公交车站自动报站器的设计.docx

1、公交车站自动报站器的设计摘要根据STC89C51单片机的特点和公交车报站器的特点，本文提出了一种用单片机控制语音芯片进行公交车语音自动报站的方法，同时给出了软硬件设计的方法，设计过程中包括硬件电路设计和软件程序编写两个方面，解释了单片机在应用过程中的方法和可能出现的问题。本文主要介绍硬件电路设计部分。利用STC89C52和ISD1730语音芯片建立语音信息库，形成变化多样的语音信息，利用其功放播放语音信息以及提示语音，同时运用LCD1602型号的液晶模块进行站数显示。当公交车到达某站点，用键盘控制本系统工作，通过语音电路输出语音信息和提示，同时站数信息在LCD1602液晶模块上进行显示。整个系

2、统硬件设计包括键盘电路、复位电路、液晶显示电路、语音播报模块，时钟模块。关键词：单片机STC89C51；LCD1602液晶显示；TSD1730语音电路；DS1302时钟；按键Vcc（40脚）：电源线，接+5V电源。外接晶体引脚（2根）XTAL1（19脚）:接外部晶体的一个引脚或引入外部时钟。XTAL2（18脚）：接外部石英晶体的另一个引脚或引入外部时钟。RST/Vpp（9脚）：复位信号印引脚。ALE/PROG（30脚）：地址锁存允许信号。STC89C51ppppppppO1234567TRXD/P3.0TXD/P3.1INT0/P3.2NT1/P3.3T0/P3.4T1/P3.5WR/P3.6

3、RD/P3.7XTAL1XTAL2VSS=012345678901XOJood-7001X1X1x1X1x1X1X1X1X1X0987654321098765432143333333333222222222vccPO.0.ADOPO.1/AD1PO.2/AD2PO.3/AD3PO.4/AD4PO.5/AD5PO.6/AD6PO.7/AD7EAALE/PROGPSENP2.7/A15P2.6/A14P2.5/A13P2.4/A12P2.3/A11=1P2.2/A10=P2.1/A9=1P2.0/A8图3.2MCS-51系列单片机的引脚PSEN（29脚）：外部程序存储器的读选通信号。EA/VDD（

4、31脚）：访问程序存储器选择控制信号。输入输出引脚（32根）P0.0P0.7（3932）：P0口的8条引脚可使用于两种不同的情况，在不接片外存储器与不扩展I/O接口时，可作为准双向口I/O接口，用于传输用户输入输出的数据；在接有片外存储器或扩展I/O接口时，在CPU访问外部存储器时先传输片外存储器低8位地址，后传送CPU对片外存储器的读写数据，此时P0口为地址/数据分时复用。P1.0P1.7（l8）：Pl口可作为8位准双向I/O接口使用。对于MCS-52子系列单片机,P1.0与P1.1还有第2功能，P1.0可作为定时器/计数器2的计数脉冲输入端T2,P1.1可作为定时器/计数器2的外部控制端T

5、2EXoP2.0P2.7（2128）：这组引脚也有具有两种功能，一种是可作为准双向I/O接口使用,此时同上述两个曰的第1功能；另一个功能与P0口配合，在接有片外存储器或扩展I/O接曰且寻址范围超过256B时，P2口用于传输片外存储器高8位地址。MCS-51系列单片机在外扩程序存储器、数据存储器及I/O接口时都采用并行总线扩展方式。单片机引脚主要分为数据总线、地址总线、控制总线、用户端口4个部分，如图3.3所zjo地址总线地址总线543210cS1111119876543210cSAAAAAAAAAAAAAAAAVV-数据总线一一76543210DDDDDDDD一一一二一一一7654321076

6、543210cS2222222200000000cSPPPPPPPPPPPPPPPPVV76554321001234567EN11111111130J333333PPPPPPPPPPPPPPPPP.ETPS1EAALRE控制总线用户I/O口线图3.3MCS-51系列的单片机的对外总线结构3.1.2复位电路oVcc80C51VccClOuFRST/VppTT0CR8.2KLoVcc80C51VccClOuFRST/VppTT0CR8.2KL(a)上电复位(b)按钮电平复位RST/VppJLL图3.480C51单片机的两种复位电路3.1.3外部晶振的选用乂哼1C1牛晶振rrL"C2XXT

