杭州地鐵一號(hào)線語音報(bào)站器模擬設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　誠(chéng) 信 承 諾</b></p><p>　　我謹(jǐn)在此承諾：本人所寫的畢業(yè)論文《杭州地鐵一號(hào)線語音報(bào)站器模擬設(shè)計(jì)》均系本人獨(dú)立完成，沒有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點(diǎn)和材料，均作了注釋，若有不實(shí)，后果由本人承擔(dān)。</p><p><b>　　承諾人（簽名）：</b></p><p>　　年

2、 月 日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特別是進(jìn)入21世紀(jì)后的大踏步前進(jìn)，人們?cè)絹碓街匾暪卜?wù)的發(fā)展，而公共交通是大多數(shù)人每天都要接觸的東西，使得人們更加重視智能交通的發(fā)展。地鐵作為很多大城市人們出行的選擇，地鐵報(bào)站體統(tǒng)的發(fā)展能給出行的人提供很多便利。語音報(bào)站系統(tǒng)通過普通話標(biāo)準(zhǔn)播報(bào)能使各式各樣的人了解到站

3、信息，極大的方便了人們的出行。</p><p>　　本設(shè)計(jì)詳細(xì)介紹一種模擬地鐵智能報(bào)站系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。采用51單片機(jī)作為主控制器，兼具自動(dòng)語音播報(bào)站點(diǎn)，顯示屏顯示當(dāng)前及全程站點(diǎn)。其功能實(shí)現(xiàn)過程為：以單片機(jī)為核心模塊，通過按鍵控制語音的錄入和自動(dòng)定時(shí)播報(bào)，驅(qū)動(dòng)動(dòng)態(tài)TFT顯示屏顯示對(duì)應(yīng)站點(diǎn)信息。本系統(tǒng)安全可靠，實(shí)用性和可移植性強(qiáng)，兼具實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性，非常適合地鐵語音報(bào)站使用。</p><p>　　

4、關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；語音芯片；智能控制；顯示屏</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　With economic development, especially in big strides forward into the 21st century, there is growing emphasis on the developme

5、nt of public services, and public transportation is something that most people contact with every day, making people pay more attention to the development of intelligent transportation. Many metro cities as people travel

6、 choices, develop Metro station decency to give people who travel to provide a lot of convenience. Voice announcement system can broadcast standard Mandar</p><p>　　The design details of an implementation of

7、intelligent reporting station subway system simulation. Using 51 MCU as the main controller, both automatic voice broadcast site, the display shows the current and the whole site. Implementation process as its function:

8、MCU core module, through the voice input button control and automatic timed broadcast, driving dynamics corresponding TFT display site information. The system is safe and reliable, practicality and portability, both real

9、-time and stabili</p><p>　　Key words：MCU；voice chip；intelligent control；monitor </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 引言 --------------------------------------------

10、-----------------------------------------1</p><p>　　2 概述 ---------------------------------------------------------------------------------2</p><p>　　2.1 地鐵語音報(bào)站系統(tǒng)概述 --------------------------

11、--------------------------------2</p><p>　　2.2 單片機(jī)概述 ------------------------------------------------------------------2</p><p>　　3 總體設(shè)計(jì) ------------------------------------------------------

12、---------------------------5</p><p>　　3.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能 ----------------------------------------------------------------5</p><p>　　3.2 系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì) ------------------------------------------------------

13、------------5</p><p>　　4 硬件設(shè)計(jì) ---------------------------------------------------------------------------------6</p><p>　　4.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 ------------------------------------------------------

14、-------6</p><p>　　4.2 顯示模塊 --------------------------------------------------------------------------10</p><p>　　4.3 語音模塊 --------------------------------------------------------------------

15、------11</p><p>　　5 軟件設(shè)計(jì) --------------------------------------------------------------------------------14</p><p>　　5.1 總體方案 ----------------------------------------------------------------

16、-------14</p><p>　　5.2 顯示程序的設(shè)計(jì)-------------------------------------------------14</p><p>　　5.3 主控程序的編寫--------------------------------------------------------------------17</p><p>

17、　　6 制作與調(diào)試 --------------------------------------------------------------------------------19</p><p>　　6.1 元器件的選擇 -------------------------------------------------------19</p><p>　　6.2 硬件電路的

18、制作與焊接 ------------------------------------------------------19</p><p>　　6.3 調(diào)試 -------------------------------------------------------------------------------20</p><p>　　7 成品展示 ------------

19、----------------------------------------------------------------------21</p><p>　　8 結(jié)論 ----------------------------------------------------------------------------------------22</p><p>　　致謝 -

20、---------------------------------------------------------------------------------------------23</p><p>　　參考文獻(xiàn) ---------------------------------------------------------------------------------------24附錄 ---

21、-------------------------------------------------------------------------------------------25</p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　人民生活水平的提高使得我國(guó)的汽車越來越多，而且這種現(xiàn)象在大城市更加普遍。城鎮(zhèn)交通越來越繁忙，隨之帶來了更多的交通事

22、故和環(huán)境污染，這使得人民更加關(guān)注交通這件大事。繁忙的交通使人民的出行變的更加困難，這大大降低了市民工作的效率，嚴(yán)重阻礙了城市的發(fā)展。該問題的日趨嚴(yán)重，讓城市管理更加注重對(duì)公共交通的建設(shè)，想通過舒適有序的公共交通壞境使得更多的人選擇公共交通作為出行的首要選擇。</p><p>　　而地鐵作為現(xiàn)在很多大城市市民出行的首要交通工具，并且隨著工業(yè)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展被越來越多的城市所大力發(fā)展，地鐵語音報(bào)站系統(tǒng)能為市民提供很多便利

23、。當(dāng)人們專注手機(jī)或者和周圍的人聊天時(shí)，語音報(bào)站能使市民避免出現(xiàn)錯(cuò)過出站。而標(biāo)準(zhǔn)的普通話也能使人們更好的了解到站信息與下一站信息，能使人們做好下車準(zhǔn)備，同時(shí)能提高地鐵的運(yùn)營(yíng)效率，為緩解繁忙的交通提供一定幫助。而語音報(bào)站系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)也能減少人力來人工播報(bào)語音系統(tǒng)，大大降低了地鐵運(yùn)行的成本。</p><p>　　一種可靠實(shí)用的地鐵語音報(bào)站系統(tǒng)應(yīng)該有這幾方面的要求。首先，它應(yīng)該能準(zhǔn)確的報(bào)告即將到達(dá)的站臺(tái)信息。然后，報(bào)站的語

24、音應(yīng)該清晰響亮確保能使更多的人聽到并明白播報(bào)的意思。最后，可以加入更多有用的元素，比如在普通話播報(bào)結(jié)束后加入英語的播報(bào)，使外國(guó)人也能聽懂站臺(tái)信息。</p><p>　　這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我選擇了8051內(nèi)核的單片機(jī)，作為整個(gè)智能控制系統(tǒng)的主要控制芯片。可以輕松完成這次設(shè)計(jì)的基本要求。而且51單片機(jī)的基本電路簡(jiǎn)單，程序編寫難度也不大，所以給整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了很好的環(huán)境。</p><p><

