单片机公共汽车中文显示系统设计电子与通信工程系
Keywords: 89C52RCMCU LED electronic screen ISD4004 voice chip目录
引言 3
一．总体设计的原理和实现 4
（一）设计方案论证 4
1.语音电路设计方案的论证 4
2.设计系统方案的论证 4
（二）.电路原理的规划 5
二.硬件部分的设计 6
（一）硬件组成部分 6
（二）相关芯片介绍 6
1.关于STC89C52RC芯片的介绍 6
2.关于ISD4004语音芯片的介绍 7
3.关于74HC138芯片的介绍 7
（三）硬件各部分设计 7
1.电源电路 7
2.LED电子屏显示电路 8
3.ISD4004语音录放音电路 10
4.按键控制电路 11
三.软件部分的设计 11
（一）软件总体布局 11
（二）软件各模块设计 13
1.延时子程序 13
2.ISD语音录放程序 14
3.中断程序控制 16
4.LED点阵汉字显示程序 17
四.系统调试与实现 17
结论 18
致谢 18
参考文献 18
附录一 源程序代码 19
附录二 原理图 21
引言
随着民用科技日新月异的发展，公交车由于其便捷而低廉的乘坐模式，越来越受到广大人民群众的欢迎，成为了大多数人出门时交通工具的第一选择。随着社会逐步地信息化，单片机开始在各种电子行业里频繁的出现。于是才有了这 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
台语音报站的设备，凭借单片机控制语音的芯片完成录放。那么首先，我们要对于单片机进行深入的理解。本设计使用的芯片是现价较为昂贵的ISD4004语音芯片，之所以没有选择其他的语音芯片，是因为我想同时对于ISD4004语音芯片进行更多的了解。本设计主要对应用于公共交通系统的基于89C51RC的汉字显示系统，语音以及文字的录放（LED对于汉字的显示和语音的录放）系统进行研究，我们借助单片机对于文字和声音信息进行了控制。在我们设置相关文字信息时，也借助单片机对语音作同步采集；按下到站的按钮，公交车就开始提示站名并播送相关语音，LED电子屏上会同步显示汉字，直到车门关闭，然后在下一次司机击发按键时候进行工作。
本系统首先进行对相关语音的采集，然后把这些语音信息和提示文字存储起来，通过单片机编程有序地进行信息的播送。让公共汽车可以有序的进行站台提示。科技的发达，使得微型计算机技术语音播放文字显示方面有了更多的应用方面，让公共汽车脱离了报站员的约束，让我们的公共交通更快更便捷，也让市民对于公共汽车公司的服务更加的满意。
一．总体设计的原理和实现
（一）语音芯片选择以及设计的论证
系统通过信息经过转化后传递到芯片来达到信息存储，播送，与文字的显示，而使得单片机可以对系统的汉字显示和语言播放等功能进行控制。但是要知道语音录入的时候现场的实际情况复杂多变，虽然一般的语音芯片也可以在现场情况变化的时候进行录入操作，但是为此要付出语音稳定性的下降，质量不能得到保障的代价。为了最大幅度的提升系统的性能，方案必须权衡再三。
1.语音芯片电路方案的论证
方案一：虽然信息的录放普通的语音芯片也可以胜任语音播放的工作，然而大多数的芯片其性能的可靠性不高，效果不良，不足以满足高频率使用的要求。如果在语音系统中使用传统的语音芯片,由于输入的是模拟信号,如果想要存入语音芯片就必须先通过压缩和A/D转换之后，变成数字信号然后传递到单片机，录入语音芯片。这期间的信息传输和转化会产生声音失真并体现出录放音质的劣化，不能多次录放，应急情况处理不亮，消耗大量电能等缺点。此外只有繁琐复杂的语音外围电路才能满足此类芯片功能的要求。
方案二：?ISD4004语音芯片在处理录入的声音信息时，保存的是声音的模拟信号。需要的外围电路没有一般语音芯片那么复杂，更方便单片机对于信息进行处理。其物理结构不容易损坏，美观简洁。ISD（Information?Storage?Devices）公司的4004芯片由于可以把模拟信号进行存储操作这一个高科技电子专利，避免了A/D?转换和压缩，提高性能稳定性，工作便捷，满足了现场进行语音录放的需求。?通过ISD4004?语音芯片，总体的电路设计可以很简洁。所以，我选择在系统中使用ISD4004来达到语音功能的要求。
2.设计系统方案论证
大致有两种方案可以尝试：?
