LED显示语音播报系统资料Word下载.docx
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Abstract：
Inordertoimprovezheserviceofzhestation.andcanpointoutzheinformationofzhearrivingbuses，Idevisezhevoicebroadcastsystem.Thissystemconsistofzhesinglechipmodule、zhevoicebroadcastmoduleanandzhedisplaymodule.Firstzhevoicebroadcastsystemwillclipszheinformationofbuses,thenwecanusezhebuttontobroadcastzhepre-recordedinformationwhenzhosebusesarearrived.Atzhesametime,zhedisplaymodulewillusezheLEDdotmatrixtoshowzheinformationofzhosearrivingbuses.TheLEDdispaywillshowthevoiceinformationbycharacters.Thissystemconductzhedesignofhardwareandsoftware.itisverystableandreliableinmoving.
Keyword:
Single-chipMicrocomputer;
Voicebroadcast;
LEDdisplay
目录
前言1
第1章课题分析与方案设计2
1.1课题分析2
1.2方案设计2
第2章硬件设计4
2.1单片机最小系统4
2.1.1AT89C52芯片介绍4
2.1.2AT89C52单片机最小系统设计5
2.2显示模块设计6
2.2.1LED点阵模块介绍6
2.2.2LED点阵显示模块设计9
2.3语音模块设计12
2.3.1ISD4004芯片介绍12
2.3.2ISD4004语音模块设计17
2.4按键模块设计19
第3章软件设计21
3.1主程序设计21
3.2子程序设计22
3.2.1语音模块录音设计22
3.2.2语音模块放音设计23
3.2.3显示模块设计24
第4章结论26
4.1系统调试26
4.1.1硬件调试26
4.1.2软件调试27
4.1.3系统调试27
4.2结论28
参考文献29
致谢30
附录一系统原理图31
附录二语音播报参考程序32
前言
随着城市发展步伐的加快，公交对人们平时出行的影响愈加重要。
公交事业的建设代表政府体现当地城市的形象，同时要尽一切力量减少政府的投资，创造良好的社会效益和经济效益。
公交服务也是一项便利民众的服务项目。
近年来单片机技术的迅猛发展，广泛应用于诸多领域，由于单片机具有可编程性以及优良的存储扩展性等许多优点，因此萌生用单片机来实现公交站台的语音播报功能。
语音播报是为了方便乘客而出现的应用。
在平日的生活中，每一辆公交车到站时，乘客只能依靠自己的眼睛去查看即将到达的车辆是否是自己所要乘坐的。
有的时候由于天气及时间的原因，乘客会错过自己所需要乘坐的车辆，导致乘客的时间被大大的浪费掉了。
这次设计是为了让乘客在站台等候车辆时，即便在休息室也可以知晓车辆是否达到情况，从而提前做好上车或准备上车的准备。
这个设计是为了让大家的生活更便捷，从而使用先进的技术手段，将语音处理，无线数据传输等技术结合在一起，做成一种简单的语音播报系统。
本设计采用人工按键的操作方式，实现公交车站台对车辆到来进行语音提示和文字显示功能。
当公交车即将进入站台时，公交车司机可以通过按键发送信号给给公交车站的传感器。
当传感器接受到信号后会驱动控制芯片给显示模块与语音模块发送信号，使它们工作。
此时在车站的人便能通过语音模块的语音提示与显示模块的文字显示知道公交车到来[1]。
本说明书共有四个章节，第一章是对课题的初步分析与方案说明；
第二章对课题所采用的硬件部分进行介绍；
第三章对系统的软件进行了讲解与分析；
第四章对作品遇到的一些问题进行分析。
本说明书对所用芯片进行了较详细的说明。
设计成果是能通过按键对语音及显示进行控制。
第1章课题分析与方案设计
1.1课题任务
1.使用ISD4004语音芯片完成语音模块设计，实现汽车到站时信息的预录音及语音播报；
2.使用按键来对语音报站系统的站台播报、复位以及语音模块的录音和放音进行控制；
3.采用LED点阵显示器，文字显示车辆到来信息：
XX路到站请上车。
1.2方案设计
为了完成语音播报系统，我采用如下设计。
语音播报系统电路总体上分为主芯片控制部分、语音芯片播报部分和LED点阵显示部分。
以AT89C52单片机最小系统作为核心控制电路，通过独立按键来实现控制功能，具体显示内容及方式由软件来完成。
语音部分由ISD4004芯片来实现，它是一个多功能的语音芯片，可以多次重复录放，本设计正是运用此特点，完成录音和放音功能的。
录取好播报语音后建立语音库，并且具体锁定到对应的地址中，通过按键的次序播放不同的信息。
显示部分由LED点阵以及74HC595存储芯片与74HC138译码芯片组成。
显示部分通过将主程序传输的数据进行译码与锁存来进行文字显示[2]。
语音播报系统原理图如图1-1所示：
图1-1语音播报系统设计方案
第2章硬件设计
2.1单片机最小系统
2.1.1AT89C52芯片介绍
图2-1AT89C52芯片引脚图
