《毕业论文基于51单片机以及ISD4004模拟的公交车语音报站系统暨公共汽车语音报站器设计38564.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业论文基于51单片机以及ISD4004模拟的公交车语音报站系统暨公共汽车语音报站器设计38564.doc（24页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、中文摘要本设计主要解决如何方便、准确地指示乘客到站的问题，具有模拟人声进行报站和预报站，对所报站数和站名进行文字显示和站名语音信息录放及站名选择控制等功能。系统包括微控制器模块，语音录放电路，站数、站名显示模组，键盘接口电路，复位电路及电源等。系统使用51单片机来控制语音合成芯片和液晶显示模组。语音合成芯片ISD4004,采用模拟数据半导体存储器直接存储的专利技术，即将模拟语音数据直接写入单个存储单元，不需经过A/D、D/A转换，因此能够较好地真实再现语音的自然效果，避免了一般固体语音电路因为量化和压缩造成的量化噪声和失真现象。配合液晶屏显示，就使得该报站系统更加实用。关键字：单片机，语音提示
2、，文字显示，公交报站（500字以内）ABSTRACT The design mainly solve the problem of how to easily and accurately indicate that passengers arriving. It has the function of analog voice reporting and forecasting station on the text display ,reporting number and station name ,and voice information recording and station
3、name selection control. The system includes micro-controller module, voice recording and playback circuitry, station number, station name display modules, interface circuit of the keyboard, reset circuit and power supply. The system uses 51 Single-chip Microcomputer to control speech synthesis chip
4、and liquid crystal display module. Speech synthesis chip ISD4004 adopts the patented technology for semiconductor memory directly simulated data storage of analog voice, that analog voice data is written directly to the individual storage units, not through A/D and D/A conversion, so we can receive
5、the natural emergence of better voice effects and avoid the quantization of noise and distortion caused by the quantization and compression in the generally solid voice circuit. Besides, LCD makes the reporting system more practical.KEY WORDS：Single-chip Microcomputer, Audio Prompt, Character Displa
6、y, Bus-Stop Auto-Announce目 录中文摘要1ABSTRACT2目 录3第一章 绪论411 引言41.2设计方案论证51.2.1设计方案选择.51.2.2总体设计方案框图及分析.5第二章 硬件电路设计72.1单元电路设计与原理分析72.1.1 ISD4004的工作原理72.1.2 LED数码显示原理.92.1.3矩阵式按键的工作原理.112.1.4整机调试.11第三章 程序设计123.1程序流程图123.2源程序清单13参考文献17附录 A18附录 B19附录C20致谢21 第一章 绪论11 引言随着国民经济的快速发展，城市建设规模不断扩大，大城市人口高度集中并大幅度增长，
7、同时汽车拥有量急剧上升，交通需求迅速扩大，而道路交通基础设施建设的发展则相对滞后。城市交通需求与供给之间的矛盾越来越突出，城市“乘车难”、“行车难”的局面在加剧，交通阻塞呈现出点到线、由线到面的扩展趋势，交通拥挤、交通延误、交通阻塞以及由此引起的噪音、废气污染严重影响着居民的正常的生活以及社会经济的持续、健康发展。近年来，我国城市交通的现状已引起了政府、公众、社会各界的广泛关注，有关专家学者和交通工程师们在吸取各国城市交通发展经验的基础上，找到了一条解决我国城市交通发展问题的有效途径，即优先发展城市公共交通，以公共交通为杠杆降低城市交通需求总量，实现道路交通基础设施发展与交通需求增长的均衡。实
8、施“公交优先”是解决我国城市交通发展问题的有效途径，也是我国目前城市交通发展的基本政策。公交智能化是智能交通的一个重要的子领域，同时也是落实“公交优先”，使城市交通与社会经济和谐发展的重要组成部分。实施公交智能化，必须提高公交服务质量，而到站后的准确、及时报站就是一个方面，本文设计的公交车语音报站器就能解决这方面的问题。从而，达到公共形象的提升。当前国内主要大城市的公交车大都采用人工报站,即每到一站由司机或者乘务员来进行报站。但有时由于受到各种因素如雨雪天路滑、车上拥挤、乘务员心情的变化等的影响,会出现报错站,漏报站的情况,给乘客特别是不熟悉本市地形的乘客带来了不必要的麻烦,从而影响到了一个城
