基于51单片机的公交车报站系统.pdf

一、课题名称：基于51单片机的公交车报站系统二、指导老师：熊异三、设计内容与要求1、课题概述本课题要求设计一公交车报站系统，以实现公交车的语音手动报站，播报语音 提示信息及服务用语，同时利用显示电路进行汉字显示。本设计要求利用AT8 9S5 1作 为主控芯片完成主控电路的设计，辅助电路要求包括语音电路、电源电路等，并实现 温度显示、日历显示等功能。显示部分可以使用LCD或者点阵滚动显示。2、设计内容与要求绘制系统组成框图，确定设计方案；了解电路所需集成芯片的功能，参数和工作原理；绘制整机电路图；（4）制作实物并完成软、硬件调试；提交毕业设计论文。3、技术参数1）6站点手动控制2）语音报站3）LCD液晶显示（或者点阵滚动显示）4）日历时间显示5）温度显示四、设计参考书模拟电子技术、高频电子技术、电子设计自动化技术、数字电路设计 方法、电子装置的设计、单片机原理及应用 五、设计说明书要求封面：包括设计题目，班级，姓名，指导老师，完成时间目录：根据说明书的内容决定，一般采用2-3级。设计任务书：包括课题名称、目的、用途、主要技术性能指标（参照教材目录编 排）。中文题目、摘要、关键词；英文题目、摘要、关键词。正文：设计方案框图及电路工作原理：包括系统方框图，电气原理图，各单元 电路的设计，简述主要部件（包括主要集成电路）的工作原理、工作条件、给定参数、理论公式及详细的计算步骤、计算结果。这是说明书的主要部分。元件参数表：包括所选用的元器件名称、参数、型号。调试方案：包括调试的条件、方法、使用仪器设备的型号，并对测试数据进行 分析。设计心得：包括对本课程设计的客观评价、设计特点、存在的问题以及改进意 见等。参考文献：包括作者、署名、出版地、出版年等六、设计进程安排第1周：资料准备与借阅，了解课题思路。第2-3周：设计要求说明及课题内容辅导，完成图纸初稿。第4-6周：进行毕业设计，完成说明书初稿。第7周：第二次检查设计完成情况，并作好毕业答辩准备。笫8周：毕业答辩与综合成绩评定。七、毕业设计答辩及论文要求1.毕业设计答辩要求答辩前三天，每个学生应按时将毕业设计说明书或毕业论文、专题报告等必要 资料交指导教师审阅，由指导教师写出审阅意见。学生答辩时对自述部分应写出书面提纲，内容包括课题的任务、目的和意义，所采用的原始资料或参考文献、设计的基本内容和主要方法、成果结论和评价。答辩小组质询课题的关键问题，质询与课题密切相关的基本理论、知识、设计 与计算方法实验方法、测试方法，鉴别学生独立工作能力、创新能力。2.毕业设计论文要求文字要求：说明书要求打印（除图纸外），不能手写。文字通顺，语言流畅，排 版合理，无错别字，不允许抄袭图纸要求：按工程制图标准制图，图面整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆弧 连接光滑，尺寸标注规范，文字注释必须使用工程字书写。曲线图表要求：所有曲线、图表、线路图、程序框图、示意图等不准用徒手画，必须按国家规定的标准或工程要求绘制。摘要根据AT8 9s51单片机的特点和公交车报站特点，本文提出了一种用单片机控制语 音芯片进行公交车语音手动报站的方法。同时给出了软硬件设计的方法，设计过程中 包括硬件电路设计和软件程序编写两个方面，解释了单片机在应用过程中的方法和可 能出现的问题。本文主要介绍硬件电路设计部分。利用AT8 9s51作为CPU进行总体控 制，通过ISD1720语音芯片建立语音信息库，对语音信息进行自由组合，形成变化多 样的语音信息，同时运用LCD液晶显示屏进行站数显示。当公交车到达某站点，用按 键控制本系统工作，通过语音电路输出语音信息和提示，单片机同时通过程序在LCD 液晶显示屏上进行温度和日历显示。关键字：AT8 9s51单片机，ISD1720语音芯片，LCD液晶显示屏IABSTRACTAccord ing to the feature of SCM AT8 9S5 1 and the characteristics of b us auto-reporter-cal1ing,the article puts the method of using Sigel-chip microcomputer to control speech chip auto-reporter-calling.The method of realization of hard ware has also b een given,the whole process includ ed hard ware circuit d esigning and