公交车汉子显示系统-毕业设计

公交车汉子显示系统前言本设计基于 ISD4004 芯片设计的公交车汉字显示报站系统，介绍了 STC89C52RC 单片机语音汉字显示控制系统，主要是通过单片机组成的应用系统来完成对语音的录制以及播放，汉字的 LED 点阵显示以及语音播放的控制，从而实现了单片机对语音汉字的控制。

在正常情况下，通过 ISD4004 对语音报站信息进行播放以及利用 LED 点阵进行相关提示汉字的显示，ISD4004 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。

通过单片机对报站语音进行采集处理，同时设定相关汉字显示信息；当到站按键按下时，该系统会发出到站站名及相关语音声音，同时让 LED 点阵进行汉字提示信息的显示，报站语音以及汉字显示结束时等待下一个到站按键的触发。

1 绪论1.1 概述随着现代社会的建设，公共汽车越来越为大众所喜爱，不仅仅可以在低消费下达到目的地，同时也能很方便的省去很多的自驾麻烦。

是打工族和学生族的常用交通工具。

而随着人们使用公共汽车的普遍，车辆上一般都相当拥挤，造成许多的乘客未到站先下车或者推迟下车的情况，也加重了售票员的劳动强度。

随着信息社会的到来，单片机广泛的应用于工业控制系统、数据采集系统、自动测试系统、声学领域和微机技术等广阔的领域。

而利用单片机对语音芯片进行控制可以达到语音报站的效果。

因此，了解并掌握单片机智能控制技术工作原理及特性是非常重要的。

在一些自动语音报站系统中，广泛采用的是通过使用语音芯片进行设计电路，然后通过 MIC 录音电路以及功放电路进行语音的录制与播放，同时通过单片机对语音芯片进行选择以及功能的控制，从而完成语音报站。

但是由于传统的语音芯片的外围电路比较复杂，所以实现复杂、易受干扰、不易控制且精度不高。

因此，本系统用一种比较昂贵且现代社会才刚刚常用的一种 ISD4004 系列语音芯片，不需复杂的外围电路和 A／D 转换电路能直接与单片机完成语音的录制和播放，实现方便、精度高，可根据不同需要用于各种场合；为了提高对语音芯片的认识和了解，尤其是对 ISD4004 系列的深入研究以及其用法与用途，基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。

本设计基于 ISD4004 芯片设计的公交车汉字显示报站系统，介绍了 STC89C52RC 单片机语音汉字显示控制系统，主要是通过单片机组成的应用系统来完成对语音的录制以及播放，汉字的 LED 点阵显示以及语音播放的控制，从而实现了单片机对语音汉字的控制。

在正常情况下，通过 ISD4004 对语音报站信息进行播放以及利用 LED 点阵进行相关提示汉字的显示，ISD4004 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。

通过单片机对报站语音进行采集处理，同时设定相关汉字显示信息；当到站按键按下时，该系统会发出到站站名及相关语音声音，同时让 LED 点阵进行汉字提示信息的显示，报站语音以及汉字显示结束时等待下一个到站按键的触发。

1.2 目的及意义首先是设计出一种的方便实用的公交车汉字显示报站系统。

单片机智能控制技术广泛地应用于工业控制、智能语音等方面，ISD4004 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。

而本系统则基本完成了设计的任务要求，通过 STC89C52RC 单片机语音录放控制系统，主要是通过单片机组成的应用系统来完成对语音的采集、语音的存储处理、提示汉字的显示以及语音播放的控制，从而实现了单片机对公交车到站的语音汉字显示功能。

其次，为了理论联系实际，用大学所学的理论来进行实际工作，将知识转变为生产力。

通过大学本科四年的学习，已经初步具有了一定的分析和设计能力。

通过本次设计将大学所学的知识进行系统地梳理，概括和总结，并综合运用这些所学的知识。

公共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许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。

鉴于传统公交车报站系统的不足之处，结合公交车辆的使用特点及实际营运环境，设计了一种由单片机控制的公交车语音报站显示系统。

公交车语音报站显示系统的设计主要是为了弥补人工报站的辛苦以及误报的落后方式，进站、出站播报站名及相关服务用语，为市民提供更人性化，更完善的服务。

2 总体设计的原理及实现2.1 方案论证本设计主要是通过单片机组成的应用系统来完成对语音的录制、语音的存储处理、语音的播放以及汉字显示的控制，从而实现了单片机对语音报站汉字显示的控制。

语音录放电路有共同的特点：语音录制播放环境复杂、现场性强等。

若采用一般语音芯片采集语音信号，则需要设计信号调理电路、A/D 转换及相应的接口电路，才能把语音芯片输出的模拟信号转换成数字信号送到计算机去处理。

这样，由于各种因素会造成语音录放系统较大的偏差，会使语音系统的稳定性和可靠性下降。

所以要选择合适的方案，才能使设计得到最大的优化。

2.1.1 语音电路方案论证方案一：采用普通的语音芯片，可满足达到报站信息录制以及播放，但普通语音芯片录制语音效果不好，重复性差、可靠性较差，对于高频率使用以及方便录放时不适用。

