公交报站器毕业设计Word文件下载.docx
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本设计要求利用AT89C51作为主控芯片完成主控电路的设计,辅助电路要求包括电源电路,录音电路,放音电路,液晶显示电路。
单片机通过程序的设计,可以通过按键控制语音芯片和液晶显示,例如:
按下rec按键实现语音的录制,play按键实现录音的播放,Erase按键实现擦除,FWD1实现快进控制,VOL1实现音量控制,FT1实现模式的控制等等。
1.4方案的选择
公交车自动报站系统的设计主要是进站、出站自动播报站名及服务用语,准确、及时。
公交车站自动报站器的设计,以AT89C51为主控芯片,对外来脉冲计数,结合语音芯片ISD1700输出语音,LCD1602显示站名。
使用AT89C51作为主控制芯片,通过控制报站时刻,完全无需人工介入,选用的语音芯片是美国ISD公司的ISD1700,该芯片与其它语音芯片相比较,其语音音质好,录放时间长。
CPU控制:
当到站时就输出信号控制语言芯片进行报站。
控制按键:
用于手动控制、手动调整
语言芯片:
由专用语音芯片ISD1700组成,可擦写,便于在不同公交线上使用。
液晶显示:
LCD1602外围电路配置简单,价格便宜,具有很高的性价比。
1.5设计总体思路
公交车报站器系统主要由8个部分组成,即单片机模块、语音芯片、录音电路以及放音电路,电源模块,振荡电路,复位电路,液晶显示电路。
单片机用于控制语音芯片进行放音和录音,电源用于提供单片机和语音芯片的工作电压。
振荡电路提供给单片机工作所需的时钟信号。
如图1-1
图1-1系统设计思路
2.硬件的选取
2.151单片机模块
本设计选用双列直插的AT89C51芯片,它提供以下标准功能:
4K字节FLASH闪速存储器,128字节内部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,一个全双工串行通信口,片内振荡器及时钟电路。
最显著的特点是内部含有Flash存储器。
AT89C51单片机主要接口有:
微处理器与扩展器件的接口;
微处理器与键盘、显示模块的接口;
微处理器与输出幅值调节电路的接口。
AT89C51单片机的结构框图如图2-1所示。
另外,AT89C51是用静态逻辑来设计的,其工作频率可下降到0Hz,并提供两种可用软件来选择的省电方式——空闲方式(IdleMode)和掉电方式(PowerDownMode)。
在空闲方式中,CPU停止工作,而RAM、定时器/计数器、串行口和中断系统都继续工作。
在掉电方式中,片内振荡器停止工作使一切功能都暂停,故只保存片内RAM中的内容,直到下一个硬件复位为止。
图2-1AT89C51单片机的结构框图
2.1.1主要性能指标
1.与MCS-51兼容
2.4K字节可编程闪烁存储器寿命:
1000次写/擦循环,数据保留时间:
10年
3.全静态工作:
0Hz-24Hz
4.三级程序存储器锁定
5.128*8位内部RAM
6.32可编程I/O线
7.两个16位定时器/计数器
8.6个中断源
9.可编程串行通道
10.片内振荡器和时钟电路[1]
2.1.2引脚功能说明及功能
AT89C51芯片引脚图如图2-2。
图2-2AT89C51芯片引脚图
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口,如表2-1所示:
表2-1
引脚
功能
P3.0
RXD(串行输入口)
P3.1
TXD(串行输出口)
P3.2
/INT0(外部中断0输入口)
P3.3
/INT1(外部中断1输入口)
P3.4
T0(定时器0外部输入口)
P3.5
T1(定时器1外部输入口)
P3.6
/WR(写选通输出口)
P3.7
/RD(读选通输出口)
2.1.3电源与晶振引脚
XTAL1:
片内高增益方向放大器的输入端,接外部石英晶体和电容的一端。
若使用外部输入时钟,该引脚必须接地
XTAL2:
片内高增益方向放大器的输出端,接外部石英晶体和电容的另一端。
若使用外部输入时钟,该引脚作为外部输入时钟的输入端。
VCC:
供电电压。
GND:
接地[1]。
2.2ISD1700语音芯片
ISD1700系列芯片是华邦公司新推出的单片优质语音录放芯片,该芯片提供多项新功能,包括内置专利的多信息管理系统,新信息提示(vAlert)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[4]。
Isd1700芯片引脚图如图2-3。
图2-3isd1700芯片引脚图
2.2.1管脚说明[2]
表2-2
管脚名称
管脚
功能
VCCD
1
数字电路电源
/LED
2
LED指示信号输出
/RESET
3
芯片复位
MISO
4
SPI接口的串行输出。
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
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MOSI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
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
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,需要拉高
VSSA
8
模拟地
AnaIn
9
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0.1uF),并且输入信号的幅值不能
超出1.0Vpp。
APC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从AUD/AUX输出。
MIC+
10
麦克风输入+
MIC-
11
麦克风输入-
VSSP2
12
负极PWM喇叭驱动器地
SP-
13
喇叭输出-
VCCP
14
PWM喇叭驱动器电源
SP+
15
喇叭输出+
VSSP1
16
正极PWM喇叭驱动器地
AUD/
AUX
17
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AuxOut
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AUD。
APC寄存器的D9可以使其
掉电。
AGC
18
自动增益控制
/VOL
19
音量控制
ROSC
20
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
模拟电路电源
/FT
22
在独立芯片模式下,当FT一直为低,Analn直通线路被激活。
Analn信号被立刻从Analn经由音量控制线路
发射到喇叭以及AUD/AUX输出。
D0所控制。
该管脚有一个内部上拉设备和一个内部防抖动设计,当在SPI模
式下,SPI无视这个输入,而且直通线路被APC寄存器的,允许使用按键开关来控制开始和结束。
/PLAY
23
播放控制端
/REC
24
录音控制端
/ERASE
25
擦除控制端。
/FWD
26
快进控制端
RDY/INT
27
一个开路输出。
Ready(独立模式)该管脚在录音,放音,擦除和快进操作时保持为低,保持为高时进入空闲状态
Interrupt(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
数字地
2.2.2isd1700具有以下特点:
·
可录、放音十万次,存储内容可以断电保留一百年。
两种控制方式,两种录音输入方式,两种放音输出方式
可处理多达255段以上信息
有丰富多样的工作状态提示
多种采样频率对应多种录放时间
音质好,电压范围宽,应用灵活,价廉物美[2]
2.2.3Isd1700的电特性:
工作电压:
2.4V-5.5V,,最高不能超过6V
静态电流:
0.5-1μA
工作电流:
20mA
用户可利用震荡电阻来自定芯片的采样频率,从而决定芯片的录放时间和录放音质。
表2-3为ISD1700系列芯片的参数表:
表2-3
采样率
Isd1730
Isd1740
Isd1750
Isd1760
Isd1790
Isd17120
Isd17150
12KHz
20secs
26secs
33secs
40secs
60secs
80secs
100secs
8KHz
30secs
50secs
90secs
120secs
150secs
6.4KHz
37secs
62secs
75secs
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