公交车自动报站器电路设计.pdf

摘要摘要：本文提出了一种公交车自动报站电路的设计方案。所介绍的公交车自动报站器 可以让公交车到达站点时自动报告公交车所停站点的名称。相对于市面上的其它公交车报站器，该报站器具有全自动，体积小，成本低,容量大等优点。本文介绍的公交车自动报站系统采用无线发送接收头F05P/J04P和 编解码芯片SC2262/SC2272的配合使用，加上低功耗单片机2051控制语音模块的 工作，成功地减小了这个装置的体积，最终达到普通手机大小。由于装置内部采 用的都是市场上的普通器件，容易购买，因此成本大大降低。采用的语音模块是 深圳点创科技有限公司的产品miniC-A101FS,它支持的Flash容量是OM-1024M,而 且支持SD卡，根本上解决了报站器容量的问题。关键字：公交车自动报站器单片机编码解码芯片无线发射接收芯片 mini-A101FS语音模块1Abstract:In this paper,a plan of the electronic voice guide device was introduced.The electronic voice guide device mentioned in this paper can be taken with the tourist when he is sightseeing,and it can automatically play in every sceneries,so the tourists no need to operate it at all.Compared with the other voice guide device at the market,the design has many advantages,such as small volume,low cost,huge voice storage,etc.The guide system introduce in this paper adopt a technique of using F05P/J04P and SC2262/SC2272,cooperate with the single-chip 2051 in controlling voice module,successfully reduce this devices volume,finally its size can compare with a common mobile phone.Because of the parts of the device can be easily bought in the market,greatly reduce the cost.The voice module we adoptive is miniC-AlOlFS which produced by the Shenzhen Dian chuang technology Ltd.,the Flash capacitance it support is 0M-1024M,besides it can support SD card,radically settle the problem of the capacitance of our guide device.Key word:Electronic voice guide device Single-chip Code-decode chip2目录摘要.IAbstract.II第一章绪论.11课题研究的背景及意义.11.2 报站器的动态发展趋势.11.3 设计的主要目标任务.21.4 论文的主要工作和时间安排.第二章总体设计.32.1 总体设计方案.2.2 单片机的选用.2.3 解码芯片的选用.2.4 编码芯片的选用.2.5 语音模块的介绍.2.6 发射模块部分.2.7 接收模块部分.3第一章绪论1.1 背景及意义随着大城市化步伐加快，人们对公交的服务更加迫切，同时公交事业建设既要 代表政府体现当地城市的形象，又要尽一切力量减少政府投资，创造良好的社会 效益和经济效益。随着科学技术的发展，公交车载设备的发展，对公交企业来说 不仅是形象的提升，也是效益的增长，技术的革命。近年来单片机技术迅猛发展，广泛应用于诸多领域。由于单片机具有可编程 性及优良的存储扩展性等许多优点，因此萌生了用单片机来实现公交车辆的自动 报站。为了实现城市公交车的自动报站，本次设计研究了一套低廉、高性能的，基于单片机的城市公交车自动报站系统。