基于單片機公交車語音報站與提示系統(tǒng)設(shè)計英國的沃爾特?汗考為他的國家制造出了世界上第一輛裝載發(fā)動機的公共汽車，至今，公交車已經(jīng)經(jīng)歷過近 200年的發(fā)展過程。從剛開始“悶罐頭”樣式到如今配套空調(diào)系統(tǒng)；從專人售票至無人售票；從人工報站至半自動語音報站，公交車朝著越來越人性化、越來越簡潔的方向設(shè)計?？墒蔷湍壳暗墓卉嚧嬖谝粋€問題，半自動化的語音播報系統(tǒng)需要司機在車子進出站的時候進行人工操作。由于這兩個時間往往都是路面情況復(fù)雜的時刻，因此容易給行駛中的車輛造成安全隱患。此設(shè)計的目標就是根據(jù)GPS定位，在單片機的控制下，進行可替代人工操作來實現(xiàn)在指定位置自動語音播報到站信息，并兼容半自動的手動播報功能。隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，公交系統(tǒng)也日新月異。報站也由原來的由隨車售票員報站改為司機按鍵報站了。但是由于公交司機又要開車又要兼顧按鍵報站，所以常常出現(xiàn)誤報、漏報等現(xiàn)象，不能夠滿足公交系統(tǒng)的要求；另一方面，由于司機開車時為報站分散精力，也對公交的安全運行埋下了隱患。因此，對自動報站系統(tǒng)的需求也日益強烈。應(yīng)用自動報站系統(tǒng)即可以節(jié)省員工開支，增強公司效益。又可以利用報站器播報標準的普通話站名，使各城市更利于交流和發(fā)展。近年來，GPS(GlobalPositioningSystem)全球定位系統(tǒng)在各種行業(yè)廣泛運用，特別是車輛監(jiān)控與定位系統(tǒng)的應(yīng)用中蓬勃發(fā)展。隨著經(jīng)濟與科技的持續(xù)發(fā)展，公交運輸系統(tǒng)的要求越來越高。目前我國各大城市公交公司都在進行減員，整體上實行是在每輛公交車上只配備了一個司機，實行無人工報站與售票。為了公交系統(tǒng)的管理現(xiàn)代化與安全考慮，需要對原有系統(tǒng)更新使其更智能化，公交自動語音報站系統(tǒng)符合這一要求。目前現(xiàn)有公共汽車自動報站器，到站時LCD點陣文字提示僅顯示本站和下站，由此，很多乘客并不清楚該車當前行駛的方向以及某站點在整條線路中的具體位置，特別是報站系統(tǒng)故障時。往往不能提前做好下車準備，甚至很多要走回頭路；本文設(shè)計一種利用GPS系統(tǒng)與凌陽單片機、LCD顯示行車方向、車處位置，并能夠?qū)崿F(xiàn)自動報站與手動報站之間的切換。能夠顯示多條站點信息、并能夠進行相關(guān)站點信息提醒，保證乘客盡可能小的下錯或者上錯站。以GPS為代表的衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)已成為當今國際公認的八大無線產(chǎn)業(yè)之一。隨著技術(shù)的進步、應(yīng)用需求的增加，GPS以全天候、高精度、自動化、高效率等顯著特點及其所獨具的定位導(dǎo)航、授時校頻、精密測量等多方面的強大功能，已涉足眾多的應(yīng)用領(lǐng)域，使GPS成為繼蜂窩移動通信和互聯(lián)網(wǎng)之后的全球第三個 IT經(jīng)濟新增長點。雖然具有GPS定位功能的公交車市場潛力頗為看好，就現(xiàn)階段而言仍有幾項障礙亟待克服：首先，不論公交車采用的是內(nèi)建 GPS芯片或是用外接GPS奠塊作為解決方案，將無可避免地提高公交車成本，也影響消費者購買的意愿；最后，目前具有提供整合GPS芯片與無線通信技術(shù)的公司仍屈指可數(shù)，且公交車制造大廠是否愿意采用現(xiàn)有的解決方案，或是另外自行開發(fā)仍是未定之數(shù)。通過近20年的發(fā)展，GPS產(chǎn)品已逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橄M電子產(chǎn)品，且所能應(yīng)用的范圍已擴展到日常生活中的通信、 PDA定位信息等。不過，以現(xiàn)階段來看，由于GPS接收機的單芯片化技術(shù)、價格以及市場應(yīng)用服務(wù)等仍未臻成熟，因此，在樂觀地看待此市場發(fā)展時，諸如GPSIC設(shè)計的技術(shù)是否能達到公交車或PDA所需的最小體積、成本是否能降低以及內(nèi)建GPS的新公交車系統(tǒng)是否能引起消費者的青睞等問題，仍必須審慎地深入評估。國內(nèi)GPSSf場呈現(xiàn)出兩個重點發(fā)展趨勢。(1)以車載導(dǎo)航為核心的移動目標監(jiān)控、管理與服務(wù)系統(tǒng)。在GPS應(yīng)用領(lǐng)域，車輛應(yīng)用所占的比例較大。最初 GPS^輛應(yīng)用一般分為車輛跟蹤和車輛導(dǎo)航兩大系統(tǒng)。但當摩托羅拉公司推出集車輛導(dǎo)航與跟蹤于一體的車輛信息系統(tǒng)后，它就成了發(fā)展的方向。GPS車輛定位監(jiān)控系統(tǒng)主要有自導(dǎo)航應(yīng)用和中心監(jiān)控兩種方式。車輛監(jiān)控系統(tǒng)是集GPS技術(shù)、無線通信技術(shù)和地理信息系統(tǒng)技術(shù)于一體的綜合車輛管理系統(tǒng)。