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1、<p><b> 畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))</b></p><p> BACHELOR DISSERTATION</p><p> 論文題目: 基于單片機(jī)的電梯語(yǔ)音系統(tǒng)的設(shè)計(jì) </p><p> 學(xué)位類別: 工學(xué)學(xué)士 </p><p> 學(xué)科專
2、業(yè): 自動(dòng)化 </p><p> 作者姓名: </p><p> 導(dǎo)師姓名: </p><p> 完成時(shí)間: 2012-5-21
3、 </p><p> 基于單片機(jī)的電梯語(yǔ)音系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p><b> 中 文 摘 要</b></p><p> 隨著城市文明化和現(xiàn)代化建設(shè)步伐的加快,對(duì)建筑物中電梯的服務(wù)要求也越來(lái)越高,人們?cè)絹?lái)越追求智能化、人性化的乘梯環(huán)境。在電梯語(yǔ)音服務(wù)方面,通過(guò)電梯管理員告知乘客所要到達(dá)的樓層以及其他相關(guān)的服務(wù)信息。&
4、lt;/p><p> 本設(shè)計(jì)以AT89S51單片機(jī)和ISD語(yǔ)音芯片為核心,設(shè)計(jì)了一種電梯語(yǔ)音服務(wù)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了電梯語(yǔ)音服務(wù)的智能化和自動(dòng)化,以適應(yīng)各種對(duì)服務(wù)要求比較高的電梯中。采用ISD1700的SPI串行接口進(jìn)行串行通信。本系統(tǒng)是針對(duì)播報(bào)20層樓的情形設(shè)計(jì)的, 主要有三類信號(hào):樓層信號(hào),上下行信號(hào),關(guān)門信號(hào)。其中F1至F20便是樓層信號(hào),UP和DOWN分別為上行和下行信號(hào),CLOSE為關(guān)門信號(hào),這些信號(hào)經(jīng)過(guò)隔離處理
5、后進(jìn)入單片機(jī);軟件部分的任務(wù)主要是找出將要進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)服務(wù)的樓層和在找到樓后進(jìn)行播報(bào)。本設(shè)計(jì)主要由電源、復(fù)位電路、信號(hào)采集、晶振電路、鍵盤控制電路、單片機(jī)、語(yǔ)音播報(bào)模塊組成。</p><p> 關(guān)鍵詞:?jiǎn)纹瑱C(jī);電梯;語(yǔ)音系統(tǒng);液晶顯示</p><p> Based on SCM Elevator Speech System Design</p><p><
6、b> ABSTRACT</b></p><p> With the acceleration of the pace of urban civilization and the modernization, service requirements for elevators in the building of more and more high, people are increasi
7、ngly pursued by ladder of intelligent and humane environment. Elevator speech services, through elevator managers advise passengers to reach the floor, and other related service information.</p><p> This de
8、sign to AT89S51 And single-chip microcomputer ISD Voice chip at the core, has designed an elevator speech service system, implementation of elevator intelligent voice services and automation, to adapt to a variety of ser
9、vice requirements is relatively high in the elevator. ISD1700 SPI serial interface for serial communications, this system is aimed at broadcast 20 floor design. There are three main types of signals: the floor signal, up
10、/down signal, closed signal. F1 to F20 is the floor s</p><p> Keywords: SCM; lifts; voice systems; LCD display</p><p><b> 目錄</b></p><p><b> 第一章 緒論1</b>&
11、lt;/p><p> 1.1研究背景和意義1</p><p> 1.2基于單片機(jī)的電梯語(yǔ)音系統(tǒng)簡(jiǎn)介及設(shè)計(jì)要求1</p><p> 1.2.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介1</p><p> 1.2.2 設(shè)計(jì)要求1</p><p> 第二章 系統(tǒng)整體方案2</p><p> 2.1系統(tǒng)構(gòu)成框圖
12、2</p><p> 2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想2</p><p> 2.3系統(tǒng)方案論證2</p><p> 第三章 基本元器件的介紹4</p><p> 3.1 ISD1700簡(jiǎn)介4</p><p> 3.1.1 ISD1700特點(diǎn)4</p><p> 3.1.2電特性5&l
13、t;/p><p> 3.1.3 管腳功能說(shuō)明5</p><p> 3.1.4 ISD1730 的SPI 模式7</p><p> 3.1.5 SPI 協(xié)議格式7</p><p> 3.1.6 ISD1700 的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)8</p><p> 3.2 LCD簡(jiǎn)介8</p><p>
14、 第四章 控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)10</p><p> 4.1 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則10</p><p> 4.2 系統(tǒng)硬件構(gòu)成11</p><p> 4.3 本章小結(jié)13</p><p> 第五章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)13</p><p> 5.1 應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)原則13</p><p
15、> 5.2 系統(tǒng)主程序15</p><p> 5.3選音播放子程序16</p><p> 5.4 本章小結(jié)16</p><p> 第六章 系統(tǒng)仿真與調(diào)試17</p><p> 6.1 系統(tǒng)調(diào)試18</p><p> 第七章 總結(jié)20</p><p><b&
16、gt; 參考文獻(xiàn)21</b></p><p><b> 致 謝23</b></p><p><b> 附 錄24</b></p><p><b> 第一章 緒論</b></p><p> 1.1研究背景和意義</p><p&g