公交车自动报站器是相对于人工控制报站器而言的，目前对自动报站器的理 解，是指利用电子技术原理制造的各种报站设备系统，用于改变原有人工手动控 制方式和方法，称之为自动智能控制。这样就减少的公交车司机的负担.，传统的 公交车报站器需要公交车司机手动控制，这不但影响了公交车司机的正常驾驶，分散了驾驶员的注意力，加重了他工作的负担同时由于是人工控制就存在着差 错，可能会汽车进站没有报站，导致乘客错过自己要下的车站，或是对一名新来 的公交车驾驶员不能准确记清楚站的名称以至报错站。为了是大家的生活更便捷，让公交车驾驶员的工作量能有效减轻，运用先进 的技术手段，将语音压缩技术、计算机技术、频率合成编码技术及调频广播发射 技术溶于一体，研制、开发了价格低廉、性能稳定、使用方便、适合国情的公交 车自动报站器，以FM广播的形式播放出去，使每俩公交车到站时都能收该站点的 报站，让每位乘客能准确知道自己的位置。41.2 国内外现状及发展趋势现今社会，公交事业关乎到大多数城市居民的出行，可公交车上的报站系统 依然无法满足大家对其的要求。通过在各个车站收集公交司机及各个年龄阶段的 乘客对报站系统的看法,可以对现在公交车上普遍使用的人工按键报站总结出以 下三个弊端：（1）报站不准确：由于司机在操作报站系统时经常会按错键或忘 记按键，而且在调整系统时会连续报出儿个站点，让不熟悉路线站点的乘客不知 所措。（2）安全隐患:每次报站时都需要由驾驶员对报站器进行操作，而在车辆起 动与进站时，往往是路面情况最复杂的时候，驾驶员既要对行驶中的汽车进行起 动或制动等操作，同时还要兼顾报站系统的操作，给行驶中的车辆带来一定的安 全隐患。目前，我国一些大中城市的公交车报站主要有三种方式，人工控制，一般报 站人员都是当地人，用方言进行报站，这给外地的乘客带来了很大的不便，这种 报站方式逐渐被其他方式取代;半自动报站，这种报站方式一般是司机控制的，比前一种有较大的改进，但是又是由于司机疏忽，也会出现错报、误报的现象,同时，由于需要司机参与，也有一定的安全隐患；自动报站，这种报站方式实现 了智能化，无需司机参与，系统自动识别车站，比较准确现在研究这种方式的比 较多。虽然国内外都在研究公交车自动报站系统，但他们实现的技术手段是不一样 的，现在已经有些大城市的某些公交车上已经采用GPS定位系统自动报站、但其 昂贵的成本，难以实现普及，特别是一些中小城市难以负担。还有的设计主要是 对公交车车轮轴的转角脉冲进行计数，将计数值与预置值进行比较，即可确定报 站时刻，达到准确自动的目的。以上这些技术都是基于单片机的公交车自动报站 系统解决的，所以对于这个系统的开发是有其必要性的。1.3 设计的主要目标任务本设计的主要目标任务，把单片机技术和电子技术相结合，用集成发射/接收、编码/解码模块对公交车自动报站电路进行设计和实验。要求学生了解方案后，对 各单元电路，单片机软，硬件等进行设计。根据毕业设计所做工作写出毕业设计 论文。1.4 论文的主要工作和时间安排在完成论文的这几个月以来，为了避免自己在平时的工作生活中浪费精力我 为自己制定了一套工作计划，这也是我在完成论文的这段时间来总结出来的一条 宝贵经验，让我在今后的工作学习里获益匪浅。我的工作计划如下：3初至4月中旬 完成课程设计并查找毕业设计的相关资料，为今后的工作打下基础4月中旬至5月中旬 开始进行毕业设计的进一步研究与实际调查，完成基本 的编程，初步完成论文的初稿5月中旬至6月初 完成一篇科技论文的翻译工作，并与导师进行进一步的沟 通，解决论文中的问题6月初至论文截稿 完成论文定稿，装订2第二章总体设计2.1 总体设计方案站器发展有个过程，最开始的时候是一种半自动化的系统，它的功能是把车 站信息以语音文件格式存储在报站器里，一般通过司机手动键盘直接按键播放，很不方便。发展到现在有一些全自动化的智能自动报站设备，它一般是在站点安 放无线发射模块，这些发射模块可以控制工作范围，这样在各个站就有不同的编 码信号。公交车到达某一站点后，公交车上的自动报站器就能接受站点发出的编 码信号，然后解码并把解码后的信号传给单片机处理，单片机作为控制中心控制 语音播放即可。本文介绍了这一全智能化公交车自动报站设备的设计，采用了 miniC-A101FS和单片机AT89c2051配合使用。当前市场上公交车自动报站器有以下缺陷：L成本高2.体积大3.语音存储容 量小。本文介绍的设备利用无线发送接收头F05P/J04P,编解码芯片SC2262/SC2272 的配合使用，低功耗单片机AT89c2051控制语音模块的工作，成功的减小了体积,大约是普通手机大小。