一般行業(yè)用戶的車船隊監(jiān)控都采用中心監(jiān)控方式，系統(tǒng)由監(jiān)控中心、位于監(jiān)控中心的主站和安裝在移動車輛上的子站等3部分構(gòu)成。系統(tǒng)的工作原理是：安裝在車輛上的 GPS接收機根據(jù)收到的衛(wèi)星信息計算出車輛的當前位置，通信控制器從 GPS接收機輸出的信號中提取所需要的位置、速度和時間信息，結(jié)合車輛身份等信息形成數(shù)據(jù)包，然后通過無線信道發(fā)往控制中心?？刂浦行牡闹髡窘邮兆诱景l(fā)送的數(shù)據(jù)，并從中提取出定位信息，根據(jù)各車輛的車號和組號等，在監(jiān)控中心的電子地圖上顯示出來。同時，控制中心的系統(tǒng)管理員可以查詢各車輛的運行狀況，根據(jù)車流量合理調(diào)度車輛。（2）面向個人消費者的GP索端產(chǎn)品。芯片的小型化技術(shù)、生產(chǎn)成本的降低、體積與耗電量的減小等有利因素，使 GPS產(chǎn)品走下神壇、深入到人們的日常生活中。目前面向個人消費者的產(chǎn)品主要有車載自主導(dǎo)航系統(tǒng)、移動監(jiān)控終端以及消費類電子產(chǎn)品。有集成了GPS芯片和地理信息系統(tǒng)數(shù)字地圖的移動通信手機、 GPS手持機、GPS手表，也有基于掌上電腦和筆記本電腦等移動設(shè)備的插卡 （CF卡式GP或收機）式、外接（GPS接收機）式等集成產(chǎn)品。利用全球定位系統(tǒng)進行公交車自動報站系統(tǒng)是近幾年的一個熱門課題。 GPS衛(wèi)星定位語音報站系統(tǒng)具有定位精度高、語音自動播報等特點。此系統(tǒng)設(shè)計要求車輛的定位精度要高于50m如遇外界影響GPSW號還可恢復(fù)成手動操作進行報站。本設(shè)計主要是制作出一款基于51單片機的GPS自動報站公交車，根據(jù)設(shè)計需求，硬件部分應(yīng)該具有的功能有， GPS定位、語音播報、液晶顯示、按鍵操作以及相應(yīng)的指示燈提示，所以本次設(shè)計采用了 STC89C58RCL片機作為主控芯片、GPS模塊采用了VK2828U7G5LF液晶顯示部分采用了 LCD12864液晶、音頻播放部分采用了Miniplay模塊，以及按鍵電路、指示燈提示電路還增加了時鐘顯示電路。整體硬件框圖如下：單片機是STC公司最新推出的一種新型51內(nèi)核的單片機。片內(nèi)含有Flash程序存儲器、SRAMUARTSPkPW疇模塊。.增強型8051單片機，6時鐘/機器周期和12時鐘/機器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051..工作電壓：5.5V?3.3V（5V單片機）/3.8V?2.0V（3V單片機）.工作頻率范圍：0?40MHz相當于普通8051的0?80MHz實際工作頻率可達48MHz.用戶應(yīng)用程序空間為8K字節(jié)5.片上集成512字節(jié)RAM.通用I/O口（32個），復(fù)位后為：P1/P2/P3/P4是準雙向口/弱上拉，P0口是漏極開路輸出，作為總線擴展用時，不用加上拉電阻，作為I/O口用時，ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程），無需專用編程器，無需專 用仿真器，可通過串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片.共3個16位定時器/計數(shù)器。即定時器 T0、T1、T2.外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，PowerDown模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒.通用異步用行口（UART,還可用定時器軟件實現(xiàn)多個UART.工作溫度范圍：-40?+85C（工業(yè)級）/0?75c（商業(yè)級）VCC（40引腳） ：電源電壓VSS（20引腳） ：接地P0端口（P0.0?P0.7,39?32引腳）：P0口是一個漏極開路的8位雙向I/O口作為輸出端口，每個引腳能驅(qū)動 8個TTL負載，對端口P0寫入“1”時，可以作為高阻抗輸入。在訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0口也可以提供低 8位地址和8位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線。此時，P0口內(nèi)部上拉電阻有效。在FlashROM編程時，P0端口接收指令字節(jié)；而在校驗程序時，則輸出指令字節(jié)。驗證時要求外接上拉電阻。P1端口（P1.0?P1.7,1?8引腳）：P1口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P1的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或者輸出電流方式）4個TTL輸入。對端口寫入1時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這是可用作輸入口。P1口作輸入口使用時，因為有內(nèi)部上拉電阻，那些被外部拉低的引腳會輸出一個電流。