智能仪器课设讲述.doc

目录 第1章 绪论 2 第2章 总设计方案 3 2.1总设计框图 3 2.2语音播报模块框图 4 第3章 硬件设计 5 3.1主控制器 5 3.1.1AT89C51单片机 5 3.1.2 AT89C51单片机管脚及功能 6 3.1.3单片机的时钟及复位 8 3.2 键盘与显示接口模块的设计 10 3.2.2键盘的去抖问题 11 3.2.3键盘扫描控制方式 12 3.3 LCD显示接口电路设计 13 3.3.1 FYD12864液晶显示模块介绍 13 3.3.2 FYD12864与单片机的接口设计 15 3.4 语音电路的设计 15 3.4.1 SPI同步串行扩展接口 15 3.4.2 ISD4004语音芯片介绍 16 3.4.3 语音硬件电路设计 19 3.5 LM317电源转换芯片 20 3.6 LM386语音功放芯片的介绍 22 第4章 软件设计 24 4.1 4*4矩阵式键盘软件设计 25 4.2 LCD显示模块的软件设计 26 第5章 总结 30 致谢 31 附录 32 第1章 绪论 由于现在的公交车上大部分都采用投币的购票方式，不再设乘务员。如何方便、准确地指示乘客到站的以成为当务之急。虽然随着单片机的出现，早有设计出的语音自动报站器投入使用，但实践证明，只有语音的报站器并不能满足所有乘客的需要，比如在噪音比较大的场合或者聋哑人乘车时，就有可能因听不见语音报站而导致坐过站，为乘客带来不便。因此，我们研制这个具有汉字显示功能和语音输出功能的报站器单片机系统，以满足这个需要。 本次课程设计的硬件系统是在AT89C51的基础上由ISD4004语音芯片、12864液晶显示模块、独立键盘接口等部分组成。利用AT89C51单片机作为CPU来进行总体控制，通过语音芯ISD4004组成的语音控制电路能够建立多段语音库信息，并且可以对这些段的语音信息进行自由的组合，形成变化多样的语音提示信息，同时使用12864液晶显示电路进行汉字显示，能够实现公交车的语音报站及汉字显示。在CPU控制模式下，选用4*4矩阵按键接入单片机的I/O口，CPU不断扫描I/O口状态，当有按键按下时，通过软件求出键值，再通过软件来实现该键号所对应的功能。因此当汽车到达某站时通过键盘来控制本系统进行工作，通过语音输出电路进行语音报站和提示，CPU同时通过程序读取汉字信息送入LCD液晶显示电路进行汉字提示。 第2章 总设计方案 本次课程设计的硬件系统是在AT89C51的基础上由ISD4004语音芯片、12864液晶显示模块、矩阵键盘接口等部分组成。利用AT89C51单片机作为CPU来进行总体控制，通过语音芯片ISD4004组成的语音控制电路能够建立多段语音库信息，并且可以对这些段的语音信息进行自由的组合，形成变化多样的语音提示信息，同时使用12864液晶显示电路进行汉字显示，能够实现公交车的语音报站及汉字显示。在CPU控制模式下，选用4*4矩阵按键接入单片机的I/O口，CPU不断扫描I/O口状态，当有按键按下时，通过软件求出键值，再通过软件来实现该键号所对应的功能。因此当汽车到达某站时通过键盘来控制本系统进行工作，通过语音输出电路进行语音报站和提示，CPU同时通过程序读取汉字信息送入LCD液晶显示电路进行汉字提示。 2.1总设计框图 总设计框图如图2.1所示： 图2.1 总设计框图 2.2语音播报模块框图 语音播报模块设计框图如图2.2所示： 图2.2 语音播报模块框图 第3章 硬件设计 3.1主控制器 3.1.1AT89C51单片机 AT89C51是ATMEL公司生产的51系列单片机的一个型号，AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。4K字节可编程闪烁存储器 全静态工作：0Hz-24Hz 三级程序存储器锁定 128*8位内部RAM 32可编程I/O线 两个16位定时器/计数器 5个中断源 可编程串行通道 低功耗的闲置和掉电模式 片内振荡器和时钟电路 采用模块式的结构，它是DIP40双列直插封装形式的器件，其引脚图和逻辑符号如图.1所示 图.1 AT89C51引脚图 VCC正常运行和编程校验时为5V电源，VSS为电源接地端。 P0.0～P0.7 ：P0口是一个8位双向I/O 口，每位能驱动8个LS型TTL负载。在访问外部存储器时，分时进行工作。在指令前半周期，P0口作为地总线的低8位，在ALE的下降沿地址被锁存，在指令的后半周期作为数据总线。