降低了成本，由于采用得都是市场上的普通器件，成本大 大降低。采用的语音模块是深圳点创科技有限公司的产品miniC-AlOlFS,他支持的 Flash容量是0M-1024M,而且支持SD卡，根本上解决了导游机容量的问题。硬件电路原理框图3第二章总体设计2.2 选用的单片机简介选用的单片机是AT89C20511.主要性能参数：MCS 51产品指令系统完全兼容，2k字节可重擦写闪速存储器，1000次擦写周期 2.7V6V的工作电压范围 全静态操作：0Hz-24MHZ 两级加密程序存储器 128X8字节内部RAM 15个可编程I/O 口线 两个16位定时/计数器 6个中断源 可编程串行UART通道2.功能特性概述AT89C2051是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS 8位单片机，片 内含2k bytes的可反复擦写的只读程序存储器(PEROM)和128 bytes的随机 存取数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、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8位中央处理器和Flash存储单 元，功能强大AT89c2051单片机可提供许多高性价比的应用场合。AT89C2051提供以下标准功能：2k字节Flash闪速存储器，128字节内部 RAM,15个I/0 口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，内置一个精密比较器，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C2051可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM,定时/计数器，串行通信口及中断系统 继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件 工作直到下一个硬件复位。4第二章总体设计3.引脚结构介绍引脚结构RST/VPP 匚(RXD)P3.0 (TXD)P3.1 匚XTAL2C XTAL1C(INTO)P3.2 匚(INTT)P3.3 匚(TO)P3.4 匚(T1)P3.5C GNDC1202193184175166157148139121011 VCC P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1(AIN1)P1.0(AINO)P3.7图2.1 AT89C2051引脚图4.方框图5第二章总体设计图2.2 2051内部方框图5.引脚说明5.1 VCC:电源电压5.2 GND:地5.3 Pl U:P1 口是一组8位双向I/O 口，P1.2P1.7提供内部上拉电阻，P1.0 和P1.1内部无上拉电阻，主要是考虑它们分别是内部精密比较器的同相输入端（AIN0）和反相输入端（AIN1）,如果需要应在外部接上拉电阻。P1 口输出缓 冲器可吸收201nA电流并可直接驱动LED。当P1 口引脚写入“1”时可作输入端,当引脚P1.2P1.7用作输入并被外部拉低时，它们将因内部的上拉电阻而输出 电流。P1 口还在Flash闪速编程及程序校验时接收代码数据。4.4 P3 口：P3 口的P3.0P3.5、P3.7是带有内部上拉电阻的7个双向I/O 口。P3.6没有引出，它作为一个通用I/O 口但不可访问，但可作为固定输入片内比较 器的输出信号，P3 口缓冲器可吸收20mA电流。当P3 口写入“1”时，它们被内 部上拉电阻拉高并可作为输入端口。作输入端时，被外部拉低的P3 口将用上拉电 阻输出电流。P3 口还用于实现AT89c2051特殊的功能，如下表所示：表 2.1 2051 P3 口功能口引脚功能特性P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2INTO（外中断0）P3.3INT1（外中断1）P3.4T0（定时/计数器。外部输入）P3.5T1（定时/计数器1外部输入）P3 口还接收一些用于Flash闪速存储器编程和程序校验的控制信号。5.5 RST：复位输入。RST引脚一旦变成两个机器周期以上高电平,所有的I/O 口 都将复位到“1”（高电平）状态，当振荡器正在工作时，持续两个机器周期以 上的高电平便可完成复位，每个机器周期为12个振荡时钟周期。