P2端口（P2.0?P2.7,21?28弓I腳）：P2口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P2的輸出緩沖器可以驅(qū)動（吸收或輸出電流方式）4個TTL輸入。對端口寫入1時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，這時可用作輸入口。P2作為輸入口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流P3口引腳復(fù)用功能 引腳號復(fù)用功能P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（用行輸出口）P3.2（外部中斷 0）P3.3（外部中斷 1）P3.4T0（定時器 0的外部輸入）P3.5T1（定時器 1的外部輸入）P3.6（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3.7（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）RST（9引腳）：復(fù)位輸入。當輸入連續(xù)兩個機器周期以上高電平時為有效，用來完成單片機單片機的復(fù)位初始化操作?？撮T狗計時完成后， RST弓唧輸出96個晶振周期的高電平。特殊寄存器AUXR（地址8EHH上的DISRTOB可以使此功能無效。DISRTO默認狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。ALE/（30引腳）：地址鎖存控制信號（ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低8位地址的輸出脈沖。在 Flash編程時，此引腳（）也用作編程輸入脈沖。在一般情況下，ALE以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時器或時鐘使用。然而，特別強調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，ALE脈沖將會跳過。如果需要，通過將地址位8EH的SFR勺第0位置“1”，ALE操作將無效。這一位置“1”，ALE僅在執(zhí)行MOVXEMOV旨令時有效。否則，ALE將被微弱拉高。這個ALE使能標志位（地址位8EH的SFR的第0位）的設(shè)置對微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。VPP（31弓唧）：訪問外部程序存儲器控制信號。為使能從0000H到FFFFH的外部程序存儲器讀取指令，必須接GND注意加密方式1時，將內(nèi)部鎖定位RESET為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，應(yīng)該接VCC在Flash編程期間，也接收12伏VPP電壓。XTAL1（19引腳） ：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2（18引腳） ：振蕩器反相放大器的輸入端。2.1.3定時器/計數(shù)器89單片機至少有兩個 16位內(nèi)部定時器 /計數(shù)器（T/CTimer/Counter）。分別是定時器/計數(shù)器0（T/C0）和定時器/計數(shù)器1（T/C1）,另外一個是定時器/計數(shù)器2（T/C2）。它們既可以編程為定時器使用，也可以編程為計數(shù)器使用。T/C是加1計數(shù)的，不支持減1計數(shù)。當T/C工作在定時器時，對振蕩源 12分頻的脈沖計數(shù)，即每個機器周期計數(shù)值加 1，計數(shù)頻率 =當前單片機工作頻率 /12。當單片機工作在12MHz寸，計數(shù)頻率=1MHz單片機每1us計數(shù)值加1。當T/C工作在計數(shù)器時，計數(shù)脈沖來自外部脈沖輸入引腳 T0(P3.4)T1(P3.5)。當T0或T1引腳上負跳變時計數(shù)值加 1。識別引腳上的負跳變需要 2個機器周期，即24個振蕩周期。所以T0或者T1輸入的可計數(shù)外部脈沖的最高頻率為當前單片機工作頻率 /24。當單片機工作在12MHz時，最高計數(shù)頻率500KHz高于該頻率將計數(shù)出錯。TMO而內(nèi)存RAMfr位于特殊功能寄存器區(qū)的89H處，其高4位用于設(shè)置定時器/計數(shù)器T1的工作方式，低 4位用于設(shè)置定時器 /計數(shù)器T0的工作方式。由于 T0和T1的用法很相似，所以，在此只結(jié)合TMODH氐4位講解定時器/計數(shù)器T0的用法。D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0T1控制字 T0控制字當GATE=0時，定時器/計數(shù)器開始工作或停止工作不受GATE?的控制，而只受TCONJ存器中的TR0位控制，TR0=0時定時器/計數(shù)器T0停止工作，而當TR0=1時定時器/計數(shù)器T0開始工作。當GATEM寸，定時器/計數(shù)器T0工作的起停除了受TCONJ存器中的TR0位控制外，還受單片機外部引腳P3.2的控制，只有該引腳為高電平且TR0=1這兩個條件同時滿足時，定時器 /計數(shù)器才開始工作，一般這種用法通常用來測量P3.2引腳上正脈沖的寬度。