1 6。以上的喇叭（存 放音时功率为12. 2mW AUX IN放音时功率为50m W）。单端输出时必须在输出端和喇叭间接耦合电容 而双端输出 则不用电容就能将功率提高至4倍。辅助输入（AUX I N）:当CE和P/ R为高，不进行放 音或处入放音溢出状态时该端的输入信号将通过部功放驱动喇 叭输出端。当多个I SD 2 5 6 0芯片级联时后级的喇叭输出 将通过该端连接到本级的输出放大器。为防止噪声，建议在存放 存信息时该端不要有驱动信号。外部时钟（XCLK）：该端部有下拉元件，不用时应接地。地址/模式输入（AX/MX）:地址端的作用取决于最高 两位（MSB,即A 8和A 9）的状态。当最高两位中有一个为 。时，所有输入均作为当前录音或放音的起始地址。地址端只作 输入，不输出操作过程中的部地址信息。地址在CE的下降沿锁 存。当最高两位全为1时，A 0A 6可用于模式选择。在本系统中ISD2560与单片