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分类号编号题目公交汉字显示系统——硬件部分院系信息工程学院专业电子信息工程姓名_2010年5月25日毕业设计任务书设计题目：公交车汉字显示系统专业：电子信息工程班级学号：_200611301__姓名:__指导教师：设计期限：2010年3月1日开始2010年5月28日结束院、系：信息工程学院2010年3月1日第I页共61页电子信息专业毕业设计任务指导书指导老师一、毕业论文的目的通过毕业设计使学生了解和掌握单片机应用系统的数据采集、数据处理技术；了解和掌握汇编语言的程序设计和同硬件电路的结合；了解和掌握单片机硬件电路的焊接和调试；了解和掌握继电器、报警电路、运算放大器、反馈网络等模拟电路的分析设计。二、主要内容一种新型的公交车自动报站系统的设计原理，以89C51单片机为核心，控制ISD4004语音芯片及16*16LED点阵显示模块做汉字显示的新方案。利用89C51单片机作为CPU来进行总体控制，通过语音控制电路进行各种提示语音的播放，同时使用LED点阵电路进行汉字显示，实现了公共汽车的语音报站以及汉字提示的功能.三、重点研究问题语音芯片驱动使用、人机接口技术、语言技术、检测技术四、主要技术指标或主要设计参数用8051单片机芯片实现完成汉字显示报站基本功能。LED点阵使用16*16点阵；语音芯片使用ISD4004-8M，可录制8分钟，录放电路简单；用动态扫描法进行汉字显示；功放电路使用LM386,负载8Ω0.5W,电压增益为20；录音电路使用9014，增强录音效果。五、设计成果要求1．熟悉Protel、KeilC51、Proteus软件，并用来设计应用系统原理图。2．学习硬件的焊接、安装、组装，单片机仿真器的使用。3．阅读参考资料、文献及论文，提交本设计开题报告，设计方案不少于两种。4．完成设计所需要的编程，硬件电路设计与实现，焊接。5．系统电路测试与交付。六、其他时间安排次序周次内容第II页共61页11～2阅读文献资料23与设计内容相关的学习（讲课、解答、、方案分析等）34完成开题报告45学习KeilC51，Proteus软件，单片机原理56～7设计硬件电路，方案选择论证68～9实现硬件电路，焊接调试710～12编程、测试813撰写论文914答辩七、参考资料1．《新编单片机原理与应用》潘永雄编著西安电子科技大学出版社2．《模拟电子技术基础》第三版童诗白华成英主编高等教育出版社3．《数字电子技术基础》第四版阎石主编高等教育出版社4．《汇编语言程序设计》钱晓捷主编电子工业出版社5．《preteus入门教程》6．《keilc51入门教程》第III页共61页开题报告2010年3月15日学生姓名学号电子信息工程题目名称公交车汉字显示系统—硬件部分课题来源老师提供主要内容设计的主要内容：一种新型的公交车自动报站系统的设计原理，以89C52RC单片机为核心，控制ISD4004语音芯片及16*16LED点阵显示模块做汉字显示的新方案。利用89C52RC单片机作为CPU来进行总体控制，通过语音控制电路进行各种提示语音的播放，同时使用LED点阵电路进行汉字显示，实现了公共汽车的语音自动报站以及汉字提示的功能.如图1所示。图1：系统结构图主要包括四个部分：语音录放音电路、LED点阵显示、电源电路、按键控制电路组成。采取的主要技术路线或方法开发方案和原理框图是由老师引导提供的。具体的电路图和线路组织连接都是需要自己设计的。整个电路的硬件及功能控制软件是自己设计和编写的。一、单片机芯片：STC89C52RC单片机芯片采用40引脚的双列直插封装方式。40条引脚如下：1、主电源引脚Vss和Vcc第IV页共61页2、外接晶振引脚XTAL1和XTAL23、控制或与其它电源复用引脚RST/VPD，ALE/PROG，PSEN和EA/Vpp4、输入/输出引脚P0.0-P0.7，P1.0-P1.7，P2.0-P2.7，P3.0-P3.7。①P0口（P0.0-P0.7）是一个8位漏极开路型双向I/O口，在访问外部存储器时，它是分时传送的低字节地址和数据总线，P0口能以吸收电流的方式驱动八个TTL负载。②P1口（P1.0-P1.7）是一个带有内部提升电阻的8位准双向I/O口。能驱动(吸收或输出电流)四个TTL负载。。③P2口（P2.0-P2.7）是一个带有内部提升电阻的8位准双向I/O口，在访问外部存储器时，它输出高8位地址。P2口可以驱动(吸收或输出电流)四个TTL负载。④P3口（P3.0-P3.7）是一个带有内部提升电阻的8位准双向I/O口。能驱动(吸收或输出电流)四个TTL负载。P3口还用于第二功能。二：语音芯片ISD4004-8M；ISD4004系列单片语音录放电路如图2所示：1、简述●单片8分钟语音录放●内置微控制器串行通信接口●3V单电源工作●多段信息处理●工作电流25-30mA,维持电流1μA第V页共61页●不耗电信息保存100年(典型值)●高质量、自然的语音还原技术●10万次录音周期(典型值)●自动静噪功能●片内免调整时钟,可选用外部时钟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陈列。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。三：LED点阵电路；利用74HC138对4块8*8点阵进行拼接成16*16的点阵，然后通过单片机控制，进行汉字的显示。电路图如图3所示：第VI页共61页图3：LED点阵电路四：电源电路由于语音芯片ISD4004的工作电压时3V,不同于单片机的5V工作电压，所以就必须有电源电路，提供3V的稳定电压，本电路才用LM317电源电路，5V进，3V出的一个稳压电路，很适合于产品电源。