25、;b>　　2 概述</b></p><p>　　2.1 地鐵語音報(bào)站系統(tǒng)概述</p><p>　　該地鐵語音報(bào)站系統(tǒng)的工作原理是先通過語音芯片的外圍電路將事先準(zhǔn)備好的地鐵語音播報(bào)內(nèi)容儲(chǔ)存到語音芯片當(dāng)中，然后運(yùn)行該系統(tǒng)，單片機(jī)就會(huì)控制語音芯片播報(bào)其儲(chǔ)存的語音內(nèi)容，在播報(bào)的同時(shí)，單片機(jī)會(huì)另外輸出一個(gè)信號(hào)，控制顯示屏顯示行進(jìn)方向、當(dāng)前站點(diǎn)、下一站點(diǎn)等信息。</p>

26、;<p>　　為了完成這個(gè)控制系統(tǒng)，顯示器采用諾基亞公司生產(chǎn)的5110LCD液晶顯示屏，即84×48的點(diǎn)陣LCD。它可以顯示4行漢字，6行字符，運(yùn)用在這個(gè)系統(tǒng)中，足夠顯示到站信息，而且字體足夠大能使人輕易讀出該內(nèi)容。語音芯片采用ISD4004，它最長(zhǎng)可達(dá)16分鐘的錄音時(shí)間完全能滿足25個(gè)站的播報(bào)，并且它有良好的音質(zhì)，能較好的還原錄制的音樂，音調(diào)和效果聲，避免了一般固體錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪聲和金屬聲，使

27、市民能夠清楚的明白播報(bào)的信息內(nèi)容，避免混淆。</p><p>　　2.2 單片機(jī)概述</p><p>　　2.2.1 單片機(jī)的基本概念</p><p>　　單片機(jī)，很多人都會(huì)理解為單片微型計(jì)算機(jī)，這種叫法也是比較通俗的。我們可以理解為，單片機(jī)是將一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到了一塊芯片上。簡(jiǎn)單的說，一塊單片機(jī)就是一臺(tái)計(jì)算機(jī)。單片機(jī)的主要部分集成了中央處理器CPU、隨機(jī)存取存

28、儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM和輸入輸出端口I/O口等結(jié)構(gòu)，只是這些結(jié)構(gòu)相對(duì)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各個(gè)單元都要簡(jiǎn)單很多，而且體積也小很多，功能上也要弱很多。</p><p>　　單片機(jī)的中央處理器往往主要是為了優(yōu)化它的占用面積、成本、性能而專門設(shè)計(jì)的。單片機(jī)有比較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，較低的運(yùn)行速度，但程序代碼同樣可以被執(zhí)行，從而完成復(fù)雜的功能。單片機(jī)的RAM容量一般都比較小，這樣可以減少硅片占有的面積，采用SRAM（靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器

29、）。單片機(jī)的ROM容量也比較小，一般采用Flash（閃存）來實(shí)現(xiàn)。為了降低成本，有時(shí)候也會(huì)采用掩膜（MASK）或者OTP（單次可編程），中央處理器要執(zhí)行的程序代碼和相關(guān)數(shù)據(jù)一般存儲(chǔ)在ROM里面。單片機(jī)的I/O較為簡(jiǎn)單，一般通過單片機(jī)芯片管腳的高低電平來實(shí)現(xiàn)輸入輸出功能。單片機(jī)的外設(shè)種類也比較豐富，不同的應(yīng)用可以通過不同的外設(shè)來實(shí)現(xiàn)。其他輔助模塊有電源電路、振蕩電路、復(fù)位電路等，為單片機(jī)系統(tǒng)起到了輔助支撐的作用。以上所有的東西，都被集成在

30、了一個(gè)硅片（芯片）上，這樣就構(gòu)成了最基本的單片機(jī)。</p><p>　　大多數(shù)單片機(jī)的中央處理器較為簡(jiǎn)單，因此復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算單片機(jī)往往不能處理，而更著重于控制功能的實(shí)現(xiàn)。在絕大多數(shù)的電子產(chǎn)品中，單片機(jī)是作為主控芯片而出現(xiàn)的。所以“單片機(jī)”僅僅是一個(gè)普通的說法，而叫它微控制器（microcontroller）顯得更加恰當(dāng)。</p><p>　　單片機(jī)，實(shí)際上只是一個(gè)單片化的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)而已

31、，而要讓單片機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)實(shí)際的功能，我們就應(yīng)該對(duì)它進(jìn)行編程。一般來說，F(xiàn)lash結(jié)構(gòu)的單片機(jī)在剛被生產(chǎn)出來的時(shí)候，片內(nèi)ROM（即Flash）是沒有任何代碼程序的，我們可以認(rèn)為還沒有指定單片機(jī)能完成的任務(wù)，所以需要燒錄與特定的應(yīng)用功能相對(duì)應(yīng)的代碼。</p><p>　　生成上述的代碼，一般的處理流程是先在單片機(jī)的開發(fā)環(huán)境中編寫對(duì)應(yīng)的程序，再通過編譯得到所要執(zhí)行的代碼。這里所說的單片機(jī)開發(fā)環(huán)境是指一類在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行

32、的軟件，一般來說它會(huì)有建立工程、編寫程序、調(diào)試、交叉編譯、生成執(zhí)行代碼文件等功能。例如本次設(shè)計(jì)我所用到的51單片機(jī)就可以使用Keil μVision2這個(gè)軟件來開發(fā)。而且不同的單片機(jī)具有不同的開發(fā)環(huán)境。當(dāng)然，有些開發(fā)環(huán)境也可能支持不同的編程語言，常用的單片機(jī)開發(fā)語言有匯編語言和C語言。</p><p>　　單片機(jī)開發(fā)人員需要根據(jù)指定的應(yīng)用程序來編寫相對(duì)應(yīng)的匯編語言或者C語言代碼，然后在集成開發(fā)環(huán)境中進(jìn)行編譯、調(diào)試

33、，最后得到所需要的執(zhí)行代碼文件，然后通過編程器或者其他程序下載器，可以將執(zhí)行代碼文件燒錄到單片機(jī)的Flash中，這樣該單片機(jī)就可以完成單片機(jī)開發(fā)人員要求的功能任務(wù)。</p><p>　　當(dāng)然在單片機(jī)的開發(fā)過程中，開發(fā)人員編寫的程序往往存在一些問題和錯(cuò)誤，一般需要經(jīng)過多次反復(fù)的修改和調(diào)試。一般情況下，調(diào)試所需要花費(fèi)的時(shí)間會(huì)遠(yuǎn)大于編寫初始程序所花費(fèi)的時(shí)間。我們的調(diào)試一般有兩種方法可供選擇：其中一種是通過將計(jì)算機(jī)與單片

