公交漢字顯示系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、<p>　　分類號(hào) 編 號(hào)</p><p>　　題目 公交漢字顯示系統(tǒng)——硬件部分 </p><p>　　院 系 信息

2、工程學(xué)院</p><p>　　專 業(yè) 電子信息工程</p><p>　　2010年 5 月 25 日</p><p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書</p><p>　　設(shè)計(jì)題目：公交車漢字顯示系統(tǒng)</p><p>　　專 業(yè)：電子信息工程 </p><p>

3、　　班級(jí)學(xué)號(hào)：_200611301__</p><p>　　姓 名: __ </p><p><b>　　指導(dǎo)教師：</b></p><p>　　設(shè)計(jì)期限： 2010 年 3 月 1 日開始</p><p>　　2010年 5 月 28 日結(jié)束</p><p&

4、gt;　　電子信息專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)指導(dǎo)書</p><p><b>　　指導(dǎo)老師 </b></p><p><b>　　一、畢業(yè)論文的目的</b></p><p>　　通過畢業(yè)設(shè)計(jì)使學(xué)生了解和掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理技術(shù)；了解和掌握匯編語言的程序設(shè)計(jì)和同硬件電路的結(jié)合；了解和掌握單片機(jī)硬件電路的焊接和調(diào)試

5、；了解和掌握繼電器、報(bào)警電路、運(yùn)算放大器、反饋網(wǎng)絡(luò)等模擬電路的分析設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　二、主要內(nèi)容</b></p><p>　　一種新型的公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理，以89C51單片機(jī)為核心，控制ISD4004語音芯片及16*16LED點(diǎn)陣顯示模塊做漢字顯示的新方案。利用89C51單片機(jī)作為CPU來進(jìn)行總體控制，通過語音控制電路進(jìn)行各種提示語音的播放

6、，同時(shí)使用LED點(diǎn)陣電路進(jìn)行漢字顯示，實(shí)現(xiàn)了公共汽車的語音報(bào)站以及漢字提示的功能.</p><p><b>　　三、重點(diǎn)研究問題</b></p><p>　　語音芯片驅(qū)動(dòng)使用、人機(jī)接口技術(shù)、語言技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)</p><p>　　四、主要技術(shù)指標(biāo)或主要設(shè)計(jì)參數(shù)</p><p>　　用8051單片機(jī)芯片實(shí)現(xiàn)完成漢字顯示報(bào)站

7、基本功能。 LED點(diǎn)陣使用16*16點(diǎn)陣；語音芯片使用ISD4004-8M，可錄制8分鐘，錄放電路簡(jiǎn)單；用動(dòng)態(tài)掃描法進(jìn)行漢字顯示；功放電路使用LM386,負(fù)載8Ω0.5W, 電壓增益為20；錄音電路使用9014，增強(qiáng)錄音效果。</p><p><b>　　五、設(shè)計(jì)成果要求</b></p><p>　　1．熟悉Protel、KeilC51、Proteus軟件，并用來設(shè)計(jì)

8、應(yīng)用系統(tǒng)原理圖。</p><p>　　2．學(xué)習(xí)硬件的焊接、安裝、組裝，單片機(jī)仿真器的使用。</p><p>　　3．閱讀參考資料、文獻(xiàn)及論文，提交本設(shè)計(jì)開題報(bào)告，設(shè)計(jì)方案不少于兩種。</p><p>　　4．完成設(shè)計(jì)所需要的編程，硬件電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，焊接。</p><p>　　5．系統(tǒng)電路測(cè)試與交付。</p><p>

9、<b>　　六、其他</b></p><p><b>　　時(shí)間安排</b></p><p><b>　　七、參考資料</b></p><p>　　1．《新編單片機(jī)原理與應(yīng)用》 潘永雄 編著 西安電子科技大學(xué)出版社</p><p>　　2．《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》第三版 童詩白 華成

10、英 主編 高等教育出版社</p><p>　　3．《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》第四版 閻石 主編 高等教育出版社</p><p>　　4．《匯編語言程序設(shè)計(jì)》 錢曉捷 主編 電子工業(yè)出版社 </p><p>　　5．《preteus入門教程》 </p><p>　　6．《keil c51入門教程》</p><p&

11、gt;<b>　　開題報(bào)告</b></p><p>　　2010年3月15日</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著時(shí)代的進(jìn)步，公交車已經(jīng)成為一般工薪族和學(xué)生族出門必須的交通工具。由于單片機(jī)技術(shù)以及電子語音技術(shù)飛速發(fā)展。目前，在公交車報(bào)站方面，也由傳統(tǒng)的人工報(bào)站，逐漸改變?yōu)槭褂梦㈦娔X控制的語音文

12、字報(bào)站系統(tǒng)。從以前售票員的大聲報(bào)站變成現(xiàn)在的自動(dòng)語音報(bào)站以及漢字提示等新型的報(bào)站系統(tǒng)，加快了現(xiàn)代化建設(shè)的進(jìn)程。是國(guó)家自動(dòng)化交通發(fā)展的標(biāo)志。</p><p>　　本文介紹了一種新型的公交車自動(dòng)報(bào)站漢字顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理，同時(shí)提供了一種以89C51單片機(jī)為核心，控制ISD4004語音芯片及LED點(diǎn)陣顯示漢字的新方案。利用89C51單片機(jī)作為CPU來進(jìn)行總體控制，通過語音控制電路進(jìn)行各種提示語音的播放，同時(shí)使用LED點(diǎn)

13、陣電路進(jìn)行漢字顯示，實(shí)現(xiàn)了公共汽車的語音自動(dòng)報(bào)站以及漢字提示的功能，實(shí)現(xiàn)了圖文、語音一體化協(xié)調(diào)工作，減輕了司售人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了車輛的服務(wù)質(zhì)量，是一種科技、時(shí)尚的新產(chǎn)品。同時(shí)它擺脫傳統(tǒng)電子屏"線"的束縛，使其應(yīng)用更加市場(chǎng)化，其"流動(dòng)"顯示的特點(diǎn)更為廣告界所推崇，是一種全新的媒體。</p><p>　　ISD4004語音系列芯片是美國(guó)ISD4004公司推出的產(chǎn)品，具有多次

14、重復(fù)錄放，存儲(chǔ)時(shí)間長(zhǎng)，使用時(shí)不需擴(kuò)充存儲(chǔ)器，所需外圍電路簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。</p><p>　　本系統(tǒng)是以C語言來進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，指令的執(zhí)行速度快，節(jié)省存儲(chǔ)空間。為了便于擴(kuò)展和更改，軟件的設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)，使程序設(shè)計(jì)的邏輯關(guān)系更加簡(jiǎn)潔明了,使硬件在軟件的控制下協(xié)調(diào)運(yùn)作。</p><p>　　關(guān)鍵詞：89C51單片機(jī)，LED點(diǎn)陣顯示，語音芯片 </p><p><b&

15、gt;　　Abstract</b></p><p>　　With the progress of The Times,the bus has become a general applicability and students go to the family transportation.Due to the microcontroller technology and electronic vo

16、ice technology rapidly develope.At present, in the bus stops,also from the traditional artificial stops, gradually changing into using the microcomputer control system of bus stop announcement. From before the loud voice