software program d esigning,d escription the method of using Sigel-chip microcomputer and prob lem that may meet d uring the application of microcomputer.The article introd uces hard ware circuit d esigning mostly,carries on the overall control b y the AT8 9S5 1 monolithic integrated circuit as CPU,it can estab lish the variatevoice information d atab ase with the voice chip ISD1720,and may carry on the free comb ination of these sections of voice information,at the same time uses the LCD to carry on the stops figure.Therefore when the b us arrives some stand s through the keyb oard controls this system to carry on the work,giving the voice of shops,at the same time read s the information of temperature and calend ar to the LCD.Keyword s:SCM AT8 9S5 1,ISD1720speech chip,LCDiiIll目录摘要.IABSTRACT.II绪 论.1第1章 方案论证与选择.31.1单片机的选用.31.2 LCD液晶显示模块的选用.31.3 语音芯片的选用.31.4 时钟芯片的选用.41.5 温度传感器的选用.41.6 方案确定.4第2章 公交车报站系统的硬件设计.42.1 硬件结构方框图.52.2 AT8 9S5 1单片机模块.52.2.1 主要性能参数.52.2.2 功能特性概述以及引脚功能.62.2.3 单片机中断.82.3语音模块.82.3.1录音操作.92.3.2 放音操作.92.3.3 快进操作.102.3.4 擦除操作.102.3.5 复位操作.112.3.6 音量操作.112.3.7 F T直通操作.112.3.8 芯片引脚图和实物图.112.3.9 管脚功能说明.112.3.10 语音模块电路图.132.4 HS128 64-12 LCD液晶显示屏.142.4.1 HS128 64-12系列产品硬件特性如下.142.4.2 HS128 64-12系列产品软件特性如下.142.4.3 液晶显示模块概述.142.4.4 模块引脚说明.152.4.5 液晶硬件接口.162.4.6 电路连接图.162.5 DS18 B20 温度传感.162.5.1 DS18 B20的主要特征.162.5.2 DS18 B20详细引脚功能描述.172.5.3 DS18 B20工作流程图.172.5.4 电路连接图.182.6 DS1302时钟芯片.182.6.1引脚的功能.192.6.2 DS1302的控制字节.192.6.3 数据输出（I/O）.202.6.4 DS1302 的寄存器.202.6.5 DS1302 与CPU的连接.202.6.6程序流程图.212.6.7 电路连接图.21第3堂 公交车报站系统的软件设计.213.1 软件方框图.223.2 公交车报站系统的主程序流程图.233.3 定时器中断流程图.243.4 公交车报站系统主程序.24第4章 公交车报站系统电路制作、调试分析.254.1 系统电路的制作.254.2 电路的调试.25第5章 公交车报站系统使用说明.265.1 线路连接要求.265.2使用说明.265.2.1语音电路的使用说明.265.2.2单片机控制系统电路的使用说明.27第6章51单片机公交车报站系统设计心得体会.28第7章 单片机公交车报站系统设计的参考资料.29致谢.30附录.31附录A公交车报站系统的主程序.31附录B公交车报站系统单片机控制模块原理图.44附录C公交车报站系统单片机控制模块PCB布局图.45附录D语音模块原理图.46附录E语音模块PCB布局图.47附录F公交车报站系统元器件清单.48绪论随着科学技术的日益发展和进步，无人售票公交车在街头多起来了，手动语音报 站器也被广泛使用，这在相当大的程度上免除了乘务员沿途报站的麻烦，给许多不熟 悉公交线路的乘客带来方便。