34、機(jī)系統(tǒng)的硬件調(diào)試工具（一般稱為仿真器）相連接，在開發(fā)軟件上進(jìn)行在線硬件調(diào)試；另一種是通過仿真軟件來模擬單片機(jī)執(zhí)行程序的過程。</p><p>　　單片機(jī)在燒錄了執(zhí)行所需的代碼之后，只需要給整個(gè)系統(tǒng)相應(yīng)的電源，它就能夠按照開發(fā)人員的想法，執(zhí)行相應(yīng)的功能任務(wù)。</p><p>　　2.2.2 單片機(jī)的發(fā)展概況</p><p>　　上世紀(jì)七十年代初，集成電路剛剛處于中小規(guī)

35、模的階段，以當(dāng)時(shí)集成電路的工藝，并不能把一個(gè)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成在單個(gè)芯片上。但是單板機(jī)（單板微型計(jì)算機(jī)）已經(jīng)開始出現(xiàn)，在一個(gè)電路板上實(shí)現(xiàn)了一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。</p><p>　　1976年，英特爾公司發(fā)布了MCS-48型號(hào)的單片機(jī)，這個(gè)可以認(rèn)為是第一個(gè)真正意義上的單片機(jī)。從此，單片機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展。下面分階段回顧單片機(jī)發(fā)展的歷史。</p><p>　?。?）第一階段（1976～1978年

36、）：英特爾公司生產(chǎn)出的MCS-48單片機(jī)第一次采用了單片結(jié)構(gòu)，也就是在一塊芯片上集成了8位的中央處理器、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、并行I/O口、RAM和ROM等結(jié)構(gòu)。由于它具有體積小、功能豐富、價(jià)格也不貴的優(yōu)點(diǎn)，很快便在實(shí)際應(yīng)用中得到了大家的首選，同時(shí)也為單片機(jī)的發(fā)展打下了基礎(chǔ)。</p><p>　　（2）第二階段（1978～1982年）：在MCS-48單片機(jī)的作用下，很多半導(dǎo)體公司也陸續(xù)研發(fā)和制作出了自己品牌的單片機(jī)，比

37、如Zilog公司的Z8系列單片機(jī)。到了80年代初期，單片機(jī)的性能已經(jīng)比較高了，比如英特爾公司的MCS-51系列單片機(jī)、摩托羅拉公司的6801和6802系列單片機(jī)、羅克韋爾公司的6501以及6502系列單片機(jī)等。這一類單片機(jī)中，如8051系列單片機(jī)，帶有串行I/O口、8位數(shù)據(jù)線、16位地址線可以尋址的范圍達(dá)到64KB、控制總線、較全面的指令系統(tǒng)等。MCS-51單片機(jī)，就是英特爾公司于1980年發(fā)布的8位8051內(nèi)核單片機(jī)。這款單片機(jī)在單片

38、機(jī)的發(fā)展歷史上具有重要的意義。當(dāng)時(shí)在智能控制領(lǐng)域引發(fā)了很大的震驚，并且很快建立了自己在市場(chǎng)中的主導(dǎo)地位。后來英特爾公司開放了8051單片機(jī)的核心技術(shù)，使得那時(shí)候很多半導(dǎo)體公司都來對(duì)8051單片機(jī)進(jìn)行研究和改進(jìn)。目前各半導(dǎo)體公司關(guān)于8051單片機(jī)的主要產(chǎn)品就有幾十個(gè)系列，幾百個(gè)品種。</p><p>　?。?）第三階段（1982～1990年）：16位的單片機(jī)開始流入市場(chǎng)，除了CPU與之前的不同以外，也進(jìn)一步擴(kuò)大了單

39、片機(jī)的片內(nèi)RAM和ROM的容量，實(shí)時(shí)處理的能力變得更加強(qiáng)大，體現(xiàn)了微控制器的特征。此時(shí)的單片機(jī)都已經(jīng)真正的單片化，基本都具備了CPU、RAM、ROM、多種多樣的I/O端口、功能完善的中斷系統(tǒng)，甚至還有一些單片機(jī)自身帶有A/D轉(zhuǎn)化器，功能越來越強(qiáng)大。因此，單片機(jī)的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)嶄新的時(shí)期。這個(gè)時(shí)期的單片機(jī)的種類較多，以英特爾公司生產(chǎn)的MCS-96系列單片機(jī)最具有代表意義。</p><p>　?。?）第四階段（1

40、990～2000年）：一直有新型高性能的單片機(jī)被生產(chǎn)出來，日新月異。新單片機(jī)普遍采用RISC架構(gòu)。而現(xiàn)階段的發(fā)展趨勢(shì)則是速度越來越快，集成度越來越高，模數(shù)混合、功耗越來越低。</p><p>　?。?）現(xiàn)階段（2001年至今）：32位微控制器的應(yīng)用越來越多，嵌入實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的單片機(jī)在很多場(chǎng)合也被大量使用，嵌入式系統(tǒng)獲得了較大的發(fā)展。在專用單片機(jī)發(fā)展方面，SOC片上系統(tǒng)也開始從之前的概念到了實(shí)際的應(yīng)用中。</

41、p><p><b>　　3 總體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能</p><p>　　地鐵語音報(bào)站系統(tǒng)，可以根據(jù)地鐵的到站情況實(shí)時(shí)用普通話播報(bào)現(xiàn)在到了哪個(gè)站臺(tái)，接下去是哪一站等信息，并且在TFT顯示屏上同步顯示，方便那些可能沒聽清楚的乘客可以通過屏幕獲取到站信息。</p><p>　　總體的功能包

42、括：（1）播報(bào)的站名涵蓋湘湖站至文澤路站之間全部25個(gè)；（2）各個(gè)站點(diǎn)的播報(bào)間隔時(shí)間嚴(yán)格按照地鐵運(yùn)行時(shí)間執(zhí)行；（3）對(duì)各個(gè)站點(diǎn)的語音播報(bào)采用普通話清晰播報(bào)，播報(bào)內(nèi)容至少包括行進(jìn)方向、當(dāng)前站點(diǎn)、下一站點(diǎn)，同時(shí)進(jìn)行LCD的滾動(dòng)顯示。</p><p>　　3.2 系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)所需要實(shí)現(xiàn)的功能，我們進(jìn)行全面系統(tǒng)的分析，我們可以知道，我們需要一塊單片機(jī)及其外圍電路即

43、最小系統(tǒng)，而語音芯片在該設(shè)計(jì)中不僅要完成錄音儲(chǔ)存的功能，還要在系統(tǒng)要求的時(shí)候播報(bào)儲(chǔ)存的信息，所以它的外圍電路包括語音錄入電路和語音播放電路，要實(shí)現(xiàn)信息的顯示則需要外接TFT顯示模塊。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。</p><p>　　圖3-1 系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　　4 硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　硬件的設(shè)計(jì)