17、 stops of the conductor to be the new characters suggest and stops system,accelerating the process of mode</p><p>　　This paper introduces the design principle of a new kind of bus automatic stops display sys

18、tem and provides a new plan to control ISD4004 pronunciation chip and LED dot matrix to display chinese characters by 89C51 mcu .Useing 89C51 as CPU to overallcontrol and through the speech control circuit to play variou

19、s kind speech hint.Realizing the bus stops and characters of the voice of function,the text, voice integration are realized coordinationly too.Reduce the labor intensity of sales personnel </p><p>　　ISD4004

20、seriespronunciation chip is the products of ISD company,with the charactor of repeated recording, long time storage ,without expanded memory when using and simple circuit of the periphery, etc.</p><p>　　Th

21、is system based on C language for software design,the instruction execute speedly and save storage space.In order to facilitate expansion and change,the design of software adopt modular structure,make the program design

22、of logical relationship more concise,make the hardware under the control of the software operation harmoniously .</p><p>　　Keywords:89C51 MCU, LED dot matrix display, pronunciation chip</p><p>

23、;<b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要VIII</b></p><p>　　AbstractIX</p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p><b>　　1.1 概述1</b></p>&

24、lt;p>　　1.2 目的及意義2</p><p>　　2 總體設(shè)計(jì)的原理與實(shí)現(xiàn)3</p><p>　　2.1 方案論證3</p><p>　　2.1.1 語音電路方案論證3</p><p>　　2.1.2 設(shè)計(jì)系統(tǒng)方案論證4</p><p>　　2.2 電路原理的總體設(shè)計(jì)5</p>&

25、lt;p>　　3 硬件部分的設(shè)計(jì)7</p><p>　　3.1 硬件組成部分7</p><p>　　3.2 相關(guān)芯片介紹7</p><p>　　3.2.1 STC89C52RC單片機(jī)芯片7</p><p>　　3.2.2 ISD4004語音芯片8</p><p>　　3.2.3 74HC138芯片13

26、</p><p>　　3.2.4 LM317芯片14</p><p>　　3.3 硬件各部分設(shè)計(jì)16</p><p>　　3.3.1電源電路16</p><p>　　3.3.2 LED點(diǎn)陣顯示電路17</p><p>　　3.3.3ISD4004語音錄放音電路18</p><p>　　

27、3.3.4按鍵控制電路18</p><p>　　4 軟件部分的設(shè)計(jì)20</p><p>　　4.1 軟件總體設(shè)計(jì)20</p><p>　　4.2 軟件各模塊設(shè)計(jì)21</p><p>　　4.2.1 延時(shí)子程序21</p><p>　　4.2.2 ISD4004語音錄放程序22</p><

28、p>　　4.2.3 中斷控制程序24</p><p>　　4.2.4 LED點(diǎn)陣漢字顯示程序25</p><p><b>　　5 系統(tǒng)調(diào)試26</b></p><p>　　5.1 常見硬件故障調(diào)試26</p><p>　　5.2 軟件程序調(diào)試26</p><p>　　5.2.1 調(diào)

29、試軟件—KeilC51簡(jiǎn)介26</p><p>　　5.2.2 軟件程序測(cè)試27</p><p>　　5.2.3 系統(tǒng)電路功能仿真27</p><p>　　5.2.4 Keil與Proteus對(duì)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)28</p><p>　　5.2.5 硬件實(shí)現(xiàn)29</p><p><b>　　結(jié) 論31<

30、;/b></p><p><b>　　致 謝32</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)33</b></p><p>　　附錄Ⅰ外文原文及翻譯34</p><p>　　附錄Ⅱ源程序代碼51</p><p>　　附錄Ⅲ 原理圖61</p>&

31、lt;p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1 概述</b></p><p>　　隨著現(xiàn)代社會(huì)的建設(shè)，公共汽車越來越為大眾所喜愛，不僅僅可以在低消費(fèi)下達(dá)到目的地，同時(shí)也能很方便的省去很多的自駕麻煩。是打工族和學(xué)生族的常用交通工具。而隨著人們使用公共汽車的普遍，車輛上一般都相當(dāng)擁擠，造成許多的乘客未到站先下車或者推

32、遲下車的情況，也加重了售票員的勞動(dòng)強(qiáng)度。隨著信息社會(huì)的到來，單片機(jī)廣泛的應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)、聲學(xué)領(lǐng)域和微機(jī)技術(shù)等廣闊的領(lǐng)域。而利用單片機(jī)對(duì)語音芯片進(jìn)行控制可以達(dá)到語音報(bào)站的效果。因此，了解并掌握單片機(jī)智能控制技術(shù)工作原理及特性是非常重要的。</p><p>　　在一些自動(dòng)語音報(bào)站系統(tǒng)中，廣泛采用的是通過使用語音芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)電路，然后通過MIC錄音電路以及功放電路進(jìn)行語音的錄制與播放，同

33、時(shí)通過單片機(jī)對(duì)語音芯片進(jìn)行選擇以及功能的控制，從而完成語音報(bào)站。但是由于傳統(tǒng)的語音芯片的外圍電路比較復(fù)雜，所以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜、易受干擾、不易控制且精度不高。因此，本系統(tǒng)用一種比較昂貴且現(xiàn)代社會(huì)才剛剛常用的一種ISD4004系列語音芯片，不需復(fù)雜的外圍電路和A／D轉(zhuǎn)換電路能直接與單片機(jī)完成語音的錄制和播放，實(shí)現(xiàn)方便、精度高，可根據(jù)不同需要用于各種場(chǎng)合；為了提高對(duì)語音芯片的認(rèn)識(shí)和了解，尤其是對(duì)ISD4004系列的深入研究以及其用法與用途，基于實(shí)用

34、、廣泛和典型的原則而設(shè)計(jì)了本系統(tǒng)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)基于ISD4004芯片設(shè)計(jì)的公交車漢字顯示報(bào)站系統(tǒng)，介紹了STC89C52RC單片機(jī)語音漢字顯示控制系統(tǒng)，主要是通過單片機(jī)組成的應(yīng)用系統(tǒng)來完成對(duì)語音的錄制以及播放，漢字的LED點(diǎn)陣顯示以及語音播放的控制，從而實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)對(duì)語音漢字的控制。在正常情況下，通過ISD4004對(duì)語音報(bào)站信息進(jìn)行播放以及利用LED點(diǎn)陣進(jìn)行相關(guān)提示漢字的顯示，ISD4004芯片采

35、用CMOS技術(shù),內(nèi)含振蕩器、防混淆濾波器、平滑濾波器、音頻放大器、自動(dòng)靜噪及高密度多電平閃爍存貯陳列。芯片設(shè)計(jì)是基于所有操作必須由微控制器控制,操作命令可通過串行通信接口(SPI或Microwire)送入。通過單片機(jī)對(duì)報(bào)站語音進(jìn)行采集處理，同時(shí)設(shè)定相關(guān)漢字顯示信息；當(dāng)?shù)秸景存I按下時(shí)，該系統(tǒng)會(huì)發(fā)出到站站名及相關(guān)語音聲音，同時(shí)讓LED點(diǎn)陣進(jìn)行漢字提示信息的顯示，報(bào)站語音以及漢字顯示結(jié)束時(shí)等待下一個(gè)到站按鍵的觸發(fā)。</p>&l

