1、PAGE 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目：公交車無線自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)系 別： 電子信息系 專 業(yè)： 班 級(jí)： 學(xué) 生： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 年月畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書系別 電子信息系 專業(yè) 自動(dòng)化 班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 1.畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目： 公交車無線自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 2.題目背景和意義：公共汽車為外出的人們提供了方便快捷的服務(wù)，而公共汽車的報(bào)站直接影響服務(wù)的質(zhì)量。傳統(tǒng)的由乘務(wù)人員人工報(bào)站，因其效果太差和工作強(qiáng)度太大，在很多大城市已經(jīng)被淘汰。公交車自動(dòng)報(bào)站器的設(shè)計(jì)主要是為了彌補(bǔ)改變傳統(tǒng)語音報(bào)站器必須有司機(jī)操控才能工作的落后方式，進(jìn)站、出站自動(dòng)播報(bào)站名及服務(wù)用語

2、，為市民提供更人性化，更完善的服務(wù) 。 3.設(shè)計(jì)(論文)的主要內(nèi)容(理工科含技術(shù)指標(biāo))： 主要內(nèi)容：結(jié)合單片機(jī)技術(shù)、語音技術(shù)、測(cè)溫技術(shù)、無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和LCD顯示技術(shù)，充分發(fā)揮了報(bào)站器的報(bào)站功能，同時(shí)應(yīng)具有測(cè)溫功能和漢字顯示功能。實(shí)現(xiàn)了公交車進(jìn)站前預(yù)報(bào)前方到站的信息提示；技術(shù)指標(biāo)：1、實(shí)時(shí)輪流顯示當(dāng)前時(shí)間，車內(nèi)溫度，下個(gè)站點(diǎn)的站名和一些溫馨的提示。2、完成無線數(shù)據(jù)的接收和解析，并且通過語音芯片和揚(yáng)聲器播放站臺(tái)信息和其他信息。3、供電電壓：直流12V。 4.設(shè)計(jì)的基本要求及進(jìn)度安排(含起始時(shí)間、設(shè)計(jì)地點(diǎn))： 1、掌握單片機(jī)原理及外圍接口電路設(shè)計(jì)。2、掌握Protel99se電路設(shè)計(jì)工具的使用。

3、3、掌握一定的模電數(shù)電的基本概念原理。進(jìn)度安排：1-3周：查閱資料，了解公交車報(bào)站系統(tǒng)的背景以及國內(nèi)外的現(xiàn)狀；了解組成本次設(shè)計(jì)的各個(gè)芯片的資料以及做好開題報(bào)告的準(zhǔn)備工作。5-9周：根據(jù)查閱掌握的資料，擬定此次設(shè)計(jì)的制作方案，以及PCB板的制作。 10-11周：完成中期答辯。 12-16周：完成剩余部分，焊接，調(diào)試電路板。 5.畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的工作量要求 撰寫15000字論文 實(shí)驗(yàn)(時(shí)數(shù))*或?qū)嵙?xí)(天數(shù))： 300機(jī)時(shí) 圖紙(幅面和張數(shù))*： 其他要求： 查閱資料不少于10份 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 學(xué)生簽名： 年 月 日 系主任審批： 年 月 日說明：1本表一式二份，一份由學(xué)生裝訂入冊(cè)，

4、一份教師自留。2 帶*項(xiàng)可根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)選填。公交車無線自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)摘 要隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展和進(jìn)步,無人售票公交車在街頭多起來了，語音報(bào)站器也被廣泛使用，這在相當(dāng)大的程度上免除了乘務(wù)人員沿途報(bào)站的麻煩，給許多不熟悉公交線路的乘客帶來了方便。對(duì)于報(bào)站器的設(shè)計(jì)國內(nèi)已有相關(guān)的文獻(xiàn)評(píng)論，但是總的來說以前的設(shè)計(jì)，功能相對(duì)比較單一，無法充分利用單片機(jī)系統(tǒng)的資源，最大程度的發(fā)揮報(bào)站器的全部功效。本文則結(jié)合單片機(jī)技術(shù)、語音技術(shù)、測(cè)溫技術(shù)、無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和LCD顯示技術(shù)，不但發(fā)揮了報(bào)站器的報(bào)站功能，而且同時(shí)擁有測(cè)溫功能和漢字顯示功能。實(shí)現(xiàn)了公交車進(jìn)站前自動(dòng)預(yù)報(bào)前方到站；全市公交車輛都可以到那站報(bào)那站

5、，線路的變化都沒有關(guān)系；同樣可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)預(yù)報(bào)站，無須司機(jī)按鍵。不但給乘客帶來方便，而且能讓司機(jī)更加專心于駕駛，加強(qiáng)了道路行駛安全性。關(guān)鍵詞：語音；測(cè)溫；無線數(shù)據(jù)傳輸；LCD顯示The bus wireless Auto Reports station systemHardware DesignAbstractAlong with the increasing development and progress of science and technology,the bus without ticket-seller becomes more and more popular today, a

6、t the same time the audio stop-reporting device finds a wide use. This exempts the bus stewards from the trouble of reporting stops along the route and facilitates the passengers who are not familiar with the route.In our country, there have been relevant documents about the design of stop-reporting

7、 device. But from the whole, their designs have the deficiency of comparative single function, and inability to make full use of the resources of Monolithic machine system to bring out the entire efficacy of the device in largest degree. This paper incorporating the technology of Monolithic machine,

8、 Pronunciation，temperature-measuring, radio data transmission and LCD, gives a new design which have not only the stop-reporting function, but also the temperature-measuring and character-indication functions. Thus it realizes the basic arrive, no matter the routes change or not; at the same time, i

9、t have the function of pre-reporting stops function of reporting stops: the buses of the whole city can report stops where they: at a certain distance before the stop, it can automatically and accurately report the stops without the driver pushing the button. At the time of bringing convenience to t

10、he passengers, it also makes the driver more intent on their working, thus increasing the security of the traffic. Key words: pronunciation; measure the temperature; wireless data transmission; LCD is demonstrate目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc325908417 1 緒論 PAGEREF _Toc325908417 h 1 HYPERLINK l

11、 _Toc325908418 1.1引言 PAGEREF _Toc325908418 h 1 HYPERLINK l _Toc325908419 1.2課題研究的背景及意義 PAGEREF _Toc325908419 h 1 HYPERLINK l _Toc325908420 1.3報(bào)站器的動(dòng)態(tài)發(fā)展趨勢(shì)及國內(nèi)外相關(guān)研究情況 PAGEREF _Toc325908420 h 1 HYPERLINK l _Toc325908421 1.4系統(tǒng)可行性分析 PAGEREF _Toc325908421 h 2 HYPERLINK l _Toc325908422 1.5研究步驟和方法 PAGEREF _To