1）引言当今社会环境污染问题越来越严重，每年的4月22日为世界地球日，每年的6月5 日为世界环境日，可见人类对环境污染问题越来越重视。在城市中机动车的尾气成了 污染环境的主要污染源，很多国家提倡人们乘坐公共汽车出行以减少污染，有的国家 甚至设定某一天为禁止机动车日来告诫人们环境污染的严重性。由此看来，未来公共 汽车将充当现代城市生活中的一个重要角色，而且无人售票的公共汽车成为了一个趋 势。公共汽车成为城市人们出行的必备选择后所面临的问题是乘客们如何能够在正 确的车站下车，如何知道这辆车开向哪里，途中还会经过哪些车站。在一些需要提示 乘客注意的情况，比如车在转弯需要注意，或者需要让座等等，这时该怎么办？解决 的办法就是利用公交车报站器播放语音，提示乘客。在当今社会，即使在私家车越来越多的今天，公交车仍然是人们出行的首选，因 为公交车具有方便、快捷、车票便宜等优点。传统的公交车报站主要由售票员报站，但是有些售票员有着浓重的地方口音，给外地人乘坐公交车造成了困难，另外，随着 无人售票车逐渐增多，公交车报站器就越显得重要了。本毕业设计方案采用Atmel公 司的AT8 9s51单片机，ISD1720语音芯片与HS-12864液晶显示屏制作一个简易的公交 车手动报站器。2）课题研究的背景及意义公交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 很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，即可以 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。鉴于传统公交车人工报站不足之处，结合公交车辆的使用特点及实际运营 环境，设计了一种由单片机控制的公交车手动报站系统。公交车手动报站器的设计主要为了弥补传统人工报站必须有司机或乘务员口头 报站的落后方式，进站，出站手动播报站名及服务用语，为市民提供更人性化，更完 善的服务。城市公共交通是市民出行的主要交通工具之一。提供舒适，安全，便捷的 乘车环境，对于公交企业来说，不仅是应尽的责任，亦是追求的目标。本设计的目的在于通过本次设计能将所学到的单片机理论知识应用于生产实践 中，增强自己的社会实践能力，为将来在社会更好的立足做准备，同时在实践中学习 更多的理论知识，继续深造。本次设计将实现公交车报站、在HS-12864液晶显示屏上显示时间日期，温度等功 能，最终完成设计的要求。对我设计过程中用到的各种硬件模块和系统实现所需软件 工具的应用有了更深刻的了解和认识。3)报站器的动态发展趋势公共汽车行驶在现代文明程度高的市区，它是一道流动的风景线，因而对整车外 形乃至色彩都有更高的要求。作为公交汽车还要有醒目和减少乘务人员强度的电子报 站器，电子显示路牌，无人售票装置，前后电视监视系统等新技术的采用也将越来越 普及。公交车报站系统在公交事业占有举足轻重的地位，它直接影响到公交车的服务质 量，目前公交车报站有三种方式，一种是利用GPS(Glob al Positioning System)全球 卫星定位系统的公交车报站系统，另外两种是手动电子报站和人工报站的方式。近年来，GPS全球定位系统在各种行业，特别是车辆监控与定位系统的应用中蓬 勃发展。随着经济的持续发展，对公交运输也提出了更高的要求，目前国内的中小型 城市的各个公交公司也都是在每辆公交车上只配备了一个司机。在司机座位后面隔板 上，安装了一台15英寸的液晶电视和GPS信号接收器，安装了这套设备后，公交车在 语音报站的同时，通过液晶电视还可以显示到站站名的字幕，这样如果没有听清报站 的话，通过显示屏，乘客也可以一目了然，当出现紧急情况时，调度中心将会给公交 车发出相应的信息，以短信的形式传送到显示屏上，同时车载台会发出相应的提示音,驾驶员也可以通过相应的工具进行回复。目前在美国部分城市GPS卫星定位系统已经投入使用，国内也有此类产品的研制 开发，其功能强大，系统稳定，但其投资昂贵，尤其是一些小型城市无法承受。人工 报站方式在大量淘汰，手动电子报站的优势在于它的产品价格低廉，同时又具备GPS 自动报站系统的功能。尤其在中小型城市的公交车上，应用手动报站系统是最实惠也 是最实际的一种方法。2第1章方案论证与选择根据设计要求，结合设计情况和设计成本，对系统主要部分的电路方案的叙述如 下。1.1 单片机的选用方案一：选用AT8 9s52单片机，AT8 9s52单片机是一种低功耗，高性能的CMOS微 处理器，片内有8 K字节的存储空间，128字节RAM、4个8位井口、一个全双工串行口、2个16位定时/计数器，寻址范围64K。