對于控制T1方式字段中的GATEB和T0中的用法完全一樣，只是當GATEKl為1時受單片機外部引腳P3.3和TCON中TR1的控制。C/T位決定T0工作在定時方式還是計數(shù)方式。當C/T=0時，T0工作在定時方式，此時由TH0和TL0組成的16位計數(shù)容器，這個容器會對晶振產(chǎn)生的脈沖再12分頻后的脈沖進行計數(shù)，如果單片機外部接的是 12M晶振，則TH0和TL0組成的16位計數(shù)容器中的數(shù)據(jù)就會每隔1微妙自動加1；當C/T=1時，T0工作在計數(shù)方式，由TH0和TL0組成的16位計數(shù)容器會對從單片機外部引腳P3.4輸入單片機的脈沖進行計數(shù)，每輸入一個脈沖，則TH0和TL0組成的16位計數(shù)容器中的數(shù)據(jù)會自動加1。如果TMOD高4位中的C/T=0,表示T1工作在定時方式，而當C/T=1表示T1工作在計數(shù)方式，計的是來自單片機外部引腳傳入單片機的脈沖數(shù)。M1和M0兩位都可以設(shè)置成0或1,因此這兩位有4種組合，這4種組合決定了T0的計數(shù)容器TH0和TL0共同構(gòu)成的16位計數(shù)容器中所計的脈沖數(shù)的變化規(guī)律。M1M0 工作模式 TH0和TL0構(gòu)成的16位計數(shù)容器的計數(shù)方式的描述0 0 模式0此時TH0和TL0構(gòu)成16位計數(shù)容器，最大計數(shù)范圍0?65535共65536個數(shù)0 1 模式1此時TH0和TL0構(gòu)成16位計數(shù)容器，最大計數(shù)范圍0?65535共65536個數(shù)1 0 模式2TH0和TL0成為兩個8位計數(shù)器，TH0中的數(shù)據(jù)固定為開始設(shè)定的值不變，TL0中數(shù)據(jù)按晶振 12分頻后速度自動加 1至溢出， TH0中數(shù)據(jù)自動拷貝給TL0,在此基礎(chǔ)上自加，TL0如此循環(huán)自加1模式3只有T0可用于本模式，T1不可以，此時T0的TH0和TL0成為兩個獨立的8位計數(shù)器，且TH0只能用于定時方式；TL0可以工作與定時方式也可以工作與計數(shù)方式定時器/計數(shù)器控制寄存器TCONfc下表所示，其中高4位和定時器/計數(shù)器T0及T1有關(guān)。TCON1一個八位寄存器，用于控制定時器的啟動/停止及標志定時器溢出中斷申請，既可以進行字節(jié)尋址也可以進行位尋址。TOC\o"1-5"\h\zTCONTF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0位地址8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88HTF1—T1溢出標志為。當定時器 /計數(shù)器發(fā)生溢出時，該位由硬件置 1，表示計數(shù)容器已經(jīng)計滿溢出，所謂溢出就是計數(shù)容器中的數(shù)從最大變成 0的現(xiàn)象。向CPU中請中斷進入終端服務(wù)程序，TF1又由硬件清零 0，也可以軟件清零 0。TF0-T0溢出標志。其功能操作與TF1相同。TR1—T1運行控制位，可通過軟件置 1或0來啟動關(guān)閉定時器 1。TRO-T0運行控制位，其功能操作與TR0相同1。IED7D6D5D4D3D2D1D0EA ET2ESET1EX1ET0EX0當ET0=1(SETBET0)時，單片機的CPU能夠在定時器/計數(shù)器T0的計數(shù)容器發(fā)生溢出時中斷主程序而去執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序；當ET0=0(CLRET0)時，單片機的CPU不能夠在定時器 /計數(shù)器T0的計數(shù)容器發(fā)生溢出時中斷主程序而去執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序。當ET1=1(SETBET1)時，單片機的CPU能夠在定時器/計數(shù)器T1的計數(shù)容器發(fā)生溢出時中斷主程序而去執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序；當 ET1=0(CLRET1)時，即使定時器/計數(shù)器T1的計數(shù)容器發(fā)生了溢出，單片機也不能中斷主程序而去執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序。EA為總中斷允許控制位，將 EA位設(shè)置成0關(guān)中斷。單片機正在主程序里無窮無盡的循環(huán)的時候，突然發(fā)生了一個緊急事件，程序就“飛”到了另一處(發(fā)生突發(fā)事件的地方)執(zhí)行，處理完突發(fā)事件后又自己“飛”回到主程序中繼續(xù)執(zhí)行。表6-5中斷允許寄存器 IED7D6D5D4D3D2D1D0EA ET2ESET1EX1ET0EX08051系列單片機有 5個事件可以中斷單片機正在執(zhí)行的主程序，分別是定時器/計數(shù)器T0和T1計數(shù)容器溢出、外部引腳P3.2和P3.3上的信號以及串口通訊中斷；8052系列單片機比 8051單片機多一個引起中斷的事件就是定時器 T2，中斷允許寄存器IE就是用于設(shè)置單片機，當相應(yīng)的事情發(fā)生時是否通知單片機的CPU中斷當前執(zhí)行的任務(wù)并“飛”出去做相應(yīng)的處理的。