12、c325908422 h 2 HYPERLINK l _Toc325908423 1.6設(shè)計(jì)的主要任務(wù) PAGEREF _Toc325908423 h 3 HYPERLINK l _Toc325908424 2 系統(tǒng)的硬件方案設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325908424 h 4 HYPERLINK l _Toc325908425 2.1系統(tǒng)功能及技術(shù)要求 PAGEREF _Toc325908425 h 4 HYPERLINK l _Toc325908426 2.2采用的研究方案 PAGEREF _Toc325908426 h 4 HYPERLINK l _Toc325908427 3 系統(tǒng)

13、接口電路的分析與設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325908427 h 7 HYPERLINK l _Toc325908428 3.1單片機(jī)的介紹 PAGEREF _Toc325908428 h 7 HYPERLINK l _Toc325908429 3.2系統(tǒng)電源部分的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325908429 h 8 HYPERLINK l _Toc325908430 3.3CPU其他外圍電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325908430 h 9 HYPERLINK l _Toc325908431 看門狗電路的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325908431 h 9 HYPERLIN

14、K l _Toc325908432 時(shí)鐘電路 PAGEREF _Toc325908432 h 10 HYPERLINK l _Toc325908433 3.4電平轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325908433 h 10 HYPERLINK l _Toc325908434 標(biāo)準(zhǔn) PAGEREF _Toc325908434 h 10 HYPERLINK l _Toc325908435 電平轉(zhuǎn)換芯片的選擇 PAGEREF _Toc325908435 h 11 HYPERLINK l _Toc325908436 無線數(shù)據(jù)模塊的工作介紹 PAGEREF _Toc325908436 h 12

15、HYPERLINK l _Toc325908437 3.5溫度采集電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325908437 h 13 HYPERLINK l _Toc325908438 溫度采集芯片DS18B20的功能特點(diǎn) PAGEREF _Toc325908438 h 13 HYPERLINK l _Toc325908439 溫度傳感器的內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc325908439 h 14 HYPERLINK l _Toc325908440 和單片機(jī)的接口 PAGEREF _Toc325908440 h 14 HYPERLINK l _Toc325908441 3.6實(shí)時(shí)時(shí)鐘接口電

16、路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325908441 h 16 HYPERLINK l _Toc325908442 實(shí)時(shí)時(shí)鐘DS12887的特點(diǎn)和功能 PAGEREF _Toc325908442 h 16 HYPERLINK l _Toc325908443 時(shí)鐘芯片的結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc325908443 h 16 HYPERLINK l _Toc325908444 和單片機(jī)的接口電路 PAGEREF _Toc325908444 h 18 HYPERLINK l _Toc325908445 3.7語音接口電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325908445 h 19 HYPERLINK

17、 l _Toc325908446 的功能特點(diǎn) PAGEREF _Toc325908446 h 19 HYPERLINK l _Toc325908447 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc325908447 h 19 HYPERLINK l _Toc325908448 和單片機(jī)的接口設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325908448 h 21 HYPERLINK l _Toc325908449 3.8液晶顯示電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325908449 h 22 HYPERLINK l _Toc325908450 液晶顯示功能概述 PAGEREF _Toc325908450 h 22 H

18、YPERLINK l _Toc325908451 液晶顯示的外形尺寸圖 PAGEREF _Toc325908451 h 23 HYPERLINK l _Toc325908452 液晶顯示的接口電路 PAGEREF _Toc325908452 h 23 HYPERLINK l _Toc325908453 3.9存儲(chǔ)電路 PAGEREF _Toc325908453 h 24 HYPERLINK l _Toc325908454 4 電路原理圖的設(shè)計(jì)和電路板的制作印刷板 PAGEREF _Toc325908454 h 26 HYPERLINK l _Toc325908455 4.1電路原理圖的設(shè)計(jì) P

19、AGEREF _Toc325908455 h 26 HYPERLINK l _Toc325908456 4.2電路板的制作和印刷 PAGEREF _Toc325908456 h 27 HYPERLINK l _Toc325908457 布局 PAGEREF _Toc325908457 h 27 HYPERLINK l _Toc325908458 布線 PAGEREF _Toc325908458 h 28 HYPERLINK l _Toc325908459 去耦合電容配置 PAGEREF _Toc325908459 h 29 HYPERLINK l _Toc325908460 單片機(jī)系統(tǒng)調(diào)試 P

20、AGEREF _Toc325908460 h 29 HYPERLINK l _Toc325908461 5 總結(jié) PAGEREF _Toc325908461 h 31 HYPERLINK l _Toc325908462 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc325908462 h 32 HYPERLINK l _Toc325908463 致 謝 PAGEREF _Toc325908463 h 33 HYPERLINK l _Toc325908464 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明 PAGEREF _Toc325908464 h 34 HYPERLINK l _Toc325908465 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文

21、）獨(dú)創(chuàng)性聲明 PAGEREF _Toc325908465 h 35 HYPERLINK l _Toc325908466 附錄1 PAGEREF _Toc325908466 h 36 HYPERLINK l _Toc325908467 附錄2 PAGEREF _Toc325908467 h 371 緒論1 緒論1.1引言作為一個(gè)城市的公交企業(yè)，它既要代表政府體現(xiàn)當(dāng)?shù)爻鞘械男蜗螅忠M一切力量減少政府投資，創(chuàng)造良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。而傳統(tǒng)的公交運(yùn)營系統(tǒng)的裝備和管理模式較難達(dá)到這兩者的完美結(jié)合。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，公交應(yīng)用系統(tǒng)帶給公交企業(yè)的將不僅是形象的提升，也是效益的增長(zhǎng)。雖然現(xiàn)在已經(jīng)有些車上

22、已經(jīng)采用GPS定位系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)站，但其昂貴的成本，難以實(shí)現(xiàn)普及。為了實(shí)現(xiàn)城市公交車的自動(dòng)報(bào)站，本文設(shè)計(jì)了一套低廉、高性能的城市公交車無線自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)。1.2課題研究的背景及意義當(dāng)前國內(nèi)主要大城市的公交車大都采用人工語音報(bào)站，即每到一站由司機(jī)或者乘務(wù)員按語音鍵來進(jìn)行報(bào)站，而車站的識(shí)別、語音的播放還要靠駕駛員控制，不僅增加了駕駛員的操作,還存在一定的安全隱患。另外由于受到各種因素如雨雪天路滑，車上擁擠，乘務(wù)員心情的變化等的影響，會(huì)出現(xiàn)報(bào)錯(cuò),漏報(bào)的情況，給乘客帶來了不必要的麻煩，特別是給不熟悉本市地形的外來乘客帶來了不必要的麻煩,從而影響到了一個(gè)城市的窗口形象工程建設(shè)，因此公共汽車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的研發(fā)勢(shì)