并且可以在线进行重复编程、快速擦除、快速 写入程序，能重复擦除/写入1000次左右，数据保存时间为10年。方案二：选用AT8 9s51单片机，AT8 9s51单片机片内含4kBytes ISP的可反复擦写 1000次的F lash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制 造，兼容标准MCS-51指令系统及8 0C5 1引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和 ISP F lash存储单元，AT8 9s51在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。综上所述，在本设计中，考虑到本人对单片机的运用熟练程度和单片机的功能领 域，选择ATMEL公司生产的AT8 9s51单片机作为本设计的微控制器。1.2 LCD液晶显示模块的选用方案一：选用LCD1602的液晶显示屏，它是一块价廉物美的器件，其体积小、控 制简单，实用方便。能显示2行16列的数字或英文信息，另外连接它的线路很少，只 要8根数据线和3根控制线，这样给实用带来很大的方便，并且价格便宜，市场上一片 只要15元。方案二：选用功能强大、可以显示中文文字的HS-12864液晶显示屏，其价格贵,体积大，控制比LCD1260要复杂，但是使用方便。在控制使用上，需要8根数据线和3 根控制线，但是器件的体积比较大，而且笨拙。综上所述，在本设计中，考虑到本人对LCD128 64的运用熟练程度，以及对这个系 统的显示要求，选择带显示中文文字的HST28 64液晶显示屏。1.3 语音芯片的选用方案一：选用台湾公司生产的AP8 9021,AP8 9021是一款采用标准CMOS工艺制造 的语音放音芯片，语音播放在6KHz和4位ADPCM采样下为21秒，芯片为一次性烧入的 OTP语音芯片，播放方式有：边缘/电平、保持/不保持、覆盖/不覆盖，工作电压为 2.7-3.6V,静态电流为5 uA,封装形式有DIPT6/S0P-16,低成本，高音质，性能优越。方案二：选用ISD1720系列华邦ISD公司2007年新推出语音芯片，该芯片提供 多项新功能，可录、放音十万次，录音时间达到20秒，断电信息可以保持一百年，两 3种控制方式，两种录音输入方式，两种放音输出方式，可处理多达255段信息，有 丰富多样的工作状态提示，多种采样频率对应多种录放时间，音质好，电压范围宽,应用灵活，价廉物美。综上所述，在本设计中，由于考虑到价格承受能力，以及设计录音要求。因此选 用ISD1720比较好。1.4 时钟芯片的选用方案一：DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗的实时时钟芯片,附加31字节静态RAM,采用SPI三线接口与CPU进行同步通信，实时时钟可提供秒、分、时、日、星期、月和年，一个月小于31天时可以自动调整，且具有闰年补偿功能。工作电压在2.5 V-5.5 V。微功耗、外围电路简单、精度高、工作稳定可靠等优点。方案二：DS128 8 7是DALLAS公司生产的实时日历时钟芯片，其主要功能包括非 易失性时日历时钟、报警器、百年历和114字节的非易失静态RAM,内部还有128字节 的RAM的单元，但是由于它是串行接口，外界单片机需要接许多引脚，才能达到很好 的控制。综上所述，在本设计中，结合实际问题及其单片机的I/O线，选用DS1302,控制 方便，体积小，价格便宜，方便本设计的使用。1.5 温度传感器的选用方案一：温度传感器的种类众多，在应用与高精度、高可靠性的场合时DALLAS(达拉斯)公司生产的DS18 B20温度传感器当仁不让。超小的体积，超低的硬件开消，抗干扰能力强，精度高，附加功能强，精度可达土0.5摄氏度，测温度范围为-55 C+125 C(-67 F+257 F),体积小，价格便宜等特点。方案二：采用LM35模拟温度传感器，LM35是一种得到广泛使用的温度传感器。由 于它采用内部补偿，所以输出可以从0开始。该器件采用塑料封装T0992,工作电压 430V,可以提供1/4的常用的室温精度。综上所述，在本设计中，考虑到本人对DS18 B20运用熟练程度，选择DS18 B20的温度 传感器。1.6 方案确定综合上面方案：本设计采用“AT8 9s51单片机、HS-12864液晶显示屏、ISD1720语 音芯片、DS1302时钟芯片、DS18 B20温度传感器”。