公交车汉字显示系统18页word.docx

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公交车汉字显示系统18页word

合肥经济技术职业学院

我国古代的读书人,从上学之日起,就日诵不辍,一般在几年内就能识记几千个汉字,熟记几百篇文章,写出的诗文也是字斟句酌,琅琅上口,成为满腹经纶的文人。

为什么在现代化教学的今天,我们念了十几年书的高中毕业生甚至大学生,竟提起作文就头疼,写不出像样的文章呢?

吕叔湘先生早在1978年就尖锐地提出:

“中小学语文教学效果差,中学语文毕业生语文水平低,……十几年上课总时数是9160课时,语文是2749课时,恰好是30%,十年的时间,二千七百多课时,用来学本国语文,却是大多数不过关,岂非咄咄怪事!

”寻根究底,其主要原因就是腹中无物。

特别是写议论文,初中水平以上的学生都知道议论文的“三要素”是论点、论据、论证,也通晓议论文的基本结构:

提出问题――分析问题――解决问题,但真正动起笔来就犯难了。

知道“是这样”,就是讲不出“为什么”。

根本原因还是无“米”下“锅”。

于是便翻开作文集锦之类的书大段抄起来,抄人家的名言警句,抄人家的事例,不参考作文书就很难写出像样的文章。

所以,词汇贫乏、内容空洞、千篇一律便成了中学生作文的通病。

要解决这个问题,不能单在布局谋篇等写作技方面下功夫,必须认识到“死记硬背”的重要性,让学生积累足够的“米”。

毕业设计（论文）

死记硬背是一种传统的教学方式,在我国有悠久的历史。

但随着素质教育的开展,死记硬背被作为一种僵化的、阻碍学生能力发展的教学方式,渐渐为人们所摒弃;而另一方面,老师们又为提高学生的语文素养煞费苦心。

其实,只要应用得当,“死记硬背”与提高学生素质并不矛盾。

相反,它恰是提高学生语文水平的重要前提和基础。

论文题目公交车汉字显示系统

与当今“教师”一称最接近的“老师”概念，最早也要追溯至宋元时期。

金代元好问《示侄孙伯安》诗云：

“伯安入小学，颖悟非凡貌，属句有夙性，说字惊老师。

”于是看，宋元时期小学教师被称为“老师”有案可稽。

清代称主考官也为“老师”，而一般学堂里的先生则称为“教师”或“教习”。

可见，“教师”一说是比较晚的事了。

如今体会，“教师”的含义比之“老师”一说，具有资历和学识程度上较低一些的差别。

辛亥革命后，教师与其他官员一样依法令任命，故又称“教师”为“教员”。

姓名王曼学号0926022

院系电子信息系专业电子信息工程技术

指导教师唐家运职称助教

中国.合肥

二0一二年三月

合肥经济技术职业学院

毕业设计（论文）任务书

（2019—2019学年）

论文（设计）题目公交车汉字显示系统

院系名称合肥经济技术职业学院

专业班级电子信息工程技术

学生姓名王曼

学号0926022

指导教师__唐家运

发任务书日期2019年9月25日

一、毕业设计（论文）的主要内容

根据单片机课程和数字电路等相关课程的内容，设计显示系统，以加深对所学机知识的理解，增强对所学知识的运用能力，为以后的毕业设计和工作打下坚实基础。

二、毕业设计（论文）的基本要求

1、首先要查找相关资料，在熟悉声控开关电路原理的基础上将电路焊接好，并能实现其基本要求，满足基本技术指标。

2、根据课题的性质和要求，写出毕业论文，要求独立完成。

3、论文要求清晰、整洁、做到设计方案合理理论完整、分析正确、制图符合规定。

4、要注意结合计算机的应用，采用先进技术，尽量是毕业论文设计成果具有实用价值和经济效益。

5、通过这次的课题研究我们希望在理清它的发展脉络上进一步了解他的发明原理，将平时所学的知识运用到实验探索上，这对提高我们的动手能力，创新意识，及锻炼自己思维活动无疑是一个莫大的帮助。

三、应收集的资料及主要参考文献

[1][2]张友德，赵志英，徐时亮.单片微机原理应用与实验.复旦大学出版社，2000.