下面分別介紹中斷允許寄存器 IE中各位的功能。當EX0=1(SETBEX0)同時在單片機P3.2引腳上出現(xiàn)中斷信號時，單片機會中斷主程序的執(zhí)行“飛”往中斷服務(wù)子程序去執(zhí)行，執(zhí)行完中斷程序后通過中斷返回指令RETI自動返回主程序繼續(xù)執(zhí)行。當EX0=0(CLREX0),即使單片機P3.2引腳上出現(xiàn)中斷信號，程序也不會從主程序“飛”出去執(zhí)行。因為此時單片機的CPU相當于被“堵上了耳朵”，根本接收不到P3.2引腳上的中斷信號。當ET0=1(SETBET0)時，單片機的CPU能夠在定時器/計數(shù)器T0的計數(shù)容器發(fā)生溢出時中斷主程序而去執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序；當 ET0=0(CLRET0)時，單片機的CPU不能夠在定時器 /計數(shù)器T0的計數(shù)容器發(fā)生溢出時中斷主程序而去執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序。當EX1=1(SETBEX1M,并且外部P3.3引腳上出現(xiàn)中斷信號時，單片機的CPU會中斷主程序而去執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序；當EX1=0(CLREX1)時，即使外部P3.3引腳上出現(xiàn)中斷信號，單片機的CPU也不能中斷主程序轉(zhuǎn)而去執(zhí)行中斷服務(wù)子程序。當ET1=1(SETBET1)時，單片機的CPU能夠在定時器/計數(shù)器T1的計數(shù)容器發(fā)生溢出時中斷主程序而去執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序；當ET1=0(CLRET1)時，即使定時器/計數(shù)器T1的計數(shù)容器發(fā)生了溢出，單片機也不能中斷主程序而去執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序。當ES=1(SETBES)時，單片機的CPU能夠在用口發(fā)送完或接收完一個字節(jié)數(shù)據(jù)時中斷主程序而去執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序；當ES=0(CLRES)時，即使單片機的用口發(fā)送完或接收完一個字節(jié)數(shù)據(jù)也不會產(chǎn)生中斷。EA為總中斷允許控制位，將 EA位設(shè)置成0關(guān)中斷。一條信息的各位數(shù)據(jù)被逐位順序傳送的通信方式成為串行通信。根據(jù)信息的傳送方向，串行通信可以可以進一步劃分為單工、半雙工和全雙工 3種。信息只能單方向傳送為單工；信息能雙向傳送但不能同時雙向傳送為半雙工；信息能夠同時雙向傳送則成為全雙工。8051系列單片機有一個全雙工串行口，全雙工的串行通信只需要一根輸出線和輸入線。串行通信又有異步通信和同步通信這兩種方式。異步通信用起始位“ 0”表示字符的開始，然后從低位到高位逐位傳送數(shù)據(jù)，最后用停止位“1”表示字符結(jié)束。一個字符又稱作一幀信息，一幀信息包括 1位起始位、8位數(shù)據(jù)位、1位停止位，若數(shù)據(jù)位增加到第 9位，在8051系列單片機中，第九位數(shù)據(jù)可以用作奇偶校驗位，也可以用作地址 /數(shù)據(jù)幀標志。8051系列單片機串行 I/O接口的工作原理就是：當要發(fā)送數(shù)據(jù)時，單片機自動將SBUF內(nèi)的8位并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為一定格式的串行數(shù)據(jù)，從TXD引腳按規(guī)定的波特率來輸出；當要接收數(shù)據(jù)時，要監(jiān)視RXD引腳，一旦出現(xiàn)起始位“ 0”，按規(guī)定的波特率將外圍設(shè)備送來的一定格式的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成8位并行數(shù)據(jù)，等待用戶讀取SBUF寄存器，若不及時讀取，SBUF中的數(shù)據(jù)有可能被刷新。8051系列單片機上有通用異步接收 /發(fā)送器用于串行通信，發(fā)送時數(shù)據(jù)由TXD引腳輸出，接收時數(shù)據(jù)從 RXD引腳輸入。有兩個緩沖器(SerialBuffer)，一個作發(fā)送緩沖器，另外一個作為接收緩沖器。UART是可編程的全雙工的串行口。SBUF是可以直接尋址的專用寄存器。物理上，它對應(yīng)著兩個寄存器，即一個發(fā)送寄存器一個接收寄存器，CPU寫SBUF就是修改發(fā)送寄存器；讀SBUFM是讀接收寄存器。接收器是雙緩沖的，以避免在接收下一幀數(shù)據(jù)之前， CPU未能及時的響應(yīng)接收器的中斷，沒有把上一幀的數(shù)據(jù)讀走而產(chǎn)生兩幀數(shù)據(jù)重疊的問題。對于發(fā)送器，為了保持最大的傳輸速率，一般不需要雙緩沖，因為發(fā)送時 CPU是主動的，不會產(chǎn)生重疊問題。