6第二章总体设计5.6 XTAL1：振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端。5.7 XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。6振荡器特征：XTAL1、XTAL2分别为片内振荡器的反相放大器的输入和输出端。可采用石英晶体或陶瓷振荡器组成时钟振荡器，如需从外部输入时钟驱动 AT89c2051,时钟信号从XTAL1输入，XTAL2应悬空。由于输入到内部电路是 经过一个2分频触发器，所以输入的外部时钟信号无需特殊要求，但它必须符 合电平的最大和最小值及时序规范。7特殊功能寄存器：片内特殊功能寄存器（SFR）空间存储区的映像图如下表所示。并非存储区中所有的地址单元都被占用，未占用的地址单元亦不能使用，如 果对其进行读访问一般返回为随机数，写访问也不确定。这些单元是为了以后利用这些未使用的地址单元扩展新功能而设置，所以用 户软件不要对它们写“1”，在这种情况下，新位的复位或不激活值总为“0”。0F8HOFOH0E8HOEOH0D8HODOHOC8HOCOHOB8HOBOH0A8HOAOH98H9OH88H80HOFFH0F7HOEFH0E7HODFH0D7HOCFH0C7HOBFH0B7HOAFH0A7H9FH97H8FH87HB 00000000ACC 00000000PSW 00000000IP XXXOOOOOP3 11111111IE OXXOOOOOSCON 00000000SBUF XXXXXXXXP1 11111111TCON 00000000TMOD 00000000TLO 00000000TL1 00000000THO 00000000TH1 00000000SP 00000111DPL 00000000DPH 00000000PCON oxxxoooo7第二章总体设计图2.3 AT89C2051片内特殊功能寄存器(SFR)空间存储区的映像图8某些指令的约束条件AT89C2051是经济型低价位的微控制器，它含有2k字节的Flash闪速程序 存储器，指令系统与MCS 51完全兼容，可使用MCS 51指令系统对其进行编 程。但是在使用某些有关指令进行编程时，程序员须注意一些事项。和跳转或分 支有关的指令有一定的空间约束，使目的地址能安全落在AT89C2051的2k字节 的物理程序存储器空间内，程序员必须注意这一点。对于2k字节存储器的 AT89C2051来说，LJMP 7E0H是一条有效指令，而LJMP 900H则为无效指令。8.1 分支指令对于 LCALL、LJMP、ACALL、AJMP、SJMP、JMP A+DPTR 等指令，只要 程序员记住这些分支指令的目的地址在程序存储器大小的物理范围内(AT89C2051 程序地址空间为：000H 7FFH单元)，这些无条件分支指令就会正确执行，超出 物理空间的限制会出现不可预知的程序出错。CJNE.、DJNZ.、JB、JNB、JC、JNC、JBC、JZ、JNZ等这些条件转移指令的使用与上述原则一样,同样，超出物理空间的限制也会引起不可预知的程序出错。至于中断的使用，80C51 系列硬件结构中己保留标准中断服务子程序的地址。8.2 与MOVX相关的指令，数据存储器AT89C2051包含128字节内部数据存储器，这样，AT89C2051的堆栈深度局 限于内部RAM的128字节范围内，它既不支持外部数据存储器的访问，也不支持 外部程序存储器的执行，因此程序中不应有MOVX:指令。一般的80c51汇 编器即使在违反上述指令约束而写入指令时仍对指令进行汇编，用户应了解正在 使用的AT89C2051微控制器的存储器物理空间和约束范围，适当地调整所使用的 指令寻址范围以适应AT89c2051。9 程序存储器的加密：AT89C2051可使用对芯片上的两个加密位进行编程(P)或不编程(U)来 得到如下表所示的功能：8第二章总体设计注：加密位只能用片擦除操作进行擦除程序加密位LB1 LB2保护功能1UU无程序加密功能2PU禁止进一步进行Flash闪速编程3PP同方式2,同时禁止校验10 空闲模式：在空闲模式下，CPU保持睡眠状态而所有片内的外设仍保持激活状态，这种 方式由软件产生。此时，片内RAM和所有特殊功能寄存器的内容保持不变。空闲 模式可由任何允许的中断请求或硬件复位终I上oP1.0和P1.1在不使用外部上拉电阻的情况下应设置为“0”,或者在使用 上拉电阻的情况下设置为“1”。