9、市的窗口形象工程建设。于是开发研制语音报站系统成为必然。公共汽车语音报站器主要利用51单片机以及ISD4004模拟公交车语音报站系统。设计时需对单片机进行程序设计，处理好系统人机交互界面。为了使设计的人机交互系统更具人性化，可在报站的同时可使用点阵LED显示器显示当前的站台信息。单片机在生活中有着极其广泛的应用，包括计算机、数字通信、智能仪器仪表、自动控制及航天等领域中。随着单片机技术的不断发展，生活中的很多东西都需要运用单片机技术,而公交车是最平常的，利用单片机的控制可以达到自动语音报站效果，这给人们生活，工作等方面带来了极大的方便。1.2设计方案论证1.2.1设计方案选择单片机语音报站器设
10、计的要求及技术指标：1、设计一个单片机控制的公交车语音报站器；2、公共汽车车到达A站时，司机按键，扬声器发出“A站到了，请从后门下车”的语音信号，当监测到汽车启动信号时，扬声器发出“车辆启动，请站稳扶好，下一站B站”的语音信号；3、报站点可达16个；综合上述要求，公共汽车语音报站器设计方案采用由单片机、语音处理器、地址锁存器、经固化的存贮器、语音再现部件和机壳构成，机壳上设有方向开关、复位键、退站键、语音转换按键、开门控制键、直接开关门控制键和音量电位器旋钮等。具有声音清晰自然，节约内存，体积小、成本低，可靠性高，安装、调试使用都很方便的特点。可广泛用于各种公共汽车、电车等的自动报站。本次设计
11、主要利用51单片机以及ISD4004模拟公交车语音报站器。1.2.2总体设计方案框图及分析总方案框图分语音报站框图和LED显示框图，其中语音报站以ISD4004语音芯片为主体，显示部分以矩阵式键盘和LED显示器为主体，两者均与单片机相连接。图1语音报站框图P1.0-P1.7P2.0-P2.7AT89C51NPN行驱动 译码器74LS1544*4LED1,23,4PNP列驱动图2显示框图 第二章 硬件电路设计 2.1单元电路设计与原理分析2.1.1 ISD4004的工作原理（1）ISD4004芯片简介ISD4004系列工作电压3V,单片录放时间8至16分钟,音质好,适用于移动电话及其他便携式电子
12、产品中。芯片采用CMOS技术,内含振荡器、防混淆滤波器、平滑滤波器、音频放大器、自动静噪及高密度多电平闪烁存贮阵列。芯片设计是基于所有操作必须由微控制器控制,操作命令可通过串行通信接口(SPI或Microwire)送入。芯片采用多电平直接模拟量存储技术, 每个采样值直接存贮在片内闪烁存贮器中,因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声,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。采样频率可为 4.0,5.3,6.4,8.0kHz,频率越低,录放时间越长,而音质则有所下降,片内信息存于闪烁存贮器中,可在断电情况下保存100年(典型值),反复录音10万次。 （2） 引脚描述
13、电源:(VCCA,VCCD) 为使噪声最小,芯片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的不同管脚上,模拟和数字电源端最好分别走线,尽可能在靠近供电端处相连,而去耦电容应尽量靠近器件。地线:(VSSA,VSSD) 芯片内部的模拟和数字电路也使用不同的地线。同相模拟输入(ANA IN+) 这是录音信号的同相输入端。输入放大器可用单端或差分驱动。反相模拟输入(ANA IN-) 差分驱动时,这是录音信号的反相输入端。信号通过耦合电容输入,最大幅度为峰峰值16mV。音频输出(AUD OUT) 提供音频输出,可驱动5K的负载。片选(SS) 此端为低,即向该ISD4004芯片发送指令，两条指
14、令之间为高电平。串行输入(MOSI) 此端为串行输入端，主控制器应在串行时钟上升沿之前半个周期将数据放到本端,供ISD输入。串行输出(MISO) ISD的串行输出端。ISD未选中时,本端呈高阻态。串行时钟(SCLK) ISD的时钟输入端,由主控制器产生,用于同步MOSI和MISO的数据传输。数据在SCLK上升沿锁存到ISD,在下降沿移出ISD。中断(/INT) 本端为漏极开路输出。ISD在任何操作(包括快进)中检测到EOM或OVF时,本端变低并保持。中断状态在下一个SPI周期开始时清除。中断状态也可用RINT指令读取。OVF标志-指示ISD的录、放操作已到达存储器的未尾。EOM标志-只在放音中
15、检测到内部的EOM标志时,此状态位才置1。行地址时钟(RAC) 漏极开路输出。每个RAC周期表示ISD存储器的操作进行了一行(ISD4004系列中的存贮器共2400行)。该端可用于存储管理技术。外部时钟(XCLK) 本端内部有下拉元件。芯片内部的采样时钟在出厂前已调校,误差在 +1%内。商业级芯片在整个温度和电压范围内, 频率变化在+2.25%内。工业级芯片在整个温度和电压范围内,频率变化在-6/+4%内,此时建议使用稳压电源。若要求更高精度,可从本端输入外部时钟(如附录所列)。由于内部的防混淆及平滑滤波器已设定,故上述推荐的时钟频率不应改变。输入时钟的占空比无关紧要,因内部首先进行了分频。在
16、不外接地时钟时,此端必须接地。自动静噪(AMCAP) 当录音信号电平下降到内部设定的某一阈值以下时,自动静噪功能使信号衰弱,这样有助于养活无信号(静音)时的噪声。本端接VCCA则禁止自动静噪。ISD4004（3） SPI(串行外设接口)ISD4003工作于SPI串行接口。SPI协议是一个同步串行数据传输协议,协议假定微控制器的SPI移位寄存器在SCLK的下降沿动作,因此对ISD4003而言,在时钟止升沿锁存MOSI引脚的数据,在下降沿将数据送至MISO引脚。2.1.2 LED数码显示原理（1） LED数码管显示原理通常所说的的LED显示器由7个发光二极管组成，因此也称之为七段数码显示器，其排列