SCON＞一個逐位定義的8位寄存器，用于控制串行通信的方式選擇、接收和發(fā)送，指示串口的狀態(tài)，SCON即可以字節(jié)尋址也可以位尋址，字節(jié)地址 98H,地址位為98H~9FH。SM2在工作方式2和3中是多機通信的使能位。在工作方式 0中，SM2必須為01在工作方式1中，若SM2=1M沒有接收到有效的停止位，則接收中斷標志位 RI不會被激活。在工作方式2和3中若SM2=1且接收至IJ的第9位數(shù)據(jù)(RB3為0,則接收中斷標志RB8不會被激活，若接收到的第9位數(shù)據(jù)(RB3為1,則RI置位。此功能可用于多處理機通信。REN為允許申行接收位，由軟件置位或清除。置位時允許串行接收，消除時禁止串行接收。TB8是工作方式2和3要發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)。在許多通信協(xié)議中該位是奇偶位，可以按需要由軟件置位或清除。在多處理機通信中，該位用于表示是地址幀還是數(shù)據(jù)幀。RB8是工作方式2和3中接收到的第9位數(shù)據(jù)（例如是奇偶位或者地址/數(shù)據(jù)標識位），在工作方式1中若SM2=0則RB8是已接收的停止位。在工作方式0中RB8不使用。TI為發(fā)送中斷標志位，由硬件置位，軟件清除。工作方式 0中在發(fā)送第 8位末尾由硬件置位；在其他工作方式時，在發(fā)送停止位開始時由硬件置位。TI=1時，申請中斷。CPU響應(yīng)中斷后，發(fā)送下一幀數(shù)據(jù)。在任彳■工作方式中都必須由軟件清除 TIoRI為接收中斷標志位，由硬件置位，軟件清除。工作方式0中在接收第8位末尾由硬件置位；在其他工作方式時，在接收停止位的中間由硬件置位。RI=1時，申請中斷，要求CPU取走數(shù)據(jù)。但在工作方式1中，SM2=1且未接收到有效的停止位時，不會對RI置位。在任何工作方式中都必須由軟件清除 RI。系統(tǒng)復(fù)位時，SCON勺所有位都被消除。（1）工作方式0SM0=0且SM1=0時，用口選擇工作方式0,實質(zhì)這是一種同步移位寄存器模式。其數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈使潭镕osc/12,數(shù)據(jù)由RXD引腳輸入或輸出，同步時鐘由TXD引腳輸出。接收 /發(fā)送的是 8位數(shù)據(jù)，傳輸是低位在前，幀格式如下：……..D0D1D2D3D4D5D6D7 ……當SM0=0且SM1=1時，用口選擇工作方式1,其數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈视啥〞r/計數(shù)器T1、T2的溢出速率決定，可通過程序設(shè)定。當T2CONJ存器中的RCLKffiTCLKS位時，用T2作為發(fā)送和接收波特率發(fā)生器，而RCLK=TCLK=0,用T1作為波特率發(fā)生器，兩者還可以交叉使用，即發(fā)送和接收采用不同的波特率。數(shù)據(jù)由 TXD引腳發(fā)送，由RXD引腳接收。發(fā)送或接收一幀的數(shù)據(jù)為 10位，即1位起始位（0）、8位數(shù)據(jù)位（低位在先）和1位停止位（1）。起始位0D0D1D2D3D4D5D6D7 停止位1類似于工作方式0,當執(zhí)行任一條SBUF指令時，就啟動申行數(shù)據(jù)的發(fā)送。在執(zhí)行寫入SBUF的指令時，也將“1”寫入發(fā)送移位寄存器的第9位，并通知發(fā)送控制器有發(fā)送請求。發(fā)送過程始于內(nèi)部的16分頻計數(shù)器下次滿度翻轉(zhuǎn)（全“1”變?nèi)?”）后的那幾個機器周期的開始。所以，每位的發(fā)送過程與16分頻計數(shù)器同步，而不是與“寫SBUF同步。這兩種方式都是 11位異步接收 /發(fā)送方式。他們的操作過程都是完全一樣的，所不同的是波特率而已。方式3波特率同方式 1（定時器1作為波特率時鐘發(fā)生器）。方式2和方式3的發(fā)送起始于任何一條 SBUF數(shù)據(jù)裝載指令。當?shù)?位數(shù)據(jù)（TB8）輸出之后，TI將被置位（TI=1）。方式2和方式3的接收數(shù)據(jù)前提條件也是 REN被編程為1。在第9位數(shù)據(jù)接收到后，如果下列條件同時滿足，即RI=0且SM2=0或者接收到的第9位為1,則將已接受的數(shù)據(jù)裝入SBUF緩沖器和RB8,并將RI置位（RI=1）否則接收數(shù)據(jù)無效。8051串行口的不同尋常的特征是包括第9位方式。它允許把在串行口通信增加的第9位用于標志特殊字節(jié)的接收。用這種方式，一個單片機可以和大量的其他單片機對話而不打擾不尋址的單片機，這種多機通信方式必須工作在嚴格的主從方式，由軟件進行分析。單片機最小系統(tǒng)由電源接口，開關(guān)，時鐘電路，下載接口，復(fù)位電路和STC89c5卵片機組成。復(fù)位電路：當在89C51單片機的RST引腳引入高電平并保持2個機器周期時，單片機內(nèi)部就執(zhí)行復(fù)位操作（若該引腳持續(xù)保持高電平，單片機就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)）復(fù)位電路通常采用上電自動復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。