应注意的是：在用硬件复位终止空闲模式时，AT89C2051通常从程序停止一 直到内部复位获得控制之前的两个机器周期处恢复程序执行。在这种情况下片内 硬件禁止对内部RAM的读写，但允许对端口的访问，要消除硬件复位终止空闲模 式对端口意外写入的可能，原则上进入空闲模式指令的下一条指令不应对端口引 脚或外部存储器进行访问。11掉电模式：在掉电模式下，振荡器停止工作，进入掉电模式的指令是最后一条被执行的 指令，片内RAM和特殊功能寄存器的内容在终止掉电模式前被冻结。退出掉电模 式的唯一方法是硬件复位，复位后将重新定义全部特殊功能寄存器但不改变RAM 中的内容，在Vcc恢复到正常工作电平前，复位应无效，且必须保持一定时间以 使振荡器重启动并稳定工作。12 Flash闪速存储器的编程：AT89C2051是在擦除状态下（也即所有单元内容均为FFH时）用2k字节的9第二章总体设计片内PEROM代码存储阵列进行封装微控制器，其程序存储器是可反复编程的。代码存储阵列一次编程一个字节，一旦阵列被编程，如需重新编程一非空（空为:FFH）字节，必须对整个存储器阵列进行电擦除。内部地址计数器：AT89C2051内部包含一个PEROM编程地址计数器，它总在 RST上升沿到来时复位到000H，并在XTAL1引脚上出现正跳变脉冲时进行加1计 数。编程方法：要对AT89c2051进行编程，推荐使用以下方法。1.上电次序：在Vcc和GND引脚之间加上电源。设置RST和XTAL1为GND电平。其它引脚置空，等待至少10ms以上。2.置RST引脚为高电平，置P3.2引脚为高电平。3.对引脚P3.3、P3.4、P3.5、P3.7按下表正确组合加上逻辑高“H”或 低“L”电平即可对PEROM进行编程操作。编程和校验方法如卜：4.在000H地址单元对P1.0 P1.7输入数据代码字节。5.置RST端为+12V,激活编程。6.使P3.2跳变一次来编程PEROM阵列中的一字节或者加密位，写字节周期 是自身定时的，一般需时1.2ms o7.当校验已编程的数据，使RST从+12V降到逻辑电平“H”，置P3.3 P3.7引脚到正确的电平即可从P1 口读取数据。8.对下一地址单元编程字节，使XTAL1引脚正脉冲跳变一次使地址计数器 加1,在P1 口输入新的数据字节。9.重复5至8,可对整个2k字节阵列全部编程，直到目标文件结束。10.下电次序：置XTALI为低“L”电平置RST为“L”电平置空所有其它I/O引脚关闭Vcc电源10第二章总体设计 数据查询：AT89C2051具有写周期结束的数据查询功能，在写周期期间，对最 后写入的字节尝试读将令P1.7上写入数据的操作结束。当写周期完成，全部 输出端的真实数据有效，同时下一个周期开始，数据查询可在写周期被初始化 的任一时刻开始。Ready/Busy：字节编程的进度可通过“RDY/BSY”输出信号监测，编程期间，P3.1引脚在P3.2变高“H”后被拉低来指示“BSY”，P3.1在编程结束后 被再次拉高“H”来指示“RDY”。程序校验：如果加密位LB1、LB2没有进行编程，则代码数据可通过校验数 据线读取：1.使RST从L”变为“H”,复位内部的地址计数器为000H。2.对代码数据加上正确的控制信号即可在P1 口引脚上读取数据。3.XTAL1引脚跳变一次使内部地址计数器加1。4.从P1 读取下一个代码字节。5.重复3到4步骤，即可将全部单元的数据读取。加密位不可直接校验，加密位的校验可通过对存储器的校验和写入状态来验 证。芯片擦除：利用控制信号的正确组合并保持P3.2引脚101ns的低电平即可将 PER0M阵列(2k字节)和两个加密位整片擦除，代码阵列在片擦除操作中将 任何非空单元写入“1”可被再编程之前进行。读片内签名字节：除P3.5、P3.7必须被拉成逻辑低电平外，读签名字节的 过程和单元000H、001H及002H的正常校验相同，返回值意义如下：(000H)=IEH声明产品由ATMEL公司制造。(001H)=21H声明为89c2051单片机。13 编程接口:Flash闪速阵列中的每一代码字节进行写入且整个存储器可在控制信号的 正确组合下进行擦除，写操作周期是自身定时的，初始化后它将自动定时到操作11第二章总体设计2.3选用的编码芯片1.简介：SC2262是CMOS工艺制造的低功耗通用编码电路，它和SC2272配对使用，最 多有12位三态编码。电路具有省电模式，可用于无线电和红外线遥控发射等应用。在本设计中，把SC2262和SC2272配合使用完成编码解码的工作。