17、t; 隨著城市文明化和現(xiàn)代化建設(shè)步伐的加快,對(duì)建筑物中電梯的服務(wù)要求也越來(lái)越高,人們?cè)絹?lái)越追求智能化、人性化的乘梯環(huán)境。在電梯語(yǔ)音服務(wù)方面,通過(guò)電梯管理員告知乘客所要到達(dá)的樓層以及其他相關(guān)的服務(wù)信息。</p><p> 一般的電梯只有顯示部分,如果人流量大,在人群里面很有可能看不到顯示的樓層,從而錯(cuò)過(guò)在到達(dá)的樓層下樓。于是就需要語(yǔ)音提示系統(tǒng),來(lái)提示乘客及時(shí)關(guān)注樓層信號(hào),以便及時(shí)出電梯。</p>
18、<p> 本設(shè)計(jì)以單片機(jī)和ISD語(yǔ)音芯片為核心,設(shè)計(jì)了一種電梯語(yǔ)音服務(wù)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了電梯語(yǔ)音服務(wù)的智能化和自動(dòng)化,以適應(yīng)各種對(duì)服務(wù)要求比較高的電梯中。</p><p> 1.2基于單片機(jī)的電梯語(yǔ)音系統(tǒng)簡(jiǎn)介及設(shè)計(jì)要求 </p><p> 1.2.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介</p><p> 電梯語(yǔ)音系統(tǒng)主要有矩陣鍵盤模塊,LCD顯示模塊,語(yǔ)音播報(bào)模塊,電源模塊。矩陣
19、鍵盤主要模擬樓梯的樓層信號(hào),上、下行信號(hào)和關(guān)門信號(hào);LCD顯示模塊主要用來(lái)顯示樓層和上、下行信號(hào);語(yǔ)音播報(bào)模塊主要作用就是播報(bào)樓層和上、下行信號(hào)。</p><p> 系統(tǒng)上電之后,操縱鍵盤按下任一按鈕,就是樓層信號(hào),經(jīng)過(guò)AT89S51單片機(jī)的處理后就向語(yǔ)音芯片發(fā)送當(dāng)前語(yǔ)音段地址,檢測(cè)后調(diào)用語(yǔ)音播報(bào)子程序進(jìn)行相應(yīng)的樓層播報(bào),同時(shí)調(diào)用LCD的顯示子程序,顯示相應(yīng)的樓層信號(hào)。</p><p>
20、 1.2.2 設(shè)計(jì)要求</p><p> ?。?)采用ISD1730語(yǔ)音芯片,設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)自動(dòng)控制的電梯語(yǔ)音系統(tǒng);是語(yǔ)音播報(bào)模塊的主要構(gòu)成;</p><p> ?。?)采用ISD1730的SPI串行接口進(jìn)行串行通信; </p><p> ?。?)采用AT89S51單片機(jī),軟件部分的任務(wù)主要是找出將要進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)服務(wù)的樓層和在找到樓層后在合適的時(shí)候進(jìn)行放音。&
21、lt;/p><p> 第二章 系統(tǒng)整體方案</p><p><b> 2.1系統(tǒng)構(gòu)成框圖</b></p><p> 圖2-1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能示意圖</p><p><b> 2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想</b></p><p> 本系統(tǒng)采用單片機(jī)AT89S51作為本設(shè)計(jì)的核心元件,
22、利用ISD1730語(yǔ)音芯片的錄放和LCD的顯示來(lái)模擬智能電梯的語(yǔ)音播報(bào)。</p><p><b> 2.3系統(tǒng)方案論證</b></p><p> 單片微處理器具有集成度高,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,應(yīng)用靈活,處理器速度快等一系列優(yōu)點(diǎn),這就使單片機(jī)為基礎(chǔ)的應(yīng)用系統(tǒng)容易做到體積小,性能好,價(jià)格便宜,易于產(chǎn)品化。</p><p> 目前單片機(jī)種類繁多,有八
23、位的Intel MSC—51系列,PIC系列等等,16位單片機(jī)有Intel MCS—96系列等等。在本設(shè)計(jì)中,8位單片機(jī)就能滿足系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求。目前的八位單片機(jī)中,以Intel MCS—51系列的單片機(jī)種類最多,接口芯片以及應(yīng)用軟件也非常的豐富[1]。在選擇MCS—51系列單片機(jī)芯時(shí),在成本允許的情況下,盡可能的選擇集成度高的微處理器。AT89S51是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓、高性能的CMOS 8位單片機(jī),片內(nèi)含4KB的反復(fù)擦寫的
24、程序和128B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),片內(nèi)配置通用8位中央處理器(CPU)和Flash存儲(chǔ)單元,將使程序調(diào)試非常的方便。同時(shí)AT89S51具有128字節(jié)內(nèi)部的RAM,32位輸出/輸入口線,2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器,一個(gè)5向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu),一個(gè)全雙工串行通信口,片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路,具有休眠和掉電兩種節(jié)電模式[1]。從系統(tǒng)的各個(gè)方面考慮,選擇AT89
25、S51單片機(jī)作為遙控接收系統(tǒng)的中央處理器,它應(yīng)該完全滿足系統(tǒng)的需要[2]。</p><p> 由于本系統(tǒng)的軟件主要是實(shí)現(xiàn)一些控制操作和過(guò)程提示,沒(méi)有大的數(shù)字計(jì)算職能,所以本系統(tǒng)采用C語(yǔ)言編程,單片機(jī)AT89S51具有8K的程序存儲(chǔ)區(qū)間,能夠滿足軟件存儲(chǔ)空間需要。</p><p> 第三章 基本元器件的介紹</p><p> 3.1 ISD1700簡(jiǎn)介<
26、/p><p> ISD1700 系列是華邦公司新推出的語(yǔ)音芯片,用來(lái)替代已經(jīng)停產(chǎn)的ISD1400 系列及ISD2500 系列芯片。ISD1700 系列不僅在錄音時(shí)間上有更多的選擇(從20 秒到240 秒),而且在功能上繼承14 及25 系列的所有錄放功能,并增加了一些更加人性化的提示功能及對(duì)存儲(chǔ)的精確操作。該芯片提供多項(xiàng)新功能,包括內(nèi)置專利的多信息管理系統(tǒng),新信息提示(vAlert),雙運(yùn)作模式(獨(dú)立&嵌入
27、式),以及可定制的信息操作指示音效。芯片內(nèi)部包含有自動(dòng)增益控制、麥克風(fēng)前置擴(kuò)大器、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)線路、振蕩器與內(nèi)存等的全方位整合系統(tǒng)功能[3]。 </p><p> 圖3-1ISD1700引腳圖</p><p> 3.1.1 ISD1700特點(diǎn)</p><p> ?。?)可錄、放音十萬(wàn)次,存儲(chǔ)內(nèi)容可以斷電保留一百年;</p><p> ?。?