最簡單的上電自動復(fù)位電路中上電自動復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充放電來實現(xiàn)的。只要Vcc的上升時間不超過1ms,就可以實現(xiàn)自動上電復(fù)位。除了上電復(fù)位外，有時還需要按鍵手動復(fù)位。本設(shè)計就是用的按鍵手動復(fù)位。按鍵手動復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。其中電平復(fù)位是通過 RST（9）端與電源 Vcc接通而實現(xiàn)的。按鍵手動復(fù)位電路見下圖。時鐘頻率用12MHz寸C取10uF,R取10k0時鐘電路：STC89C52RCI片機的時鐘信號通常有兩種方式產(chǎn)生：一是內(nèi)部時鐘方式，二是外部時鐘方式。內(nèi)部時鐘方式如圖3所示。在89S51單片機內(nèi)部有一振蕩電路，只要在單片機的XTAL1（18）和 XTAL2（19）引腳外接石英晶體（簡稱晶振） ，就構(gòu)成了自激振蕩器并在單片機內(nèi)部產(chǎn)生時鐘脈沖信號。圖中電容 C1和C2的作用是穩(wěn)定頻率和快速起振，電容值在5~30pF,典型值為30pF。晶振CYS的振蕩頻率范圍在1.2~12MHz間選擇，典型值為12MHzffi6MHz下載接口：STC89c52系列單片機具有在系統(tǒng)可編程（ISP）特性，ISP的好處是：省去購買通用編程器，單片機在用戶系統(tǒng)上即可下載／燒錄用戶程序，而無須將單片機從已生產(chǎn)好的產(chǎn)品上拆下，再用通用編程器將程序代碼燒錄進單片機內(nèi)部。有些程序尚未定型的產(chǎn)品可以一邊生產(chǎn)，一邊完善，加快了產(chǎn)品進入市場的速度，減小了新產(chǎn)品由于軟件缺陷帶來的風險。由于可以在用戶的目標系統(tǒng)上將程序直接下載進單片機看運行結(jié)果對錯，單片機出廠時就已完全加密。需要單片機內(nèi)部的電放光后上電復(fù)位（冷起動）才運行系統(tǒng)ISP程序，如從P3.0/RxD檢測到合法的下載命令流就下載用戶程序，如檢測不到就系統(tǒng)復(fù)位到用戶程序區(qū)。DS1302的引腳排列，其中Vcc2為主電源，VCC1為后備電源。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運行。DS1302由Vcc1或Vcc2兩者中的較大者供電。當Vcc2大于Vcc1+0.2V時，Vcc2給DS1302供電。當Vcc2小于Vcc1時，DS1302由Vcc1供電。X1和X2是振蕩源，外接32.768kHz晶振。RST是復(fù)位/片選線，通過把RST俞入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳送。 RST俞入有兩種功能：首先，RST接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)傳送的方法。當RST為高電平時，所有的數(shù)據(jù)彳送被初始化，允許對 DS1302a行操作。如果在傳送過程中RST置為低電平，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送，I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運行時，在Vcc>2.0V之前，RST必須保持低電平。只有在SCLK為低電平時，才能將RST置為高電平。I/O為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端（雙向）。SCL?時鐘輸入端。MiniMP3模塊是一個提供串口的語音模塊，完美的集成了 MP&WAVWMA勺硬同時軟件支持TF卡驅(qū)動，支持FAT16、FAT32文件系統(tǒng)。通過簡單的串口指令即可完成播放指定的音樂，以及如何播放音樂等功能，無需繁瑣的底層操作，穩(wěn)定可靠是此款產(chǎn)品的最大特點。在本系統(tǒng)中用第一個按鍵是設(shè)置按鍵 ,第二個按鍵是加,第三個是減 ,第四個是切換手動自動的,第5個按鍵是切換上下行的,第6是播報,第7是采集或刪除GPSt位數(shù)據(jù),第8個是返回按鍵.指示燈分別指示手動 .自動.上行.下行2.7.1LCD128X64簡介及功能帶中文字庫的128X64是一種具有 4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為128X64,內(nèi)置8192個16*16點漢字，和128個16*8點ASCII字符集.利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機交互圖形界面?？梢燥@示8X4行16X16點陣的漢字.也可完成圖形顯示.低電壓低功耗是其又一顯著特點。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價格也略低于相同點陣的圖形液晶模塊?