7、AL2外部时钟信号XTAL2XTAL1Vss(a)振荡电路(b)外部时钟电路图3.58051时钟电路3.2语音提示电路Vc8LED28RESETV.oINT/RDYFWDMISOERASEMOSIISD1730RECSCLKPLAY22CCAAnalnMIC*oscvoTMIC-18AGCAUD/AUXSP-13CCP15v»»piSp*图3.6ISD1730芯片的管脚3.2.21SD1730内部结构内部时钟定时XCLK0-ANAIN-A5-poleActiveANAIN+0-Amp2>AntialiasingFitter采样时钟5-poleActive平滔滤波模拟收

8、发器解码3840KCell非易失多级存储阵列电源VCCAVSSAVSSAVSSAVSSDVCCDAUDOUT器件控制IIIIAMCAPSCLKSSMOSIMISOINTRAC图3.7ISD1730内部结构图3.2.3ISD1730与单片机的连接图47UF图3.8ISD1730|j单片机的连接3.3时钟模块3.3.1DS1302的简介VcclSCLKI/ORST图3.9DS1302引脚排列图3.3.2内部功能图SCLKSCLKRST图3.10DS1302的内部功能框图I/O3.3.3工作原理及原理图VCCT12I32.768KOT34GNDVCCT12I32.768KOT34GNDDS1302X

9、2GMDVCC1SCLKI/ORSTP2.1P2.2P2.0图3.1189C51与DS1302的接曰电路单片机的复位分为上电自动复位和按钮手动复位两种。图3.4(a)为上电复位电路，图3.4(b)为按钮手动复位电路。上电复位是利用电容充电来实现，即上电瞬间RST/VPD端的电位与Vcc相同，随着充电电流的减少RST/VPD端的电位逐渐下降。图3.4(a)中的8.2K电阻是斯密特触发器输入端的一个下拉电阻。只要Vcc的上升时间不超过1ms,振荡器建立时间不超过10ms,这个时间常数足以保证完成复位操作。上电复位所需的最短时间是振荡器周期建立时间加两个机器周期时间，在这个时间内RST/VPD端的电

10、平应维持高于斯密特触发器的下阀值。图3.4(b)是按下复位按钮时，电源对外接电容充电，使RST/VPD端为高电平，复位按钮松开后，电容通过内部下拉电阻放电，逐渐使RST/VPD端恢复低电平。3.2.1ISD1730的简介通过STC89C51单片机控制1SD1730语音芯片的录放，并用单片机对录放时间的设定和控制。ISD1730芯片提供了多项新功能，包括内置专利的多信息管理系统，新信息提示,双运作模式，以及可定制的信息操作指示音效。芯片内部包含有自动增益控制、麦克风前置扩大器、扬声器驱动线路、振荡器与内存等的全方位整合系统功能。ISD1730的芯片管脚如图3.6所示：VCCD（1脚）：数字电路电

11、源。LED（2脚）：LED指示信号输出。RESET（3脚）：芯片复位。MISO（4脚）：SPI接曰的串行输出端曰。ISD1700在SCLK下降沿之前的半个周期将数据放置在MISO端。数据在SCLK的下降沿时移出。MOSI（5脚）：SPI接口的数据输入端口。主控制芯片在SCLK上升沿之前的半个周期将数据放置在MOS1端。数据在SCLK上升沿被锁存在芯片内。此管脚在空闲时，应该被拉高。SCLK（6脚）：SPI接口的时钟。由主控制芯片产生，并且被用来同步芯片MOSI和MISO端各自的数据输入和输出。此管脚空闲时，必须拉高。SS（7脚）：为低时，选择该芯片成为当前被控制设备并且开启SPI接口。空闲时，