28、)兩種控制方式,兩種錄音輸入方式,兩種放音輸出方式; </p><p> ?。?)可處理多達(dá)255 段以上信息;</p><p> (4)有豐富多樣的工作狀態(tài)提示;</p><p> ?。?)多種采樣頻率對(duì)應(yīng)多種錄放時(shí)間;</
29、p><p> ?。?)音質(zhì)好,電壓范圍寬,應(yīng)用靈活,價(jià)廉物美。</p><p><b> 3.1.2電特性</b></p><p> ?。?)工作電壓:2.4V-5.5V最高不能超過(guò)6V;</p><p> ?。?)靜態(tài)電流:0.5 - 1 μA;</p><p> ?。?)工作電流:20mA;&l
30、t;/p><p> 用戶可利用震蕩電阻來(lái)自定芯片的采樣頻率,從而決定芯片的錄放時(shí)間。</p><p> 3.1.3 管腳功能說(shuō)明</p><p> 表3-1管腳功能說(shuō)明</p><p><b> 續(xù)表3-1</b></p><p> 3.1.4 ISD1730 的SPI 模式</p&g
31、t;<p> 主控單片機(jī)主要通過(guò)四線(SCLK,MOSI,MISO,/SS)SPI協(xié)議對(duì)ISD1700進(jìn)行串行通信[4]。ISD1700作為從機(jī),幾乎所有的操作都可以通過(guò)這個(gè)SPI協(xié)議來(lái)完成。為了兼容獨(dú)按鍵模式,一些SPI命令:PLAY,REC,ERASE,F(xiàn)WD,RESET和GLOBAL_ERASE的運(yùn)行類似于相應(yīng)的獨(dú)立按鍵模式的操作。另外,SET_PLAY,SET_REC,SET_ERASE命令允許用戶指定錄音、放音
32、和擦除的開始和結(jié)束。此外,還有一些命令可以訪問(wèn)APC寄存器,用來(lái)設(shè)置芯片模擬輸入的方式[5]。</p><p> ISD1700系列的SPI串行接口操作遵照以下協(xié)議[6]:</p><p> ?。?) 一個(gè)SPI處理開始于/SS管腳的下降沿;</p><p> (2)在一個(gè)完整的SPI指令傳輸周期,/SS管腳必須保持低電平;</p><p&g
33、t; ?。?)數(shù)據(jù)在SCLK的上升沿鎖存在芯片的MOSI管腳,在SCLK的下降沿從MISO管腳輸出,并且首先移出低位;</p><p> ?。?)SPI指令操作碼包括命令字節(jié),數(shù)據(jù)字節(jié)和字節(jié),這決定于1700的指令類;</p><p> ?。?) 當(dāng)命令字及數(shù)據(jù)輸入到MOSI管腳時(shí),同時(shí)狀態(tài)寄存器和當(dāng)前行信息從MISO管腳移出;</p><p> ?。?) 一個(gè)SP
34、I處理在/SS變高后啟動(dòng);</p><p> ?。?)在完成一個(gè)SPI命令的操作后,會(huì)啟動(dòng)一個(gè)中斷信息,并且持續(xù)保持為低,直到芯片收到CLR_INT命令或者芯片復(fù)位。</p><p> 3.1.5 SPI 協(xié)議格式</p><p> 圖3-2 SPI時(shí)序圖</p><p> 在SPI命令輸入到ISD1700前,SPI端口的狀態(tài)應(yīng)該保持如
35、下狀態(tài):</p><p> ?。?)/SS=HIGH</p><p> (2)SCLK=HIGH</p><p> ?。?)MOSI=LOW</p><p> 3.1.6 ISD1700 的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)</p><p> 在獨(dú)立按鍵模式下,芯片內(nèi)有一套環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)管理系統(tǒng)來(lái)管理錄音段的存放。當(dāng)芯片讀寫存儲(chǔ)器時(shí)會(huì)檢查是
36、否合法的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu),若不是則LED 會(huì)閃7下,然后芯片將不接受任何指令除了復(fù)位和全部擦除指令[7]。遇到這種情況需先將芯片成功全部擦除才能復(fù)原,這樣原來(lái)的內(nèi)容將全部丟失除了提示音。環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)管理系統(tǒng)管理的是0x10 到末,0x00 至0x0f 為SE的。當(dāng)指針指到末后,會(huì)自動(dòng)跳到0x10。在此管理系統(tǒng)下錄音段之間是連續(xù)存放的,但首與末之間至少有一個(gè)空間隔來(lái)讓系統(tǒng)區(qū)分首末。</p><p><b> 3
37、.2 LCD簡(jiǎn)介</b></p><p> 液晶顯示器各種圖形的顯示原理(線段的顯示):點(diǎn)陣圖形式液晶由M×N個(gè)顯示單元組成,假設(shè)LCD顯示屏有64行,每行有128列,每8列對(duì)應(yīng)1字節(jié)的8位,即每行由16字節(jié),共16×8=128個(gè)點(diǎn)組成,屏上64×16個(gè)顯示單元與顯示RAM區(qū)1024字節(jié)相對(duì)應(yīng),每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對(duì)應(yīng)。例如屏的第一行的亮暗由RAM區(qū)的
38、000H——00FH的16字節(jié)的內(nèi)容決定,當(dāng)(000H)=FFH時(shí),則屏幕的左上角顯示一條短亮線,長(zhǎng)度為8個(gè)點(diǎn);當(dāng)(3FFH)=FFH時(shí),則屏幕的右下角顯示一條短亮線;當(dāng)(000H)=FFH,(001H)=00H,(002H)=00H,(00EH)=00H,(00FH)=00H時(shí),則在屏幕的頂部顯示一條由8段亮線和8條暗線組成的虛線。這就是LCD顯示的基本原理[8]。</p><p> 字符的顯示:用LCD顯示
39、一個(gè)字符時(shí)比較復(fù)雜,因?yàn)橐粋€(gè)字符由6×8或8×8點(diǎn)陣組成,既要找到和顯示屏幕上某幾個(gè)位置對(duì)應(yīng)的顯示RAM區(qū)的8字節(jié),還要使每字節(jié)的不同位為“1”,其它的為“0”,為“1”的點(diǎn)亮,為“0”的不亮。這樣一來(lái)就組成某個(gè)字符。但由于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來(lái)說(shuō),顯示字符就比較簡(jiǎn)單了,可以讓控制器工作在文本方式,根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)找出顯示RAM對(duì)應(yīng)的地址,設(shè)立光標(biāo),在此送上該字符對(duì)應(yīng)的代碼即可。</