；咎匦约肮δ?:（1）、低電源電壓（ VDD:+3.0--+5.5V）（2）、顯示分辨率 :128X64點（3）、內(nèi)置漢字字庫，提供8192個16X16點陣漢字（簡繁體可選）（4）、內(nèi)置128個16X8點陣字符（5）、2MHZ寸鐘頻率 （6）、顯示方式：STN半透、正顯、驅(qū)動方式： 1/32DUTY，1/5BIAS（8）、視角方向： 6點（9）、背光方式：側(cè)部高亮白色LER功耗僅為普通LED的1/5—1/10（10）、通訊方式：用行、并口可選（11）、內(nèi)置DC-DC轉(zhuǎn)換電路，無需外加負壓 （12）、無需片選信號，簡化軟件設(shè)計13）、工作溫度 :0℃-+55℃,存儲溫度:-20℃-+60℃。管腳號 管腳名 電平 管腳功能描述VCC3.0+5V電源負V0- 對比亮度調(diào)整RS（CS H/L RS="H',表示 DB7DB0為顯示數(shù)據(jù)RS="L"，表示DB7DB0為指令數(shù)據(jù)R/W（SID） H/L R/W=“H” ， E=“H”，數(shù)據(jù)被讀到 DB7——DB0RW="L"，E="H—>L"，DB7——DB0的數(shù)據(jù)被寫到IR或DRE（SCLK） H/L 使能信號

DB0H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線DB1H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線101112131415171819DB2DB3DB4DB5DB6DB7PSBH/LH/LH/LH/LH/LH/LH/L/RESETVOUT—AVDD三態(tài)數(shù)據(jù)線三態(tài)數(shù)據(jù)線三態(tài)數(shù)據(jù)線三態(tài)數(shù)據(jù)線三態(tài)數(shù)據(jù)線三態(tài)數(shù)據(jù)線H:8位或4DB0H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線DB1H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線101112131415171819DB2DB3DB4DB5DB6DB7PSBH/LH/LH/LH/LH/LH/LH/L/RESETVOUT—AVDD三態(tài)數(shù)據(jù)線三態(tài)數(shù)據(jù)線三態(tài)數(shù)據(jù)線三態(tài)數(shù)據(jù)線三態(tài)數(shù)據(jù)線三態(tài)數(shù)據(jù)線H:8位或4位并口方式，L:串口方式H/L復(fù)位端，低電平有效LCD^動電壓輸出端背光源正端（ +5V）2.7.2控制器接口信號說明：1、RSR/W勺配合選擇決定控制界面的4種模式：L L MPU1指令到指令暫存器（IR）L H 讀出忙標志（BF）及地址記數(shù)器（AQ的狀態(tài)H L MPU!入數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)暫存器（DRH H MPUA數(shù)據(jù)暫存器（DR）中讀出數(shù)據(jù)E狀態(tài)執(zhí)行動作 結(jié)果高一一＞低 I/O緩沖一一＞DR配合/W進行寫數(shù)據(jù)或指令高DR＞I/O緩沖配合R進行讀數(shù)據(jù)或指令低/低高高 ＞高無動作忙標志:BFBF標志表明內(nèi)部工作情況 .BF=1時才能對模塊進行內(nèi)部操作 ,此時模塊不接受外部指令和數(shù)據(jù) .BF=0時,模塊為準備狀態(tài) ,能夠接受外部指令和數(shù)據(jù) .每次操作之前最好先進行狀態(tài)字檢測，只有在確認BF=0之后,才能訪問模塊。字型產(chǎn)生ROM（CGRQM 字型產(chǎn)生ROM（CGRQ則供8192個此觸發(fā)器是用于模塊屏幕顯示開和關(guān)的控制。 DFF=1為開顯示（DISPLAYON）,DDRAMj內(nèi)容就顯示在屏幕上，DFF=0為關(guān)顯示（DISPLAYOFF）DFF的狀態(tài)是指令DISPLAYON/OF摩口RST信號控制的。顯示數(shù)據(jù)RAM（DDRAM模塊內(nèi)部顯示數(shù)據(jù)RAMS供64X2個位元組的空間，最多可控制4行16字（64個字）的中文字型顯示，當寫入顯示數(shù)據(jù) RAM寸，可分別顯示CGROMTCGRAMJ字型；此模塊可顯示三種字型，分別是半角英數(shù)字型（16*8）、CGRAW型及CGROMU中文字型，三種字型的選擇，由在DDRA呻寫入的編碼選擇，在0000HH0006H的編碼中（其代碼分別是0000、0002、0004、0006共4個）將選擇CGRAM6自定義字型，02H-7FH的編碼中將選擇半角英數(shù)字的字型，至于A1以上的編碼將自動的結(jié)合下一個位元組，組成兩個位元組的編碼形成中文字型的編碼BIG5（A140—D75F），GB（A1A0-F7FFH）。字型產(chǎn)生RAM（CGRAM）字型產(chǎn)生RAM提供圖象定義（造字）功能，可以提供四組16X16點的自定義圖象空間，使用者可以將內(nèi)部字型沒有提供的圖象字型自行定義到CGRAMP,便可和CGROM的定義一樣地通過DDRA隈示在屏幕中。地址計數(shù)器AC地址計數(shù)器是用來貯存DDRAM/CGRAM-的地址，它