第一：?语音方面采用普通的语音芯片，中文提示方面使用液晶屏。因为大部分的语音芯片将语音信息转译成数字信号进行存放，故还要为此构造实现模数转换功能的电路，问题是在转换的时候有非常大的几率出现信号的失真。另外要用液晶屏，需要专门对应的驱动，需要的硬件条件很多。万一信号失真了，造成的错误也不能修正，所需要的成本更是会大大提高。
方案二：?使用ISD4004芯片和LED电子屏。有下列特性：
①信息传递效率高、可以进行自动化操作；
②针对现场环境嘈杂的抗干扰效果好；
③音质高保真；
④当场开始声音的录制播送的时候速度快，而且音质音量可以满足使用的需求；
⑤安装以及后期的维护很方便。由于把ISD4004芯片作为语音芯片，直接模拟存贮信号，避免了?A/D?转换这个环节出现的信息部分丢失，可以高效率的降低语音的失真情况、提高了我们最需要的音质，并且此芯片能够很多次的重复的使用、不需要高要求的对应开发器材、耗电少、不怕突然断电破坏内部构造，如果我们要进行现场性的录放操作，第二个方案在我看来更加能达到预期的效果。
（二）.电路原理的总体设计
本设计计划中的功能主要包括语音芯片的公共汽车有关信息的录音放音和LED电子屏中文展示。大体上整体设计包括硬件的前期准备，软件程序的编写验证，电路的仿真和一些电路调试的过程。首先要根据预先完成的原理图和此后所遇到的突发状况来标注主要想要达到的功能标准。语音存储播放电路是由外部记录电路和语音芯片ISD4004组成的，语音芯片可以直接把收到的声音信息以模拟信号的格式直接存储到存储器中，不仅节省了信号从模拟格式到数字格式进行转换操作的步骤，还达成了语音信息的高保真。中国字符显示电路配置有十六承十六 LED点阵显示形式，结构的主体是四个引脚互相连接在一起的数码三极管。扫描结果显示在一个动态的格式上。通过每个数码管的公共阳极来决定LED启动顺序，这也就是当今许多流行的显示系统采用的动态的显示方法。设备送电到芯片ISD4004通过的是稳定3V电源的电源电路，LM317电阻在这个电路中起到的是使电路中电压降低到3V稳定状态的作用。按钮通过控制单片机相关语音和文字功能的输入输出端的电平高低，维持电流大小，让语音芯片总是可以保持在稳定的工作状态上，顺利地完成高质量的声音播放和存储流程，也使LED电子屏可以完整的显示出我们所需要显示的文字内容。成功地完成录音和字符显示的控制，不仅达到了预计的水平，还有提升的空间。
引言 3
一．总体设计的原理和实现 4
（一）设计方案论证 4
1.语音电路设计方案的论证 4
2.设计系统方案的论证 4
（二）.电路原理的规划 5
二.硬件部分的设计 6
（一）硬件组成部分 6
（二）相关芯片介绍 6
1.关于STC89C52RC芯片的介绍 6
2.关于ISD4004语音芯片的介绍 7
3.关于74HC138芯片的介绍 7
（三）硬件各部分设计 7
1.电源电路 7
2.LED电子屏显示电路 8
3.ISD4004语音录放音电路 10
4.按键控制电路 11
三.软件部分的设计 11
（一）软件总体布局 11
（二）软件各模块设计 13
1.延时子程序 13
2.ISD语音录放程序 14
3.中断程序控制 16
4.LED点阵汉字显示程序 17
四.系统调试与实现 17
结论 18
致谢 18
参考文献 18
附录一 源程序代码 19
附录二 原理图 21
引言
随着民用科技日新月异的发展，公交车由于其便捷而低廉的乘坐模式，越来越受到广大人民群众的欢迎，成为了大多数人出门时交通工具的第一选择。随着社会逐步地信息化，单片机开始在各种电子行业里频繁的出现。于是才有了这 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
台语音报站的设备，凭借单片机控制语音的芯片完成录放。那么首先，我们要对于单片机进行深入的理解。本设计使用的芯片是现价较为昂贵的ISD4004语音芯片，之所以没有选择其他的语音芯片，是因为我想同时对于ISD4004语音芯片进行更多的了解。本设计主要对应用于公共交通系统的基于89C51RC的汉字显示系统，语音以及文字的录放（LED对于汉字的显示和语音的录放）系统进行研究，我们借助单片机对于文字和声音信息进行了控制。在我们设置相关文字信息时，也借助单片机对语音作同步采集；按下到站的按钮，公交车就开始提示站名并播送相关语音，LED电子屏上会同步显示汉字，直到车门关闭，然后在下一次司机击发按键时候进行工作。