[3]张毅刚，彭善元，董继承.单片机原理及应用.高等教育出版社，2019.

四、毕业设计（论文）进度计划

起讫日期

工作内容

备注

11.09.01-10.09.25

11.10.29-10.12.09

11.12.10-10.12.25

11.12.26-11.01.15

11.01.16-11.03.30

11.05.09-11.05.13

论文选题确定指导老师

根据任务书和论文题目收集资料

拟定论文大纲

撰写论文（初稿）

撰写论文（终稿）

院评审组审阅毕业论文

毕业设计（论文）成绩评定书

学生姓名王曼专业电子信息工程技术

评阅意见（对论文选题意见、研究内容、实验设计、数据结果分析及论文协作等进行评阅）

指导教师

评语：

建议成绩：

指导教师：

系评分小组

评语：

成绩：

系负责人签字：

年月日

内容摘要…………………………………………………………………………1

关键词………………………………………………………………1

摘要

本设计基于ISD4004芯片设计的公交车汉字显示报站系统，介绍了STC89C52RC单片机语音汉字显示控制系统，主要是通过单片机组成的应用系统来完成对语音的录制以及播放，汉字的LED点阵显示以及语音播放的控制，从而实现了单片机对语音汉字的控制。

在正常情况下，通过ISD4004对语音报站信息进行播放以及利用LED点阵进行相关提示汉字的显示，ISD4004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。

通过单片机对报站语音进行采集处理，同时设定相关汉字显示信息；当到站按键按下时，该系统会发出到站站名及相关语音声音，同时让LED点阵进行汉字提示信息的显示，报站语音以及汉字显示结束时等待下一个到站按键的触发。

关键字：

ISD4004芯片STC89C52RCLED点阵汉字显示

CMOS技术

第一章绪论

1.1概述

随着现代社会的建设，公共汽车越来越为大众所喜爱，不仅仅可以在低消费下达到目的地，同时也能很方便的省去很多的自驾麻烦。

是打工族和学生族的常用交通工具。

而随着人们使用公共汽车的普遍，车辆上一般都相当拥挤，造成许多的乘客未到站先下车或者推迟下车的情况，也加重了售票员的劳动强度。

随着信息社会的到来，单片机广泛的应用于工业控制系统、数据采集系统、自动测试系统、声学领域和微机技术等广阔的领域。

而利用单片机对语音芯片进行控制可以达到语音报站的效果。

因此，了解并掌握单片机智能控制技术工作原理及特性是非常重要的。

在一些自动语音报站系统中，广泛采用的是通过使用语音芯片进行设计电路，然后通过MIC录音电路以及功放电路进行语音的录制与播放，同时通过单片机对语音芯片进行选择以及功能的控制，从而完成语音报站。

但是由于传统的语音芯片的外围电路比较复杂，所以实现复杂、易受干扰、不易控制且精度不高。

因此，本系统用一种比较昂贵且现代社会才刚刚常用的一种ISD4004系列语音芯片，不需复杂的外围电路和A／D转换电路能直接与单片机完成语音的录制和播放，实现方便、精度高，可根据不同需要用于各种场合；为了提高对语音芯片的认识和了解，尤其是对ISD4004系列的深入研究以及其用法与用途，基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。

本设计基于ISD4004芯片设计的公交车汉字显示报站系统，介绍了STC89C52RC单片机语音汉字显示控制系统，主要是通过单片机组成的应用系统来完成对语音的录制以及播放，汉字的LED点阵显示以及语音播放的控制，从而实现了单片机对语音汉字的控制。

在正常情况下，通过ISD4004对语音报站信息进行播放以及利用LED点阵进行相关提示汉字的显示，ISD4004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。

通过单片机对报站语音进行采集处理，同时设定相关汉字显示信息；当到站按键按下时，该系统会发出到站站名及相关语音声音，同时让LED点阵进行汉字提示信息的显示，报站语音以及汉字显示结束时等待下一个到站按键的触发。

1.2目的及意义

首先是设计出一种的方便实用的公交车汉字显示报站系统。

单片机智能控制技术广泛地应用于工业控制、智能语音等方面，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。