AT89C52是INTEL公司MCS-51系列单片机中基本的产品，它采用ATMEL公司可靠的CMOS工艺技术制造的高性能8位单片机，属于标准的MCS-51的HCMOS产品。
它结合了CMOS的高速和高密度技术及CMOS的低功耗特征，它基于标准的MCS-51系列单片机体系结构和指令系统，属于AT89C51增强型单片机版本，集成了时钟输出和向上或向下计数器等更多的功能，适合于类似马达控制等应用场合。
AT89C52内置8位中央处理单元、256字节内部数据存储器RAM、8k片内程序存储器（ROM）32个双向输入/输出（I/O）口、3个16位定时/计数器和5个两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内时钟振荡电路。
此外，89C52还可工作于低功耗模式，可通过两种软件选择空闲和掉电模式。
在空闲模式下冻结CPU而RAM定时器、串行口和中断系统维持其功能。
掉电模式下保存RAM数据、时钟振荡停止，同时停止芯片内其它功能。
AT89C52有PDIP（40pin）和PLCC（44pin）两种封装形式[4]。
2.1.2AT89C52单片机最小系统设计
单片机最小系统由以下几个部分组成[5]：
1、复位电路：
为确保点单片机系统中电路稳定可靠工作，复位电路是必不可少的一部分。
而单片机复位电路设计的好坏,直接影响到整个系统工作的可靠性。
复位电路的作用是将系统进行复位，系统复位后可以解决“死机”、“程序走飞”等问题。
常见复位电路有上电复位跟手动复位2种，本设计采用手动复位。
复位电路工作电压为5V，电阻采用10k电阻，电容使用10uf电容。
平时与复位电路相连接的RST端口保持低电平，电源对电容充电。
当复位按键按下，电容放电使RST端口电压变为高电平。
当RST端口高电平保持时间大于2个机器周期（2us）时，系统电路会进行复位。
2、时钟电路：
时钟电路主要由晶振与电容组成。
该电路必须在XTAL1和XTAL2引脚两端跨接石英晶体振荡器和两个微调电容构成振荡电路，通常C1和C2一般取15pf-50pf，晶振的频率取值在1.2MHz～12MHz之间。
对于外接时钟电路，要求XTAL1接地，XTAL2脚接外部时钟，对于外部时钟信号并无特殊求，只要保证一定的脉冲宽度，时钟频率低于12MHz即可。
晶体振荡器的振荡信号从XTAL2端送入内部时钟电路，它将该振荡信号二分，产生一个两相时钟信号P1和P2供单片机使用。
电工学上这个网络有两个谐振点，以频率的高低分其中较低的频率是串联谐振，较高的频率是并联谐振。
由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近，在这个极窄的频率范围内，晶振等效为一个电感，所以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。
这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路，由于晶振等效为电感的频率范围很窄，所以即使其他元件的参数变化很大，这个振荡器的频率也不会有很大的变化。
本设计使用的是11.0592MHZ的晶振。
因为机器周期计算公式：
机器周期=12/晶振频率。
由此可知11.0592MHZ晶振机器周期为1us。
本设计晶振电路电路电容使用常用的30pf电容。
因为晶振与单片机的脚XTAL0和脚XTAL1构成的振荡电路中会产生谐波（非实用的其他频率的波）,谐波会降低电路的时钟振荡器的稳定性。
因此需要添加电容使电路保持稳定。
单片机最小系统原理图如图2-2所示：
图2-2 单片机最小系统模块电路原理图
2.2显示模块设计
本次设计，显示模块包含LED点阵显示器、74HC595存储芯片和74HC138译码芯片。
2.2.1LED点阵模块介绍
（1）LED点阵显示器
图2-3LED点阵显示器
LED点阵是由8*8个发光二极管组成。
LED点阵显示器一般用于室内单色，双色显示屏。
LED点阵显示模块可显示汉字、图形、动画及英文字符等；
显示方式有静态、横向滚动、垂直滚动和翻页显示等。
单块模块控制驱动12块（最多可控制24块）8X8点阵，共16X48点阵（或32X48点阵），是单块MAX7219（或PS7219、HD7279、ZLG7289及8279等类似LED显示驱动模块）的12倍（或24倍）！
可采用“级联”的方式组成任意点阵大显示屏。
（2）74HC595存储芯片
图2-474HC595存储芯片
各个引脚功能：
1-7脚、第15脚（Q0-Q7）并行数据输出，第8脚（GND）地，第9脚（QT）串行数据输出，第10脚（MR）主复位（低电平），第11脚（SHCP）移位寄存器时钟输入，第12脚（STCP）存储寄存器时钟输入，第13脚（OE）输出有效（低电平），第14脚（DS）串行数据输入，第16脚（VCC）电源。
（3）74HC138译码芯片
图2-674HC138译码芯片
74HC138译码器可接受3位二进制加权地址输入（A0,A1和A2），并当使能时，提供8个互斥的低有效输出（Y0至Y7）。
74HC138特有3个使能输入端：
两个低有效（E1和E2）和一个高有效（E3）。
除非E1和E2置低且E3置高，否则74HC138将保持所有输出为高。
利用这种复合使能特性，仅需4片74HC138芯片和1个反相器，即可轻松实现并行扩展，组合成为一个1-32（5线到32线）译码器。
任选一个低有效使能输入端作为数据输入，而把其余的使能输入端作为选通端
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