编码芯片SC2262发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一个完整 的码字，解码芯片SC2272接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT脚才 输出高电平，与此同时相应的数据脚也输出高电平。2.特点：CMOS工艺制造，低功耗工作电压范围宽：2V15V数据A最多可达6位外部应用线路元器件少地址A和数据D位通用红外遥控和无线电遥控应用3.引脚图A0A1A2A3A4A5A6,B5A7/D4Vss图2.4 2262引脚图LJ 1I Q1io217316415514613712811910VccDoutOSC1OSC2TEA11/D0A10D1A9/D2A&D312第二章总体设计4.管脚说明管脚名 称管脚标号输入/输 出说明AOAx8,1013输入地址管脚,用于进行地址编码,可置为“0”，“1”，“f”（悬空）：DODx7瓦1013输入数据输入端，有一个为“1”即有编码发出：Vcc18电源正端（+）输入端：Vss9埔人电源负端（一）输入端：TE14瑜编码启动端，低电平有效：OSC116输入双端电阻振荡器输入端，与0SC2所接电阻决定振荡频 率：OSC2151二1双端电阻振荡器输出端：Dout17编码输出端（常低）：表2.3 2262管脚说明5.与SC2272的匹配SC2262完成发射，送出SC2262当前的地址编码和数据位数据。当SC2272的 当前地址与SC2262地址一致时，并接收到2帧以上SC2262发出的串行码,SC2272 才开始接收SC2262送来的数据。为保证SC2272接收到SC2262两帧以上的串行 码，SC2272的振荡频率要与SC2262的振荡频率匹配。最佳的匹配振荡频率是 SC2272 是 SC2262 的 2 倍。6.2262/2272芯片的地址编码设定和修改：在通常使用中，我们一般采用8位地址码和4位数据码，这时编码电路2262 和解码2272的第18脚为地址设定脚，有三种状态可供选择：悬空、接正电源、接地三种状态，3的8次方为6561,所以地址编码不重复度为6561组，只有发射 端2262和接收端2272的地址编码完全相同，才能配对使用，遥控模块的生产厂 家为了便于生产管理，出厂时遥控模块的2262和2272的八位地址编码端全部悬 空，这样用户可以很方便选择各种编码状态，用户如果想改变地址编码，只要将 2262和2272的18脚设置相同即可，例如将发射机的2262的第1脚接地第5脚 接正电源，其它引脚悬空，那么接收机的SC2272只要也第1脚接地第5脚接正电 源，其它引脚悬空就能实现配对接收。当两者地址编码完全一致时，接收机对应 13第二章总体设计的D1D4端输出约4V互锁高电平控制信号，同时VT端也输出解码有效高电平 信号。用户可将这些信号加一级放大，便可驱动继电器、功率三极管等进行负载 遥控开关操纵。2.4解码芯片1.简介SC2272和SC2262配套使用，它们采用CMOS工艺制造，最多拥有12位的地址 管脚，可支持多达531441个地址的编码。因此极大的减少了码的冲突。SC2262完 成发射，送出SC2262当前的地址编码和数据位数据。当SC2272和SC2262地址一 致时，接收到2帧以上SC2262的串行码,SC2272和SC2262的振荡频率必须一致。当SC2272收到有效信号时，其引脚VT将变成高电平。图2.5 SC2272引脚图A0 118VCCA1 一217一 VTA2 316一 OSC1A3 一415OSC2A4 一5sc2272 14一 DinA5 613A11/D0D5/A6 _712A10/D1D4/A7 一811一 A9/D2VSS 一910A8/D32.特点 很宽的工作电压范围(Vcc=213V)很低的功耗和较强的噪声抑制能力14第二章总体设计 最大到12位三态地址管脚或6位数据管脚 外接一只电阻的振荡器 有锁存型和瞬态输出型3.管脚说明:表2.4 2272管脚说明管脚 名称管脚 标号输入/输 出功能说明A0-A516I0-5码地址管脚。SC2272通过检测这六条三态的管脚来确 定bitObit6的编码波形。每个管脚均分别可置为“0”“1”或“f”（悬空）A6/D5 All/DO7-810-13I/O6 11码地址管脚或5 0数据输出管脚。根据SC2272 的规格不同，这六条管脚即可作为高位码地址管脚，也可 作为数据输出管脚。当这些管脚作为码地址管脚使用时，每个管脚可分别置为“0”、“1”或“f”（悬空）。