而本系统则基本完成了设计的任务要求，通过STC89C52RC单片机语音录放控制系统，主要是通过单片机组成的应用系统来完成对语音的采集、语音的存储处理、提示汉字的显示以及语音播放的控制，从而实现了单片机对公交车到站的语音汉字显示功能。

其次，为了理论联系实际，用大学所学的理论来进行实际工作，将知识转变为生产力。

通过大学本科四年的学习，已经初步具有了一定的分析和设计能力。

通过本次设计将大学所学的知识进行系统地梳理，概括和总结，并综合运用这些所学的知识。

公共汽车为外出的人们提供了方便快捷的服务，而公共汽车的报站直接影响服务的质量。

传统由乘务人员人工报站，该方式因其效果太差和工作强度太大，在很多大城市已经被淘汰。

近年来，随着科学技术的日益发展和进步，微型计算机技术已经在许多领域得到了广泛的应用。

在声学领域，微机技术与各种语音芯片相结合，即可完成语音的合成技术，使得汽车报站器的实现成为可能，从而为市民提供了更加人性化的服务。

鉴于传统公交车报站系统的不足之处，结合公交车辆的使用特点及实际营运环境，设计了一种由单片机控制的公交车语音报站显示系统。

公交车语音报站显示系统的设计主要是为了弥补人工报站的辛苦以及误报的落后方式，进站、出站播报站名及相关服务用语，为市民提供更人性化，更完善的服务。

第二章总体设计的原理及实现

2.1方案论证

本设计主要是通过单片机组成的应用系统来完成对语音的录制、语音的存储处理、语音的播放以及汉字显示的控制，从而实现了单片机对语音报站汉字显示的控制。

语音录放电路有共同的特点：

语音录制播放环境复杂、现场性强等。

若采用一般语音芯片采集语音信号，则需要设计信号调理电路、A/D转换及相应的接口电路，才能把语音芯片输出的模拟信号转换成数字信号送到计算机去处理。

这样，由于各种因素会造成语音录放系统较大的偏差，会使语音系统的稳定性和可靠性下降。

所以要选择合适的方案，才能使设计得到最大的优化。

2.1.1语音电路方案论证

方案一：

采用普通的语音芯片，可满足达到报站信息录制以及播放，但普通语音芯片录制语音效果不好，重复性差、可靠性较差，对于高频率使用以及方便录放时不适用。

对一些语音内容不固定并要求现场录音和放音的系统，采用一般语音芯片实现，录放音的质量难以控制。

而且在语音录放系统中,采用一般语音芯片,比如华邦的W90P710系列、HELIOS公司的HZ24QP系列等.但这些芯片输出的都是模拟信号,必须经过进行A/D转换和压缩处理等才能送给单片机，从而产生了失真、大大降低了录放音质量，并不具有抗断电、音质差、使用不方便、不能反复录放、需专用的语音开发工具、不能随意列改内容和耗电多等缺点。

另外,在语音录放系统中,采用普通语音芯片.外围电路会比较复杂，而且在软件实现时也需要用到复杂的算法，一定程度上也增加了软件实现的难度。

方案二：

在语音录放系统中，传统的语音芯片是将模拟信号远距离采样进行AD转换，而为了获得较高的语音录放质量，就必须采用措施解决由长线传输及放大电路零点漂移等造成的误差补偿问题。

采用语音芯片ISD4004进行语音的录放，直接对模拟信号进行存储。

便于单片机处理及控制，省去传统的语音录放的很多外围电路。

且该芯片的物理化学性很稳定，此元件线形较好。

对一些语音内容不固定并要求现场录音和放音的系统，采用一般语音芯片实现，录放音的质量难以控制。

美国ISD（InformationStorageDevices）公司的ISD系列芯片采用直接模拟存储专利技术，把语音信号以原始的模拟形式直接存储在片内EEPROM存储器中，无需进行A/D转换和压缩处理等，从而减少了失真、大大提高了录放音质量，并具有抗断电、音质好、使用方便、可反复录放、无需专用的语音开发工具、能随意列改内容和耗电省等优点，很适合于现场录放音系统。

