单片机系统课程设计 图3.7 LCD12864液晶显示的引脚图
显示部分采用的是LCD 12864液晶显示,因为距离客户距离很进,这样可以更加直观形象的将信息传递给每一个客户。为了更加的适应大厅显示的效果,本设计中此部分加入了LCD12864液晶显示,主要用于显示客户小票上的信息和一下必要的设置菜单。
具体的驱动电路如图3.8所示:
DW110KLCD_SCLKLCD_RSTLCD_SIDVCC2019181716151413121110987654321LCD_CSP2
图3.8 12864液晶驱动电路
LCD12864液晶可以显示汉字、字母、数字符号等,这样就可以利用液晶同时显示4个客户的信息,分别占据一行,这儿样客户就可以提前看到自己被呼叫的相关信息。
3.6语音提示电路
语音电路部分主要部件为语音芯片。ISD4004系列语音芯片ISD4004-08、ISD4004-10、ISD4004-12、ISD4004-16共4款不同的芯片,每种芯片的具体参数如下图3.9所示
图3.9ISD4004系列芯片参数
本设计中采用的是ISD4004-08芯片,8分钟即可满足设计的需求,ISD4004语音芯片由美国ISD公司推出,芯片内部高度的集成化,振荡器、滤波器、除噪
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单片机系统课程设计 音、防大功率等均集于一体,仅仅需要几个外围电路就可以构成一个很强大的语音录制播放的系统。通信方式采用SPI串行接口输入。采样频率可分为8、6.4、5.3、4KHZ,与所能录制的时间成反比,与音质成正比。芯片存储器内的数据更是可以保存100年在短点的情况下,而且可以录制10次左右而不损坏。市场上很多的电子产品均在采用此款芯片。
电源:(VCCA,VCCD):为使噪声最小,芯片的模拟和数字电路使用不同的电源总线,并且分别引到外封装的不同管脚上,模拟和数字电源端最好分别走线,尽可能在靠近供电端处相连,而去耦电容应尽量靠近器件。
地线:(VSSA,VSSD):芯片内部的模拟和数字电路也使用不同的地线。 同相模拟输入(N+):这是录音信号的同相输入端。输入放大器可用单端或差分驱动。单端输入时,信号由耦合电容输入,最大幅度为峰峰值32mV,耦合电容和本端的3KΩ电阻输入阻抗决定了芯片频带的低端截止频
率。差分驱动时,信号最大幅度为峰峰值16mV,为ISD33000 系列相同。
反相模拟输入(IN-):差分驱动时,这是录音信号的反相输入端。信号通过耦合电容输入,最大幅度为峰峰值16mV
音频输出(OUT):提供音频输出,可驱动5KΩ的负载。
片选(SS):此端为低,即向该ISD4004 芯片发送指令,两条指令之间为高电平。
串行输入(MOSI):此端为串行输入端,主控制器应在串行时钟上升沿之前半个周期将数据放到本端,供ISD 输入。
串行输出(MISO):ISD 的串行输出端。ISD 未选中时,本端呈高阻态。 串行时钟(SCLK):ISD 的时钟输入端,由主控制器产生,用于同步MOSI 和MISO 的数据传输。数据在SCLK上升沿锁存到ISD,在下降沿移出ISD。
中断(/INT):本端为漏极开路输出。ISD 在任何操作(包括快进)中检测到EOM 或OVF 时,本端变低并保持。中断状态在下一个SPI 周期开始时清除。中断状态也可用RINT 指令读取。OVF 标志----指示ISD的录、放操作已到达存储器的未尾。EOM 标志----只在放音中检测到内部的EOM 标志时,此状态位才置1。
行地址时钟(RAC):漏极开路输出。每个RAC 周期表示ISD 存储器的操作进行了一行(ISD4004 系列中的存贮器共2400 行)。该信号175ms 保持高电平,低
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单片机系统课程设计 电平为25ms。快进模式下,RAC 的218.75μs 是高电平,31.25μs 为低电平。该端可用于存储管理技术。
外部时钟(XCLK):本端内部有下拉元件。芯片内部的采样时钟在出厂前已调校,误差在 +1%内。商业级芯片在整个温度和电压范围内, 频率变化在+2.25%内。工业级芯片在整个温度和电压范围内,频率变化在-6/+4%内,此时建议使用稳压电源。若要求更高精度,可从本端输入外部时钟(如前表所列)。由于内部的防混淆及平滑滤波器已设定,故上述推荐的时钟频率不应改变。输入时钟的占空比无关紧要,因内部首先进行了分频。在不外接地时钟时,此端必须接地。
自动静噪(AMCAP):当录音信号电平下降到内部设定的某一阈值以下时,自动静噪功能使信号衰弱,这样有助于养活无信号(静音)时的噪声。通常本端对地接1mF 的电容,构成内部信号电平峰值检测电路的一部分。检出的峰值电平与内部设定的阈值作比较,决定自动静噪功能的翻转点。大信号时,自动静噪电路不衰减,静音时衰减6dB。1mF 的电容也影响自动静噪电路对信号幅度的响应速度。本端接VCCA 则禁止自动静噪。
ISD4004-08芯片可以分为2400段存储空间,即最多可以录制2400段录音,也可以连续的录音,读取每一段的其实地址即可放音。驱动电路见下图3.12所示电路:
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单片机系统课程设计 VCC-3.3VR1U1SSMOSI1234567891011121314SSMOSIMISOVSSDNCNCNCNCNCNCVSSAVSSAOUTCAPISD4004SCLKVDDXCLKINTRACVSSANCNCNCNCVCCAIN+IN-NC28SCLK272625JNT24RAC232221201918171615104ufC1VCC-3.3VR24.7KC210ufC3104ufC4104C7104R44.7KR34.7KP312MICC101ufC111ufR510KU31234GAIN-INPUT+INPUTGNDLM386GAINBYPASSVsVoutC810uf8765C12104VCCC14p412CON2DW210KC15104220uf 图3.12 ISD4004驱动电路
电路中对于ISD4004语音输入的MIC接口电路做了去耦滤波的处理,使得输入的声音信号更加清新平稳,尽量减噪音的影响。放音电路采用了LM386芯片放大声音信号,使得输出的电压信号可以驱动较大点的喇叭,省的声音更大更清晰,效果更好。
4系统软件设计
4.1主控软件设计
本文在设计之前,对此部分做了主程序流程图规划,具体内容如下图4.1:
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单片机系统课程设计 开始系统初始化取号按键服务台按键语言提示N检测是否有信号Y单片机加减计数器单片机移位指令显示模块心事等待人数显示模块显示正在服务的客户号码N检测是否有信号Y结束
图4.1主程序流程图
主程序流程说明:主程序流程图主要分为以下几个部分,分别是按键部分、显示部分、语音部分、单片机主控器件部分,各部分具有不同的子程序。系统初始化后,单片机在进行高速检测状态。当单片机检测到任何的按键动作的时候,单片机加减计数模块就会有相应的动作。从而编号也会增加,等待人数和正在服务的编号也会有相应的改变。
4.2LED显示程序设计
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