40、p><p> 字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式LCD,目前常用16*1,16*2,20*2和40*2行等的模塊。</p><p> 圖3-3 1602實(shí)物圖</p><p> 圖3-4 1602外形尺寸圖</p><p> 圖3-5 1602與單片機(jī)連接圖</p><p> 表3-2
41、1602接口信號(hào)說(shuō)明</p><p> 第四章 控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p> 4.1 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則</p><p> 硬件的設(shè)計(jì)主要圍繞系統(tǒng)的功能完全實(shí)現(xiàn),并且要保證整個(gè)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的穩(wěn)定性、安全性及生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性。</p><p> 4.2 系統(tǒng)硬件構(gòu)成</p><p> 系統(tǒng)硬件組成包括
42、操作部分(獨(dú)立鍵盤、晶振電路與復(fù)位電路);執(zhí)行部分(LCD顯示電路、語(yǔ)音播報(bào)電路)組成。</p><p> (1)具體系統(tǒng)硬件原理圖如下:</p><p> 圖4-1 LCD顯示電路圖</p><p> 主要顯示的是所要到得樓層信號(hào)和上、下行信號(hào),用來(lái)模擬電梯運(yùn)行情況。</p><p> 圖4-2 鍵盤操作電路</p>
43、<p> 鍵盤部分模擬的是信號(hào)的采集和對(duì)系統(tǒng)的總體操作。</p><p> 圖4-3 語(yǔ)音播報(bào)電路原理圖</p><p> 這部分是用來(lái)負(fù)責(zé)播報(bào)所到達(dá)的樓層號(hào)。</p><p> 圖4-4單片機(jī)引腳連接圖</p><p> 復(fù)位分為上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種方式。復(fù)位中的電阻、電容數(shù)值是為了保護(hù)在RST端能夠保持兩個(gè)機(jī)
44、器周期以上的高電平以完成復(fù)位而設(shè)定的。上電自動(dòng)復(fù)位在單片機(jī)接通電源時(shí),對(duì)電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的。上電瞬間,RST端的電位與Vcc相同。隨著充電電流的減小,RST端的電位逐漸下降,只要在RST端有足夠的時(shí)間保持閥值電壓,89C51單片機(jī)就可以自動(dòng)復(fù)位[9]。在本設(shè)計(jì)中我們采用按鍵電平復(fù)位。它實(shí)際上是上電復(fù)位兼手動(dòng)復(fù)位。當(dāng)手動(dòng)開關(guān)常開時(shí),為上電復(fù)位。電路如圖4-5所示。</p><p><b> 圖4-5復(fù)位電
45、路</b></p><p><b> 4.3 本章小結(jié)</b></p><p> 本章詳細(xì)敘述了基于單片機(jī)的電梯語(yǔ)音系統(tǒng)硬件電路的結(jié)構(gòu)及原理。在設(shè)計(jì)硬件電路的同時(shí),充分考慮將軟件和硬件結(jié)合起來(lái),發(fā)揮單片機(jī)的優(yōu)勢(shì),簡(jiǎn)化硬件電路設(shè)計(jì)。</p><p> 第五章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)</p><p> 軟件是整
46、個(gè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心,它具有充分的靈活性,可以根據(jù)系統(tǒng)的要求而變化。在硬件結(jié)構(gòu)一定的情況下,只要改變軟件就能實(shí)現(xiàn)一些不同的功能。單片機(jī)所具有的智能功能要由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。</p><p> 對(duì)于51系列單片機(jī),現(xiàn)有四種語(yǔ)言支持,即匯編、PL/M、C和BASIC 。</p><p> C語(yǔ)言是現(xiàn)有程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中規(guī)模最小的語(yǔ)言之一,而小的語(yǔ)言體系往往能設(shè)計(jì)出較好的程序。C語(yǔ)言的關(guān)鍵字很少,AN
47、SI C標(biāo)準(zhǔn)一共只有32個(gè)關(guān)鍵字,9種控制語(yǔ)句,壓縮了一切不必要的成份。C語(yǔ)言的書寫形式比較自由,表達(dá)方法簡(jiǎn)潔,使用一些簡(jiǎn)單的方法就可以構(gòu)造出相當(dāng)復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型和程序結(jié)構(gòu)[10]。</p><p> 同時(shí)C語(yǔ)言可移植性好、表達(dá)能力強(qiáng)、表達(dá)方式靈活、可進(jìn)行結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)、可以直接操作計(jì)算機(jī)硬件、生成的目標(biāo)代碼質(zhì)量高。因此本設(shè)計(jì)就采用C語(yǔ)言來(lái)編寫相關(guān)的程序。</p><p> 5.1 應(yīng)
48、用軟件設(shè)計(jì)原則</p><p> 應(yīng)用系統(tǒng)中的軟件是根據(jù)系統(tǒng)功能要求設(shè)計(jì)的,應(yīng)可靠實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各種功能。在本系統(tǒng)中,軟件設(shè)計(jì)要力求做到一下幾點(diǎn):</p><p> 1軟件結(jié)構(gòu)清晰,簡(jiǎn)捷,流程合理。</p><p> 2各功能程序?qū)崿F(xiàn)模塊化,子程序化。這樣便于調(diào)試,連接,又便于移植,修改。</p><p> 3程序存儲(chǔ)區(qū),數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)要合理
49、規(guī)劃,既能節(jié)約內(nèi)存容量,又使操作方便。</p><p> 4經(jīng)過(guò)調(diào)試修改后的程序應(yīng)進(jìn)行規(guī)范化,除去修改的痕跡,以便于交流和借鑒,也為以后的軟件模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化打下基礎(chǔ)。</p><p> 5實(shí)現(xiàn)全面軟件抗干擾設(shè)計(jì)。軟件抗干擾是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)提高可靠性的有利措施。</p><p><b> 5.2 系統(tǒng)主程序</b></p>&