23、在必行。 公共汽車為外出的人們提供了方便快捷的服務(wù)，而公共汽車的報(bào)站直接影響服務(wù)的質(zhì)量。傳統(tǒng)的由乘務(wù)人員人工報(bào)站，因其效果太差和工作強(qiáng)度太大，在很多大城市已經(jīng)被淘汰。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展和進(jìn)步，微型計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在聲學(xué)領(lǐng)域，微機(jī)技術(shù)與各種語音芯片相結(jié)合，即可完成語音的合成技術(shù)，使得公交車報(bào)站器的實(shí)現(xiàn)成為可能，從而為市民提供了更加人性化的服務(wù)。鑒于傳統(tǒng)公交車報(bào)站系統(tǒng)的不足之處，結(jié)合公交車輛的使用特點(diǎn)及實(shí)際營運(yùn)環(huán)境，設(shè)計(jì)了一種由單片機(jī)控制的公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng) 。公交車自動(dòng)報(bào)站器的設(shè)計(jì)主要是為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)語音報(bào)站器必須有司機(jī)操控才能工作的落后方式，進(jìn)站、出站自動(dòng)播

24、報(bào)站名及服務(wù)用語，為市民提供更人性化，更完善的服務(wù)。如果采用了我們研發(fā)的公共汽車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)由于受到各種因素如雨雪天路滑,車上擁擠,乘務(wù)員心情的變化等的影響而出現(xiàn)報(bào)錯(cuò)站，漏報(bào)的情況。從而給乘客帶來了極大的方便；不會(huì)因坐車過站而走冤枉路,為我們城市的窗口形象工程建設(shè)貢獻(xiàn)一份力。西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1.3報(bào)站器的動(dòng)態(tài)發(fā)展趨勢(shì)及國內(nèi)外相關(guān)研究情況行駛在現(xiàn)代文明程度高的市區(qū)，它是一道流動(dòng)的風(fēng)景線，因而對(duì)整車外形乃至色彩都有更高的要求。作為公共汽車還要求有醒目和減少乘務(wù)人員勞動(dòng)強(qiáng)度的電子報(bào)站器，電子顯示路牌，無人售票裝置，前后電視監(jiān)視系統(tǒng)等新技術(shù)的采用也將越來越普及。公交

25、車報(bào)站器在公交事業(yè)中占有舉足輕重的地位，它直接影響到公交車的服務(wù)質(zhì)量。目前公交車報(bào)站有三種方式：(1)利用GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的公交車報(bào)站系統(tǒng)即在司機(jī)座位后面隔板上，安裝了一臺(tái)15英寸的液晶電視和GPS信號(hào)接收器，目前美國部分城市投入使用，國內(nèi)也有此類產(chǎn)品的研制開發(fā)，其功能強(qiáng)大，系統(tǒng)穩(wěn)定，但其投資昂貴，尤其是一些中小城市無法承受；(2)手動(dòng)電子報(bào)站；(3)人工報(bào)站；目前我國部分城市采用手動(dòng)電子報(bào)站和人工報(bào)站的方式，而它們都離不開司務(wù)人員，加大司乘人員的工作強(qiáng)度。1.4系統(tǒng)可行性分析要做一個(gè)實(shí)用性比較高的公交報(bào)站系統(tǒng)，前期的調(diào)研是必不可少的。通過在各個(gè)車站收集公交司機(jī)及各個(gè)年齡階段的乘客對(duì)報(bào)站

26、系統(tǒng)的看法和他們心中理想的報(bào)站方式，得出以下兩個(gè)結(jié)論：(1)準(zhǔn)確報(bào)站：由于司機(jī)在操作報(bào)站系統(tǒng)時(shí)經(jīng)常會(huì)按錯(cuò)鍵或忘記按鍵，而且在調(diào)整系統(tǒng)時(shí)會(huì)連續(xù)報(bào)出幾個(gè)站點(diǎn)，讓不熟悉路線的乘客不知所措。(2)普通話報(bào)站：許多外來人員對(duì)此深有感觸，聽不懂的報(bào)站語言讓乘客不知是否已到達(dá)目的地，經(jīng)常下錯(cuò)車帶來很多不必要的麻煩，因而普通話報(bào)站對(duì)于外來人員來往頻繁的大城市是非常有必要的。然而各個(gè)公交車站并沒有對(duì)現(xiàn)有報(bào)站系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，根據(jù)調(diào)查走訪，主要原因在于現(xiàn)今仍然沒有一個(gè)性能比較好且制作改裝成本低、可以普及的報(bào)站系統(tǒng)，因而一直沒有對(duì)報(bào)站系統(tǒng)進(jìn)行改良。針對(duì)該現(xiàn)象，本文所設(shè)計(jì)的城市公交車無線自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)，其創(chuàng)新之處在：(1)

27、 采用編碼技術(shù)對(duì)每一個(gè)車站點(diǎn)進(jìn)行編碼，當(dāng)車行駛到車站點(diǎn)信號(hào)范圍內(nèi)時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)識(shí)別該站并發(fā)送指令啟動(dòng)語音報(bào)站系統(tǒng)進(jìn)行語音報(bào)站及站名顯示。(2)采用短距離無線數(shù)據(jù)通訊技術(shù)，自動(dòng)報(bào)站，高效準(zhǔn)確。(3)該系統(tǒng)能利用現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行改裝，而且改裝容易，制作成本低，運(yùn)行幾乎不需要成本。1.5研究步驟和方法第一：理論準(zhǔn)備階段，理解題目，研究題目所涉及到的內(nèi)容，能夠較好的掌握有關(guān)題目的知識(shí)。第二：確定系統(tǒng)各個(gè)硬件部分電路，理清各個(gè)硬件部分電路與單片機(jī)之間的連接關(guān)系，并開始進(jìn)行相關(guān)硬件電路的資料收集。第三：規(guī)劃課題，確定組成結(jié)構(gòu)，提出大體系統(tǒng)框架并在結(jié)構(gòu)框架的基礎(chǔ)上提出原理框圖。第四：完成硬件設(shè)計(jì)部分并畫出各部分

28、電路圖，將系統(tǒng)部件通過接口電路集合在一起，并畫出電路圖。第五：根據(jù)系統(tǒng)控制過程完成軟件設(shè)計(jì)部分，繪制出主流程圖。第六：檢查是否可以實(shí)現(xiàn)要求的控制目的，能夠按照要求實(shí)現(xiàn)控制功能。第七：整理論文。1.6設(shè)計(jì)的主要任務(wù)本文對(duì)系統(tǒng)的理論分析、硬件電路的設(shè)計(jì)制板和功能方法都有了詳細(xì)的介紹。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)：（1）接口電路的設(shè)計(jì)（2）RS232與TTL的電平轉(zhuǎn)換電路（3）其他外圍電路的設(shè)計(jì)2 系統(tǒng)的硬件方案設(shè)計(jì)2 系統(tǒng)的硬件方案設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)功能及技術(shù)要求公交車無線自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)是針對(duì)公共汽車公司需求而設(shè)計(jì)開發(fā)的，與其他國內(nèi)同類產(chǎn)品區(qū)別在于：采用全自動(dòng)的方式進(jìn)行自動(dòng)報(bào)站，完全不需要駕駛員在進(jìn)站前操作鍵盤，分散