第2章公交车报站系统的硬件设计42.1 硬件结构方框图图2-1公交车报站系统的硬件结构图2.2 AT8 9s51单片机模块AT8 9S5 1为ATMEL所生产的可电气烧录清洗的8051相容单芯片，其内部程序 代码容量为4KB,低功耗，高性能的单片机，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8051指令系统及引脚。ATMEL公司的功能强大，低价位。AT8 9s51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。2.2.1 主要性能参数 与MCS-51产品指令系统完全兼容 4K字节在系统编程（ISP）F lash闪速存储器 1000次擦写周期 4.0-5.5 V的工作电压范围 全静态工作模式：OHZ-33MHz 三级程序加密锁 128*8字节内部RAM 32个可编程I/O 口线 2个16位定时/计数器 6个中断源5 全双工串行UART通道 低功耗空闲和掉电模式 中断可从空闲模式唤醒系统 看门狗（WDT）及双数据指针 掉电标示和快速编程特性 灵活的在系统编程（ISP-字节或页写模式）D(T2)P1.OC140(T2EX)P1.1 匚239P1.2E338P1.3C437P1.4IZ536P1.5L635P1.6C734P1.7 匚&33RST匚932(RXD)P3.0 匚1031(TXD：i P3.1 匚1130(INTO)P3.2C1229(INTI)P3.3C1328(TO)P3.4 匚1427(T1)P3.5E1526(WR)P3.6 匚1625(RD)P3.7E1724XTAL2匚1823XTAL1 匚1922GND匚2021 VCC PO.O(ADO)P0.1(AD1)PO.2(AD2)Zl PO.3(AD3)J P0.4(AD4)PO.5(AD5)P0.6(AD6)P0.7(AD7)EA/VPP ALE/PROG Zl PSEN P2.7(A15)P2.6(A14)P2.5(A13)P2.4(A12)P2.3(A11)P2.2(A10)P2.1(A9)P2.0(A8)图2-2 AT8 9S5 1单片机引脚图和实物图2.2.2功能特性概述以及引脚功能AT8 9s51提供以下标准功能：4K字节闪速存储器，128字节内部RAM,32个I/O 口 线，看门狗（WDT）,两个数据指针，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，片内振荡器及时钟电路。同时，AT8 9s51可降至OHZ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中到内容，但振 荡器停止工作并禁止其它所有工作部件直到下一个硬件复位。引脚功能说明:Vcc:电源电压GND:地Pon：P0口是一组8位漏极开路型双向I/O U,作为输出口时，每位能驱动8个 6TTL逻辑门电路，对端口写“1”可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程 序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内 部上拉电阻。pin：pi口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O 口，pi的输出缓冲级可驱动（吸 收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉 到高电平，此时可作为输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚 被外部信号拉低时会输出一个电流（HL）oP2口：P2口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O 口，P2的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端 口拉到高电平，此时可作输出口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引 脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL）oP3口：P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O 口。P3口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻 拉高并可作为输出端口。