12、需要拉高。VSSA（8脚）：模拟地。Anain（9脚）：芯片录音或直通时，辅助的模拟输入。需要一个交流耦合电容（典型值为0.luF），并且输入信号的幅值不能超出l.OVppoAPC寄存器的D3可以决定Analn信号被立刻录制到存储器中，与Mic信号混合被录制到存储器中，或者被缓存到喇叭端并经由直通线路AUD/AUX输出。MIC+（10脚）：麦克风输入+oMIC-（11脚）：麦克风输入-。VSSP2（12脚）：负极PWM喇叭驱动器地。SP-（13脚）：喇叭输出-oVCCP（14脚）：PWM喇叭驱动器电源。SP+（15脚）：喇叭输出+oVSSP1（16脚）：正极PWM喇叭驱动器地。AUD/AUX（

13、17脚）：辅助输出，决定于APC寄存器的D7,用来输出一个AUD或AUX输出。AUD是一个单端电流输出，而AUD/AUX是一个单端电压输出。他们能够被用来驱动一个外部扬声器。出厂默认设置为AUDoAPC寄存器的D9可以使其掉电。AGC（17脚）：自动增益控制。VOL（18脚）：音量控制。R0SC（19脚）：振荡电阻，ROSC用一个电阻连接到地，决定芯片的采样频率。VCCA（21脚）：模拟电路电源。FT（22脚）：在独立芯片模式下，当FT直为低，Anain直通线路被激活。Anain信号被立刻从Anain经由音量控制线路发射到喇叭以及AUD/AUX输出。不过，当在SPI模式下，SPI无视这个输入，

14、而旦直通线路被APC寄存器的DO所控制。该管脚有一个内部上拉设备和一个内部防抖动电路，允许使用按键开关来控制开始和结束。PLAY（23脚）：播放控制端。REC（24脚）：录音控制端。ERASE（25脚）：擦除控制端。FWD（26脚）:快进控制端。RDY/INT（27脚）：一个开路输出。Ready（独立模式）该管脚在录音，放音，擦除和指向操作时保持为低，保持为高时进入掉电状态oInterrupt（SPI模式）在完成SPI命令后，会产生一个低信号的中断。一旦中断消除，该脚变回为高。VSSD（28脚）：数字地。ISD1730语音芯片采用CMOS技术，内含晶体振荡器、防混叠滤波器、平滑滤波器、自动静噪

15、、音频功率放大器及高密度多电平闪烁存储阵列等，如图3.7所示，因此只需很少的外围器件就可构成一个完整的声音录放系统。ISD1730的独立按键工作模式录放电路非常简单且功能强大。不仅有录、放功能，还有快进、擦除、音量控制、直通放音和复位等功能。这些功能仅通过按键就可完成。在按键模式工作时，芯片可以通过/LED管脚给出信号来提示芯片的工作状态。FT直通操作：将/FT管脚与GND短接，持续保持在低电平会启动直通模式。当按下S1键，输出一个低电平，/REC端为低电平有效，开始执行录音操作。当松开S1时则为高电平，录音停止。当按下S2时，输出一个低电平，/PLAY为低电平有效，那么会将芯片内所有语音信息

16、播放出来，并且循环播放直到松开按键将PLAY管脚电平拉高。在放音期间LED灯闪烁。当放音停止，播放指针会停留在当前停止的语音段起始位置。当松开S1时则为高电平，放音停止。当按下S3,输出为低电平，ERASE键将ERASE管脚电平拉低超过2.5秒钟，会触发全体擦除操作，删除全部语音信息。当按下S4时，FWD端拉低，会启动快进操作。快进操作用来将播放指针移向下一段语音信息。当按下S6时，将VOL管脚拉低会改变音量大小。每按一下，音量会减小一档，再到达最小档后再按的话，会增加音量直到最大档，如此循环。按下S5键时，RESET管脚与地之间连接一个0.1nF电容。当RESET被触发，芯片将播放指针和录音