36、t;p><b>　　1.2 目的及意義</b></p><p>　　首先是設(shè)計(jì)出一種的方便實(shí)用的公交車漢字顯示報(bào)站系統(tǒng)。單片機(jī)智能控制技術(shù)廣泛地應(yīng)用于工業(yè)控制、智能語音等方面，ISD4004 系列工作電壓3V,單片錄放時(shí)間8至16分鐘,音質(zhì)好,適用于移動(dòng)電話及其他便攜式電子產(chǎn)品中。芯片采用多電平直接模擬量存儲(chǔ)技術(shù), 每個(gè)采樣值直接存貯在片內(nèi)閃爍存貯器中,因此能夠非常真實(shí)、自然地再現(xiàn)語音

37、、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"。采樣頻率可為 4.0,5.3,6.4,8.0kHz,頻率越低,錄放時(shí)間越長(zhǎng),而音質(zhì)則有所下降,片內(nèi)信息存于閃爍存貯器中,可在斷電情況下保存100年(典型值),反復(fù)錄音10 萬次。而本系統(tǒng)則基本完成了設(shè)計(jì)的任務(wù)要求，通過STC89C52RC單片機(jī)語音錄放控制系統(tǒng)，主要是通過單片機(jī)組成的應(yīng)用系統(tǒng)來完成對(duì)語音的采集、語音的存儲(chǔ)處理、提示漢字

38、的顯示以及語音播放的控制，從而實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)對(duì)公交車到站的語音漢字顯示功能。</p><p>　　其次，為了理論聯(lián)系實(shí)際，用大學(xué)所學(xué)的理論來進(jìn)行實(shí)際工作，將知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)力。通過大學(xué)本科四年的學(xué)習(xí)，已經(jīng)初步具有了一定的分析和設(shè)計(jì)能力。通過本次設(shè)計(jì)將大學(xué)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)地梳理，概括和總結(jié)，并綜合運(yùn)用這些所學(xué)的知識(shí)。</p><p>　　公共汽車為外出的人們提供了方便快捷的服務(wù)，而公共汽車的報(bào)

39、站直接影響服務(wù)的質(zhì)量。傳統(tǒng)由乘務(wù)人員人工報(bào)站，該方式因其效果太差和工作強(qiáng)度太大，在很多大城市已經(jīng)被淘汰。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展和進(jìn)步，微型計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在聲學(xué)領(lǐng)域，微機(jī)技術(shù)與各種語音芯片相結(jié)合，即可完成語音的合成技術(shù)，使得汽車報(bào)站器的實(shí)現(xiàn)成為可能，從而為市民提供了更加人性化的服務(wù)。鑒于傳統(tǒng)公交車報(bào)站系統(tǒng)的不足之處，結(jié)合公交車輛的使用特點(diǎn)及實(shí)際營(yíng)運(yùn)環(huán)境，設(shè)計(jì)了一種由單片機(jī)控制的公交車語音報(bào)站顯示系統(tǒng) 。

40、 公交車語音報(bào)站顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是為了彌補(bǔ)人工報(bào)站的辛苦以及誤報(bào)的落后方式，進(jìn)站、出站播報(bào)站名及相關(guān)服務(wù)用語，為市民提供更人性化，更完善的服務(wù) 。</p><p>　　2 總體設(shè)計(jì)的原理與實(shí)現(xiàn)</p><p><b>　　2.1 方案論證</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)主要是通過單片機(jī)組成的應(yīng)用系統(tǒng)來完成對(duì)語音的錄制、語音

41、的存儲(chǔ)處理、語音的播放以及漢字顯示的控制，從而實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)對(duì)語音報(bào)站漢字顯示的控制。語音錄放電路有共同的特點(diǎn)：語音錄制播放環(huán)境復(fù)雜、現(xiàn)場(chǎng)性強(qiáng)等。若采用一般語音芯片采集語音信號(hào)，則需要設(shè)計(jì)信號(hào)調(diào)理電路、A/D 轉(zhuǎn)換及相應(yīng)的接口電路，才能把語音芯片輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送到計(jì)算機(jī)去處理。這樣，由于各種因素會(huì)造成語音錄放系統(tǒng)較大的偏差，會(huì)使語音系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性下降 。所以要選擇合適的方案，才能使設(shè)計(jì)得到最大的優(yōu)化。</p>

42、;<p>　　2.1.1 語音電路方案論證</p><p><b>　　方案一：</b></p><p>　　采用普通的語音芯片，可滿足達(dá)到報(bào)站信息錄制以及播放，但普通語音芯片錄制語音效果不好，重復(fù)性差、可靠性較差，對(duì)于高頻率使用以及方便錄放時(shí)不適用。對(duì)一些語音內(nèi)容不固定并要求現(xiàn)場(chǎng)錄音和放音的系統(tǒng)，采用一般語音芯片實(shí)現(xiàn)，錄放音的質(zhì)量難以控制。而且在語音錄

43、放系統(tǒng)中,采用一般語音芯片,比如華邦的W90P710系列、HELIOS公司的HZ24QP系列等.但這些芯片輸出的都是模擬信號(hào),必須經(jīng)過進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換和壓縮處理等才能送給單片機(jī)，從而產(chǎn)生了失真、大大降低了錄放音質(zhì)量，并不具有抗斷電、音質(zhì)差、使用不方便、不能反復(fù)錄放、需專用的語音開發(fā)工具、不能隨意列改內(nèi)容和耗電多等缺點(diǎn)。另外, 在語音錄放系統(tǒng)中,采用普通語音芯片.外圍電路會(huì)比較復(fù)雜，而且在軟件實(shí)現(xiàn)時(shí)也需要用到復(fù)雜的算法，一定程度上也增加了

44、軟件實(shí)現(xiàn)的難度。</p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　在語音錄放系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的語音芯片是將模擬信號(hào)遠(yuǎn)距離采樣進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，而為了獲得較高的語音錄放質(zhì)量，就必須采用措施解決由長(zhǎng)線傳輸及放大電路零點(diǎn)漂移等造成的誤差補(bǔ)償問題。采用語音芯片ISD4004進(jìn)行語音的錄放，直接對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)。便于單片機(jī)處理及控制，省去傳統(tǒng)的語音錄放的很多外圍電路

45、。且該芯片的物理化學(xué)性很穩(wěn)定，此元件線形較好。對(duì)一些語音內(nèi)容不固定并要求現(xiàn)場(chǎng)錄音和放音的系統(tǒng)，采用一般語音芯片實(shí)現(xiàn)，錄放音的質(zhì)量難以控制。美國(guó)ISD（Information Storage Devices）公司的ISD 系列芯片采用直接模擬存儲(chǔ)專利技術(shù)，把語音信號(hào)以原始的模擬形式直接存儲(chǔ)在片內(nèi)EEPROM存儲(chǔ)器中，無需進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換和壓縮處理等，從而減少了失真、大大提高了錄放音質(zhì)量，并具有抗斷電、音質(zhì)好、使用方便、可反復(fù)錄放、無需專用