44、是整個(gè)系統(tǒng)給出方案后所要執(zhí)行的第一步。而在硬件的設(shè)計(jì)過程中，首先要選擇材料，根據(jù)自己要實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行選擇。然后就要畫出原理圖，畫原理圖的時(shí)候要考慮到和程序的兼容性，也要方便程序的編寫和之后的操作。</p><p>　　4.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路</p><p>　　在一般情況下，單片機(jī)的最小系統(tǒng)僅僅只能夠完成一些很簡(jiǎn)單的功能，在這種情況之下，單片機(jī)開發(fā)人員可以直接利用單片機(jī)的內(nèi)部程序存儲(chǔ)器

45、、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、中斷、I/O端口，因?yàn)檫@樣可以減少開發(fā)整個(gè)系統(tǒng)的成本。但是在很多情況下，僅僅依靠單片機(jī)內(nèi)部的資源是不能夠達(dá)到要求的，在很多更高級(jí)更繁雜的應(yīng)用中，單片機(jī)內(nèi)部的RAM、ROM容量不夠大，I/O接口的數(shù)量也可能會(huì)不夠用，這個(gè)時(shí)候我們就應(yīng)該對(duì)單片機(jī)進(jìn)行擴(kuò)展，單片機(jī)最小系統(tǒng)的擴(kuò)展是在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到的情況。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)為簡(jiǎn)單的單片機(jī)控制的語音報(bào)站系統(tǒng)，因?yàn)楣δ?/p>

46、不是很復(fù)雜，所以不需要拓展，只需要采用單片機(jī)最小系統(tǒng)電路（復(fù)位電路和外部時(shí)鐘電路）再外加一些外設(shè)就能夠滿足要求。在這里復(fù)位電路采用手動(dòng)復(fù)位。</p><p>　　4.1.1 STC12C5A60S2芯片性能介紹</p><p>　　STC12C5A60S2是STC公司發(fā)布的一款功耗比較低、性能卻比較高的8位微處理芯片，它能為用戶提供60K系統(tǒng)可編程片內(nèi)ROM存儲(chǔ)器，高速10位8路A/D數(shù)/

47、模轉(zhuǎn)換器。STC12C5A16S2采用了經(jīng)典的8051內(nèi)核，但STC公司在此基礎(chǔ)上做出了許多的改進(jìn)，增加了很多傳統(tǒng)8051單片機(jī)不具備的功能。在單片機(jī)上，集成了靈活的8位CPU 和60K的可編程ROM，這讓STC12C5A60S2為廣大嵌入式控制系統(tǒng)的應(yīng)用提供的解決方法變得更加靈活多變、有效。</p><p>　　STC12C5A60S2主要性能參數(shù)：</p><p>　　1. 單片機(jī)的性

48、能變得更好，單片機(jī)開發(fā)人員可以根據(jù)自己的需要選擇6時(shí)鐘/機(jī)器周期和12 時(shí)鐘/機(jī)器周期</p><p>　　2. 工作電壓可以是3.3V～5.5V或者2.2V～3.6V</p><p>　　3. 工作頻率：0～40M赫茲，差不多是一般8051單片機(jī)的0～80M赫茲，實(shí)際工作頻率最高可達(dá)到48M赫茲</p><p>　　4. 用戶應(yīng)用程序空間為60K字節(jié)</p&

49、gt;<p>　　5. 片上集成1280字節(jié)RAM</p><p>　　6. 32個(gè)可編程I/O口線</p><p><b>　　7．靈活I(lǐng)SP編程</b></p><p>　　8. 具有EEPROM 功能</p><p>　　9. 共4個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器</p><p>　　1

50、0. 工作溫度限制：工業(yè)應(yīng)用中，溫度最小為-40℃，最高為+85℃，一般的商業(yè)應(yīng)用要求比較低，為0～75℃</p><p>　　11. PDIP封裝</p><p>　　芯片如圖4-1所示：</p><p>　　圖4-1 STC12C5A60S2芯片引腳圖</p><p><b>　　芯片引腳介紹：</b></p&

51、gt;<p>　　（1）輸入/輸出（I/O）引腳分為P0、P1、P2、P3四個(gè)口</p><p>　　在這四個(gè)口中，每個(gè)口都有8個(gè)引腳，即8位，一共是32個(gè)引腳。</p><p>　　P0口（32至39腳）：8位雙向三態(tài)I/O口線，既可以作為普通的I/O口引腳，也可以作為數(shù)據(jù)/低8位地址總線。</p><p>　　P1口（1至8腳）：8位準(zhǔn)雙向I/O口

52、，可以作為普通的I/O口引腳，是四個(gè)口中最普通的一個(gè)。</p><p>　　P2口（21至28腳）：8位準(zhǔn)雙向I/O口，既可以作為普通的I/O口引腳，也可以作為高8位地址總線。</p><p>　　P3口（10至17腳）：8位準(zhǔn)雙向I/O口，除了可作為普通的I/O口引腳之外，每個(gè)引腳還有第二功能。第二功能如表4-1所示：</p><p>　?。?）電源及時(shí)鐘引腳&l

53、t;/p><p>　　電源及時(shí)鐘引腳總共4個(gè)，分別是：</p><p>　?、?Vcc（40腳）：接+5V電源。</p><p>　?、?Vss（20腳）：接地。</p><p>　　③ XTAL1（19腳）：接單片機(jī)外部晶振電路的引腳，包括晶體振蕩器和微調(diào)電容，采用外部時(shí)鐘時(shí)，這個(gè)引腳接地。</p><p>　　④ XT

54、AL2（18腳）：接單片機(jī)外部晶振電路的引腳，包括晶體振蕩器和微調(diào)電容，采用外部時(shí)鐘時(shí)，這個(gè)引腳輸入外部時(shí)鐘。</p><p>　?。?）控制線和復(fù)位引腳</p><p>　　單片機(jī)用于復(fù)位和控制用的引腳共4個(gè)，分別為：第9腳，第29腳，第31腳和第30腳。這些引腳都有自己特殊的功能，有些可以有兩種模式選擇，在這里不一一介紹，下面以第30腳作為代表進(jìn)行介紹：</p><

55、p>　　第30腳的名稱是ALE/PROG，有兩個(gè)功能，分別可以作為地址鎖存允許信號(hào)輸出引腳和編程脈沖輸入引腳，通過引腳輸出的高低電平來實(shí)現(xiàn)不同的功能。在系統(tǒng)擴(kuò)展單片機(jī)訪問外部存儲(chǔ)器的情況下，ALE端口的輸出信號(hào)用來鎖存存儲(chǔ)器的低8位地址；如果不需要訪問外部存儲(chǔ)器，ALE端口和正常一樣，輸出周期變化的正脈沖信號(hào)，其頻率為振蕩器的六分之一。需要注意的是，當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)跳過一個(gè)ALE脈沖。</p><