17、指针都放置在最后一段语音信息的位置，芯片就复位了。与单片机的连接图如图3.8所示。本设计利用单片机80C51和时钟芯片DS1302进行数据通信，读取和写入实时数据。本设计主要涉及3个方面的内容：一个方面是如何针对系统的需要选择合适的时钟芯片，二是如何设计外围电路和单片机的接口电路，三是如何编写控制时钟芯片的单片机的程序。芯片采用了简单的12C三线通信方式，便于节省芯片和与之接口的微处理器管脚。芯片有着2.05.5V的宽供电电压范围，在5V供电时其接口与TTL电平兼容；并且功耗很低，在0V供电时仅耗300nA的电流。实时时钟可提供秒、分、时、日、星期、月和年，一个月小于31日时可自动调整，包括闰

18、年，有效至2100年。可采用12h或24h方式计时，采用双电源（主电源和备用电源）供电，可设置备用电源充电方式，同时提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。芯片为8引脚小型封装，DS1302实时芯片的主要性能如下国：1）31字节RAM存储时间数据。2）2.05V供电。3）支持单字节传输模式和突发式传输模式。4）8针DIP封装和S0IC封装。5）3线接口，简单易用。6）兼容TTL电平。7）操作温度-40+85°C.2. 3.2内外部结构1.管脚图及管脚说明听DS1302是一个可编程的涓流充电器，具有主电源和备份电源的双电源管脚。DS1302的8针DIP封装如图3.9所示。DS1302各

19、引脚说明如下：1）Vcc2（1脚）：在双电源供电系统中的主电源管脚。2）XI（2脚）：连接一个标准的32768Hz石英晶体。DS1302也可用外部振荡器驱动，这是XI管脚连接外部振荡器信号，X2悬浮。3）X2（3脚）：连接一个标准的32768Hz石英晶体。DS1302也可用外部振荡器驱动，这是XI管脚连接外部振荡器信号，X2悬浮。4）GND（4脚）：电源地。5）RST（5脚）：复位信号，在一个读写期间必须保持高电平。6）I/O（6脚）：双向数据线管脚。7）SCLK（7脚）：串行接口的同步时钟。8）Vccl（8脚）：在单电源供电系统中的电源管脚，在双电源系统中接备份电源。DS1302的内部框图如

20、图3.10所示，从图中可以看出，DS1302由电源控制模块、实时时钟、震荡器和分时器、输入移位寄存器、命令和控制逻辑以及RAM组成。各部分介绍如下：1）振荡器和分频器是整个时钟芯片的基准，它决定了时钟芯片的精度，芯片可以外接一个标准的石英晶体，也可以用外部振荡器驱动；2）命令和控制器逻辑根据不同的指令对时钟芯片进行不同的操作；3）内部RAM主要用来存储时间信号。3.4液晶显Z5电路3.4.1LCD1602的简介字符型液晶显示是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD,本设计采用的是LCD1602型液晶显示器，其外形尺寸为80X36X14,单5V供电，由左到右共16个引脚，其实物如图3.1

21、2所示。图3.121602字符型液晶显示器实物图此芯片的正常工作时电流仅2.0mA/5.0V,通过编程实现自动关闭屏幕能够更有效的降低功耗。LCD1602分两行显示，每行可显示多达16个字符。各引脚接口说明如下：VSS（1脚）：电源地。VDD（2脚）：+5V逻辑电源。V0（3脚）：V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。RS（4脚）：RS为寄存器的选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。RW（5脚）：RW为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和RW共同为

22、低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据。E（6脚）：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。低电平时可以写入数VDD（2脚）：+5V逻辑电源。V0（3脚）：V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。RS（4脚）：RS为寄存器的选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。RW（5脚）：RW为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显

23、示地址，当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据。3.4.2LCD1602与单片机的接线图LCD1602液晶显示模块可以和单片机STC89C52直接接口，DB0DB7与单片机的P0.0P0.7连接以便数据的传送与接收，4管脚、5管脚、2.1口、P2.2口连接，电路如图3.13所示：6管脚分别与STC89C51单片机的P2.0口、PINT1INTOTOXIX2MSEl£dO123JT5C7plplplplplplplpl-IXDALBP图3.13与单片机的连接图3.5键盘接口在由单片机组成的测控系统及智能化仪器中，用得最多的是独立式键盘。独立式