46、的語音開發(fā)工具、能隨意列改內(nèi)容和耗電省等優(yōu)點(diǎn)，很適合于現(xiàn)場(chǎng)錄放音系統(tǒng)。而且語音錄放系統(tǒng)中,采用普通語音芯片.外圍電路會(huì)比較復(fù)雜，而是用ISD4004芯片直接使用簡(jiǎn)單的外圍電路即可。而且在軟件實(shí)現(xiàn)時(shí)也不需要用到復(fù)雜的算法，一定程度上也減輕了軟件實(shí)現(xiàn)的難度。</p><p>　　采用語音芯片ISD4004系列，可以體現(xiàn)系統(tǒng)芯片化這個(gè)趨勢(shì)。部分功能電路的集成，使總體電路更簡(jiǎn)潔，搭建電路和焊接電路時(shí)更快。而且，集成塊的使

47、用，有效地避免外界的干擾，提高語音錄放電路的質(zhì)量以及實(shí)用性。所以集成芯片的使用將成為電路發(fā)展的一種趨勢(shì)。本方案應(yīng)用這一語音芯片。</p><p>　　2.1.2 設(shè)計(jì)系統(tǒng)方案論證</p><p>　　該系統(tǒng)主要由語音錄放和漢字顯示兩部分組成。下面列舉兩種實(shí)現(xiàn)方案：</p><p><b>　　方案一：</b></p><p&

48、gt;　　語音錄放可以使用一般的語音芯片，漢字顯示部分則使用比較美觀的而且內(nèi)含相當(dāng)多的字模的液晶顯示模塊?？紤]到一般語音芯片存儲(chǔ)的是數(shù)字信號(hào)，所以還要設(shè)計(jì)相應(yīng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。而模擬信號(hào)轉(zhuǎn)數(shù)字信號(hào)過程中，信號(hào)失真是令人傷腦筋的問題。此方案由于使用液晶顯示模塊，需要進(jìn)行其驅(qū)動(dòng)的攥寫，并且硬件復(fù)雜，如果信號(hào)產(chǎn)生失真，都將會(huì)導(dǎo)致誤差的產(chǎn)生，難以完全清除，而且成本會(huì)有較大增長(zhǎng)幅度。</p><p><b>　　方

49、案二：</b></p><p>　　使用ISD語音芯片和LED點(diǎn)陣模塊構(gòu)成。其具有下列特點(diǎn)：①具有高的語音錄放質(zhì)量及實(shí)用性，可重復(fù)使用；②抗干擾能力強(qiáng)，穩(wěn)定性好；③信號(hào)易于處理、傳送和自動(dòng)控制；④便于現(xiàn)場(chǎng)錄制播放，播放語音顯示效果好⑤安裝方便，維護(hù)簡(jiǎn)單，工作可靠性高。ISD語音芯片可以采用美國(guó)ISD（Information Storage Devices）公司的ISD4004系列芯片，這類芯片采用直接

50、模擬存儲(chǔ)專利技術(shù)，把語音信號(hào)以原始的模擬形式直接存儲(chǔ)在片內(nèi)EEPROM存儲(chǔ)器中，無需進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換和壓縮處理等，從而減少了失真、大大提高了錄放音質(zhì)量，并具有抗斷電、音質(zhì)好、使用方便、可反復(fù)錄放、無需專用的語音開發(fā)工具、能隨意列改內(nèi)容和耗電省等優(yōu)點(diǎn)，很適合于現(xiàn)場(chǎng)錄放音系統(tǒng)。</p><p>　　比較兩個(gè)方案后可以發(fā)現(xiàn)，方案二更適合于用作本系統(tǒng)的實(shí)施方案。盡管方案二不需要A/D，但考慮到系統(tǒng)擴(kuò)充等因素，單片機(jī)可以選

51、用STC89C52RC。</p><p>　　2.2 電路原理的總體設(shè)計(jì)</p><p>　　基于ISD4004語音芯片的語音報(bào)站漢字顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研制過程主要包括：總體設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、仿真調(diào)試等幾個(gè)階段。對(duì)于總體設(shè)計(jì)，主要是畫出原理框圖、確定出主要技術(shù)指標(biāo)。如圖2.2.1所示：</p><p>　　圖2.2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖</p>&

52、lt;p>　　單片機(jī)芯片是與MCS-51 兼容的STC89C52RC，STC89C52RC單片機(jī)帶8K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓、高性能8位微處理器。</p><p>　　語音錄放電路使用的是ISD4004-8MS以及其外圍錄放電路，外圍電路相當(dāng)簡(jiǎn)單；由于其可以進(jìn)行直接模擬信號(hào)的存儲(chǔ)，省去了信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換的相關(guān)電路，使得信號(hào)更加的穩(wěn)定、錄放音質(zhì)量好。同時(shí)單片8至16 分鐘語音錄放，內(nèi)置微控制器串行

53、通信接口，3V單電源工作，多段信息處理，工作電流25-30mA,維持電流1μA，不耗電信息保存100 年(典型值)，高質(zhì)量、自然的語音還原技術(shù)，10 萬次錄音周期(典型值)，自動(dòng)靜噪功能，片內(nèi)免調(diào)整時(shí)鐘,可選用外部時(shí)鐘。利用9014三極管對(duì)錄制語音進(jìn)行放大處理，同時(shí)通過LM386及喇叭，對(duì)輸出語音信號(hào)進(jìn)行放大播放，讓語音質(zhì)量以及穩(wěn)定性更加高。</p><p>　　漢字顯示電路采用的是16*16 LED點(diǎn)陣顯示。一

54、種方法屬于靜態(tài)顯示。顯然，靜態(tài)顯示需占用較多的I/O口線。另一種是動(dòng)態(tài)掃描顯示。通過控制各個(gè)顯示器公共陽極輪流接高電平的辦法，逐一輪流地啟動(dòng)各個(gè)LED。動(dòng)態(tài)顯示法是目前各種單片機(jī)采用的流行方法。其優(yōu)點(diǎn)是硬件簡(jiǎn)單，“動(dòng)態(tài)”由軟件實(shí)現(xiàn)。因而選用動(dòng)態(tài)顯示的方法。</p><p>　　電源電路是給語音芯片ISD4004提供3V穩(wěn)壓電源，利用LM317，通過電阻分壓，輸出穩(wěn)定的3V穩(wěn)定電源，讓語音芯片可以正常的工作。實(shí)現(xiàn)語

55、音錄制播放功能。</p><p>　　按鍵控制電路完成對(duì)語音播放以及漢字顯示開始的控制，通過對(duì)單片機(jī)相關(guān)引腳的高地電平的控制，從而完成對(duì)語音芯片的控制，從而達(dá)到完成語音報(bào)站漢字顯示功能。</p><p>　　本章節(jié)方案比較后可以發(fā)現(xiàn)，完成了基于ISD4004的語音報(bào)站顯示的單片機(jī)系統(tǒng)的方案論證，選擇了更適合于用作本系統(tǒng)的實(shí)施方案，完成了電路的總體設(shè)計(jì)。</p><p&g

56、t;<b>　　3 硬件部分的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 硬件組成部分</p><p>　　基于ISD4004語音芯片的語音報(bào)站漢字顯示系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)主要包括：（1）電源電路（為語音芯片提供3V穩(wěn)壓電源）；（2）LED漢字顯示電路（完成漢字顯示）；（3）ISD4004語音錄放電路（完成語音錄制放音）；（4）按鍵控制電路（完成按鍵控制播放錄音功能）（5）單