29、注意力，真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)站功能。同時(shí)可以與LCD液晶顯示實(shí)時(shí)時(shí)鐘、車內(nèi)溫度和到站的文本信息，并配有真人語音報(bào)站功能，為公交車裝備現(xiàn)代化，提高服務(wù)檔次起到本產(chǎn)品應(yīng)盡的責(zé)任。技術(shù)要求：1) 無需按鍵實(shí)現(xiàn)自動(dòng)語音報(bào)站，到站前每個(gè)10秒連續(xù)播報(bào)并配有文字提示。2) 車輛內(nèi)部溫度實(shí)時(shí)采集，溫度采集精度：13) LCD字符顯示4) 實(shí)時(shí)時(shí)鐘5) 語音報(bào)站6) 使用電源：直流：12V7) 使用環(huán)境：溫度：40502.2采用的研究方案根據(jù)公交車無線自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的功能要求及技術(shù)要求，為實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)報(bào)站，將本系統(tǒng)分成兩個(gè)子系統(tǒng)：站臺(tái)系統(tǒng)和車載系統(tǒng)。兩個(gè)子系統(tǒng)的信息交換通過無線數(shù)據(jù)模塊來完成，進(jìn)而完成自動(dòng)報(bào)站。整個(gè)系統(tǒng)

30、的結(jié)構(gòu)圖如圖2.1所示。站臺(tái)系統(tǒng)上電自檢后，自動(dòng)處于休眠狀態(tài)。當(dāng)車輛駛進(jìn)入到無線數(shù)據(jù)模塊收發(fā)的距離范圍（具體可參考下一章）之內(nèi)，站臺(tái)系統(tǒng)接收到車載系統(tǒng)發(fā)來的正確命令數(shù)據(jù)后（具體數(shù)據(jù)協(xié)議參考下一章），將本站的站臺(tái)信息回發(fā)到車載系統(tǒng)，車載系統(tǒng)接收到站臺(tái)系統(tǒng)回發(fā)的數(shù)據(jù)后，根據(jù)數(shù)據(jù)協(xié)議，解析數(shù)據(jù)查表得到本站信息，然后通過語音芯片進(jìn)行語音輸出，并利用LCD進(jìn)行文本滾動(dòng)提示乘客。西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）站臺(tái)系統(tǒng)圖2.1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖根據(jù)上述的整個(gè)系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)圖，以及市場(chǎng)的調(diào)研和相關(guān)資料的查詢，確定整個(gè)系統(tǒng)硬件框圖如圖2.2所示。圖2.2 系統(tǒng)硬件框圖如圖2.2所示,整個(gè)系統(tǒng)有兩個(gè)子

31、系統(tǒng)組成,車載系統(tǒng)和站臺(tái)系統(tǒng)。站臺(tái)系統(tǒng)功能比較簡(jiǎn)單，主要完成TTL電平與RS232電平的轉(zhuǎn)換及串口數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。為此，該子系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)較簡(jiǎn)單。公交車無線自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)主要的功能主要集中在車載系統(tǒng)，為此，車載系統(tǒng)以單片機(jī)89C52為核心，利用DALLAS公司的DS18B20溫度傳感器和DS12887時(shí)鐘芯片，完成車內(nèi)溫度的實(shí)時(shí)檢測(cè)和時(shí)間數(shù)據(jù)的讀取，最終將溫度和時(shí)間數(shù)據(jù)送至LCD實(shí)時(shí)顯示。另外通過無線數(shù)據(jù)模塊和電平轉(zhuǎn)換電路完成車載系統(tǒng)與站臺(tái)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信，從而實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)語音報(bào)站。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是完成公交車無線自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的硬件電路的設(shè)計(jì)，而車載系統(tǒng)的設(shè)計(jì)則是本設(shè)計(jì)最核心的部分。3 系統(tǒng)接

32、口電路的分析與設(shè)計(jì)3 系統(tǒng)接口電路的分析與設(shè)計(jì)系統(tǒng)接口電路的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的最重要的部分，在確定系統(tǒng)功能要求及系統(tǒng)硬件方案后，選定芯片，查閱芯片的使用手冊(cè)及其引腳的定義的后，根據(jù)CPU總線與I/O設(shè)備之間信號(hào)要求及時(shí)序進(jìn)行相應(yīng)的接口設(shè)計(jì)，通常設(shè)計(jì)接口時(shí)應(yīng)對(duì)完成的功能所需要的硬件和軟件作統(tǒng)籌考慮，確定那些功能由硬件完成，哪些功能由軟件實(shí)現(xiàn)，兩者之間做出合理的接口電路設(shè)計(jì)思路。在此基礎(chǔ)上，合理的選用I/O接口芯片，進(jìn)行硬件接口電路設(shè)計(jì)及如何與CPU的連接是至關(guān)重要的。微處理器是公交車無線自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的核心部件，它的結(jié)構(gòu)、特性對(duì)所研制的系統(tǒng)的性能有很大影響。因此，對(duì)微處理器的選擇尤為重要。我們通過選取和對(duì)

33、比各種型號(hào)的微處理器芯片的功能特性和價(jià)格，發(fā)現(xiàn)AT98C5X以其低廉的價(jià)格、強(qiáng)大的功能，完全符合經(jīng)濟(jì)的原則并且完全滿足本系統(tǒng)的功能要求。所以，在兩個(gè)子系統(tǒng)中我們分別選用AT89C51和AT89C52作為CPU芯片。3.1單片機(jī)的介紹單片機(jī)小系統(tǒng)選擇的是ATMEL公司的低功耗，高性能的CMOS8位單片機(jī)AT89C52芯片，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器（PEROM）和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）,器件采用ATMEL公司的高密度，非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及8052產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲(chǔ)單元，

34、功能強(qiáng)大AT89C52單片機(jī)可提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。主要性能參數(shù)：與MCS-51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容8k字節(jié)可重復(fù)擦寫Flash閃速存儲(chǔ)器1000次擦寫周期全靜態(tài)操作：0Hz-24Hz三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器256乘8字節(jié)內(nèi)部RAM32個(gè)可編程I/O口線3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器8個(gè)中斷源可編程串行UART通道低功耗空閑和掉電模西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） AT89C52的引腳排列如圖所示圖3.1 AT89C52的引腳排列3.2系統(tǒng)電源部分的設(shè)計(jì)在本系統(tǒng)中所涉及的兩個(gè)子系統(tǒng)均需要用到電源，電源是系統(tǒng)的能量來源，另外電源電壓的要求及其穩(wěn)定性和可靠性將是系統(tǒng)