17、形状如图2。此外，数码管中还有一个圆点发光二极管，用于显示小数点。通过七个发光二极管亮灭的不同组合，可以显示多种数字、字母及其它字符。图4 LED数码管脚图（2） LED数码管动态显示原理LED数码管的显示主要分为静态和动态显示两种方式，静态显示方式下，一个八位端口只能驱动一个数码管，如要驱动四个数码管将占用四个端口共32位，而单片机的端口是非常有限的，因此对于要求有多个数码管显示的单片机系统往往采用动态显示的方法。动态显示就是采用动态扫描的方法逐个地循环点亮各位显示器一小段时间，通常为几微妙。这样虽然在某一时段只有一位数码管被点亮，但是由于人眼的视觉暂留效应，实际效果与静态显示完全一样。根据
18、经验，四位数码管动态显示，每位数码管显示的时间不应大于10ms，否则会有闪烁感。（3） LED显示器中的发光二极管共有两种连接方法： 共阳极接法 把发光二极管的阳极连在一起构成公共阳极。使用时公共端接高电平（51单片机系统中通常为5V）。其它端输入低电平时对应发光二极管段亮，反之则灭。 共阴极接法将发光二极管的阴极连在一起构成公共阴极。使用时公共阴极接低电平（51单片机系统中通常接地）。这样其它端输入高电平时对应发光二极管段亮，反之则灭。2.1.3矩阵式按键的工作原理键盘分两大类：编码键盘和非编码键盘，独立式按键属于非编码键盘，只简单地提供键盘的行列与矩阵，其他操作如键的识别，决定按键的读数等
19、仅靠软件完成，故硬件较为简单，但占用CPU较多时间。非编码键盘的键输入程序应完成的基本任务1.监测有无键按下；2.判断是哪个键按下；3.完成键处理任务。矩阵式键盘适用于按键数量较多的场合，由行线和列线组成，按键位于行列的交叉点上。节省I/O口。行线通过上拉电阻接到+5V上。无按键时，行线处于高电平状态，有键按下，行线电平状态将由与此行线相连的列线电平决定。列线电平为低，则行线电平为低；列线电平为高，则行线电平为高。等效电路图如图5。硬件电路图见附录。图5 矩阵式按键的等效电路图2.1.4整机调试(1)根据给出的电路原理图，正确连接电路；(2)调试已编译的程序，并将程序下载到51单片机中；(3)
20、按下录音键进行录音，连续录完一段后，按下停止键停止，再次按下录音键录音，按停止键停止；(4)录完音后，按放音键放音，按一次键就播放一段录音，通过修改程序可实现顺序和倒序播放；(5)最后按照公交车站台信息，将站台名称语音信息和特殊语音信息录制到ISD4004中，并记录下各个站台语音和特殊语音信息所存的单元位置，以便使用；(6)进行最后的调试 ，公共汽车语音报站系统完成。第三章 程序设计3.1程序流程图 图6 公交车语音报站系统程序流程3.2源程序清单 ;按键扫描子程序。扫描的键值存放在R3中。可组成4*4键盘。 PTKEY EQU P0 ;扫描的端口,其中低位接列线，高位接行线 DIS_SHI
21、EQU 50H ;显示十位缓冲区 DIS_GE EQU 51H ;显示个位缓冲区 ORG 0000H AJMP START ORG 0030HSTART: MOV DIS_SHI , #0AH ;初始化数码管灭 MOV DIS_GE , #0AH LCALL DISPLAYMAIN: LCALL KEY1 MOV A , R3 MOV B , #10 DIV AB MOV DIS_SHI , A MOV DIS_GE , B LCALL DISPLAY SJMP MAINKEY1: LCALL KS1 ;调用按键总扫描程序，无按键则继续查询 JNZ LK1 ;用按键则去判断所按键值。 ACAL
22、L DISPLAY AJMP KEY1LK1: ACALL DISPLAY ;有按键延时12MS ACALL DISPLAY ACALL KS1 ;继续判断有无按键，这样处理可防止按键干扰。 JNZ LK2 ACALL DISPLAY ;有按键延时6MS。 AJMP KEY1LK2: MOV R2 , #0FEH ;送扫描的首列。 MOV R4 , #00H ;列号送初值。LK4: MOV A , R2 MOV PTKEY , A MOV A , PTKEY JB ACC.4 , LONE ;第零行无按键则转第一行。 MOV A , #00H AJMP LKPLONE: JB ACC.5 ,
23、LTWO ;第一行无按键则转第二行。 MOV A , #04H AJMP LKPLTWO: JB ACC.6 , LTHREE ;第二行无按键则转第三行。 MOV A , #08HLTHREE: JB ACC.7 , NEXT ;第二行无按键则转下一次扫描。 MOV A , #0BHLKP: ADD A , R4 ;将按键值的行和列想加送R3 MOV R3 , ALK3:ACALL DISPLAY ;等待按键的释放。ACALL KS1JNZ LK3RETNEXT: ;进行下一列的扫描。INC R4MOV A,R2JNB ACC.3,KNDRL AMOV R2,AAJMP LK4KND: AJM
24、P KEY1KS1:ANL PTKEY , #0F0H ;给低四位送低电平 MOV A , PTKEY XRL A , #11110000B ;读区高四位，若高四位不全为1表示有按键。RETDISPLAY: ;显示子程序 MOV DPTR , #SHUMA MOV A , DIS_SHI MOVC A , A+DPTR MOV P1 , A SETB P2.0ACALL Y3MS CLR P2.0 MOV A , DIS_GE MOVC A , A+DPTRMOV P1 , A SETB P2.1 ACALL Y3MS CLR P2.1 RETY3MS: ;延时3ms子程序 MOV R7 ,
25、#15Y3MS1: MOV R6 , #48Y3MS2: DJNZ R6 , Y3MS2 NOP DJNZ R7 , Y3MS1 MOV R6 , #07Y3MS3: DJNZ R6 , Y3MS3 RET SHUMA: ;共阳数码代码。 DB 0c0h ,0f9h ,0a4h ,0b0h ,99h ,92h ,82h ,0f8h ,80h ,90h ,0FFH;09 ,灭参考文献1胡汉才.单片机原理及其接口技术.北京：清华大学出版社，20042王东等.基于GPS的公交车自动报站系统的设计.微型机与应，20103杨烈军.基于RFID的智能公交报站系统.长春理工大学学报，20114王娟等.公交自