56、p>　　4.1.2 單片機(jī)復(fù)位電路</p><p>　　單片機(jī)的復(fù)位顧名思義就是對(duì)單片機(jī)的初始化操作，它就好像是對(duì)電腦的重啟，當(dāng)電腦出現(xiàn)死機(jī)的情況時(shí)，只需重啟電腦，電腦的內(nèi)部程序就會(huì)初始化。單片機(jī)也是這樣，在單片機(jī)的運(yùn)行過程中，有時(shí)候會(huì)受到各種特殊情況干擾，單片機(jī)的工作會(huì)變得不正常，這時(shí)只需要按下復(fù)位按鈕，單片機(jī)內(nèi)部的程序就會(huì)重新開始運(yùn)行。</p><p>　　為了使單片機(jī)CPU和系

57、統(tǒng)其他各個(gè)模塊進(jìn)入已經(jīng)設(shè)定好的初始狀態(tài)，并且從初始狀態(tài)開始正常工作，我們需要對(duì)單片機(jī)在啟動(dòng)的時(shí)候進(jìn)行復(fù)位。單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)是從RST引腳進(jìn)入到單片機(jī)里的施密特觸發(fā)器中的。當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)入正常的工作狀態(tài)后，且晶振電路穩(wěn)定工作，如果RST引腳接收到一個(gè)高電平信號(hào)，而且能夠維持2個(gè)機(jī)器周期以上，這時(shí)CPU就會(huì)響應(yīng)，并且讓系統(tǒng)復(fù)位。單片機(jī)的復(fù)位方法有兩種，一種方法是通過按鍵對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行手動(dòng)按鍵復(fù)位，另一種就是上電以后系統(tǒng)的自動(dòng)復(fù)位，此次設(shè)計(jì)使

58、用的是手動(dòng)按鈕復(fù)位。手動(dòng)復(fù)位的方法需要在RST端直接加上高電平，所以只需在正電源和RST端加上一個(gè)獨(dú)立按鍵，那么當(dāng)按下獨(dú)立按鍵的時(shí)候，+5V的正電源將會(huì)直接加到RST端，松開的時(shí)候，RST又將與正電源斷開，由于人的反應(yīng)時(shí)間的原因，按按鍵的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于兩個(gè)機(jī)器周期，所以，完全能夠滿足復(fù)位時(shí)間的要求。這個(gè)系統(tǒng)的手動(dòng)按鍵復(fù)位電路如下圖4-2，圖中的EST就是RST，接單片機(jī)的第9引腳：</p><p>　　圖4-2

59、復(fù)位電路</p><p>　　4.1.3 單片機(jī)晶振電路</p><p>　　單片機(jī)系統(tǒng)都必須帶有晶振，即晶體振蕩器，它在單片機(jī)系統(tǒng)里扮演了重要的角色。單片機(jī)每完成一步任務(wù)，都需要一個(gè)時(shí)間，也就是單片機(jī)在完成任務(wù)的時(shí)候需要時(shí)鐘信號(hào)。因此，晶振的作用片很明確了，是為單片機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生一個(gè)單片機(jī)要用的時(shí)鐘信號(hào)，一般情況下一個(gè)系統(tǒng)只需要一個(gè)晶振，這樣可以讓各模塊的運(yùn)行保持同步，當(dāng)然也有一個(gè)系統(tǒng)使用多

60、個(gè)晶振的情況，本次設(shè)計(jì)是共用了一個(gè)晶振。</p><p>　　簡(jiǎn)而言之，晶振就是給單片機(jī)提供工作信號(hào)脈沖的，也就是確定單片機(jī)的工作速度的。STC12C5A60S2單片機(jī)內(nèi)有一個(gè)放大器，可以進(jìn)行反向放大，它的增益比較高，用來構(gòu)成內(nèi)部的振蕩電路， XTAL1引腳作為此放大器的輸入端，XTAL2引腳作為此放大器的輸出端。與這個(gè)放大器一起組成自激電路的，是單片機(jī)外部電路中的石英晶體或者其他材料諧振器，它們作為反饋元件。由

61、于晶振和單片機(jī)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)引腳組成的振蕩電路中會(huì)有諧波生成，盡管這個(gè)諧波對(duì)電路的影響很小，但是會(huì)降低電路的時(shí)鐘振蕩器的穩(wěn)定性，所以為了提高電路的穩(wěn)定性，我們需要在和晶振的兩個(gè)引腳處接近的地方接入兩個(gè)電容來降低諧波對(duì)電路穩(wěn)定性的影響，一般兩個(gè)電容的范圍是在10pF到50pF。我在這個(gè)系統(tǒng)中選擇了兩個(gè)30pF的電容和11.0592MHz的晶振，接在放大器的反饋回路中，形成一個(gè)并聯(lián)的晶振電路。此系統(tǒng)的晶振電路如圖4-3所示：</p>

62、<p>　　圖4-3 晶振電路</p><p><b>　　4.2 顯示模塊</b></p><p>　　由于段式液晶屏只能顯示數(shù)字和少量的英文字符，而單色圖形式液晶模的圖形分辨率較低，所以本次設(shè)計(jì)我選擇了可以顯示數(shù)字、中英文字符并且分辨率較高的TFT液晶模塊。另外TFT屏幕的價(jià)格也在逐漸降低，也減少了成本。</p><p>　

63、　TFT（Thin Film Transistor）是薄膜型晶體管液晶顯示屏，它其中的每一個(gè)象素點(diǎn)全都是通過它后面的薄膜型晶體管來驅(qū)動(dòng)的，這樣提高了顯示屏的響應(yīng)速度，所以TFT液晶的色彩更逼真，圖像質(zhì)量更高。</p><p>　　顯示模塊電路如圖4-4所示：</p><p>　　圖4-4 顯示模塊電路</p><p>　　本次設(shè)計(jì)TFT液晶屏采用的是16位并行方式與

64、單片機(jī)相連接，它與8位的方式相比速度更快。</p><p>　　該模塊的80并口有如下一些信號(hào)線： </p><p>　　CS：TFTLCD 片選信號(hào)； </p><p>　　WR：向TFTLCD 寫入數(shù)據(jù)； </p><p>　　RD：從TFTLCD 讀取數(shù)據(jù)； </p><p>　　D[15:0]：16 位雙向數(shù)據(jù)

65、線；</p><p>　　RST：硬復(fù)位 TFTLCD； </p><p>　　RS：命令/數(shù)據(jù)標(biāo)志（0，讀寫命令；1，讀寫數(shù)據(jù)）。</p><p>　　TFT顯示屏顯示的效果如圖4-5、圖4-6所示：</p><p>　　圖4-5 列車運(yùn)行時(shí)信息</p><p>　　圖4-6 列車到站時(shí)信息</p>&