35、首要考慮的問題。兩個(gè)子系統(tǒng)的CPU及外圍芯片的供電均需要穩(wěn)定的5V電源，因此兩個(gè)子系統(tǒng)的電源電路的設(shè)計(jì)類似，因此在本設(shè)計(jì)中以車載系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)為例，必須給CPU提供一個(gè)比較穩(wěn)定的5V電源電壓。在此本次設(shè)計(jì)中采用了三端集成穩(wěn)壓LM7805CV來穩(wěn)壓。集成穩(wěn)壓器LM7805CV是將非穩(wěn)定的直流電壓變換成穩(wěn)定的直流電壓的IC芯片。LM7805CV集成穩(wěn)壓器有輸入端、輸出端及公共端三個(gè)引腳。芯片內(nèi)部設(shè)有過流保護(hù)、過熱保護(hù)及調(diào)整管安全保護(hù)電路，其所需外接元件少，使用方便、可靠。廣泛地用于各種電子設(shè)備中。LM7805CV最大的輸入電壓為35V，最小輸入電壓為7.5V，其輸出電壓為+5V。具體電路圖3.2如

36、下：圖3.2 電源電路LM7805CV輸入端1腳接VS，VS是12V直流電壓，符合LM7805CV的電壓范圍，管腳2接地，這樣管腳3就可輸出5V的穩(wěn)定電壓。為了濾除輸入和輸出電壓上的紋波，分別在LM7805CV的輸入和輸出管腳分別接以電解電容和陶瓷電容，使其得到較穩(wěn)定的電源電壓。3.3CPU其他外圍電路設(shè)計(jì)看門狗就是在程序飛跑或死機(jī)時(shí),對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位重新置位,以使系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行的一種專用電路。現(xiàn)在常用的看門狗主要有兩種：軟件狗和硬件狗。軟件狗實(shí)際上就是通常說的軟件指令,一旦程序跑飛,只要程序指針指向這些地址,便立即被強(qiáng)行跳轉(zhuǎn)至程序的開頭或其他指定地址處,從而使程序繼續(xù)正常執(zhí)行。硬件狗現(xiàn)在更多

37、的被采用。所謂硬件狗，就是一個(gè)能夠發(fā)送“復(fù)位”信號(hào)的計(jì)數(shù)器或定時(shí)器電路。以前常用的硬件狗由脈沖計(jì)數(shù)器和一些外圍電路組成，計(jì)數(shù)清零和溢出端分別和單片機(jī)的I/O與RST相連接。其工作原理是：由脈沖發(fā)生電路產(chǎn)生脈沖，計(jì)數(shù)器對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。程序正常運(yùn)行時(shí)，CPU在計(jì)數(shù)器溢出之前通過I/O口對(duì)計(jì)數(shù)器清零，使計(jì)數(shù)器不能溢出，此時(shí)由于溢出端與CPU的RST端相連接，所以使單片機(jī)系統(tǒng)“復(fù)位”，使其能重新正常運(yùn)行。單片機(jī)系統(tǒng)的供電電源有時(shí)候因?yàn)楦鞣N不同原因而不穩(wěn)定，發(fā)生電壓波動(dòng)或瞬時(shí)掉電的現(xiàn)象，從而影響系統(tǒng)的正常工作和數(shù)據(jù)保存。如果能對(duì)電源電壓進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)電源電壓下降到某一特定值時(shí)，發(fā)生一個(gè)信號(hào)給單片機(jī)和電源切

38、換電路，那么就使CPU及時(shí)進(jìn)行必要的操作和維持工作電源的穩(wěn)定。MAX813能夠完全滿足要求。所以本系統(tǒng)采用MAX813作為電源監(jiān)視和看門狗芯片。電路圖如圖3.3所示。將第7腳接CPU的復(fù)位腳，第1腳與第8腳相連，第6腳與CPU的P1.6相連。在軟件設(shè)計(jì)中，P1.6不斷輸出脈沖信號(hào)。如系統(tǒng)死機(jī)導(dǎo)致P1.6無脈沖信號(hào)輸出，則1.6秒后在MAX813的第8腳輸出低電平。該低電平加到第1腳，使MAX813產(chǎn)生復(fù)位輸出，復(fù)位脈沖寬度的典型值為200ms，使CPU有效復(fù)位，擺脫死循環(huán)的困境?？撮T狗復(fù)位電路如圖3.3所示：如果在1.6秒內(nèi)沒有觸發(fā)該電路(即第6腳無脈沖輸入)則第8腳輸出一個(gè)低電平，是單片機(jī)復(fù)

39、位圖3.3 看門狗電路電路連接圖如圖所示。在這個(gè)系統(tǒng)中，P16作為看門狗的“喂狗”信號(hào)；REST和單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)連接。在單片機(jī)芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，其輸入端為單片機(jī)的XTAL1，其出端為單片機(jī)的XTAL2。而在芯片的外部，XTAL1和XTAL2之間跨接晶體振蕩器和兩個(gè)33PF微調(diào)電容，從而構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。在此我們采用11.0592MHZ即可滿足兩個(gè)子系統(tǒng)的要求。圖3.4 晶振電路3.4電平轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)車載系統(tǒng)與站臺(tái)系統(tǒng)均采用無線數(shù)據(jù)模塊傳輸數(shù)據(jù)，其接口是RS232串口，電平是RS232電平，而單片機(jī)的串口是TTL電平，為此在車載系統(tǒng)和站臺(tái)系統(tǒng)均需要設(shè)計(jì)RS232電平轉(zhuǎn)換

40、電路。RS-232C標(biāo)準(zhǔn)（協(xié)議）的全稱是EIA-RS-232C標(biāo)準(zhǔn)，其中EIA(Electronic Industry Association)代表美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)，RS（ecommeded standard）代表推薦標(biāo)準(zhǔn)，232是標(biāo)識(shí)號(hào)，C代表RS232的最新一次修改（1969），在這之前，有RS232B、RS232A。它規(guī)定連接電纜和機(jī)械、電氣特性、信號(hào)功能及傳送過程。常用物理標(biāo)準(zhǔn)還有有EIA；RS-232-C、EIA;RS-422-A、EIA；RS-423、EIA；RS-485。 我們這里用的是EIA；RS-232-C（簡(jiǎn)稱232，RS232）。EI RS-232C與TTL轉(zhuǎn)換：EIA-