50、lt;p> 圖5-1主程序流程圖</p><p> 5.3選音播放子程序</p><p> 圖5-2選音播放子程序流程圖</p><p><b> 5.4 本章小結(jié)</b></p><p> 本章敘述了系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)。軟件是整個(gè)控制器的重要組成部分,設(shè)計(jì)的優(yōu)劣關(guān)系到系統(tǒng)的性能。在控制器的軟件設(shè)計(jì)中,調(diào)試是
51、最關(guān)鍵的一步,只有通過(guò)不斷調(diào)試才能慢慢接近系統(tǒng)的性能要求,本設(shè)計(jì)中采用匯編語(yǔ)言設(shè)計(jì)程序,編程、調(diào)試較難。</p><p> 第六章 系統(tǒng)仿真與調(diào)試</p><p> 在本設(shè)計(jì)中我們使用PROTEUS與KEIL聯(lián)調(diào)的方式實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的仿真,再將硬件與軟件聯(lián)機(jī)調(diào)試。 </p><p> 由于PROTEUS中沒(méi)有ISD系列芯片,所以無(wú)法完成語(yǔ)音播報(bào)部分的仿真,只可以進(jìn)
52、行LCD顯示部分和鍵盤部分的仿真,仿真圖如下:</p><p> 圖6-1 LCD顯示部分仿真</p><p> 圖6-2鍵盤部分仿真</p><p><b> 6.1 系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p> 將系統(tǒng)程序燒錄進(jìn)單片機(jī)中,連接好硬件電路,進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。經(jīng)過(guò)調(diào)試后,硬件部分的功能基本能實(shí)現(xiàn)。</p&
53、gt;<p> 圖6-3語(yǔ)音部分程序編譯</p><p> 圖6-4顯示部分程序編譯</p><p> 調(diào)試好以后,功能基本上都能實(shí)現(xiàn),實(shí)物圖如下:</p><p> 圖6-5 硬件實(shí)物圖</p><p><b> 第七章 總結(jié)</b></p><p> 通過(guò)此次電梯語(yǔ)
54、音系統(tǒng)的設(shè)計(jì),我收獲頗豐。設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容就是利用單片機(jī)TA89S52的編程來(lái)實(shí)現(xiàn)控制外圍各電路的運(yùn)行。通過(guò)本次設(shè)計(jì),我熟練掌握了程控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟,掌握了相關(guān)軟件的用法,并對(duì)編程能力起到了一定的提高作用。這次次畢業(yè)設(shè)計(jì),我不僅把知識(shí)融會(huì)貫通,而且豐富了大腦,同時(shí)在查找資料的過(guò)程中也了解了許多課外知識(shí),開拓了視野,認(rèn)識(shí)了將來(lái)電子的發(fā)展方向,使自己在專業(yè)知識(shí)方面和動(dòng)手能力方面有了質(zhì)的飛躍。</p><p> 畢
55、業(yè)設(shè)計(jì)是我作為一名學(xué)生即將完成學(xué)業(yè)的最后一次作業(yè),他既是對(duì)學(xué)校所學(xué)知識(shí)的全面總結(jié)和綜合應(yīng)用,又為今后走向社會(huì)的實(shí)際操作應(yīng)用鑄就了一個(gè)良好開端,畢業(yè)設(shè)計(jì)是我對(duì)所學(xué)知識(shí)理論的檢驗(yàn)與總結(jié),能夠培養(yǎng)和提高設(shè)計(jì)者獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的能力。 </p><p> 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)明白自己要學(xué)習(xí)的東西還太多。知識(shí)必須通過(guò)應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值!有些東西以為學(xué)會(huì)了,但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事,所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真
56、的學(xué)會(huì)了。</p><p><b> 參考文獻(xiàn)</b></p><p> [1] 胡學(xué)海.單片機(jī)原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]. 西安:電子工業(yè)出版社,2005.</p><p> [2] 馬明建.數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)[M]. 西安:西安交通大學(xué)出版社,2005.</p><p> [3] ISD/WINBOND. I
57、SD4004 SERIES Products[J]. Datasheets,2000,8(3):33-48.</p><p> [4] 余錫存.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M]. 西安:西北電子科技大學(xué)出版社,2000.</p><p> [5] 高紅亮.一種智能電梯語(yǔ)音系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].可編程控制器與工廠自動(dòng)化,2005,10(5):23-28.</p><p>
58、 [6] 阮焱林, 高紅亮.單片機(jī)語(yǔ)音處理技術(shù)應(yīng)用[J].可編程控制器與工廠自動(dòng)化,2011,11(04):38-46.</p><p> [7] 沈旭日.電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)踐[M]. 武漢:華中科技大學(xué)出版社, 2004.</p><p> [8] 吳金戌. 8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用[M].北京:清華大學(xué)出版社,2001.</p><p> [9] 胡漢才.單片
59、機(jī)原理及其接口技術(shù)[M]. 北京:清華大學(xué)出版社,1996.</p><p> [10] 李建忠.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M]. 西安:西安電子科技大學(xué)出版,2002.</p><p><b> 致 謝</b></p><p> 在xx老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助之下,我得以如期的完成好畢業(yè)設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)幫助我們總結(jié)大學(xué)四年收獲、認(rèn)清自我。同時(shí),還