当作 为数据输出管脚使用时，在同时符合以下两个条件的前提 下，输出为“1（Vcc）,否则为“0（Vss）。（1）所接受的地址码波形与码地址输入端的设置匹配；（2）相应位接收到的数据输出置为“1”。Din14I数据输入管脚，接受到的编码信号由此脚串行输入OSC116I振荡器第一外接点此二端外接一个电阻，以确定 SC2272的基本振荡频率0SC2150振荡器第二外接点VT170有效传输确认，高电平有效。当SC2272收到有效信号时，VT变成高电平。VCC18电源正端VSS9电源负端4.功能描述SC2272对Din端子送入的信号进行解码。所送入的编码波形被译成字码，它 含有码地址位，数据位和同步位，解码出来的地址码与所设置的地址输出端进行 比较，如果所设置的地址与连续2个字码匹配，则SC2272做以下动作：15第二章总体设计a）当解码得到有“1”数据时，驱动相应的数据输出端为高电平；b）驱动VT输出为高电平。（1）射频工作方式位码位码是编程波形的基本单元，可分为AD位（地址，数据）和SYNC位（同 步）。根据相应端子电平的低。高或悬空状态，AD位可分别置为“0”，“1”或“f”，每位波形由两个脉冲周期构成，每个脉冲周期含有16个时钟周 期，详见下图：K-32-Al皂2*osc juiruinjuLnnnnnnnnnnruianjuiruuLnjuinjuL位-丁 厂-1 12a|-1纪-J-瓦-/J-1_粒丁 J-1_|-1图2.6波形示意图这里，a=2*时钟振荡周期，位“f”仅对码地址有效。同步位的长度是4个AD位的长度，含一个1/8 AD位宽度的脉冲。详见下图：f H1/af=4an_H-4 倍位宽=128a-注：也宽=32a图2.7同步位字码：一组位码构成了字码，字码由12位AD位码再紧跟1位SYNC位码构16第二章总体设计成。12位AD位码是地址码还是数据码由SC2272的不同后缀规格规定。请参 阅下图：图2.8字码结构A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10AllSYNC单电阻振荡器SC2272内置的振荡回路，通过在0SC1和0SC2端外接一个电阻可构 成一个精密的振荡器。为确保SC2272能正确地对接收到的波形解码，要 求SC2272的振荡频率与SC2262的频率相匹配。帧码：帧码由字码构成，构成方式与射频方式下的帧码构成方式相同。（2）有效接收确认当SC2272收到编码信号时，它会检查该信号是否有效。1）它必须是一个完整的字码；2）码地址必须与接收电路的码地址端子上的设置一致。当进行两个连续 有效的接收后，SC2272会将接收到的数据在相应的数据输出端输出，并将VT置为高电平。它们的定时关系见下图：同步位 同步位第一字,第二字Din I _-H H-Ta I-_H-tc-!H H-TbVT _I I_的时坤宽僮个时钟竟思Tc=2个字码长田图2.9 2272收发数据定时关系17第二章总体设计（3）锁存型或瞬态型数据输出SC2272根据其后缀的不同，其数据输出类型可分为锁存型和瞬态性。锁存型的SC2272-LX在接收到有效编码后将数据输出，并将数据一直保存 到卜一次接收到有效编码。而瞬态型的SC2272-MX在接收到有效编码后，只是将数据瞬输出，接收结束后，并不保留。请见下图：数燃饰出臂脚镇存型）一金据输出X戮据指出YVT图2.10 2272收发数据结构5.工作流程1）上电后SC2272进入待机状态；2）检查是否有接收信号。若无接收信号，仍停留在待机状态；否则在收到 信号后，进行接收码地址与设置码地址比较；3）当接收地址与设置地址相互匹配时，数据存于寄存器中。当检查到连续 两帧的码地址都匹配，且数据都一致时，相应的数据输出端有输出，并且驱 动VT输出。当连续两帧的码地址不匹配时，VT不会被驱动，对于瞬态输出 型来说，输出数据复位，而对锁存型输出，则输出数据维持原态。6.芯片封装SC2272有很多应用的选择，可以按照要求选择封装。典型的封装是双列直插 DIP18,功能体现在后缀上。如:SC2272L4,锁存型,4位数据输出;SC2272M6,瞬 态型，6位数据输出，等等。18第二章总体设计图2.11 2272芯片实物图2.5语音模块简介1.产品概述miniC-A101FS语音模块是一款同时支持Flash及SD卡存储语音文件，利用 USB接口连接电脑更新语音，可供上位机串口控制的语音模块，另外也可以10 口 控制。因此，用户可以很方便将此模块嵌入至其产品，使产品提供语音播放功能,增强竞争力。