26、动报站系统的设计.自动化技术与应用，20105 李全力 单片机原理及接口技术 北京 高等教育出版社 2002； 6赵文博 新型常用集成电路速查手册 北京 人民邮电出版社；7高吉祥 全国大学生电子设计竞赛系列教程培训 北京 电子工业出版社待添加的隐藏文字内容3附录 A键盘输入数据图7矩阵式按键输入数据的电路附录 B整体电路原理图图8公交车语音报站系统总电路图附录C元器件清单 类别 型号数量 单位说明集 成 电 路 AT89C511片 ISD4041片语音芯片 LM3861片音频放大电路 LM3171 片可调集成稳压电路 74LS2451片双向驱动器数码管 共阳2位 连体或独立均可发光二极管 红、
27、绿各1只按键 独立式5个电阻 10K5个 5.1K1个 1K1个 5102个 3001个 2001个 101个滑动变阻器 10K1个电容 220u1个 100u1个 22u1个 10u1个 4.7u1个 3.3u1个 1u2个 0.1u3个 0.0471个驻极体话筒1个键盘 4*4矩阵1个扬声器 4或8、2W1个致谢装 订 线通过这次的课程设计，我快速的步入了单片机设计的大门。我发现设计过程是一个考验人耐心的过程，不能有丝毫的急躁，对电路应该一步一步的来。经过这次课程设计的训练，使我对单片机的运用以及编写程序有了进一步的深刻理解，尤其增加了我对这门专业的兴趣。21世纪是科技快速发展的时期，更是
28、电子产品飞书速更新的时期，对于我们，是个机遇。因此巩固理论知识，提高动手能力是我们现在的当务之急，这次课程设计是给我提高的机会。也因为这样，我明白了真理总是在不断的揣摩中产生的，这是我的最深体会。为了做好这次课程设计，我查阅了很多资料，也请教了老师，真是费了不少心思啊。在此感谢老师们的指导和帮助，感谢老师们传授给我的知识，指导老师的严谨和求实的治学精神及踏实细致的科研态度使我受益非浅。在课程设计完成之际，谨向敬爱的宋朝晖老师表示忠心的感谢和诚挚的祝福。最后感谢我的同学这段时间以来对我的关心和支持。Employment tribunals sort out disagreements betwe
29、en employers and employees.You may need to make a claim to an employment tribunal if: you dont agree with the disciplinary action your employer has taken against you your employer dismisses you and you think that you have been dismissed unfairly.For more information about dismissal and unfair dismis
30、sal, seeDismissal.You can make a claim to an employment tribunal, even if you haventappealedagainst the disciplinary action your employer has taken against you. However, if you win your case, the tribunal may reduce any compensation awarded to you as a result of your failure to appeal.Remember that
31、in most cases you must make an application to an employment tribunal within three months of the date when the event you are complaining about happened. If your application is received after this time limit, the tribunal will not usually accept it.If you are worried about how the time limits apply to
32、 you, take advice from one of the organisations listed underFurther help.Employment tribunals are less formal than some other courts, but it is still a legal process and you will need to give evidence under an oath or affirmation.Most people find making a claim to an employment tribunal challenging.
33、 If you are thinking about making a claim to an employment tribunal, you should get help straight away from one of the organisations listed underFurther help.If you are being represented by a solicitor at the tribunal, they may ask you to sign an agreement where you pay their fee out of your compens