对一些语音内容不固定并要求现场录音和放音的系统，采用一般语音芯片实现，录放音的质量难以控制。

而且在语音录放系统中,采用一般语音芯片,比如华邦的W90P710 系列、 HELIOS 公司的 HZ24QP 系列等.但这些芯片输出的都是模拟信号,必须经过进行 A/D 转换和压缩处理等才能送给单片机，从而产生了失真、大大降低了录放音质量，并不具有抗断电、音质差、使用不方便、不能反复录放、需专用的语音开发工具、不能随意列改内容和耗电多等缺点。

另外, 在语音录放系统中,采用普通语音芯片.外围电路会比较复杂，而且在软件实现时也需要用到复杂的算法，一定程度上也增加了软件实现的难度。

方案二：在语音录放系统中，传统的语音芯片是将模拟信号远距离采样进行 AD 转换，而为了获得较高的语音录放质量，就必须采用措施解决由长线传输及放大电路零点漂移等造成的误差补偿问题。

采用语音芯片 ISD4004 进行语音的录放，直接对模拟信号进行存储。

便于单片机处理及控制，省去传统的语音录放的很多外围电路。

且该芯片的物理化学性很稳定，此元件线形较好。

对一些语音内容不固定并要求现场录音和放音的系统，采用一般语音芯片实现，录放音的质量难以控制。

美国 ISD （Information Storage Devices）公司的 ISD 系列芯片采用直接模拟存储专利技术，把语音信号以原始的模拟形式直接存储在片内 EEPROM 存储器中，无需进行 A/D 转换和压缩处理等，从而减少了失真、大大提高了录放音质量，并具有抗断电、音质好、使用方便、可反复录放、无需专用的语音开发工具、能随意列改内容和耗电省等优点，很适合于现场录放音系统。

而且语音录放系统中,采用普通语音芯片.外围电路会比较复杂，而是用 ISD4004 芯片直接使用简单的外围电路即可。

而且在软件实现时也不需要用到复杂的算法，一定程度上也减轻了软件实现的难度。

采用语音芯片 ISD4004 系列，可以体现系统芯片化这个趋势。

部分功能电路的集成，使总体电路更简洁，搭建电路和焊接电路时更快。

而且，集成块的使用，有效地避免外界的干扰，提高语音录放电路的质量以及实用性。

所以集成芯片的使用将成为电路发展的一种趋势。

本方案应用这一语音芯片。

2.1.2 设计系统方案论证该系统主要由语音录放和汉字显示两部分组成。

下面列举两种实现方案：方案一：语音录放可以使用一般的语音芯片，汉字显示部分则使用比较美观的而且内含相当多的字模的液晶显示模块。

考虑到一般语音芯片存储的是数字信号，所以还要设计相应的模数转换电路。

而模拟信号转数字信号过程中，信号失真是令人伤脑筋的问题。

此方案由于使用液晶显示模块，需要进行其驱动的攥写，并且硬件复杂，如果信号产生失真，都将会导致误差的产生，难以完全清除，而且成本会有较大增长幅度。

方案二：使用 ISD 语音芯片和 LED 点阵模块构成。

其具有下列特点：①具有高的语音录放质量及实用性，可重复使用；②抗干扰能力强，稳定性好；③信号易于处理、传送和自动控制；④便于现场录制播放，播放语音显示效果好⑤安装方便，维护简单，工作可靠性高。

ISD 语音芯片可以采用美国 ISD（Information Storage Devices）公司的 ISD4004 系列芯片，这类芯片采用直接模拟存储专利技术，把语音信号以原始的模拟形式直接存储在片内 EEPROM 存储器中，无需进行 A/D 转换和压缩处理等，从而减少了失真、大大提高了录放音质量，并具有抗断电、音质好、使用方便、可反复录放、无需专用的语音开发工具、能随意列改内容和耗电省等优点，很适合于现场录放音系统。

比较两个方案后可以发现，方案二更适合于用作本系统的实施方案。

尽管方案二不第需要A/D，但考虑到系统扩充等因素，单片机可以选用 STC89C52RC。

2.2 电路原理的总体设计基于 ISD4004 语音芯片的语音报站汉字显示系统的设计研制过程主要包括：总体设计、硬件设计、软件设计、仿真调试等几个阶段。

对于总体设计，主要是画出原理框图并且确定出主的要技术指标，还要做好完善。

如图 2.2-1 所示：开始单片机、语音芯片初始化设置允许外部中断T0,并打开全局中断允许位按键扫描PR是? REC模式PLAY模式AN键？录音播放汉字滚动显示AN键是否录制语音停止键是否按下？停止键是否按下？图2.2-1 系统原理图图 2.2-1 系统总体设计框图单片机芯片是与 MCS-51 兼容的 STC89C52RC，STC89C52RC 单片机带 8K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能 8 位微处理器。