57、片機(jī)（電路的核心系統(tǒng)）五部分組成，具體的電路介紹本部分就先不進(jìn)行詳細(xì)的介紹，在論文的硬件各部分設(shè)計(jì)中將會(huì)對(duì)各個(gè)部分的電路進(jìn)行詳細(xì)的介紹。</p><p>　　下面我就先對(duì)硬件電路設(shè)計(jì)中使用的主要器件的技術(shù)資料進(jìn)行相關(guān)的介紹。讓我們對(duì)硬件進(jìn)行整體的了解。</p><p>　　3.2 相關(guān)芯片介紹</p><p>　　3.2.1 STC89C52RC單片機(jī)芯片</

58、p><p>　　STC89C52RC是STC公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含8Kb的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和512b的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用高密度，非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS—51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用中央處理器（CPU）和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大STC89C52RC單片機(jī)可為您提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可

59、以反復(fù)擦除100000次。將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，是一種高效微控制器， STC89C52RC單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。如圖3.2.1</p><p>　　圖3.2.1 STC89C52RC管腳圖</p><p>　　STC89C52RC有P0、P1、P2、P3四個(gè)端口，共有32I/O口，P3口也可作為一些特殊功能口，如下表所示：<

60、;/p><p>　　表3.1 P3口的第二功能</p><p>　　P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。</p><p>　　STC89C52RC單片機(jī)主要性能參數(shù)：</p><p>　　時(shí)鐘頻率（HZ）：0~80M</p><p>　　8Kash程序存儲(chǔ)器</p><p>　　51

61、2內(nèi)程序存儲(chǔ)器(RAM)</p><p><b>　　2個(gè)數(shù)據(jù)指針</b></p><p>　　3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0/T1</p><p>　　4個(gè)8位輸入輸出接口(P0~P3),共32根I/O口線</p><p><b>　　8個(gè)中斷源</b></p><p>&l

62、t;b>　　4個(gè)優(yōu)先級(jí)</b></p><p><b>　　看門狗電路</b></p><p>　　3.2.2 ISD4004語音芯片</p><p>　　Winbond公司的ISD系列語音芯片采用了“直接模擬量存儲(chǔ)”(DAST)專利技術(shù)，信號(hào)無需經(jīng)過D/A，A/D轉(zhuǎn)換，數(shù)字壓縮和語音合成等復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)處理過程，減少了失真，

63、使其聲音存貯效果較以前產(chǎn)品有大幅提高，實(shí)際試聽主觀評(píng)價(jià)可以達(dá)到磁帶錄音機(jī)的水平，是目前市場(chǎng)上錄放效果最好的語音電路之一。     ISD4004語音芯片采用CMOS技術(shù)，內(nèi)含晶體振蕩器、防混疊濾波器、平滑濾波器、自動(dòng)靜噪、音頻功率放大器及高密度多電平閃爍存儲(chǔ)陳列等(見圖１)，因此只需很少的外圍器件就可構(gòu)成一個(gè)完整的聲音錄放系統(tǒng)。芯片設(shè)計(jì)是基于所有操作由微控制器控制，操作命令通過串行通信接口(SPI或Mi

64、cwire)送入。采樣頻率可為4.0kHz、 5.3kHz、6.4kHz、8.0kHz頻率越低，錄放時(shí)間越長(zhǎng)，而音質(zhì)則有所下降。片內(nèi)信息存于閃爍存儲(chǔ)器中，可在斷電情況下保存100年(典型值) 反復(fù)錄10萬次。器件工作電壓3Ｖ，工作電流25~30mA，維持電流1uA，單片錄放語音時(shí)間8~16min，音質(zhì)好，適用于移動(dòng)電話機(jī)及其它便攜式電子產(chǎn)品中。如圖3.2.2.1、圖3.2.2.2所示。</p><p>　　圖3.

65、2.2.1：ISD4004系列語音芯片內(nèi)部框圖</p><p>　　圖3.2.2.2    ISD4004系列語音芯片外部引腳圖1、 簡(jiǎn)述</p><p>　　●單片8 分鐘語音錄放</p><p>　　●內(nèi)置微控制器串行通信接口</p><p><b>　　●3V單電源工作</b>&l

66、t;/p><p><b>　　●多段信息處理</b></p><p>　　●工作電流25-30mA,維持電流1μA</p><p>　　●不耗電信息保存100 年(典型值)</p><p>　　●高質(zhì)量、自然的語音還原技術(shù)</p><p>　　●10 萬次錄音周期(典型值)</p>&l

67、t;p><b>　　●自動(dòng)靜噪功能</b></p><p>　　●片內(nèi)免調(diào)整時(shí)鐘,可選用外部時(shí)鐘</p><p>　　ISD4004 系列工作電壓3V,單片錄放時(shí)間8至16分鐘,音質(zhì)好,適用于移動(dòng)電話及其他便攜式電子產(chǎn)品中。芯片采用CMOS技術(shù),內(nèi)含振蕩器、防混淆濾波器、平滑濾波器、音頻放大器、自動(dòng)靜噪及高密度多電平閃爍存貯陳列。芯片設(shè)計(jì)是基于所有操作必須由微控

68、制器控制,操作命令可通過串行通信接口(SPI或Microwire)送入。芯片采用多電平直接模擬量存儲(chǔ)技術(shù), 每個(gè)采樣值直接存貯在片內(nèi)閃爍存貯器中,因此能夠非常真實(shí)、自然地再現(xiàn)語音、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"。采樣頻率可為4.0,5.3,6.4,8.0kHz,頻率越低,錄放時(shí)間越長(zhǎng),而音質(zhì)則有所下降,片內(nèi)信息存于閃爍存貯器中,可在斷電情況下保存100年(典型值),反

69、復(fù)錄音10 萬次。</p><p><b>　　2、引腳描述</b></p><p>　　電源:(VCCA,VCCD) 為使噪聲最小,芯片的模擬和數(shù)字電路使用不同的電源總線,并且分別引到外封裝的不同管腳上,模擬和數(shù)字電源端最好分別走線,盡可能在靠近供電端處相連,而去耦電容應(yīng)盡量靠近器件。</p><p>　　地線:(VSSA,VSSD) 芯

70、片內(nèi)部的模擬和數(shù)字電路也使用不同的地線。</p><p>　　同相模擬輸入(ANA IN+) 這是錄音信號(hào)的同相輸入端。輸入放大器可用單端或差分驅(qū)動(dòng)。單端輸入時(shí),信號(hào)由耦合電容輸入,最大幅度為峰峰值32mV,耦合電容和本端的3KΩ電阻輸入阻抗決定了芯片頻帶的低端截止頻率。差分驅(qū)動(dòng)時(shí),信號(hào)最大幅度為峰峰值16mV，為ISD33000 系列相同。</p><p>　　反相模擬輸入(ANA

71、IN-) 差分驅(qū)動(dòng)時(shí),這是錄音信號(hào)的反相輸入端。信號(hào)通過耦合電容輸入,最大幅度為峰峰值16mV</p><p>　　音頻輸出(AUD OUT) 提供音頻輸出,可驅(qū)動(dòng)5KΩ的負(fù)載。</p><p>　　片選(SS) 此端為低,即向該ISD4004 芯片發(fā)送指令，兩條指令之間為高電平。</p><p>　　串行輸入(MOSI) 此端為串行輸入端，主控制器應(yīng)