41、RS-232C是用正負(fù)電壓來表示邏輯狀態(tài)，與TTL以高低電平表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同。因此，為了能夠同計(jì)算機(jī)接口或終端的TTL器件連接，必須在EIA-RS-232C與TTL電路之間進(jìn)行電平和邏輯關(guān)系的變換。MAX232芯片可完成TTLEIA雙向電平轉(zhuǎn)換。這里我們選用DB-9連接器，在AT機(jī)及以后，不支持20mA電流環(huán)接口，使用DB-9連接器，作為提供多功能I/O卡或主板上COM1和COM2兩個(gè)串行接口的連接器。它只提供異步通信的9個(gè)信號(hào)。DB-25型連接器的引腳分配與DB-25型引腳信號(hào)完全不同。因此，若與配接DB-25型連接器的DCE設(shè)備連接，必須使用專門的電纜線。電纜長(zhǎng)度：在通信速率低于20

42、kb/s時(shí)，RS-232C所直接連接的最大物理距離為15m（50英尺）。傳輸電纜長(zhǎng)度由RS-232C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在碼元畸變小于4%的情況下，傳輸電纜長(zhǎng)度應(yīng)為50英尺，其實(shí)這個(gè)4%的碼元畸變是很保守的，在實(shí)際應(yīng)用中，約有99%的用戶是按碼元畸變10-20%的范圍工作的，所以實(shí)際使用中最大距離會(huì)遠(yuǎn)超過50英尺，在9600的時(shí)候可以達(dá)到250英尺，即75米。V的輸入。每個(gè)驅(qū)動(dòng)器將TTL/CMOS輸入電平轉(zhuǎn)換為EIA/TIA-232-E電平。MAX232的工作溫度范圍為0至70。MAX232APE的特點(diǎn)單5V電源工作LinBiCMOS工藝技術(shù)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器及兩個(gè)接收器V的輸入電平低電源電流:典型值是8mA符合

43、甚至優(yōu)于ANSI標(biāo)準(zhǔn)EIA/TIA-232-E及ITU推薦標(biāo)準(zhǔn)V.28可與Maxim公司的MAX232互換ESD保護(hù)大于MIL-STD-883(方法3015)標(biāo)準(zhǔn)的2000V引腳排列圖3.5 MAX232芯片引腳圖本設(shè)計(jì)采用采用LACUP型微功率無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，其特點(diǎn)如下：微功率發(fā)射：最大發(fā)射功率為10MW工作頻率在1SM頻段，無需申請(qǐng)頻點(diǎn)。載頻頻率430MHZ434MHZ，也可提供315/868/915MHZ載頻。高抗干擾能力和低誤碼率：基于FSK的調(diào)制方式，采用高效前向糾錯(cuò)信道編碼技術(shù)，提高了數(shù)據(jù)抗突發(fā)干擾和隨機(jī)干擾的能力，在信道誤碼率為10-2時(shí)，可得到實(shí)際誤碼率10-510-6。傳輸

44、距離遠(yuǎn)：在視距情況下，天線高度3M，可靠傳輸距離300M（BER=10-3/1200Bit/s）透明的數(shù)據(jù)傳輸：提供透明的數(shù)據(jù)接口，能使用任何標(biāo)準(zhǔn)或非標(biāo)準(zhǔn)的用戶協(xié)議。自動(dòng)過濾空中產(chǎn)生的噪音信號(hào)及假數(shù)據(jù)。多信道，多速率：LACUP型模塊標(biāo)準(zhǔn)配置提供8個(gè)信道，根據(jù)用戶需要，可擴(kuò)展到16/32信道。滿足用戶多種通信組合方式。同時(shí)，LACUP型可提供1200Bit/s,2400Bit/s,4800Bit/s,9600Bit/s等多種通信波特率，并且接口波特率與無線傳輸波特率一樣，以滿足客戶設(shè)備對(duì)不同波特率的需要。雙串口，3種接口方式：LACUP型模塊提供2個(gè)串口，COM1為TTL電平UART接口。CO

45、M2由用戶自定義為標(biāo)準(zhǔn)的RS232/RS485口。大的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)：可1次傳輸無限長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)，用戶編程更靈活。智能數(shù)據(jù)控制，用戶無需編制多余的程序。低功耗及休眠功能：接收情況下，電流30MA，休眠時(shí)電流僅為10UA。高可靠性，體積小，重量輕：采用CC1000單片射頻集成電路及單片MCU，外圍電路少，可靠性高，故障率低。查閱MAX232相關(guān)資料及無線模塊接口定義后，設(shè)計(jì)電平轉(zhuǎn)換電路圖如圖3.6所示。圖3.6 電平轉(zhuǎn)換電路3.5溫度采集電路設(shè)計(jì)由于本設(shè)計(jì)是測(cè)溫電路，可以使用熱敏電阻之類的器件利用其感溫效應(yīng)，在將隨被測(cè)溫度變化的電壓或電流采集過來，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后，就可以用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，在顯示

46、電路上，就可以將被測(cè)溫度顯示出來，這種設(shè)計(jì)需要用到A/D轉(zhuǎn)換電路，感溫電路比較麻煩。進(jìn)而考慮到用溫度傳感器，在單片機(jī)電路設(shè)計(jì)中，大多都是使用傳感器，所以這是非常容易想到的，所以可以采用一只溫度傳感器DS18B20，此傳感器，可以很容易直接讀取被測(cè)溫度值，進(jìn)行轉(zhuǎn)換，就可以滿足設(shè)計(jì)要求本設(shè)計(jì)所介紹的數(shù)字溫度計(jì)與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，具有讀數(shù)方便，測(cè)溫范圍廣，測(cè)溫準(zhǔn)確，其輸出溫度采用數(shù)字顯示，主要用于對(duì)測(cè)溫比較準(zhǔn)確的場(chǎng)所，或科研實(shí)驗(yàn)室使用。DS18B20 單線數(shù)字溫度計(jì)獨(dú)特的單線接口僅需一個(gè)端口引腳進(jìn)行通訊簡(jiǎn)單的多點(diǎn)分布應(yīng)用無需外部器件可通過數(shù)據(jù)供電零待機(jī)功耗測(cè)溫范圍-55+125以0.5遞增。華氏器件

47、-67+257，以0.9遞增。溫度以9位數(shù)字量讀出溫度數(shù)字量轉(zhuǎn)換時(shí)間200ms（典型值）用戶可定義的非易失性溫度報(bào)警設(shè)置報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件應(yīng)用包括溫度控制，工業(yè)系統(tǒng)，消費(fèi)品，溫度計(jì)或任何熱感測(cè)系統(tǒng)DS18B20通過一個(gè)單總線口發(fā)送或接收信息，因此在中央微處理器和DS18B20之間僅需一條連接線（加上地線）。用于讀寫和溫度轉(zhuǎn)換的電源可以從數(shù)據(jù)線本身獲得，無需外部電源。因?yàn)槊總€(gè)DS18B20都有一個(gè)獨(dú)特的片序列號(hào)，所以多只DS18B20可以同時(shí)連在一根單總線上，這樣就可以把溫度傳感器放在許多不同的地方。這一特性在HVAC環(huán)境 控制，探測(cè)建筑物，儀器或機(jī)器的