66、lt;p>　　屏幕的上面部分可以顯示列車到站的信息和下一站的預(yù)報(bào)，而屏幕的下面部分則可以顯示列車已過站臺(tái)的信息，當(dāng)列車已經(jīng)經(jīng)過某站點(diǎn)時(shí)，該站點(diǎn)就會(huì)從紅色變成綠色，并且叉會(huì)變成勾。</p><p><b>　　4.3語音模塊</b></p><p>　　現(xiàn)在市場(chǎng)上主要有，既可以錄音又可以播放的ISD系列，一次性的APLUS系列，掩膜型等等。根據(jù)本次設(shè)計(jì)的要求，我選

67、擇ISD4004語音芯片，它最長(zhǎng)可以錄制16分鐘，完全夠25個(gè)站語音播報(bào)的儲(chǔ)存，而且它能較好的還原之前錄制的聲音效果。</p><p>　　4.3.1 ISD4004語音芯片</p><p>　　芯片管腳圖如4-5所示：</p><p>　　圖4-5ISD4004管腳圖</p><p>　　VCCA,VCCD為電源輸入腳，接3V電源。<

68、;/p><p>　　VSSA,VSSD為接地腳。</p><p>　　ANA IN+為同相輸入腳。</p><p>　　ANA IN-為反向輸入腳。</p><p>　　AUD OUT為音頻信號(hào)輸入腳。</p><p>　　AUD OUT為音頻信號(hào)輸出腳。</p><p><b>　　SS

69、為片選腳。</b></p><p>　　MOSI為串行輸入腳。</p><p>　　MISO為串行輸出腳。</p><p>　　SCLK為串行時(shí)鐘腳。</p><p>　　INT為漏極開路輸出腳。</p><p>　　RAC為行地址時(shí)鐘腳。</p><p>　　XCLK為外部時(shí)鐘腳。

70、</p><p>　　AMCAP為自動(dòng)靜噪腳。</p><p>　　4.3.2 ISD4004語音芯片外圍電路</p><p>　　ISD4004語音芯片外圍電路如圖4-6所示：</p><p>　　圖4-6 ISD4004語音芯片外圍電路</p><p>　　錄音電路主要由語音芯片，麥克風(fēng)和外圍電路組成。聲音信號(hào)先轉(zhuǎn)

71、化成電信號(hào)，然后通過電容耦合，由三極管放大后從管腳IN流入語音芯片，被其保存。</p><p>　　播放電路主要有語音芯片，音頻功放，揚(yáng)聲器和外圍電路組成。聲音信號(hào)通過語音芯片的輸出腳輸出，通過音頻功放后驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出語音播報(bào)。</p><p><b>　　5 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　5.1 總體方案<

72、/b></p><p>　　整個(gè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)包括液晶顯示屏驅(qū)動(dòng)的編寫，語音芯片的控制編寫，以及各模塊之間的數(shù)據(jù)信號(hào)傳遞與處理。各個(gè)模塊的驅(qū)動(dòng)可以根據(jù)廠家給的芯片手冊(cè)進(jìn)行編寫，控制部分需要對(duì)不同的按鍵信息做不同的處理，按鍵次數(shù)的不同也可能產(chǎn)生不同的信息。</p><p>　　5.2 顯示程序的設(shè)計(jì)</p><p>　　5.2.1 漢字取模</p>

73、<p>　　顯示部分通過調(diào)用TFT庫函數(shù)實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行LCD動(dòng)態(tài)顯示以及漢字界面的顯示。</p><p>　　本設(shè)計(jì)地鐵站點(diǎn)共有25個(gè)，在TFT采用橫屏初始化時(shí)，X/Y軸坐標(biāo)上限為320/240，通過畫圓的方法畫出25個(gè)實(shí)心圓點(diǎn)作為運(yùn)行指示燈。當(dāng)列車經(jīng)過某一站時(shí)，當(dāng)前站點(diǎn)顯示為綠色，未經(jīng)過的顯示紅色。等列車在運(yùn)行時(shí)，通過定時(shí)器的控制顯示對(duì)應(yīng)站點(diǎn)的紅綠交替閃爍。</p><p>

74、　　由于本模塊的TFT不含中文漢字庫，還需要自己控制漢字取模。本設(shè)計(jì)使用的漢字取模軟件為：PCtoLCD2002，其界面如圖5-1所示：</p><p>　　圖5-1 PCtoLCD2002界面</p><p>　　這款軟件結(jié)構(gòu)輕巧使用簡(jiǎn)單，可以直接生成本設(shè)計(jì)所需的漢字字模。把生成的字模作為數(shù)組存儲(chǔ)起來再逐個(gè)調(diào)用，就能實(shí)現(xiàn)TFT的漢字顯示。</p><p>　　5.

75、2.2 ILI9320液晶控制器</p><p>　　16位數(shù)據(jù)線與顯存的對(duì)應(yīng)關(guān)系為565方式，如圖5-2所示：</p><p>　　圖5-2 位數(shù)據(jù)與顯存對(duì)應(yīng)關(guān)系圖</p><p>　　最低5位代表藍(lán)色，中間6 位為綠色，最高5位為紅色。數(shù)值越大，表示該顏色越深。</p><p>　　ILI9320的命令很多，常用的命令列表如下圖5-3所示

76、：</p><p>　　圖5-3 ILI9320 常用命令表</p><p>　　5.2.3 TFT驅(qū)動(dòng)程序</p><p>　?。?）定義TFT硬件控制端口</p><p>　　sbit CS =P2^2;//片選</p><p>　　sbit RES =P2^1;//復(fù)位</p>&

77、lt;p>　　sbit RS =P2^5;//數(shù)據(jù)/命令選擇</p><p>　　sbit RW =P2^4; //寫數(shù)據(jù)/命令</p><p><b>　?。?）清屏</b></p><p>　　void CLR_Screen(unsigned int bColor)</p><p><

78、;b>　　{</b></p><p>　　unsigned int i,j;</p><p>　　LCD_SetPos(0,240,0,320);//320x240</p><p>　　for (i=0;i<320;i++)</p><p><b>　　{</b></p><

79、p>　　for (j=0;j<240;j++)</p><p>　　Write_Data_U16(bColor);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　?。?）顯示英文字符</b></p&g

80、t;<p><b>　　輸入?yún)?shù)：</b></p><p><b>　　x 橫坐標(biāo)</b></p><p><b>　　y 縱坐標(biāo)</b></p><p><b>　　c 需要顯示的字符</b></p><p>　　fColor 字符顏色&l

81、t;/p><p>　　bColor 字符背景顏色</p><p>　　void LCD_PutChar(unsigned short x, unsigned short y, char c, unsigned int fColor, unsigned int bColor) </p><p><b>　　{</b></p><p