34、ation if you win the case. This is known as adamages-based agreement. In England and Wales, your solicitor cant charge you more than 35% of your compensation if you win the case.If you are thinking about signing up for a damages-based agreement, you should make sure youre clear about the terms of th
35、e agreement. It might be best to get advice from an experienced adviser, for example, at a Citizens Advice Bureau. To find your nearest CAB, including those that give advice by e-mail, click onnearest CAB.For more information about making a claim to an employment tribunal, seeEmployment tribunals.Th
36、e (lack of) air up there Watch mCayman Islands-based Webb, the head of Fifas anti-racism taskforce, is in London for the Football Associations 150th anniversary celebrations and will attend Citys Premier League match at Chelsea on Sunday.I am going to be at the match tomorrow and I have asked to mee
37、t Yaya Toure, he told BBC Sport.For me its about how he felt and I would like to speak to him first to find out what his experience was.Uefa hasopened disciplinary proceedings against CSKAfor the racist behaviour of their fans duringCitys 2-1 win.Michel Platini, president of European footballs gover
38、ning body, has also ordered an immediate investigation into the referees actions.CSKA said they were surprised and disappointed by Toures complaint. In a statement the Russian side added: We found no racist insults from fans of CSKA.Age has reached the end of the beginning of a word. May be guilty i
39、n his seems to passing a lot of different life became the appearance of the same day; May be back in the past, to oneself the paranoid weird belief disillusionment, these days, my mind has been very messy, in my mind constantly. Always feel oneself should go to do something, or write something. Twen
40、ty years of life trajectory deeply shallow, suddenly feel something, do it.一字开头的年龄已经到了尾声。或许是愧疚于自己似乎把转瞬即逝的很多个不同的日子过成了同一天的样子；或许是追溯过去，对自己那些近乎偏执的怪异信念的醒悟，这些天以来，思绪一直很凌乱，在脑海中不断纠缠。总觉得自己自己似乎应该去做点什么，或者写点什么。二十年的人生轨迹深深浅浅，突然就感觉到有些事情，非做不可了。The end of our life, and can meet many things really do?而穷尽我们的一生，又能遇到多少事情是
41、真正地非做不可？During my childhood, think lucky money and new clothes are necessary for New Year, but as the advance of the age, will be more and more found that those things are optional; Junior high school, thought to have a crush on just means that the real growth, but over the past three years later, his writing of alumni in peace, suddenly found that isnt really grow up, it seems is not so important; Then in high school, think dont want to give vent to out your inner voice