48、溫度以及過程監(jiān)測(cè)和控制等方面非常有用。圖3.7 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖當(dāng)DS18B20處于寫存儲(chǔ)器操作和溫度A/D轉(zhuǎn)換操作時(shí)，總線上必須有強(qiáng)的上拉，上拉開啟時(shí)間最大為10us。采用寄生電源供電方式時(shí)VDD端接地。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送接口必須是三態(tài)的。圖3.8 原理連接圖 DS18B20雖然具有測(cè)溫系統(tǒng)簡(jiǎn)單、測(cè)溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點(diǎn)但在實(shí)際應(yīng)用中也應(yīng)注意以下幾方面的問題：(1)較小的硬件開銷需要相對(duì)復(fù)雜的軟件進(jìn)行補(bǔ)償，由于DS18B20與微處理器間采用的是單總線的通信協(xié)議，因此，在對(duì)DS18B20進(jìn)行讀寫編程時(shí)，必須嚴(yán)格的保證復(fù)位時(shí)序和讀寫時(shí)序，否則將無法讀取測(cè)溫結(jié)

49、果。在使用C等高級(jí)語言進(jìn)行系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)DS18B20操作部分最好采用匯編語言實(shí)現(xiàn)。(2)在DS18B20的有關(guān)資料中均未提及單總線上所掛DS18B20數(shù)量問題，容易使人誤認(rèn)為可以掛任意多個(gè)DS18B20，在實(shí)際應(yīng)用中并非如此。當(dāng)單總線上所掛DS18B20超過8個(gè)時(shí)，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動(dòng)問題。(3)連接DS18B20的總線電纜是有長(zhǎng)度限制的。當(dāng)采用普通信號(hào)電纜傳輸長(zhǎng)度超過50m時(shí)，讀取的測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)將發(fā)生錯(cuò)誤。當(dāng)將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)，正常通訊距離可達(dá)150m，當(dāng)采用每米絞合次數(shù)更多的雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)，正常通訊距離進(jìn)一步加長(zhǎng)。這種情況主要是由總線分布電容使信號(hào)波形產(chǎn)生畸變?cè)?/p>

50、成的。因此，在用DS18B20進(jìn)行長(zhǎng)距離測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮總線分布電容和阻抗匹配問題。 (4)在DS18B20測(cè)溫程序設(shè)計(jì)中，向DS18B20發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待DS18B20的返回信號(hào)，一旦DS18B20接觸不好或斷線，當(dāng)程序讀該DS18B20時(shí)，將沒有返回信號(hào)，程序進(jìn)入死循環(huán)。3.6實(shí)時(shí)時(shí)鐘接口電路設(shè)計(jì)為了方便乘客出行掌握準(zhǔn)確的時(shí)間，車載系統(tǒng)帶有實(shí)時(shí)時(shí)鐘顯示功能，實(shí)時(shí)顯示日期和時(shí)間。而實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片有很多種，比如飛利浦公司的PCF8563等等。在此我們選擇美國DALLAS公司的自帶鋰電的DS12887時(shí)鐘芯片。DS12887時(shí)鐘芯片的主要特點(diǎn)：可作為IBM AT 計(jì)算機(jī)的時(shí)

51、鐘和日歷與MC146818B和DS1287的管腳兼容在沒有外部電源的情況下可工作10年以上,不丟失數(shù)據(jù)自帶晶體振蕩器及鋰電池可計(jì)算到2100年前的秒、分、小時(shí)、星期、日、月、年7 種日歷信息，并有閏年補(bǔ)償功能用二進(jìn)制碼或BCD 碼代表日歷和鬧鐘信息有12和24小時(shí)兩種制式，12小時(shí)制式帶有PM 和AM 提示可選用夏令時(shí)模式可以應(yīng)用于MOTOROLA和INTER兩種總線數(shù)據(jù)/地址總線復(fù)用內(nèi)建128字節(jié)RAM單元與軟件接口，其中14 字節(jié)為時(shí)鐘單元和控制H 狀態(tài)寄存器，114字節(jié)為通用RAM，可由用戶使用，所有RAM 單元數(shù)據(jù)都具有掉電保護(hù)功能（ 非易失性RAM）；可編程方波輸出；中斷信號(hào)輸出IR

52、Q 和總線兼容，定鬧中斷、周期性中斷、時(shí)鐘更新周期結(jié)束中斷可分別由軟件屏蔽，也可分別進(jìn)行置位測(cè)試?？偩€兼容中斷（/IRQ）三種可編程中斷-時(shí)間性中斷 可產(chǎn)生每秒一次直到每天一次中斷-周期性中斷122ms到500ms-時(shí)鐘更新結(jié)束中斷 DS12887時(shí)鐘芯片內(nèi)部由振蕩電路、分頻電路、周期中斷/方波選擇電路、14 字節(jié)時(shí)鐘和控制單元、114 字節(jié)用戶非易失RAM、十進(jìn)制/二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、總線接口電路、電源開關(guān)寫保護(hù)單元和內(nèi)部鋰電池等部分組成，DS12887芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖所示。圖3.9 DS12887內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖DS12887時(shí)鐘芯片的引腳排列如圖所示。圖3.10 DS12887的引腳排列DS

53、12887時(shí)鐘芯片的引腳功能 AD0-AD7 為地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線； NC為空腳； MOT為總線模式選擇（Motorola/Intel），當(dāng)此接到Vcc 時(shí)，選用的是MOTOROLA 總線時(shí)序，當(dāng)它地或不接時(shí)，選用的是INTER總線時(shí)序； CS（片選輸入）-CS當(dāng)Vcc低于4.25V時(shí)，DS12887從內(nèi)部禁止對(duì)外部CS的操作。此時(shí)，時(shí)鐘和RAM都被保護(hù)起來。 AS(地址鎖存)-ALE R/W（Read/Write Input）-WR DS(Data Strobe or Read Input)-RD當(dāng)系統(tǒng)總線選擇的是INTEL總線模式時(shí)，DS被稱作RD。當(dāng)它有效時(shí)表示DS12887正在往總線輸