60、幫助我們改變一些處理事情時(shí)懶散的習(xí)慣。從最開始時(shí)的搜集資料,整理資料,到方案比選,確定方案,再到著手開始進(jìn)行設(shè)計(jì),每一步都是環(huán)環(huán)相扣,銜接緊密,其中任何一個(gè)步驟產(chǎn)生遺漏或者疏忽,就會(huì)對(duì)以后的設(shè)計(jì)帶來(lái)很多的不便。</p><p> 我們的動(dòng)手能力和資料搜集能力在設(shè)計(jì)中也得到提升。 畢業(yè)設(shè)計(jì)中需要用到輔助設(shè)計(jì)軟件的地方,也需要我們耐心的學(xué)習(xí)。掌握其使用的要領(lǐng),運(yùn)用到設(shè)計(jì)當(dāng)中去。 </p><p&
61、gt; 畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了,通過(guò)設(shè)計(jì),學(xué)生深刻領(lǐng)會(huì)到基礎(chǔ)的重要性,畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅僅能幫助學(xué)生檢驗(yàn)大學(xué)四年的學(xué)習(xí)成果,更多的是畢業(yè)設(shè)計(jì)可以幫助我們更加清楚的認(rèn)識(shí)自我,磨練我們的意志與耐性,這會(huì)為學(xué)生日后的工作和生活帶來(lái)很大的幫助。</p><p> 最后,感謝電子系的所有老師。本設(shè)計(jì)能順利的完成也歸功于各位老師的認(rèn)真負(fù)責(zé),使我們能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識(shí),并在設(shè)計(jì)中應(yīng)用。再次向合肥學(xué)院電子系的全體老師表示由衷的謝意
62、,感謝他們四年對(duì)我的辛勤栽培。</p><p><b> 附 錄 </b></p><p><b> 相關(guān)程序如下:</b></p><p> #include "1602.h"</p><p> void Delay(ui z)</p><p&g
63、t;<b> {</b></p><p><b> ui x,y;</b></p><p> for(x=z;x>0;x--)</p><p> for(y=110;y>0;y--);</p><p><b> }</b></p><p
64、> void Write_Com(uc com)</p><p><b> {</b></p><p><b> Lcd_RS=0;</b></p><p><b> Lcd_RW=0;</b></p><p><b> P2=com;</b&g
65、t;</p><p><b> Delay(1);</b></p><p><b> Lcd_E=1;</b></p><p><b> Delay(1);</b></p><p><b> Lcd_E=0;</b></p><
66、p><b> }</b></p><p> void Write_Data(uc date)</p><p><b> {</b></p><p><b> Lcd_RS=1;</b></p><p><b> Lcd_RW=0;</b>&
67、lt;/p><p><b> P2=date;</b></p><p><b> Delay(1);</b></p><p><b> Lcd_E=1;</b></p><p><b> Delay(1);</b></p><p&g
68、t;<b> Lcd_E=0;</b></p><p><b> }</b></p><p> void Lcd_Init()//LCM初始化</p><p><b> {</b></p><p> Write_Com(0x38);</p><p&
69、gt; Write_Com(0x0f);</p><p> Write_Com(0x06);</p><p> Write_Com(0x01);</p><p><b> }</b></p><p> /**************************************</p><
70、p> 函數(shù)名稱:LCD1602顯示函數(shù)</p><p> 形式參數(shù):顯示起始列,顯示起始行,字符數(shù)目,字符指針</p><p><b> 返回值:無(wú)</b></p><p><b> 說(shuō)明:</b></p><p> *********************************
71、******/</p><p> void Lcd_Display(uc x,uc y,uc num,uc *dat)</p><p><b> {</b></p><p><b> uc i;</b></p><p> //Lcd_Init();</p><p>
72、<b> if(y==1)</b></p><p><b> {</b></p><p> Write_Com(0x80+x);</p><p> for(i=0;i<num;i++)</p><p><b> {</b></p><p>
73、; Write_Data(dat[i]);</p><p><b> Delay(2);</b></p><p><b> }</b></p><p><b> }</b></p><p><b> if(y==2)</b></p>
74、<p><b> {</b></p><p> Write_Com(0x80+0x40+x);</p><p> for(i=0;i<num;i++)</p><p><b> {</b></p><p> Write_Data(dat[i]);</p>&
75、lt;p><b> Delay(2);</b></p><p><b> }</b></p><p><b> }</b></p><p><b> }</b></p><p> //#ifndef _1602_H_</p>
76、<p> //#define _1602_H_</p><p> #include <reg52.h></p><p> #define uc unsigned char</p><p> #define ui unsigned int</p><p> #define Lcd_Data P2</p>
77、;<p> sbit Lcd_RS=P3^5;</p><p> sbit Lcd_RW=P3^6; </p><p> sbit Lcd_E=P3^7;</p><p> void Delay(ui z);</p><p> void Write_Com(uc com);</p><p>
78、void Write_Data(uc date);</p><p> void Lcd_Init(void);</p><p> void Lcd_Display(uc x,uc y,uc num,uc *dat);</p><p><b> //#endif</b></p><p> #define ISD17
79、00_PU 0x01</p><p> #define ISD1700_STOP 0X02</p><p> #define ISD1700_SET_PLAY 0x80</p><p> #define ISD1700_REST 0x03</p><p> #define ISD17