而且语音录放系统中,采用普通语音芯片.外围电路会比较复杂，而是用ISD4004芯片直接使用简单的外围电路即可。

而且在软件实现时也不需要用到复杂的算法，一定程度上也减轻了软件实现的难度。

采用语音芯片ISD4004系列，可以体现系统芯片化这个趋势。

部分功能电路的集成，使总体电路更简洁，搭建电路和焊接电路时更快。

而且，集成块的使用，有效地避免外界的干扰，提高语音录放电路的质量以及实用性。

所以集成芯片的使用将成为电路发展的一种趋势。

本方案应用这一语音芯片

2.1.2设计系统方案论证

该系统主要由语音录放和汉字显示两部分组成。

下面列举两种实现方案：

方案一：

语音录放可以使用一般的语音芯片，汉字显示部分则使用比较美观的而且内含相当多的字模的液晶显示模块。

考虑到一般语音芯片存储的是数字信号，所以还要设计相应的模数转换电路。

而模拟信号转数字信号过程中，信号失真是令人伤脑筋的问题。

此方案由于使用液晶显示模块，需要进行其驱动的攥写，并且硬件复杂，如果信号产生失真，都将会导致误差的产生，难以完全清除，而且成本会有较大增长幅度。

方案二：

使用ISD语音芯片和LED点阵模块构成。

其具有下列特点：

①具有高的语音录放质量及实用性，可重复使用；②抗干扰能力强，稳定性好；③信号易于处理、传送和自动控制；④便于现场录制播放，播放语音显示效果好⑤安装方便，维护简单，工作可靠性高。

ISD语音芯片可以采用美国ISD（InformationStorageDevices）公司的ISD4004系列芯片，这类芯片采用直接模拟存储专利技术，把语音信号以原始的模拟形式直接存储在片内EEPROM存储器中，无需进行A/D转换和压缩处理等，从而减少了失真、大大提高了录放音质量，并具有抗断电、音质好、使用方便、可反复录放、无需专用的语音开发工具、能随意列改内容和耗电省等优点，很适合于现场录放音系统。

比较两个方案后可以发现，方案二更适合于用作本系统的实施方案。

尽管方案二不第需要A/D，但考虑到系统扩充等因素，单片机可以选用STC89C52RC。

2.2电路原理的总体设计

基于ISD4004语音芯片的语音报站汉字显示系统的设计研制过程主要包括：

总体设计、硬件设计、软件设计、仿真调试等几个阶段。

对于总体设计，主要是画出原理框图、确定出主要技术指标。

如图2.2.1所示：

图2.2.1系统总体设计框图单片机芯片是与MCS-51兼容的STC89C52RC，STC89C52RC单片机带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能8位微处理器。

语音录放电路使用的是ISD4004-8MS以及其外围录放电路，外围电路相当简单；由于其可以进行直接模拟信号的存储，省去了信号模数转换的相关电路，使得信号更加的稳定、录放音质量好。

同时单片8至16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，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。

利用9014三极管对录制语音进行放大处理，同时通过LM386及喇叭，对输出语音信号进行放大播放，让语音质量以及稳定性更加高。

汉字显示电路采用的是16*16LED点阵显示。

一种方法属于静态显示。

显然，静态显示需占用较多的I/O口线。

另一种是动态扫描显示。

通过控制各个显示器公共阳极轮流接高电平的办法，逐一轮流地启动各个LED。

动态显示法是目前各种单片机采用的流行方法。

其优点是硬件简单，“动态”由软件实现。

因而选用动态显示的方法。

电源电路是给语音芯片ISD4004提供3V稳压电源，利用LM317，通过电阻分压，输出稳定的3V稳定电源，让语音芯片可以正常的工作。

实现语音录制播放功能。

按键控制电路完成对语音播放以及汉字显示开始的控制，通过对单片机相关引脚的高地电平的控制，从而完成对语音芯片的控制，从而达到完成语音报站汉字显示功能。

本章节方案比较后可以发现，完成了基于ISD4004的语音报站显示的单片机系统的方案论证，选择了更适合于用作本系统的实施方案，完成了电路的总体设计。

第三章硬件部分的设计

3.1硬件组成部分

基于ISD4004语音芯片的语音报站汉字显示系统的硬件设计主要包括：

（1）电源电路（为语音芯片提供3V稳压电源）；

（2）LED汉字显示电路（完成汉字显示）；（3）ISD4004语音录放电路（完成语音录制放音）；（4）按键控制电路（完成按键控制播放录音功能）（5）单片机（电路的核心系统）五部分组成，具体的电路介绍本部分就先不进行详细的介绍，在论文的硬件各部分设计中将会对各个部分的电路进行详细的介绍。