54、出數(shù)據(jù)。RD信號(hào)線在存儲(chǔ)器芯片上被稱作OE信號(hào)線。 RESET為復(fù)位端，復(fù)位端對(duì)時(shí)鐘、日歷、RAM無效，系統(tǒng)上電時(shí)復(fù)位端要保持低電平200ms 以上DS12887才可以正常工作；當(dāng)復(fù)位腳為低并且Vcc高于4.25V時(shí)，以下情況發(fā)生：周期中斷允許（PIE）位清0鬧鐘中斷允許（AIE）位清0更新完成中斷標(biāo)志（UF）位清0中斷請(qǐng)求狀態(tài)標(biāo)志（IRQF）位清0周期中斷標(biāo)志(PF)位清0當(dāng)RESET為低時(shí)DS12887不可操作鬧鐘中斷標(biāo)志（AF）位清0IRQ呈高阻狀態(tài)方波輸出允許（SQWE）位清 0更新完成中斷允許(UIE)位清0 IRQ （中斷請(qǐng)求輸出）- 當(dāng)中斷狀態(tài)位和對(duì)應(yīng)的中斷允許位有效時(shí)，IRQ的

55、輸出保持為低。復(fù)位和讀C寄存器都可以清除IRQ中斷信號(hào)。沒有中斷時(shí)，IRQ呈高阻狀態(tài)，其它中斷源還可以掛接到中斷總線上。由于IRQ是漏極輸出，所以需要外接上拉電阻。 SQW為方波輸出端，當(dāng)Vcc低于4.25v 時(shí)沒有作用； Vcc 為+5v電源； GND 為接地端。圖3.11 DS12887芯片與AT89C51單片機(jī)的接口電路本設(shè)計(jì)中模式選擇腳MOT拉地，選擇INTEL時(shí)序，選擇DS12887時(shí)鐘芯片的地址總線及 AS端口和89C52單片微機(jī)的P27及ALE端直接相聯(lián)；而DS、R/W讀寫控制線與單片機(jī)的RD、WR控制線相連；DS12887的中斷輸出端IRQ和89C52的外部INT0端相聯(lián)，給單

56、片機(jī)提供中斷信號(hào)。 3.7語音接口電路設(shè)計(jì)目前我國部分城市采用手動(dòng)電子報(bào)站和人工報(bào)站的方式，而它們都離不開司務(wù)人員，加大司乘人員的工作強(qiáng)度。手動(dòng)電子報(bào)站一般由司機(jī)或者乘務(wù)員控制，經(jīng)常出現(xiàn)錯(cuò)報(bào)，誤報(bào)的情況，而由于各地方言的不同，給異地乘客帶來不少麻煩?；谏鲜銮闆r的不足，根據(jù)實(shí)際錄放時(shí)間需求，采用美國ISD公司的ISD2560芯片。ISD語音芯片是美國信息存儲(chǔ)器件公司推出的高品質(zhì)語音錄放芯片，采用ISD公司獨(dú)有的直接模擬存儲(chǔ)技術(shù)（DAST），該技術(shù)的采用使得音頻信息無需經(jīng)過傳統(tǒng)形式的(A/D、D/A)轉(zhuǎn)換即可實(shí)現(xiàn)存取，有比同等數(shù)字存取更高的集成度和更高的音質(zhì)水平。ISD語音芯片具有抗斷電功能，信

57、息存放不易揮發(fā)，支持多次錄/放操作，壽命高達(dá)10次，可單獨(dú)應(yīng)用、多片級(jí)聯(lián)，也可與微處理器配合使用，具有很好的使用靈活性。ISD可廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、智能儀表、警報(bào)、信息提示等場(chǎng)合，使信息交互人性化。圖3.12 ISD2560內(nèi)部原理框圖 圖3.13 ISD2560管腳分布圖表3.1 DIP封裝圖及各引線端功能 引線端 名稱 功能1-7A0/M0A6/M6地址8-10A7A9地址11AUX IN輔助輸入12,13VSSD、VSSA數(shù)字和模擬地14,15SP+、SP-揚(yáng)聲器輸出16,28VCCA、VCCD模擬、數(shù)字型號(hào)電源正極17,18MIC、MIC REF麥克風(fēng)輸入和輸入?yún)⒖级?9AGC自動(dòng)增益

58、控制20,21ANA IN、OUT模擬信號(hào)輸入和輸出22OVF溢出23CE片選（低電平允許芯片工作)24PD芯片低功耗狀態(tài)控制25EOM錄放音結(jié)束信號(hào)輸出26XCLK外部時(shí)鐘27P/R錄放控制選擇芯片操作模式：由于ISD2560內(nèi)置了若干種操作模式，因而可用最少的外圍器件實(shí)現(xiàn)最多的功能。操作模式也由地址端控制；當(dāng)最高兩位都為1時(shí)，其它地址端置高可選擇某個(gè)(或某幾個(gè))特定模式。因此操作模式和直接尋址相互排斥。具體操作模式見圖3.14所列。操作模式可由微控制器也可由硬件實(shí)現(xiàn)。使用操作模式要注意兩點(diǎn):(1)所有操作最初都是從0地址（即存儲(chǔ)空間的起始端開始后續(xù)的操作根據(jù)選用的模式可從其它地址開始。但是

59、，電路由錄轉(zhuǎn)放或由放轉(zhuǎn)錄(M6模式除外)，或都執(zhí)行了掉電周期后，地址計(jì)數(shù)器將復(fù)位為0。(2)當(dāng)CE變低且最高兩地址位同為高時(shí)，執(zhí)行操作模式。這種操作模式將一直有效，直到CE再次由高變低，芯片重新鎖存當(dāng)前的地址/模式端電平并執(zhí)行相應(yīng)的操作為止。當(dāng)最高位地址(MSB)A8、A9都為高電平時(shí)，地址端就作為工作模式選擇端（高電平有效）表3.2 工作模式 模式控制 功能 典型應(yīng)用A0/M0信息檢索快速檢索信息A1/M1刪除EOM標(biāo)志在全部語音錄放結(jié)束時(shí)，給出EOM標(biāo)志A2/M2未用當(dāng)工作模式操作時(shí)，此端應(yīng)接低電平A3/M3循環(huán)放音從0地址開始連續(xù)重復(fù)放音A4/M4連續(xù)尋址可錄放連續(xù)的多段信息A5/M5C

60、E電平觸發(fā)允許信號(hào)中止A6/M6按鈕控制簡(jiǎn)化器件接口圖3.14 單片機(jī)89C51和ISD2560的接口電路1 腳10腳（A0-A9）為地址輸入/模式控制,與單片機(jī)的地址端口連接,共有1024種組合狀態(tài),通過對(duì)A8, A9的設(shè)置單片機(jī)可以控制語音芯片的工作方式；11 腳（AUX IN）為輔助輸入；12腳、13腳（VSSA， VSSD）分別為模擬和數(shù)字地；14 腳、15 腳（SP+，SP-）分別為喇叭輸出的正負(fù)端；16 腳、28腳（VCCA，VCCD）分別為模擬和數(shù)字部分的供電電源；17腳（MIC）為話筒輸入端；18 腳（MIC REF）為話筒輸入?yún)⒖级耍?9 腳（AGC）為自動(dòng)增益控制端；20腳