80、00_CLR_INT 0x04</p><p> #define ISD1700_RD_STAUS 0x05</p><p> #define ISD1700_RD_PLAY_PTR 0x06</p><p> #define ISD1700_PD 0x07</p><p> #define ISD17
81、00_RD_REC_PTR 0x08</p><p> #define ISD1700_DEVID 0x09</p><p> #define ISD1700_PLAY 0x40</p><p> #define ISD1700_REC 0x41</p><p> #define ISD17
82、00_ERASE 0x42</p><p> #define ISD1700_G_ERASE 0x43</p><p> #define ISD1700_RD_APC 0x44</p><p> #define ISD1700_WR_APC1 0x45</p><p> #define ISD17
83、00_WR_APC2 0x65</p><p> #define ISD1700_WR_NVCFG 0x46</p><p> #define ISD1700_LD_NVCFG 0x47</p><p> #define ISD1700_FWD 0x48</p><p> #define ISD17
84、00_CHK_MEM 0x49</p><p> #define ISD1700_EXTCLK 0x4A</p><p> #define ISD1700_SET_PLAY 0x80</p><p> #define ISD1700_SET_REC 0x81</p><p> #define ISD17
85、00_SET_ERASE 0x82</p><p> #define NULL 0x00</p><p> #define ISD_LED 0x10</p><p> //以下為語(yǔ)音信息對(duì)應(yīng)播放起始地址定義,A為開始,B為結(jié)束</p><p><b> //上樓<
86、;/b></p><p> #define sound_0A 0x0010 </p><p> #define sound_0B 0x0016</p><p><b> //下樓</b></p><p> #define sound_1A 0x00
87、17 </p><p> #define sound_1B 0x001e</p><p><b> //關(guān)門</b></p><p> #define sound_2A 0x001f</p><p> #define sound_2B 0x0024<
88、;/p><p><b> //1樓到了</b></p><p> #define sound_3A 0x0025 </p><p> #define sound_3B 0x002d</p><p><b> //2樓到了</b></p>&
89、lt;p> #define sound_4A 0x012e </p><p> #define sound_4B 0x0137</p><p><b> //3樓到了</b></p><p> #define sound_5A 0x0038 </p>&
90、lt;p> #define sound_5B 0x0041</p><p><b> //4樓到了</b></p><p> #define sound_6A 0x0042 </p><p> #define sound_6B 0x004b</p><
91、;p><b> //5樓到了</b></p><p> #define sound_7A 0x004c </p><p> #define sound_7B 0x0056</p><p><b> //6樓到了</b></p><p> #d
92、efine sound_8A 0x0057 </p><p> #define sound_8B 0x0061</p><p><b> //7樓到了</b></p><p> #define sound_9A 0x0062 </p><p> #de
93、fine sound_9B 0x006c</p><p><b> //8樓到了</b></p><p> #define sound_10A 0x006d </p><p> #define sound_10B 0x0076</p><p><b&g
94、t; //9樓到了</b></p><p> #define sound_11A 0x0077 </p><p> #define sound_11B 0x0080</p><p><b> //10樓到了</b></p><p> #define sound_1
95、2A 0x0081</p><p> #define sound_12B 0x0089</p><p><b> //11樓到了</b></p><p> #define sound_13A 0x008a</p><p> #define sound_13B
96、 0x0093</p><p><b> //12樓到了</b></p><p> #define sound_14A 0x0094</p><p> #define sound_14B 0x009d</p><p><b> //13樓到了</
97、b></p><p> #define sound_15A 0x009e</p><p> #define sound_15B 0x00a7</p><p><b> //14樓到了</b></p><p> #define sound_16A 0x00
98、a8</p><p> #define sound_16B 0x00b1</p><p><b> //15樓到了</b></p><p> #define sound_17A 0x00b2</p><p> #define sound_17B 0x00bd&
99、lt;/p><p><b> //16樓到了</b></p><p> #define sound_18A 0x00bc</p><p> #define sound_18B 0x00c5</p><p><b> //17樓到了</b></p>
100、<p> #define sound_19A 0x00c6</p><p> #define sound_19B 0x00ce</p><p><b> //18樓到了</b></p><p> #define sound_20A 0x00cf</p>&l
101、t;p> #define sound_20B 0x00d8</p><p><b> //19樓到了</b></p><p> #define sound_21A 0x00d9</p><p> #define sound_21B 0x00e1</p><p
102、><b> //20樓到了</b></p><p> #define sound_22A 0x00e2</p><p> #define sound_22B 0x00eb</p><p> #include "reg52.h"</p><p> #i
103、nclude "sound.h"</p><p> #include "1602.h"</p><p> #define ISD1700_STOP 0X02 //停止播報(bào)指令</p><p> #define ISD1700_SET_PLAY 0x80//從開始指令到結(jié)束地址播放</p>