82、>　　LCD_PutChar8x16( x, y, c, fColor, bColor );</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　?。?）顯示漢字</b></p><p><b>　　輸入?yún)?shù)：</b></p><p><b>　　

83、x 橫坐標(biāo)</b></p><p><b>　　y 縱坐標(biāo)</b></p><p><b>　　c 需要顯示的漢</b></p><p>　　fColor 字符顏色</p><p>　　bColor 字符背景顏色</p><p>　　#include "

84、GB1616.h"//16*16漢字字模</p><p>　　void PutGB1616(unsigned short x, unsigned short y, unsigned char c[2], unsigned int fColor,unsigned int bColor){</p><p>　　unsigned int i,j,k;</p><

85、p>　　LCD_SetPos(x, x+16-1,y, y+16-1);</p><p>　　for (k=0;k<64;k++) { //64標(biāo)示自建漢字庫中的個(gè)數(shù)，循環(huán)查詢內(nèi)碼</p><p>　　if ((codeGB_16[k].Index[0]==c[0])&&(codeGB_16[k].Index[1]==c[1])){ </p>&

86、lt;p>　　for(i=0;i<32;i++) {</p><p>　　unsigned short m=codeGB_16[k].Msk[i];</p><p>　　for(j=0;j<8;j++) {</p><p>　　if((m&0x80)==0x80) {</p><p>　　Write_Data_U16

87、(fColor);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else {</b></p><p>　　Write_Data_U16(bColor);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　

88、　m<<=1;</b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}</b></p><p>

89、<b>　　}</b></p><p>　　（5）顯示RGB顏色</p><p><b>　　輸入?yún)?shù)：</b></p><p>　　x0，y0 起始坐標(biāo)</p><p>　　x1，y1 結(jié)束坐標(biāo)</p><p>　　Color 背景顏色</p><p&

90、gt;　　void Show_RGB (unsigned int x0,unsigned int x1,unsigned int y0,unsigned int y1,unsigned int Color)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned int i,j;</p><p>　　LCD_SetPos(

91、x0,x1,y0,y1);</p><p>　　for (i=y0;i<=y1;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　for (j=x0;j<=x1;j++)</p><p>　　Write_Data_U16(Color);</p><p><b&

92、gt;　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　?。?）設(shè)置坐標(biāo)</b></p><p>　　static void LCD_SetPos(unsigned int x0,unsigned int x1,unsigned int y0,unsigned int y1)&l

93、t;/p><p><b>　　{</b></p><p>　　Write_Cmd_Data(WINDOW_XADDR_START,x0);</p><p>　　Write_Cmd_Data(WINDOW_XADDR_END,x1);</p><p>　　Write_Cmd_Data(WINDOW_YADDR_START,y0

94、);</p><p>　　Write_Cmd_Data(WINDOW_YADDR_END,y1);</p><p>　　Write_Cmd_Data(GRAM_XADDR,x0);</p><p>　　Write_Cmd_Data(GRAM_YADDR,y0);</p><p>　　Write_Cmd (0x00,0x22); //LCD_

95、WriteCMD(GRAMWR);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　5.3 主控程序的編寫</p><p>　　主控程序包括對(duì)語音芯片錄音或播放狀態(tài)的控制，而當(dāng)其為播放狀態(tài)時(shí)，主程序要控制語音芯片按照要求間隔一段時(shí)間播報(bào)每個(gè)站點(diǎn)信息。</p><p><b>　　程序如下：<

96、/b></p><p>　　void play(u16 addr)</p><p>　　{unsigned char ovflog; </p><p>　　isd_pu(); //按鍵按下,ISD上電并延遲50ms </p><p>　　isd_pd(); </p><p><b>　　isd_pu(

97、);</b></p><p>　　isd_setplay(addr); //發(fā)送setplay指令,從0x0000地址開始放音</p><p><b>　　do</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　isd_play(); //發(fā)送放音指令</p>

98、;<p>　　delay_us(20);</p><p>　　while(ISD_INT==1); //等待放音完畢的EOM中斷信號(hào)</p><p><b>　　LED=1;</b></p><p>　　isd_stop(); //放音完畢，發(fā)送stop指令</p><p>　　if(ovflog==chk

99、_isdovf()) //檢查芯片是否溢出，如果溢出則停止放音，芯片復(fù)位</p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　while(PR==0); //按鍵再次按下，播放下一段語音</p><p>　　isd_stop();</p

100、><p>　　isd_pd(); </p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　6 制作與調(diào)試</b></p><p>　　6.1 元器件的選擇</p><p>　　在這次畢設(shè)中，我選擇了STC12C5A60S2單片機(jī)作為控制的核心。這塊單片機(jī)擁有的特

101、點(diǎn)在前面已經(jīng)介紹得很清楚了，我自己之前也用過多次，而且它為用戶應(yīng)用提供的程序空間為60K字節(jié)，片上集成1280K字節(jié)的RAM，大小也已經(jīng)充分滿足了。STC12C5A60S2單片機(jī)可通過電腦USB轉(zhuǎn)到下載器串口直接下載要用的程序，不需要?jiǎng)e的專用的編程器，也不需專用的仿真器。因此我選擇STC12C5A60S2作為這個(gè)系統(tǒng)的主控芯片。至于顯示屏的選擇，我選擇諾基亞公司生產(chǎn)的5110LCD液晶顯示屏。因?yàn)樗男詢r(jià)比高，可以顯示本次設(shè)計(jì)所需要顯示

102、的所有內(nèi)容，而且它的接口簡(jiǎn)單，速度又快。對(duì)于晶振的選擇，因?yàn)檫x用11.0592MHz晶振，近似為12MHz，可以準(zhǔn)確的計(jì)算定時(shí)時(shí)間，用這個(gè)晶振分頻后，定時(shí)器參數(shù)是整數(shù)，誤差小，所以選用11.0592MHz的晶振。DS1302作為自己以前用過的時(shí)鐘芯片，對(duì)它比較熟悉，所以這里也選擇了DS1302，為整個(gè)系統(tǒng)提供時(shí)間。其他電容電阻的選用，則參考書籍資料，按照一般情況來選擇。如單片機(jī)的限流電阻、上拉電阻為10KΩ，起振電路的電容為30pF等等

103、</p><p>　　6.2 硬件電路的制作與焊接</p><p>　　6.2.1 總體特點(diǎn)</p><p>　?。?）電路原理簡(jiǎn)單，所用的器件均為常用器件。</p><p>　?。?）所有元器件均為直插式。</p><p>　?。?）系統(tǒng)內(nèi)的功能模塊明確，方便布局。</p><p>　?。?/p>

104、4）運(yùn)用Altium Designer Winter 09畫板軟件自己制作PCB電路板，方便焊接。</p><p>　　6.2.2 PCB板制作過程與注意事項(xiàng)</p><p><b>　　制作過程：</b></p><p>　?。?）首先明確整個(gè)系統(tǒng)所要完成的功能和任務(wù)，大致描繪出原理圖。</p><p>　?。?）了