24、按键是指直接用I/O口线构成的单个按键电路。每个独立式按键单独占有一根I/O口线，每个I/O口线的工作状态不会影响其他I/O口线的工作状态。独立式按键电路如图3.14所示，当按键的数量较多时，I/O口线浪费较大，故只在按键数量不多时才采用这种按键电路。根据实际经验，当按键数量为4到8个，并且I/O资源较为富余时，采用独立式按键比较合适。按键电路采用中断模式。当有按键按下时，系统产生中断，CPU响应中断后，开始计数，即查询键号，通过软件来实现该键号所对应键的功能键盘的大体设置。图3.14独立式按键硬件结构AbstractAccordingtothecharacteristicsoftheSCMS

25、TC89C51Andthecharacteristicsofthebusstop,ThispaperproposedamethodtouseMicrocontrollertocontrolthevoicechipconductAutomaticstopofbusvoice,AndgivenmethodofHardwareandsoftwaredesign,thedesignprocessincludingthetwoaspectsoftheHardwarecircuitdesignandsoftwareprogramining,Explainedthemethodofthemicrocontr

26、ollerintheapplicationprocessandProblemsthatmayariscThispaperdescribesthehardwarecircuitdesignpart,UseSTC89C52andISD1730voicechiptoestablishavoicelibrary,FormDiveUseofitspoweramplifierplaybackvoicemessagesandvoicepromptsrsevoicemessages,AtthesametimetheuseoftheLCD1602modelsofLCDmoduletothenumberofsta

27、tions.Whenthebusarrivedasite,thatthesystemiscontrolledusingthekeyboard,AnduseVoicecircuitoutputvoiceinformationandtips,andthestationnumberinformationontheLCD1602LCDmoduledisplay.Thehardwaredesignoftheentiresystem,includingkeyboardcircuit,resetcircuit,LCDcircuit,voicebroadcastmodule,clockmodule.Keywo

28、rd:MicrocontrollerSTC89C51;LCD1602Liquidcrystaldisplay;ISD173()Voicechip;DS1302Clock;Button4.系统软件的设计3. 1主流程图的设计开机时LCD1602液晶显示屏显示“实时时间、实时日历”等信息。调用系统初始化程序,调用键盘子程序，调用读时间芯片时间子程序，调用时钟芯片初始化/改写程序，调用显示时间口期子程序。程序开始执行，首先系统初始化：LCD初始化，DS1302初始化。然后进入死循环：一直显示时间、当日日期，扫描按键，当按键2按下时，LCD显示此站及下一站，语音播报此站及下一站；当按键3按下时，LCD

29、显示此站及上一站，语音播报此站及上一站。4.2液晶显示程序的设计LCD液晶显示是通过调用初始化程序，写数据子程序，写指令子程序，地址转换子程序,读忙状态子程序以及延时子程序组合。程序流程图如图4.2和4.3所示。图4.2写指令子程序流程图图4.3写数据子程序流程图LCD液晶显示是通过调用初始化程序，写数据子程序，写指令子程序，地址转换子程序,读忙状态子程序以及延时子程序组合。首先调用延时子程序，然后调用LCD写指令子程序、清屏、LCD写指令子程序、调用延时子程序、设定方向及位移、LCD写指令子程序、调用延时子程序、调用忙子程序、启动写数据、读写线置0、启动使能控制线、传输数据、调用延时子程序、

30、返回。LCD1602的初始化与显示的部分程序如下:：voidinit()初始化LCD1602write_command(OxO1);清除屏幕write_command(Ox38);功能设定(8位，2行，5*7点矩阵)vvrite_command(0x0C);显示器ON,光标OFF,闪烁OFFwrite_coinmand(0x06);/力口1uchari;write_command(0x80);/LCD第一行地址for(i=0;i<16;i+)write_data(displayi);显示第一行write_comniand(0xC0);/LCD第二行地址for(i=0;i<8;i+)