作输入端时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流（IIL）oP3口除了作为一般的I/O 口线外，更重要的用途是它的第二功能，如表2.1所示:表2.1单片机P3口的第二功能端口引脚第二功能P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口P3.2/INTO（外部中断0）P3.3/INT1（外部中断1）P3.4T0（定时/计数器0）P3.5T1（定时/计数器1）P3.6/WR（外部数据存储器写选通）P3.7/R0（外部数据存储器读选通）RST：复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单 片机复位。WDT溢出将使该引脚输出高电平，设置SF R AUXR的DISRT0位（地址8 EH）可打开或关闭该功能。DISRT0位缺省为RESET输出高电平打开状态。ALE/PR0G:当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址所存允许）输出 脉冲用于所存地址的低8位字节。即使不访问外部存储器,ALE仍以时钟振荡频率的1/6 输出固定的正脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当 访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。7PSEN：程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的选通信号，当AT8 9s51 由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个 脉冲。当访问外部数据存储器，没有两次有效的PSEN信号。EA/VPP：外部访问允许。欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为 0000H-F F F F H）,EA端必须保持低电平（接地）。需要注意的是：如果加密位LB1被 编程，复位时内部会所存EA端状态。如EA端为高电平（接VCC端），CPU则执行内部 程序存储器中的指令。F lash存储器编程时，该引脚加上+12V的编程电压VPP。XTAL1：振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。2.2.3单片机中断AT8 9s51共有5个中断向量：2个外部中断（INTO和INT1）,两个定时中断（Timer。和Timerl）和一个串行中断。这些中断源各自的禁止和使能位参见特殊功能寄存器的IE。IE也包含总中断控 制位EA,EA清0,将关闭所有中断。值得注意的是表中的IE.6和IE.5没有定义，用 户也不要访问这些位，它是保留为以后的AT8 9产品作扩展用途。定时器0和定时器1的中断标志TF O和TF 1,它是定时器溢出时的S5 P2时序周期被 置位，该标志保留至下个时序周期。表2.2单片机中断控制寄存器DS1302的日历、时间寄存器及其控制字寄存器名命令字取值范围各位为容写操作读操作76543210秒寄存器8 0H8 1H00-5 9CH10SECSEC分钟寄存器8 2H8 3H00-5 9010MIN小时寄存器8 4H8 5 H01-12 或 00-231221010/APHRHR口期寄存器8 6H8 7H0-28,29,30,3100IODATEDATE月份寄存器8 8 H8 9H011200010MMONTH周年寄存器8 AH8 BH010700000DAY年份寄存器8 CH8 DH00-9910 YEARYEAR2.3语音模块本设计采用ISD1720系列的语音芯片，芯片介绍如下：ISD1720系列是华邦ISD公司2007年新推出的单片优质语音录放电路，该芯片 8提供多项新功能，包括内置专利的多信息管理系统，新信息提示（vAlert），双运作 模式（独立&嵌入式），以及可定制的信息操作指示音效。芯片内部包含有自动增益控 制、麦克风前置扩大器、扬声器驱动线路、振荡器与内存等的全方位整合系统功能。特点：可录、放音十万次，存储内容可以断电保留一百年 可处理多达255段信息 有丰富多样的工作状态提示 多种采样频率对应多种录放时间 音质好，电压范围宽，应用灵活，价廉物美电气特性：工作电压：2.4V-5.5 V,最高不能超过6V,静态电流：0.5-1 V-A 工作电流：20mA用户可利用震荡电阻来自定芯片的采样频率，从而决定芯片的录放时间和录放音 质。