105、解單片機(jī)、傳感器等引腳特性，在畫板軟件中畫出正確的原理圖，并且檢查連線分裝等是否都正確無誤。</p><p>　　（3）畫出PCB，包括布局、連線等。</p><p>　?。?）把PCB經(jīng)過轉(zhuǎn)印機(jī)轉(zhuǎn)印在適當(dāng)大小的銅板上，然后經(jīng)過腐蝕劑腐蝕，轉(zhuǎn)臺(tái)打孔等步驟，便可制作出PCB板。</p><p><b>　　注意事項(xiàng)：</b></p>

106、<p>　?。?）畫原理圖時(shí)務(wù)必要掌握各管腳的作用，以免畫錯(cuò)，并且封裝要對(duì)，否則可能導(dǎo)致元器件無法安裝在板上。</p><p>　?。?）畫PCB時(shí)整個(gè)系統(tǒng)布局要清晰，這樣可以方便之后的布線。</p><p>　?。?）線寬、焊盤、過孔的大小要一開始就調(diào)節(jié)好，調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)拇笮　?lt;/p><p>　　（4）制作PCB板的過程中需要細(xì)心，控制好轉(zhuǎn)印和腐蝕時(shí)間

107、，避免弄壞板子。</p><p><b>　　6.2.3 焊接</b></p><p>　　焊接前應(yīng)熟悉各芯片的引腳功能，焊接時(shí)參照原理圖，仔細(xì)地連接引腳。焊接時(shí)，先焊接小的元器件。焊接時(shí)也要注意一些元器件的正負(fù)極，比如鋁電解電容是有正負(fù)極的，反焊可能導(dǎo)致電容被擊穿。芯片也是一樣，正負(fù)極接反很可能導(dǎo)致芯片的損毀。另外，焊接是個(gè)精細(xì)活，有些焊盤可能離得比較近，這時(shí)候要

108、注意不要因?yàn)楹稿a而造成短路。由于已經(jīng)做成PCB的形式，所以焊接的時(shí)候只需要對(duì)應(yīng)地把元器件插入，焊好就可以了。最后不要忘了檢測(cè)是否有跳線。當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)焊接好以后最好用萬用表測(cè)量一下，該短路的地方是否短路，該斷路的地方是否斷路。只有整個(gè)系統(tǒng)焊接正確，才不會(huì)給后面燒錄進(jìn)軟件以后的調(diào)試造成麻煩。</p><p><b>　　6.3 調(diào)試</b></p><p>　　當(dāng)實(shí)物做到

109、一定程度的時(shí)候，應(yīng)該先調(diào)試一下，保證可以用了，然后接著做，這樣一來，可以避免東西做到后面，遇到了問題，結(jié)果檢查起來很麻煩，有時(shí)候查起來也會(huì)很困難。下面是我在做這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)調(diào)試的步驟。</p><p>　　最先進(jìn)行的應(yīng)該是硬件調(diào)試，首先要測(cè)試單片機(jī)的最小系統(tǒng)，單片機(jī)是否有用，晶振是否起振，復(fù)位電路是否正常工作。由于我平時(shí)寫過一些51單片機(jī)的工程，可以把這里面功能比較簡(jiǎn)單的程序燒錄到單片機(jī)里，要是能正常工作，則說明

110、一切正常。接著測(cè)試剛買來的那些傳感器模塊，首先要確定有沒有在運(yùn)輸?shù)耐局斜慌獕摹y(cè)試它們的主要方法是先正確連接好它們，然后用測(cè)試程序看看它們的效果，是不是正常?；蛘哂萌f用表測(cè)量它們的一些輸出引腳，看電壓是不是正常。</p><p>　　當(dāng)確定單片機(jī)的最小系統(tǒng)和那些硬件都是工作正常以后，可以分模塊開始調(diào)試這個(gè)系統(tǒng)。而我這次是先開始調(diào)試液晶顯示屏。寫好驅(qū)動(dòng)以后，只需要在主函數(shù)里寫一句要顯示的東西即可，然后編譯程序，最后

111、燒錄到單片機(jī)里。如在主函數(shù)中調(diào)用lcd_write_char(2,0,'-')這個(gè)子函數(shù)，程序燒錄進(jìn)單片機(jī)以后，接通電源，能夠在顯示屏的第一行第三個(gè)位置顯示“-”，則說明這個(gè)模塊已經(jīng)可以用了，程序也沒問題。傳感器模塊與時(shí)鐘模塊的調(diào)試，在寫好驅(qū)動(dòng)后，只需要把數(shù)據(jù)讓顯示屏顯示出來即可。期間會(huì)遇到很多問題，有些是驅(qū)動(dòng)寫的不對(duì)，這時(shí)候可以通過顯示屏上的數(shù)據(jù)來判斷。要是沒有顯示或者顯示的數(shù)據(jù)不正常，就說明數(shù)據(jù)還沒有傳給單片機(jī)，或者

112、是在數(shù)據(jù)處理的時(shí)候有問題。</p><p><b>　　7 成品展示</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)的成品如圖7-1所示：</p><p>　　圖7-1 模擬語音報(bào)站器</p><p>　　該報(bào)站器主要由一塊TFT液晶顯示屏，語音模塊和單片機(jī)及其外部電路組成。</p><p>　　語音模塊主

113、要與三部分外圍設(shè)備連接，即單片機(jī)控制電路、語音錄入電路和語音播放電路。語音錄入電路主要由咪頭和濾波電路組成。語音播放電路主要由功率放大器和揚(yáng)聲器組成。</p><p><b>　　8 結(jié)論</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)方案達(dá)到了任務(wù)書的要求，實(shí)現(xiàn)了語音信號(hào)的轉(zhuǎn)化與控制和顯示屏的實(shí)時(shí)顯示，實(shí)現(xiàn)了地鐵語音報(bào)站系統(tǒng)的功能：</p><p>　

114、?。?）播報(bào)的站名涵湘湖蓋站至文澤路站之間全部25個(gè)；</p><p>　?。?）各個(gè)站點(diǎn)的播報(bào)間隔時(shí)間嚴(yán)格按照地鐵運(yùn)行時(shí)間執(zhí)行；</p><p>　?。?）對(duì)各個(gè)站點(diǎn)的語音播報(bào)采用普通話清晰播報(bào)，播報(bào)內(nèi)容至少包括行進(jìn)方向、當(dāng)前站點(diǎn)、下一站點(diǎn)，同時(shí)進(jìn)行LCD的滾動(dòng)顯示。</p><p>　　由于時(shí)間、水平和經(jīng)驗(yàn)有限，在語音芯片的錄制和播放電路的設(shè)計(jì)和制作都有瑕疵，使