72、在串行時(shí)鐘上升沿之前半個(gè)周期將數(shù)據(jù)放到本端,供ISD 輸入。</p><p>　　串行輸出(MISO) ISD 的串行輸出端。ISD 未選中時(shí),本端呈高阻態(tài)。</p><p>　　串行時(shí)鐘(SCLK) ISD的時(shí)鐘輸入端,由主控制器產(chǎn)生,用于同步MOSI和MISO的數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)在SCLK上升沿鎖存到ISD,在下降沿移出ISD。</p><p>　　中斷(/INT)

73、 本端為漏極開路輸出。ISD 在任何操作(包括快進(jìn))中檢測(cè)到EOM或OVF時(shí),本端變低并保持。中斷狀態(tài)在下一個(gè)SPI 周期開始時(shí)清除。中斷狀態(tài)也可用RINT 指令讀取。OVF 標(biāo)志----指示ISD的錄、放操作已到達(dá)存儲(chǔ)器的未尾。EOM標(biāo)志----只在放音中檢測(cè)到內(nèi)部的EOM標(biāo)志時(shí),此狀態(tài)位才置1。</p><p>　　行地址時(shí)鐘(RAC) 漏極開路輸出。 每個(gè)RAC周期表示ISD 存儲(chǔ)器的操作進(jìn)行了一行

74、(ISD4004系列中的存貯器共2400 行)。該信號(hào)175ms 保持高電平,低電平為25ms?？爝M(jìn)模式下,RAC 的218.75μs 是高電平,31.25μs 為低電平。該端可用于存儲(chǔ)管理技術(shù)。</p><p>　　外部時(shí)鐘(XCLK) 本端內(nèi)部有下拉元件。芯片內(nèi)部的采樣時(shí)鐘在出廠前已調(diào)校,誤差在+1%內(nèi)。商業(yè)級(jí)芯片在整個(gè)溫度和電壓范圍內(nèi), 頻率變化在+2.25%內(nèi)。工業(yè)級(jí)芯片在整個(gè)溫度和電壓范圍內(nèi),頻率變化在

75、-6/+4%內(nèi),此時(shí)建議使用穩(wěn)壓電源。若要求更高精度,可從本端輸入外部時(shí)鐘(如前表所列)。由于內(nèi)部的防混淆及平滑濾波器已設(shè)定,故上述推薦的時(shí)鐘頻率不應(yīng)改變。輸入時(shí)鐘的占空比無關(guān)緊要,因內(nèi)部首先進(jìn)行了分頻。在不外接地時(shí)鐘時(shí),此端必須接地。</p><p>　　自動(dòng)靜噪(AMCAP) 當(dāng)錄音信號(hào)電平下降到內(nèi)部設(shè)定的某一閾值以下時(shí),自動(dòng)靜噪功能使信號(hào)衰弱,這樣有助于養(yǎng)活無信號(hào)(靜音)時(shí)的噪聲。通常本端對(duì)地接1mF 的電

76、容,構(gòu)成內(nèi)部信號(hào)電平峰值檢測(cè)電路的一部分。檢出的峰值電平與內(nèi)部設(shè)定的閾值作比較,決定自動(dòng)靜噪功能的翻轉(zhuǎn)點(diǎn)。大信號(hào)時(shí),自動(dòng)靜噪電路不衰減,靜音時(shí)衰減6dB。1mF的電容也影響自動(dòng)靜噪電路對(duì)信號(hào)幅度的響應(yīng)速度。本端接VCCA則禁止自動(dòng)靜噪。</p><p>　　3、SPI(串行外設(shè)接口)</p><p>　　ISD4004 工作于SPI串行接口。SPI協(xié)議是一個(gè)同步串行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,協(xié)議假定微

77、控制器的SPI移位寄存器在SCLK的下降沿動(dòng)作,因此對(duì)ISD4004而言,在時(shí)鐘止升沿鎖存MOSI引腳的數(shù)據(jù),在下降沿將數(shù)據(jù)送至MISO 引腳。協(xié)議的具體內(nèi)容為：</p><p>　?、?所有串行數(shù)據(jù)傳輸開始于SS下降沿。</p><p>　?、?SS在傳輸期間必須保持為低電平,在兩條指令之間則保持為高電平。</p><p>　　⑶.數(shù)據(jù)在時(shí)鐘上升沿移入,在下降沿移

78、出。</p><p>　　⑷.SS變低,輸入指令和地址后,ISD 才能開始錄放操作。</p><p>　?、?指令格式是(8 位控制碼)加(16 位地址碼)。</p><p>　?、?ISD的任何操作(含快進(jìn))如果遇到EOM或OVF,則產(chǎn)生一個(gè)中斷,該中斷狀態(tài)在下一個(gè)SPI周期開始時(shí)被清除。</p><p>　　⑺.使用"讀&quo

79、t;指令使中斷狀態(tài)位移出ISD 的MISO 引腳時(shí),控制及地址數(shù)據(jù)也應(yīng)同步從MOSI端移入。因此要注意移入的數(shù)據(jù)是否與器件當(dāng)前進(jìn)行的操作兼容。當(dāng)然,也允許在一個(gè)SPI 周期里,同時(shí)執(zhí)行讀狀態(tài)和開始新的操作(即新移入的數(shù)據(jù)與器件當(dāng)前的操作可以不兼容)。</p><p>　?、?所有操作在運(yùn)行位(RUN)置1時(shí)開始,置0 時(shí)結(jié)束。</p><p>　　⑼.所有指令都在SS端上升沿開始執(zhí)行。&l

80、t;/p><p><b>　　(一)信息快進(jìn)</b></p><p>　　用戶不必知道信息的確切地址,就能快進(jìn)跳過一條信息。信息快進(jìn)只用于放音模式。放音速度是正常的1600 倍,遇到EOM后停止,然后內(nèi)部地址計(jì)數(shù)器加1,指向下條信息的開始處。</p><p><b>　　(二)上電順序</b></p><p

81、>　　器件延時(shí)TPUD(8kHz 采樣時(shí),約為25 毫秒)后才能開始操作。因此,用戶發(fā)完上電指令后,必須等待TPUD,才能發(fā)出一條操作指令。</p><p>　　例如,從00 從處發(fā)音,應(yīng)遵循如下時(shí)序:</p><p>　　1. 發(fā) POWERUP命令;</p><p>　　2. 等待 TPUD(上電延時(shí));</p><p>　　3.