104、<p> #define NULL 0x00</p><p> #define ISD_LED 0x10</p><p> #define ISD1700_PU 0x01</p><p> #define uchar unsigned char </p>&
105、lt;p> #define uint unsigned int</p><p> /********************0123456789ABCDEF*******************/</p><p> uchar code table0[]=" ";</p><p> uchar co
106、de table1[]=" Li Chunlin";</p><p> //SPI接口相關(guān)引腳</p><p> sbit ISD_SS=P0^7;</p><p> sbit ISD_MISO=P0^4;</p><p> sbit ISD_MOSI=P0^5;</p><p>
107、 sbit ISD_SCLK=P0^6;</p><p> //按鍵信號(hào)輸入引腳</p><p> sbit F1=P2^7;</p><p> sbit F2=P2^6;</p><p> sbit F3=P2^5;</p><p> sbit F4=P2^4;</p><p>
108、 sbit F5=P2^3;</p><p> sbit F6=P2^2;</p><p> sbit F7=P2^1;</p><p> sbit F8=P2^0;</p><p> sbit F9=P1^7;</p><p> sbit F10=P1^6;</p><p> sb
109、it F11=P1^5;</p><p> sbit F12=P1^4;</p><p> sbit F13=P1^3;</p><p> sbit F14=P1^2;</p><p> sbit F15=P1^1;</p><p> sbit F16=P1^0;</p><p>
110、sbit F17=P3^7;</p><p> sbit F18=P3^6;</p><p> sbit F19=P3^5;</p><p> sbit F20=P3^4;</p><p> sbit UP=P3^3;</p><p> sbit DOWN=P3^2;</p><p>
111、 sbit CLOSE=P3^1;</p><p> uchar data ISD_COMM_RAM[7];</p><p> uchar data *isd_comm_ptr;</p><p> void delay_isd(uint time)</p><p><b> {</b></p>&
112、lt;p> while(time--!=0);</p><p><b> }</b></p><p> void delay1(int x)</p><p><b> { </b></p><p><b> uchar i;</b></p>&l
113、t;p> for(; x>=1; x--)</p><p> {for(;i<=20;i++);}</p><p><b> }</b></p><p> void delay_1ms(uint x)</p><p><b> {</b></p><p
114、><b> uint a,z;</b></p><p> for(a=0;a<x;a++)</p><p> for(z=0;z<120;z++);//12M晶振延時(shí)1MS</p><p><b> }</b></p><p> uchar T_R_comm_byte
115、( uchar comm_data ) //SPI指令寫入</p><p><b> {</b></p><p> uchar bit_nuber;</p><p> uchar temp;</p><p> bit_nuber=0;</p><p><b> temp=0;
116、</b></p><p><b> do</b></p><p><b> {</b></p><p> ISD_SCLK=0;</p><p> delay1(1);</p><p> if((comm_data>>bit_nuber&am
117、p;0x01)!=0) </p><p> {ISD_MOSI=1;}</p><p><b> else</b></p><p> {ISD_MOSI=0;}</p><p> if(ISD_MISO)</p><p> {temp=(temp>>1)|0x80;}<
118、/p><p><b> else</b></p><p> {temp=temp>>1;}</p><p> ISD_SCLK=1;</p><p> delay1(1);</p><p><b> }</b></p><p> w
119、hile(++bit_nuber<=7);</p><p> ISD_MOSI=0;</p><p> return (temp);</p><p><b> }</b></p><p> void isd1700_7byte_comm(uchar comm_par, uint star_addr, uin
120、t end_addr) //寫入指定段語(yǔ)音的地址</p><p><b> {</b></p><p><b> uchar i;</b></p><p> ISD_COMM_RAM[0]=comm_par;</p><p> ISD_COMM_RAM[1]=NULL;</p>
121、<p> ISD_COMM_RAM[2]=star_addr;</p><p> ISD_COMM_RAM[3]=star_addr>>8;</p><p> ISD_COMM_RAM[4]=end_addr;</p><p> ISD_COMM_RAM[5]=end_addr>>8;</p><p&g
122、t; ISD_COMM_RAM[6]=NULL;</p><p> isd_comm_ptr=ISD_COMM_RAM; </p><p><b> i=0;</b></p><p><b> do</b></p><p><b> {</b></p>
123、<p> T_R_comm_byte(*isd_comm_ptr++);</p><p><b> i++;</b></p><p><b> }</b></p><p> while(i<=7);</p><p><b> }</b></p
124、><p> void GetSound(uchar soundtick) //播放指定地址段的語(yǔ)音</p><p><b> {</b></p><p><b> ISD_SS=0;</b></p><p> switch(soundtick)</p><p><b
125、> { </b></p><p> case 0:{ isd1700_7byte_comm(ISD1700_SET_PLAY|ISD_LED, sound_0A, sound_0B); }break;</p><p> case 1:{ isd1700_7byte_comm(ISD1700_SET_PLAY|ISD_LED, sound_1A, sound_1B)
126、; }break;</p><p> case 2:{ isd1700_7byte_comm(ISD1700_SET_PLAY|ISD_LED, sound_2A, sound_2B); }break;</p><p> case 3:{ isd1700_7byte_comm(ISD1700_SET_PLAY|ISD_LED, sound_3A, sound_3B); }break;&
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