利用电容滤波，使语音电路噪声减少。电路图如图4所示：图4：电源电路第VII页共61页预期的成果及形式采用STC89CRC52单片机实现对系统的控制功能，利用语音芯片ISD4004-8M进行语音设计及74HC38控制点阵显示，通过键盘改变语音芯片工作状态，先录音并存储，然后放音，同时实现自动报站，并同时用点阵进行相关信息显示。最终软件调试功能测验，基本达到了系统的设计要求。时间安排第1－3周：搜集资料，确定方案；第4周：搜集89C52RC、ISD4004等器件的功能和引脚资料，熟悉单片机一般编程语言，为后期的设计做前期准备；第5－6周：分析功能实现原理，利用Protel画出电路图。第7－8周：进一步和同组人探讨整个功能实现（包括硬件和软件的结合）；用软件进行仿真测试。第9－11周：焊接出实际的电路板，测试、运行、实现功能；第11－13周：汇总整个的工作流程，查资料，做论文，准备答辩。指导教师意见签名：年月日备注鉴于系统工作的稳定性和精确性，整个电路大都采用了集成电路，虽然这加大了设计的成本，并给焊接电路带来了小麻烦，但更重要的是这给编程、电路的复杂度和调试带来了极大的方便，能够很好的增加程控电压源的工作稳定性和精度。同时由于16*16的点阵是由自己亲手焊接，而且是采用的万能板，所以不是很美观，但是功能基本能实现。第VIII页共61页摘要随着时代的进步，公交车已经成为一般工薪族和学生族出门必须的交通工具。由于单片机技术以及电子语音技术飞速发展。目前，在公交车报站方面，也由传统的人工报站，逐渐改变为使用微电脑控制的语音文字报站系统。从以前售票员的大声报站变成现在的自动语音报站以及汉字提示等新型的报站系统，加快了现代化建设的进程。是国家自动化交通发展的标志。本文介绍了一种新型的公交车自动报站汉字显示系统的设计原理，同时提供了一种以89C51单片机为核心，控制ISD4004语音芯片及LED点阵显示汉字的新方案。利用89C51单片机作为CPU来进行总体控制，通过语音控制电路进行各种提示语音的播放，同时使用LED点阵电路进行汉字显示，实现了公共汽车的语音自动报站以及汉字提示的功能，实现了图文、语音一体化协调工作，减轻了司售人员的劳动强度，提高了车辆的服务质量，是一种科技、时尚的新产品。同时它摆脱传统电子屏线的束缚，使其应用更加市场化，其流动显示的特点更为广告界所推崇，是一种全新的媒体。ISD4004语音系列芯片是美国ISD4004公司推出的产品，具有多次重复录放，存储时间长，使用时不需扩充存储器，所需外围电路简单等特点。本系统是以C语言来进行软件设计，指令的执行速度快，节省存储空间。为了便于扩展和更改，软件的设计采用模块化结构，使程序设计的逻辑关系更加简洁明了,使硬件在软件的控制下协调运作。关键词：89C51单片机，LED点阵显示，语音芯片第IX页共61页AbstractWiththeprogressofTheTimes,thebushasbecomeageneralapplicabilityandstudentsgotothefamilytransportation.Duetothemicrocontrollertechnologyandelectronicvoicetechnologyrapidlydevelope.Atpresent,inthebusstops,alsofromthetraditionalartificialstops,graduallychangingintousingthemicrocomputercontrolsystemofbusstopannouncement.Frombeforetheloudvoicestopsoftheconductortobethenewcharacterssuggestandstopssystem,acceleratingtheprocessofmodernization.It'sthenationalsymbolofautomationtransportationdevelopment.ThispaperintroducesthedesignprincipleofanewkindofbusautomaticstopsdisplaysystemandprovidesanewplantocontrolISD4004pronunciationchipandLEDdotmatrixtodisplaychinesecharactersby89C51mcu.Useing89C51asCPUtooverallcontrolandthroughthespeechcontrolcircuittoplayvariouskindspeechhint.Realizingthebusstopsandcharactersofthevoiceoffunction,thetext,voiceintegrationarerealizedcoordinationlytoo.Reducethelaborintensityofsalespersonneldepartment,improvingthequalityofbusservice.Itisakindofnewproductsoftechnologyandfashion.Atthesametime,itgetsridoftraditionalelectronicscreenline,tomakeitsapplicationbecomemoremarket-oriented.Thecharacteristicsofflowshowsispraisedhighlybyadvertising.itisakindofnewme