82、發(fā)地址值為00 的SETPLAY 命令;</p><p>　　4. 發(fā) PLAY 命令。</p><p>　　器件會(huì)從此00 地址開始放音,當(dāng)出現(xiàn)EOM時(shí),立即中斷,停止放音。</p><p>　　如果從00 處錄音,則按以下時(shí)序:</p><p>　　1. 發(fā) POWER UP命令;</p><p>　　2. 等待

83、TPUD(上電延時(shí));</p><p>　　3. 發(fā) POWER UP命令</p><p>　　4. 等待 2 倍TPUD;</p><p>　　5. 發(fā)地址值為00 的SETREC命令;</p><p>　　6. 發(fā) REC命令。</p><p>　　器件便從00地址開始錄音,一直到出現(xiàn)OVF(存貯器末尾)時(shí),錄音停

84、止。</p><p>　　3.2.3 74HC138芯片</p><p>　　74HC138是一款高速CMOS器件，74HC138引腳兼容低功耗肖特基TTL（LSTTL）系列。如圖3.2.3.1所示。 </p><p>　　圖3.2.3.1：74HC138外部引腳圖</p><p>　　74HC138譯碼器可接受3位二進(jìn)制加權(quán)地址輸入（A0,

85、 A1和A3），并當(dāng)使能時(shí)，提供8個(gè)互斥的低有效輸出（Y0至Y7）。74HC138特有3個(gè)使能輸入端：兩個(gè)低有效（E1和E2）和一個(gè)高有效（E3）。除非E1和E2置低且E3置高，否則74HC138將保持所有輸出為高。利用這種復(fù)合使能特性，僅需4片74HC138芯片和1個(gè)反相器，即可輕松實(shí)現(xiàn)并行擴(kuò)展，組合成為一個(gè)1-32（5線到32線）譯碼器。任選一個(gè)低有效使能輸入端作為數(shù)據(jù)輸入，而把其余的使能輸入端作為選通端，則74HC138亦可充當(dāng)一

86、個(gè)8輸出多路分配器，未使用的使能輸入端必須保持綁定在各自合適的高有效或低有效狀態(tài)。</p><p>　　74HC138與74HC238邏輯功能一致，只不過74HC138為反相輸出。CD74HC138 ，CD74HC238和CD74HCT138 ， CD74HCT238是高速硅柵CMOS解碼器，適合內(nèi)存地址解碼或數(shù)據(jù)路由應(yīng)用。74HC138 作用原理于高性能的存貯譯碼或要求傳輸延遲時(shí)間短的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),在 高性能存

87、貯器系統(tǒng)中,用這種譯碼器可以提高譯碼系統(tǒng)的效率。將快速賦能電路用于高速存貯器時(shí),譯碼器的延遲時(shí)間和存貯器的賦能時(shí)間通常小于存貯器的典型存取時(shí)間,這就是說由肖特基鉗位的系統(tǒng)譯碼器所引起的有效系統(tǒng)延遲可以忽略不計(jì)。HC138 按照三位二進(jìn)制輸入碼和賦能輸入條件,從8 個(gè)輸出端中譯出一個(gè) 低電平輸出。兩個(gè)低電平有效的賦能輸入端和一個(gè)高電平有效的賦能輸入端減少了擴(kuò)展所需要的外接門或倒相器,擴(kuò)展成24 線譯碼器不需外接門;擴(kuò)展成32 線譯碼器,只

88、需要接一個(gè)外接倒相器。在解調(diào)器應(yīng)用中,賦能輸入端可用作數(shù)據(jù)輸入端。功能表如圖3.2.3.2所示。</p><p>　　圖3.2.3.2：74HC138引腳功能表</p><p>　　3.2.4 LM317芯片</p><p>　　LM317 是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司的三端可調(diào)正穩(wěn)壓器集成電路。LM117/LM317 的輸出電壓范圍是1.2V至37V，負(fù)載電流最大為1.5

89、A。它的使用非常簡(jiǎn)單，僅需兩個(gè)外接電阻來設(shè)置輸出電壓。此外它的線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率也比標(biāo) 準(zhǔn)的固定穩(wěn)壓器好。LM117/LM317 內(nèi)置有過載保護(hù)、安全區(qū)保護(hù)等多種保護(hù)電路。通常 LM117/LM317 不需要外接電容，除非輸入濾波電容到 LM117/LM317 輸入端的連線超過 6 英寸（約 15 厘米）。使用輸出電容能改變瞬態(tài)響應(yīng)。調(diào)整端使用濾波電容能得到比標(biāo)準(zhǔn)三端穩(wěn)壓器高的多的紋波抑制比。LM117/LM317能夠有許多特殊的用

90、法。比如 把調(diào)整端懸浮到一個(gè)較高的電壓上，可以用來調(diào)節(jié)高達(dá)數(shù)百伏的電壓，只要輸入輸出壓差不超過LM117/LM317的極限就行。當(dāng)然還要避免輸出端短路。還 可以把調(diào)整端接到一個(gè)可編程電壓上，實(shí)現(xiàn)可編程的電源輸出。 特性簡(jiǎn)介: 可調(diào)整輸出電壓低到1.2V。保證1.5A 輸出電流。典型線性調(diào)整率0.01%。典型負(fù)載調(diào)整率0.1%。80dB 紋波抑制比。輸出短路保護(hù)。過流、過熱保護(hù)。調(diào)整管安全工作區(qū)保護(hù)。</p>

91、;<p>　　LM117/LM317 1.25V 至 37V 連續(xù)可調(diào)。</p><p>　　其封裝形式如圖3.2.4.1所示：       </p><p>　　圖3.2.4.1：LM317封裝</p><p>　　管腳如圖3.2.4.2所示。</p><p>　　圖3.2.4

92、.2：LM317引腳分布</p><p>　　LM317工作原理：LM317的輸入最同電壓為30多伏，輸出電壓1.5----32V...電流1.5A...不過在用的時(shí)候要注意功耗問題...注意散熱問題。LM317有三個(gè)引腳.一個(gè)輸入一個(gè)輸出一個(gè)電壓調(diào)節(jié)。輸入引腳輸入正電壓,輸出引腳接負(fù)載, 電壓調(diào)節(jié)引腳一個(gè)引腳接電阻(200左右)在輸出引腳,另一個(gè)接可調(diào)電阻(幾K)接于地.輸入和輸出引腳對(duì)地要接濾波電容.LM31

93、7應(yīng)用電路圖如圖3.2.4.3：</p><p>　　圖3.2.4.3：LM317應(yīng)用電路圖</p><p>　　當(dāng)穩(wěn)壓器離電源濾波器有一定的距離是Cn是必需的Cn對(duì)穩(wěn)定性而言不必要；但改進(jìn)瞬態(tài)響應(yīng)Vout=1.25V(1+R2/R1)+IadjR2因?yàn)镮adj控制在小于100ua，這一項(xiàng)的誤差在多數(shù)應(yīng)用鐘可忽略。</p><p>　　3.3 硬件各部分設(shè)計(jì)<

94、/p><p><b>　　3.3.1電源電路</b></p><p>　　由于語音芯片ISD4004的工作電壓時(shí)3V,不同于單片機(jī)的5V工作電壓，所以就必須有電源電路，提供3V的穩(wěn)定電壓，本電路才用LM317電源電路，5V進(jìn)，3V出的一個(gè)穩(wěn)壓電路，很適合于產(chǎn)品電源。利用電容濾波，使語音電路噪聲減少。</p><p>　　電路圖如圖3.3.1所示：&

95、lt;/p><p>　　圖 3.3.1 電源電路</p><p>　　3.3.2 LED點(diǎn)陣顯示電路</p><p>　　在這次顯示電路的設(shè)計(jì)中使用了四個(gè)8*8 LED點(diǎn)陣，利用74HC138譯碼器的E1、E2低有效，E3高電平有效進(jìn)行點(diǎn)陣行列的控制顯示，然后通過單片機(jī)控制，進(jìn)行漢字的顯示。電路圖如圖3.3.2所示：</p><p>　　圖 3