表2.3为ISD1720的参数表：表2.3 DS1720参数表时间（秒）2030374560采样率（KHZ）1286.45.34ROSC 阻值(KQ)60801001201602.3.1录音操作按下REC键，REC管脚电平变低后开始录音，直到松开按键使电平拉高或者芯 片录满时结束。录音结束后，录音指针自动移向下一个有效地址。而放音指针则指向 刚刚录完的那段语音地址。2.3.2 放音操作放音操作有两种模式，分别是边沿触发和电平触发，都由PLAY管脚触发。A）边沿触发模式：点按一下PLAY键，PLAY管脚电平变低便开始播放当前段的语音，并在遇到 EOM标志后自动停止。放音结束后，播放指针停留在刚播放的语音起始地址处，再次 点按放音键会重新播放刚才的语音。在放音期间，LED灯会闪烁直到放音结束时熄灭。9如果在放音期间点按放音键会停止放音。B）电平放音模式：如果一直按住PLAY键，使PLAY管脚电平持续为低，那么会将芯片内所有语音 信息播放出来，并且循环播放直到松开按键将PLAY管脚电平拉高。在放音期间LED 闪烁。当放音停止，播放指针会停留在当前停止的语音段起始位置。2.3.3 快进操作点按一下F WD按钮将F WD端拉低，会启动快进操作。快进操作用来将播放指针 移向下一段语音信息。当播放指针到达最后一段语音处时，再次快进，指针会返回到 第一段语音。当下降沿来到F WD端时，快进操作还要决定于芯片当时的状态：如果 芯片在掉电状态并且当前播放指针的位置不在最后一段，那么指针会前进一段，到达 下一段语音处如果芯片在掉电状态并且当前播放指针的位置在最后一段，那么指针会 返回到第一段语音处。如果芯片正在播放一段语音（非最后一段），那么此时放音停 上，播放指针前进到下一段，紧接着播放新的语音。如果芯片正在播放最一段语音，那么此时，放音停止，播放指针返回到第一段语音，紧接着播放第一段语音。2.3.4 擦除操作擦除操作分为单段擦除和全体擦除两种擦除方式，区别如下：1）单个擦除只有第一段或最后一段语音可以被单个擦除。点按一下ERASE健将ERASE管脚 拉低，这时具体的擦除情况要看播放指针的状态：如果芯片空闲并且播放指针指向第一段语音，则会删除第一段语音，播放指 针指向新的第一段语音（执行擦除操作前的第二段）。如果芯片空闲并且播放指针指向最后一段语音，则会删除最后一段语音，播 放指针指向新的最后一段语音（执行擦除操作前的倒数第二段）。如果芯片空闲并且播放指针指向没有指向第一或最后一段语音，则不会删除 任何语音，播放指针也不会被改变。如果芯片当前正在播放第一段或最后一段语音，点按下ERASE键会删除当前 语音。2）全体擦除当按下ERASE键将ERASE管脚电平拉低超过2.5秒钟，会触发全体擦除操作，删除全部语音信息。102.3.5复位操作如果用RESET控制此管脚，建议RESET管脚与地之间连接一个0.1 pF电 容。当RESET被触发，芯片将播放指针和录音指针都放置在最后一段语音信息的位 置。2.3.6 音量操作点按一下VOL键将VOL管脚拉低会改变音量大小。每按一下，音量会减小一档,再到达最小档后再按的话，会增加音量直到最大档，如此循环。总共有8个音量档 供用户选择，每一档会改变4d B。复位操作会将音量档放在默认位置，即最大音量。2.3.7 F T直通操作按住F T键将F T管脚持续保持在低电平会启动直通模式。出厂设定的是在芯片 空闲状态，直通操作会将语音从Analn端直接通往喇叭端或AUD输出口。在录音期 间按下F T键，会同时录下Analn进入的语音信号。2.3.8 芯片引脚图和实物图89111121314Vccd 面 REST MISO MOSI SCLKSSAnaln MIC+NflC-ssp2 SP-Vccp_Vssd IKTRDYFWD ERASE 面 AYFT Vcca Rose VOL AGC AID AUX ssplSP+28.一2624212019IX1716156图2-3 ISD1720芯片引脚图和实物图2.3.9 管脚功能说明表2.4 ISD1720语音芯片引脚说明管脚名 称PDIP/SOIC管脚TSOP管脚引脚说明VCCD122数字电路电源11/LED223LED指示信号输出/RESET324芯片复位MISO425SPI接口的串行输出。ISD1700在SCLK下降沿之前的半个周期将 数据放置在MISO端。数据在SCLK的下降沿时移出MOS I526SPI接口的数据输入端口。主控制芯片在SCLK上升沿之前的半个 周期将数据放置在MOSI端。数据在SCLK上升沿被锁存在芯片内。此管脚在空闲时一，应该被拉高SCLK627SPI接口的时钟。