下面我就先对硬件电路设计中使用的主要器件的技术资料进行相关的介绍。

让我们对硬件进行整体的了解。

3.2相关芯片介绍

3.2.1STC89C52RC单片机芯片

STC89C52RC是STC公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8Kb的可反复擦写的Flash只读程序存储器和512b的随机存取数据存储器（RAM），器件采用高密度，非易失性存储技术生产，兼容标准MCS—51指令系统，片内置通用中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大STC89C52RC单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。

单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100000次。

将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，是一种高效微控制器，STC89C52RC单片机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。

如图3.2.1图3.2.1STC89C52RC管脚图第7页共61页STC89C52RC有P0、P1、P2、P3四个端口，共有32I/O口，P3口也可作为一些特殊功能口，如下表所示：

表3.1口线P3口的第二功能第二功能P3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7RXDTXDINT0INT1T0T1WRRD串行数据接收（输入）端串行数据发送（输出）端外部中断0输入端外部中断0输入端定时/计数器T0的外部输入端定时计数器T1的外部输入端外数据存储器写选通信号，低电平有效外数据存储器读选通信号，低电平有效P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

STC89C52RC单片机主要性能参数：

时钟频率（HZ）：

0~80M8Kash程序存储器512内程序存储器（RAM）2个数据指针3个16位定时器/计数器T0/T14个8位输入输出接口（P0~P3）,共32根I/O口线8个中断源4个优先级看门狗电路

3.2.2ISD4004语音芯片

Winbond公司的ISD系列语音芯片采用了“直接模拟量存储”（DAST）专利技术，信号无需经过D/A，A/D转换，数字压缩和语音合成等复杂的数字信号处理过程，减少了失真，使其声音存贮效果较以前产品有大幅提高，实际试听主观评价可以达到磁带录音机的水平，是目前市场上录放效果最好的语音电路之一。

ISD4004语音芯片采用CMOS技术，内含晶体振荡器、防混叠滤波器、平滑滤波器、第8页共61页自动静噪、音频功率放大器及高密度多电平闪烁存储陈列等（见图１），因此只需很少的外围器件就可构成一个完整的声音录放系统。

芯片设计是基于所有操作由微控制器控制，操作命令通过串行通信接口（SPI或Micwire）送入。

采样频率可为4.0kHz、5.3kHz、6.4kHz、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储器中，可在断电情况下保存100年（典型值）反复录10万次。

器件工作电压3Ｖ，工作电流25~30mA，维持电流1uA，单片录放语音时间8~16min，音质好，适用于移动电话机及其它便携式电子产品中。

如图3.2.2.1、图3.2.2.2所示。

图3.2.2.1：

ISD4004系列语音芯片内部框图图3.2.2.2ISD4004系列语音芯片外部引脚图1、简述●单片8分钟语音录放第9页共61页●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●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。

2、引脚描述电源:

（VCCA,VCCD）为使噪声最小,芯片的模拟和数字电路使用不同的电源总线,并且分别引到外封装的不同管脚上,模拟和数字电源端最好分别走线,尽可能在靠近供电端处相连,而去耦电容应尽量靠近器件。

地线:

（VSSA,VSSD）芯片内部的模拟和数字电路也使用不同的地线。

同相模拟输入（ANAIN+）这是录音信号的同相输入端。

输入放大器可用单端或差分驱动。

单端输入时,信号由耦合电容输入,最大幅度为峰峰值32mV,耦合电容和本端的3KΩ电阻输入阻抗决定了芯片频带的低端截止频率。

差分驱动时,信号最大幅度为峰峰值16mV，为ISD33000系列相同。

反相模拟输入（ANAIN-）差分驱动时,这是录音信号的反相输入端。