公交汉字显示系统毕业设计论文

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1、分类号分类号 编编 号号 题目题目 公交汉字显示系统公交汉字显示系统硬件部分硬件部分 院院 系系 信息工程学院信息工程学院 专专 业业 电子信息工程电子信息工程 姓姓 名名 _ _ 2010 年 5 月 25 日 毕 业 设 计 任 务 书 设计题设计题目：公交目：公交车汉车汉字字显显示系示系统统 专 业：电子信息工程电子信息工程 班级学号：_ 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

2、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

3、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 80.5W, 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

4、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 II 112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 567设计硬件电路，方案选择论证 689实现硬件电路，焊接调试 71012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

5、计 钱晓捷 主编 电子工业出版社 5preteus 入门教程 6keil c51 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

6、 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 IV 2、外接晶振引脚 XTAL1 和 XTAL2 3、控制或与其它电源复用引脚 RST/VPD，ALE/，和/VppPROGP

7、SENEA 4、输入/输出引脚 P0.0 - P0.7，P1.0 - P1.7，P2.0 - P2.7，P3.0 - P3.7。 P0 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。 P1 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。 P2 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(

8、吸收或输出电流)四个 TTL 负载。 P3 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 1A 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 ISD4

9、004 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

10、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： VI 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

11、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 13 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 56 周：分析功能实现原理，利用 Protel 画

12、出电路图。 第 78 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 911 周：焊接出实际的电路板，测试、运行、实现功能； 第 1113 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。

13、VIII 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

14、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

15、逻辑关系更加简洁明了,使硬件 在软件的控制下协调运作。 关键词关键词：89C51 单片机，LED 点阵显示，语音芯片 第 IX 页 共 61 页 Abstract With the progress of The Times,the bus has become a general applicability and students go to the family transportation.Due to the microcontroller technology and electronic voice technology rapidly develope.At present, in the bus stops,also from the traditional artificial stops, gradually changing into using the microcomputer control syste