31、write_data(xiaohuii);显示第二行voiddisplay1602()/LCD1602显示程序4.3DS1302时钟程序的设计将时间值写到DS1302时钟芯片上，其用于调整更准确的时间，程序流程图如图4.4所示,其中内部定时器为调整时间和日期。图4.4时间写入时钟芯片流程图将时间值写到DS1302时钟芯片上，其用调整更新准确时间。其中内部定时器为调整时间和日期。首先调用新屏幕显示单元的内容程序，然后调用调整子程序、读时间子程序、写初始/修改日期子程序、写一个字节时钟芯片子程序、读一个字节时钟芯片子程序、显示时间日期子程序。DS1302的部分主要程序如下'：write13

32、02(0x8E,0x00);while(l)month=read1302(0x89);display1l=lookdismonlh&0x0F；nionth=month»4;display0=Iookdismonth&0x0F;day=read1302(0x87);display4=lookdisday&0x0F;day=day»4;display3=lookdisday&0x0FJ;hour=read1302(0x85);display9=lookdishour&0x0F;期子程序。DS1302的部分主要程序如下'：write

33、1302(0x8E,0x00);while(l)month=read1302(0x89);display1l=lookdismonlh&0x0F；nionth=month»4;display0=Iookdismonth&0x0F;day=read1302(0x87);display4=lookdisday&0x0F;day=day»4;display3=lookdisday&0x0FJ;hour=read1302(0x85);display9=lookdishour&0x0F;允许写DS1302读出月寄存器月分离，并找相应的ASCAL

34、L码值读出FI寄存器日分离，并找相应的ASCALL码值/读出小时寄存器/小时分离，并找相应的ASCALL码值hour=hour»4;display8J=lookdishour&0x0F;niintue=read1302(0x83);display!12=lookdismintue&0x0F;inintue=mintue»4;display11=lookdismintue&0x0F;second=read1302(0x81);display!15=lookdissecond&0x0F;second=second»4;display14

35、=lookdissecond&0x0F;display1602();4.4语音播报程序的设计/读出分寄存器分钟分离，并找相应的ASCALL码值/读出秒寄存器秒分离，并找相应的ASCALL码值要语音芯片实现相应的功能，要提前对芯片进行录音，分时录音后再将其保存至芯片中以待放音时方便调用，录音电路与放音电路各有对应的程序，各自的程序流程图如图4.5所zjso(a)录音电路(b)放音电路图4.5语音程序流程图5.结论本次的毕业设计是基于单片机的公交车自动报站器的设计，该设计应用了单片机STC89C51，语音芯片ISD1730,时钟芯片DS1302以及液晶显示击打部分，本系统功能强，成本低，系

36、统稳定，无需人工介入，语音音质好，能够很好的实现了车辆报站的自动化，具有很强的实用性。并且语音电路还满足了分段录音、组合回放等要求，且语音信号抗干扰能力强，存储方便，调试简单，最终以LCD1602液晶显示屏进行站台名和实时的时间、日前的显示。本系统很大程度上提高公交车报站的准确性，可靠性。提高了公交系统的服务质量。促进城市经济发展和交通变化的和谐发展。参考文献马林，陈怡，程利民.单片机实践应用与技术M,北京，清华大学出版社，20081 周美娟，肖来胜.单片机技术及系统设计M,北京，清华大学出版社，2007童诗白，华成英.模拟电子技术基础M,北京，高等教育出版社，20012 晁阳.单片机MCS-

37、51原理及应用开发教程M,北京，清华大学出版社，2007求是科技.单片机典型外围器件及应用实例M,北京，人民邮电出版社.20063 黄仁欣，张琴.单片机原理与应用技术（第二版）M,北京，清华大学出版社2010求是科技.8051系列单片机C程序设计完全手册M,北京，人民邮电出版社20064 张颖超，叶彦斐.微机原理与接口电路M,北京，电子工业出版社2011阎石.数字电子技术基本教程M,北京，清华大学出版社20075 王松武，赵旦峰等.常用电路模块分析与设计指导M,北京，清华大学出版社2007方大千，鲍俏伟.实用电子控制电路M,北京，国防工业出版社20036 楼然苗，李光飞.单片机课程设计指导M,