它对外提供丰富的控制及查询命令，用于控制语音模块内的MP3音乐播放。除基本的播放控制功能外，还可指定曲目播放、循环播放、查询音乐总数等指令。另外本模块有10 口用于指示工作状态。2.性能特点 高品质MP3立体声输出 支持MPEG1/2/2.5 Layer3的MP3格式文件播放 支持FAT 16,FAT32文件系统 支持通过USB接口更新语音文件 支持上位机串口控制功能 支持按键控制，默认按键功能为：播放，停止，暂停/继续，下一曲，上19第二章总体设计一曲，音量+,音量-32级音量调节 标配128M Flash存储器，最大可支持1G 支持SD卡，支持容量范围：16M1G 提供复位引脚，ACK弓|脚（指示是否处于播放状态），DECT引脚（指示是否 正常工作中）3.模块结构图IIULL FIULLIsEyI E-r 3 V3 DG!IDTXD R*D AChHi 1 INULLIIDECTEPROMDAMCUDP EXJIID Viw SDDIG3 DGIID SD CLb.SDDIOO SDCDGUT L AG MDOUT P RESETSDOIO2 SD CMDSD 3/3 DGIID SDDIO1 SD WPu s e QN3图2.12结构模块图4.主要引脚功能表2.5主要引脚说明引脚名称管脚号描述ACK5低电平:playing:高电平:stopRXD6串行数据输入TXD7串行数据输出VIN22工作电压AGND27模拟地信号20第二章总体设计2.6射频发射模块F05P1.FO5P性能参数发射频率:315M 433M 工作电压：3-12V 发射电流：2-10mA 调制方式：ASK 传输速率：10Kbps 发射功率：10mW 频率稳定度：10-5(声表稳频)工作温度：-40一+60C2.FO5P介绍FO5P采用SMT工艺，树脂封装，小体积，声表谐振器稳频，内部具有一 级调制电路及限流电阻，适合单片机短距离无线数据传输。F05P具有较宽的工作电压范围及低功耗特性，ASK方式调制。FO5P不能任意调整发射电流，单片机的数据可直接进入FO5P的数据输 入端。在无数据时单片机数据输出口必须设置为低电平状态。F05P需要输入数据才能发射，数据信号停止，发射电流为零。FO5P对0.ITms的数据脉冲发射效果较理想，过宽过窄的脉冲会引起调 制效率下降，过调制或调制不足使收发距离变近。F05P对直流电平及模拟信号是不能发射的，如在数据位前加一些乱码可 以抑制接收机的零电平燥声干扰。若采用通用编解码器2262,发射效果比单 片机好，因为2262的数据无论怎么变，但脉宽是不变的，即使出现一点突发 性的外界干扰，解码器的宽容性也会解码输出高电平。而单片机则会出现数 据错误。所以单片机必须要工作在可靠的收发区域才能保证较低的误码率。FO5P有4个功能引脚，因为体积小，无天线只能满足短距离使用，而天 线对距离起着很大的作用，天线能否匹配也非常关键，匹配良好的天线能增 加几倍的距离，匹配不好的天线效果很差甚至会引起频率漂移。天线的长度 取发射频率的1/4,可以用一根直径0.5-1毫米,长度(433M)18厘米(315M)21第二章总体设计24厘米的漆包线代替。但天线必须拉直，指向无所谓。短于1/4波长或弯曲 的天线效果会很差。FO5P应垂直安装在印制板边部，应离开周围器件51nm以上，以免受分布 参数影响而停振。F05P发射距离与输入信号，发射电压，电池容量，发射天 线及环境有关。在障碍区由于折射反射会形成一些死区及不稳定区域，不同 的收发环境会有不同的收发距离。接收电路可根据需求选用J04V J04T J04P J05R J04E 3400 3100同频率 接收模块配套。3.FO5P实物图及引脚说明图2.13 F05P实物图及引脚说明引脚说明：1正电源312V2地3数据信号输入4外接天线22第二章总体设计2.7射频接收模块J04P接收频率：315M&433M工作电压：3V工作电流：0.2mA 接收灵敏度：-90db 解调滤波器带宽：10K 输出数据电平：TTL电平 工作温度：-40-+60C 体积：10X26X6mm（高X宽X厚）性能说明：1、JO4P采用独特的超再生电路结构，SMT工艺树脂封装，内含放大整形电路，输 出为数据信号，可直接至解码器，使用极为方便，是一种性价比较好的超再生模 块。2、JO4P无信号时输出为零电平状态（无噪声干扰），适合与单片机输入端接口。3、采用条状镀金电感及优化电路，可无天线工作。4、采用一定硬度的镀金电感调整接收频点，比采用微调电容调频率的接收电路性 能稳定，即使强烈振动也不用担心频点偏离