由主控制芯片产生，并且被用来同步芯片MOSI和 MISO端各自的数据输入和输出。此管脚空闲时，必须拉高。/SS728为低时，选择该芯片成为当前被控制设备并且开启SPI接口。空闲 时，需要拉高VSSA81模拟地Analn92芯片录音或直通时，辅助的模拟输入。需要一个交流耦合电容（典 型值为O.luF）,并且输入信号的幅值不能超出1.OVpp o APC寄 存器的D3可以决定Analn信号被立刻录制到存储器中，与Mie 信号混合被录制到存储器中，或者被缓存到喇叭端并经山直通线路 从AUD/AUX输出。MIC+103麦克风输入+MIC-114麦克风输入-VSSP2125负极PWM喇叭驱动器地SP-136喇叭输出-VCCP147PWM喇叭驱动器电源SP+158喇叭输出+VSSP1169正极PWM喇叭驱动器地AUD/1710辅助输出，决定于APC寄存器的D7,用来输出一个AUD或AUX 输出。AUD是一个单端电流输出，而AuxOut是一个单端电压输出。他们能够被用来驱动一个外部扬声器。出厂默认设置为AUD。APC 寄存器的D9可以使其掉电。AUXAGC1811自动增益控制/VOL1912音量控制ROSC2013振荡电阻，ROSC用一个电阻连接到地，决定芯片的采样频率VCCA2114模拟电路电源/F T2215在独立芯片模式下，当F T 一直为低，Analn直通线路被激活。Analn信号被立刻从Analn经由音量控制线路发射到喇叭以及 AUD/AUX输出。不过，当在SPI模式下，SPI无视这个输入，而12且直通线路被APC寄存器的DO所控制。该管脚有一个内部上拉设 备和一个内部防抖动电路，允许使用按键开关来控制开始和结束。/PLAY2316播放控制端/REC2417录首控制端/ERASE2518擦除控制端/F WD2619快进控制端RDY/INT2720一个开路输出。Read y（独立模式）该管脚在录音，放音，擦除和指 向操作时保持为低，保持为高时进入掉电状态。Interrupt（SPI模 式）在完成SPI命令后，会产生一个低信号的中断。一旦中断消 除，该脚变回为高。VSSD2821数字地2.3.10语首模块电路图TGKDP图2-4语首电路原理图语音电路的工作原理：当按下S1键，输出一个低电平，/REC端为低电平有效，开 始执行录音操作。当松开S1时则为高电平，录音停止。当按下S2时，输出一个低电 平，/PLAY为低电平有效，那么会将芯片内所有语音信息播放出来，并且循环播放直 到松开按键将PLAY管脚电平拉高。在放音期间LED灯闪烁。当放音停止，播放指针 13会停留在当前停止的语音段起始位置。当松开S1时则为高电平，放音停止。当按下 S3,输出为低电平，ERASE键将ERASE管脚电平拉低超过2.5秒钟，会触发全体擦 除操作，删除全部语音信息。当按下S4时，F WD端拉低，会启动快进操作。快进操 作用来将播放指针移向下一段语音信息。当按下S6时，将VOL管脚拉低会改变音量 大小。每按一下，音量会减小一档，再到达最小档后再按的话，会增加音量直到最大 档，如此循环。按下S5键时，RESET管脚与地之间连接一个0.1 pF电容。当RESET 被触发，芯片将播放指针和录音指针都放置在最后一段语音信息的位置，芯片就复位 了。2.4 HS128 64-12 LCD 液晶显示屏2.4.1 HS128 64-12系列产品硬件特性如下 提供8位，4位并行接口及串行接口可选 并行接口适配M68 00时序自动电源启动复位功能内部自建振荡源64X16位字符显示RAM(DDRAM最多16字符X4行，LCD显示范围16X2行)(6)2M位中文字型ROM(CGROM)总共提供8192个中文字型(16X16点阵)16K位半宽字型ROM(HCGROM),总共提供126个西文字型(16X8点阵)64X16位字符产生RAM(CGRAM)2.4.2 HS128 64-12系列产品软件特性如下文字与图形混合显示功能；画面清除功能、光标归位功能、显示开/关功能；光标显示/隐藏功能；显示字体闪烁功能、光标移位功能；显示移位功能；垂直画面旋转功能、反白显示功能；休眠模式；2.4.3液晶显示模块概述1)液晶显示模块是128 X64点阵的汉字图形型液晶显示模块，可显示汉字及图 14形；内置8192个中文汉字16X16点阵；128个字符8 X16点阵；及64X25 6点阵显 示RAM；GDRAM可与CPU直接接口，并且提供两种界面来连接微处理机；8-位并行及 串行两种连接方式；具有多种功能：光标显示、画面移位、睡眠模式等。2)外观尺寸 93X70 12.5 mm3)视域尺寸73X39mm外形尺寸图93Q 土 6588Q0.37&00.57300一