38、北京，北京航空航天大学出版社2007周晓霞.数字电子技术实验教程M,北京，化学工业出版社20077 张宪,何宇斌.电子电路制作指导M,北京，化学工业出版社2006王秋爽.单片机开发基础与经典设计实例M,北京，机械工业出版社20068 张大明.单片机控制实训指导及综合应用实例M,北京，机械工业出版社2007将辉平，周国雄.基于Proteus的单片机系统设计与仿真实例M,北京，机械工业出版社2007致谢附录vccL(I)g士C3vccTvccPI0PI.IVttKUVADOPI2PQI/AD1PI3阻ADZPMKQADJPI5PCUADlPI6P05AC6PI?P0A-AD6RSPVjdPQ，AD

39、?RWJJ)EM'ppWP5IAIEPRDGINTOPMPSB<ivn.njP21ADI51DP3.4P26/AD14TIP3.SP25.ADBP24.ADI2RDP3.7P23ADI1XTAL2P22MDIQXTAL1PlI'ATOVmP1Q，AD8SIWC511nAIDACXDISDIT20IHuFvanLEDiWSTMISO。()_D.0_iQ.0_'0.0_<IJOVV58VJSBMinilM>RDyfWDERKSE|IkuF丁101<TEXT>>XTAL1XTAL2RSTponwooPD.1AD1P02AD2PO3WD3PO

40、.404POSDSPOJ6WD6PO.?J«O7PSENALEEALCD1LMD16LP2BW8P2.1JW9P22A1OP2311P2.MM2P2SA13P2J&W14P2.mi5P35XDP3.1/TXDP32NTDP33HNTTP3.4HDP3ST£P3J&WRP3.T/RDtj:>C4FVCC1VCC2XI.2.IIL-nrX28印F<TE<T>SIFsu守CLKDX21LCO'®22?-J232LIDS也8卬FJEcTE<T>T>一ZLE.11QM2iiis1611目录1. 引言31. 1

41、课题研究的背景及意义31.2设计的主要目标任务4总体方案的设计42.1本设计的原理42.2硬件方案的选择42.1语音芯片的选泽42. 2.2显示模块的选择52.2.3时钟芯片的选泽53. 控制方案的介绍与分析63.1单片机的选择与外围电路的设计61.1关于STC89C51单片机62. 1.2复位电路103.1.3外部晶振的选用103.2语音提示电路113.2.2ISD1730内部结构113.2.3ISD1730与单片机的连接图113.3时钟模块123.3.1DS1302的简介123.3.2内部功能图133.3.3工作原理及原理图133. 4液晶显示电路173.4.1LCD1602的简介173.

42、5键盘接口18系统软件的设计193. 1主流程图的设计192. 2液晶显示程序的设计194.3DS1302时钟程序的设计214.4语音播报程序的设计22结论23参考文献24致谢25附录错误!未定义书签。1.1课题研究的背景及意义公共汽车是现代文明城市的一道流动的风景线，因此对整车的外形甚至车身的色彩都有了较高的要求。为了使免除乘务人员的麻烦也使乘客方便清楚的知道所到的站名以及实时时间，公共汽车配备的一些列的电子装置，其中最为普遍就是无人报站器、电子显示路牌、无人售票装置、前后电视监视系统等新技术的采用。公交车自动报站器在公交事业中具有非常重要的的地位，因为它将直接影响到公共汽车的服务质量。目前

43、，各个城市的公交车自动报站的方式主要三种，其中一种是利用无线发送及接收芯片PT2262/和PT2272的公交车报站系统，在公交站的每个站牌处安装发射芯片PT2262用来发射该站点事先编好的编码信号，当公交车到达该范围内（如50米之内）时，其公交车上的接收芯片PT2272将对信号进行接收与解码，然后再将解码后的信息通过液晶显示模块显示，而语音芯片将同时进行播报，该方式的报站系统价格低廉，实现方便，也能满足现代公交车的基本需要，因此目前国内的大部分城市运用此种方式，另一种是功能很强大且系统非常稳定的GPS卫星定位报站系统，但由于这种方式的投资很昂贵，尤其是对于一些中小城市来说无法承受，国内虽也有此