96、.3.2 LED點(diǎn)陣顯示電路</p><p>　　3.3.3ISD4004語音錄放音電路</p><p>　　語音錄放電路如下：使用的是ISD4004-8MS以及其外圍錄放電路，外圍電路相當(dāng)簡(jiǎn)單。由于其可以進(jìn)行直接模擬信號(hào)的存儲(chǔ)，省去了信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換的相關(guān)電路，使得信號(hào)更加的穩(wěn)定、錄放音質(zhì)量好。同時(shí)單片8至16 分鐘語音錄放，內(nèi)置微控制器串行通信接口，3V單電源工作，多段信息處理，工作電流

97、25-30mA,維持電流1μA，不耗電信息保存100 年(典型值)，高質(zhì)量、自然的語音還原技術(shù)，10 萬次錄音周期(典型值)，自動(dòng)靜噪功能，片內(nèi)免調(diào)整時(shí)鐘,可選用外部時(shí)鐘。利用9014三極管對(duì)錄制語音進(jìn)行放大處理，同時(shí)通過LM386及喇叭，對(duì)輸出語音信號(hào)進(jìn)行放大播放，讓語音質(zhì)量以及穩(wěn)定性更加高。電路圖如圖 3.3.3所示。</p><p>　　圖3.3.3 ISD4004 語音錄放電路</p>&l

98、t;p>　　3.3.4按鍵控制電路</p><p>　　利用按鍵與單片機(jī)相關(guān)引腳進(jìn)行連接，我們都知道單片機(jī)的引腳在工作狀態(tài)時(shí)無負(fù)載時(shí)均是高電平，故如果需要進(jìn)行相關(guān)控制，只需其通過按鍵與地連接，然后通過程序控制，當(dāng)按鍵按下時(shí)，程序控制其他的引腳高低變化，從而讓語音報(bào)站以及漢字顯示。電路圖如圖 3.3.4所示。</p><p>　　圖3.3.4按鍵控制電路圖</p><

99、;p>　　本章節(jié)主要是對(duì)電路的硬件個(gè)部分的設(shè)計(jì)，電路的各部分硬件功能設(shè)計(jì)基本完成。</p><p><b>　　4 軟件部分的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1 軟件總體設(shè)計(jì)</p><p>　　基于isd4004語音報(bào)站顯示系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的任務(wù)是在總體設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，確定程序結(jié)夠、分配單片機(jī)內(nèi)部ROM資源和語音芯片資源、劃分

100、功能模塊、進(jìn)行主程序和各模塊程序的設(shè)計(jì)。利用相應(yīng)的軟件開發(fā)工具、程序語言（C語言）對(duì)劃分的各功能模塊編寫控制程序，然后把各個(gè)模塊程序連接起來，成為一個(gè)完整的應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)單片機(jī)和語音芯片的初始化設(shè)置及相應(yīng)功能的控制，達(dá)到與硬件相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)語音錄放報(bào)站以及漢字顯示功能。</p><p>　　整個(gè)程序包括主程序和延時(shí)子程序以及ISD語音錄放程序等幾部分。STC89C52RC單片機(jī)提供了用戶按鍵、顯示和ISD400

101、4所需接口。它接收擊鍵功作，并將相應(yīng)指令傳給ISD4004，同時(shí)監(jiān)控ISD4004的中斷輸出。當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，讀取ISD4004的狀態(tài)寄存器，從而根據(jù)OVF和EOM的狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的處理。當(dāng)OVF=1，即存儲(chǔ)器溢出時(shí)，則不管當(dāng)前為何種狀態(tài)均將ISD4004的地址置零，并繼續(xù)運(yùn)行原指令；當(dāng)EOM=1時(shí)，當(dāng)前狀態(tài)只可能為放音或快進(jìn)，若為快進(jìn)則置為放音態(tài)，并繼續(xù)運(yùn)行。如此設(shè)計(jì)便實(shí)現(xiàn)了循環(huán)錄放的功能，同時(shí)在快進(jìn)時(shí)，自動(dòng)停止在下一個(gè)語音段開始處，并繼

102、續(xù)放音。流程圖如圖4.1.1所示。</p><p>　　圖4.1.1主程序流程圖</p><p>　　主程序主要調(diào)用了4個(gè)子程序，分別是延時(shí)子程序、ISD4004語音錄放程序、LED點(diǎn)陣顯示子程序、中斷控制程序等。</p><p>　　4.2 軟件各模塊設(shè)計(jì)</p><p>　　4.2.1 延時(shí)子程序</p><p>

103、　　為了精確的控制單總線接口的特殊時(shí)序要求，延時(shí)函數(shù)是相當(dāng)關(guān)鍵的，它是所有讀控制和寫控制的組成部分以及顯示時(shí)延時(shí)用；下面us的延時(shí)(12M)延時(shí)子程序和ms的延時(shí)(12M)延時(shí)子程序。</p><p>　　void delay1(void)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　int16 i;</

104、b></p><p>　　for (i=0;i<50;i++)</p><p><b>　　;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void delay(unsigned int time) //延時(shí)n微秒</p><p>　　{w

105、hile(time!=0)</p><p><b>　　{time--;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void delayms(unsigned char g){/*延時(shí)gms*/</p>

106、;<p>　　unsigned char i,j;</p><p>　　for(i=0;i<g;i++){</p><p>　　for(j=0;j<121;j++){;}}</p><p><b>　　}</b></p><p>　　4.2.2 ISD4004語音錄放程序</p>

107、<p>　　程序流程圖如圖4.2.2所示:</p><p>　　圖4.2.2:語音錄放程序流程圖</p><p>　　//***********************************</p><p>　　//入口：放音位置的高低位</p><p><b>　　//放音程序</b></p>

108、<p>　　//功能：從指定位置放音</p><p>　　//***********************************</p><p>　　void play(unsigned char adl,unsigned char adh)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　u

109、nsigned char ovflog;</p><p>　　while(AN == 0) {;}</p><p>　　isd_setplay(adl,adh);//發(fā)送setplay指令，從0x0000地址開始放音</p><p><b>　　do</b></p><p><b>　　{</b>&

110、lt;/p><p>　　isd_play();//發(fā)送放音指令</p><p>　　delay(20);</p><p>　　while(ISD_INT == 1) //等待放音完畢的EOM中斷信號(hào)</p><p><b>　　{;}</b></p><p><b>　　LED2 = 1;&

111、lt;/b></p><p>　　isd_stop();//放音完畢，發(fā)送stop指令</p><p>　　if(ovflog == chk_isdovf()) //檢查芯片是否溢出，如溢出則停止放音，芯片復(fù)位</p><p><b>　　break;</b></p><p>　　while(AN == 1) //

112、等待AN鍵再次按下</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(STOP == 0)</p><p><b>　　break;</b></p><p>　　if(AN == 0)</p><p>　　delayms(20);</p><

113、;p><b>　　}</b></p><p>　　}while(AN == 0);//An鍵再次按下，播放下一段語音</p><p><b>　　}</b></p><p>　　4.2.3 中斷控制程序</p><p>　　中斷定時(shí)控制程序，對(duì)LED點(diǎn)陣動(dòng)態(tài)掃描進(jìn)行控制，同時(shí)也對(duì)漢字顯示進(jìn)行中