本系统首先进行对相关语音的采集，然后把这些语音信息和提示文字存储起来，通过单片机编程有序地进行信息的播送。让公共汽车可以有序的进行站台提示。科技的发达，使得微型计算机技术语音播放文字显示方面有了更多的应用方面，让公共汽车脱离了报站员的约束，让我们的公共交通更快更便捷，也让市民对于公共汽车公司的服务更加的满意。
一．总体设计的原理和实现
（一）语音芯片选择以及设计的论证
系统通过信息经过转化后传递到芯片来达到信息存储，播送，与文字的显示，而使得单片机可以对系统的汉字显示和语言播放等功能进行控制。但是要知道语音录入的时候现场的实际情况复杂多变，虽然一般的语音芯片也可以在现场情况变化的时候进行录入操作，但是为此要付出语音稳定性的下降，质量不能得到保障的代价。为了最大幅度的提升系统的性能，方案必须权衡再三。
1.语音芯片电路方案的论证
方案一：虽然信息的录放普通的语音芯片也可以胜任语音播放的工作，然而大多数的芯片其性能的可靠性不高，效果不良，不足以满足高频率使用的要求。如果在语音系统中使用传统的语音芯片,由于输入的是模拟信号,如果想要存入语音芯片就必须先通过压缩和A/D转换之后，变成数字信号然后传递到单片机，录入语音芯片。这期间的信息传输和转化会产生声音失真并体现出录放音质的劣化，不能多次录放，应急情况处理不亮，消耗大量电能等缺点。此外只有繁琐复杂的语音外围电路才能满足此类芯片功能的要求。
方案二：?ISD4004语音芯片在处理录入的声音信息时，保存的是声音的模拟信号。需要的外围电路没有一般语音芯片那么复杂，更方便单片机对于信息进行处理。其物理结构不容易损坏，美观简洁。ISD（Information?Storage?Devices）公司的4004芯片由于可以把模拟信号进行存储操作这一个高科技电子专利，避免了A/D?转换和压缩，提高性能稳定性，工作便捷，满足了现场进行语音录放的需求。?通过ISD4004?语音芯片，总体的电路设计可以很简洁。所以，我选择在系统中使用ISD4004来达到语音功能的要求。
2.设计系统方案论证
大致有两种方案可以尝试：?
第一：?语音方面采用普通的语音芯片，中文提示方面使用液晶屏。因为大部分的语音芯片将语音信息转译成数字信号进行存放，故还要为此构造实现模数转换功能的电路，问题是在转换的时候有非常大的几率出现信号的失真。另外要用液晶屏，需要专门对应的驱动，需要的硬件条件很多。万一信号失真了，造成的错误也不能修正，所需要的成本更是会大大提高。
方案二：?使用ISD4004芯片和LED电子屏。有下列特性：
①信息传递效率高、可以进行自动化操作；
②针对现场环境嘈杂的抗干扰效果好；
③音质高保真；
④当场开始声音的录制播送的时候速度快，而且音质音量可以满足使用的需求；
⑤安装以及后期的维护很方便。由于把ISD4004芯片作为语音芯片，直接模拟存贮信号，避免了?A/D?转换这个环节出现的信息部分丢失，可以高效率的降低语音的失真情况、提高了我们最需要的音质，并且此芯片能够很多次的重复的使用、不需要高要求的对应开发器材、耗电少、不怕突然断电破坏内部构造，如果我们要进行现场性的录放操作，第二个方案在我看来更加能达到预期的效果。
（二）.电路原理的总体设计
本设计计划中的功能主要包括语音芯片的公共汽车有关信息的录音放音和LED电子屏中文展示。大体上整体设计包括硬件的前期准备，软件程序的编写验证，电路的仿真和一些电路调试的过程。首先要根据预先完成的原理图和此后所遇到的突发状况来标注主要想要达到的功能标准。语音存储播放电路是由外部记录电路和语音芯片ISD4004组成的，语音芯片可以直接把收到的声音信息以模拟信号的格式直接存储到存储器中，不仅节省了信号从模拟格式到数字格式进行转换操作的步骤，还达成了语音信息的高保真。中国字符显示电路配置有十六承十六 LED点阵显示形式，结构的主体是四个引脚互相连接在一起的数码三极管。扫描结果显示在一个动态的格式上。通过每个数码管的公共阳极来决定LED启动顺序，这也就是当今许多流行的显示系统采用的动态的显示方法。设备送电到芯片ISD4004通过的是稳定3V电源的电源电路，LM317电阻在这个电路中起到的是使电路中电压降低到3V稳定状态的作用。按钮通过控制单片机相关语音和文字功能的输入输出端的电平高低，维持电流大小，让语音芯片总是可以保持在稳定的工作状态上，顺利地完成高质量的声音播放和存储流程，也使LED电子屏可以完整的显示出我们所需要显示的文字内容。成功地完成录音和字符显示的控制，不仅达到了预计的水平，还有提升的空间。
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