44、类产品的研制开发，但就目前的情况来看其投入的不是很广，但是在一些发达国家（如美国）的部分城市已经投入使用GPS卫星定位系统。第三种是手动电子报站方式，此方式价格低廉，但操作较为繁琐，现己逐渐被淘汰。1.2设计的主要目标任务本课题要求设计公交车自动报站系统，以实现公交车的语音自动报站，即在进站、出站时候自动播报语音提示信息及服务用语，同时利用LCD液晶电路进行汉字显示。本设计要求利STC89C51作为主控芯片完成主控电路的设计，辅助电路要求包括语音电路、汉字点阵显示电路、电源电路等。2. 总体方案的设计2.1本设计的原理本系统使用八位单片机作为控制器件。当系统进行语音再生时，单片机控制电路中的语

45、音芯片来读取其外接的存储器内部的语音信息，并合成语音信号，再通过语音输出电路，进行语音报站和提示。同时，图2.1系统组成结构单片机通过程序读取文字信息，送入液晶显示模组来进行站数和站名的显示。当汽车到达某站时，司机或乘务人员通过键盘来控制系统进行工作。当系统进行语音录制时，语音信号通过语音录入电路送给语音合成电路中的语音芯片，由语音芯片进行数据处理，并将生成的数字语音信息存储到语音存储芯片中，从而建立语音库。本设计的系统如图2.1所示。2. 2硬件方案的选择2.2.1语音芯片的选泽方案一：基于ISD2560语音芯片的录放电路设计TSD2560系列语音芯片可通过SPT协议方便地与CPU接口。用I

46、SD2560芯片构成的单片机通用开发板采用国内最常用的MCS-51语言单片机89C51来与1SD2560系列语音芯片相结合，可供用户开发各种新型智能型数码语音产品。方案二；基于ISD1730语音芯片的录放电路ISD1730是华邦公司新推出ISD1700系列芯片的单片优质语音录放电路，该芯片能提供多项新功能，包括内置专利的多信息管理系统，新信息提示，双运作模式（独立&嵌入式），以及可定制的信息操作指示音效。芯片内部包含有自动增益控制、麦克风前置扩大器、扬声器驱动线路、振荡器与内存等的全方位整合系统功能。通过分析比较，本次设计采用ISD1730语音芯片设计录放电路，其相对于ISD2560语

47、音芯片来讲功能更强大，由按键直接控制语音的录放等，电路工作稳定、可靠性高，完全达到了设计要求，具有非常好的实用性。2.2.2显示模块的选择方案一：采用LCD点阵显示，用来显示文字、图形、图像、等各种信息的显示屏幕。它均由LCD矩阵块组成。图文显示屏可与计算机同步显示汉字、英文文本和图形，该方案简单易行。但所需的元件较多，且不容易进行操作，可读性差，一旦设定后，很难再加入其他的功能。方案二：采用液晶（LCD1602）显示器件，该液晶显示器件与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该器件的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。而且此液晶显示平稳、省电、美观，更容易实现题目要求，对后续的功能兼容性高，。只需将软件作修改即可，可操作性强，也易于读数，能同时显示日期、时间、星期且易于修改。综上分析，我们采用了第二个方案。2.2.3时钟芯片的选泽方案一：采用软件实现，直接用单片机的定时器编程实现，优点节省硬件，但编程复杂且程序运行的每步都需要时间，多步或少步程序都会影响记时的准确度，准确度较差。方案二：采用专用的时钟芯片实现时钟的记时，专用时钟芯片记时准确，容易控制，能够从芯片直接读出日期、时间、星期，更符合题目要求。综上分析，我们采用了第二个方案，时钟芯片选择