青岛理工大学毕业设计（论文）
第二章 方案设计
2.1 原理
本系统使用八位单片机作为控制器件。当系统进行语音再生时，单片机控制语音合成电路中的语音芯片来读取其外接的存储器内部的语音信息，并合成语音信号，再通过语音输出电路，进行语音报站和提示。同时，单片机通过程序读取文字信息，送入液晶显示模组来进行站数和站名的显示。当汽车到达某站时，司机或乘务人员通过键盘来控制系统进行工作。而且，系统具有根据公交车的行驶方向确定报站顺序的功能（司机或乘务人员可以通过按键来控制）。当系统进行语音录制时，语音信号通过语音录入电路送给语音合成电路中的语音芯片，由语音芯片进行数据处理，并将生成的数字语音信息存储到语音存储芯片中，从而建立语音库。
2.2 框图
晶振 语音提示模块 单 复位 文字显示模组 片 机 键盘接口电路 存储器 电源 图2.1 系统组成结构
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2.3 简介
为了降低控制仪器成本并减小体积，系统采用了Intel生产的8031单片机作为主控芯片。8031内部没有程序存储器，需要外部扩展存储器，选用一片8KB UVEPROM存储器芯片2764就可以满足应用要求。同时，8031还需要外接晶振和复位电路。
语音提示模块选用ISD4004系列语音芯片，外接话筒和音箱组成语音录制和播放电路。其中，音箱由音频功率放大器LM386驱动。
音箱 放音 驱动 音频功率放大器 语音芯片 录音 控制 话筒 电源 单片机 图2.2 语音提示模块组成结构
文字显示模组采用12864液晶屏作为显示单元，其驱动芯片为带有中文字库的ST7920控制器系列。模组使用ST7920作为控制器和行驱动器，同时使用ST7921作为列驱动器。与单片机的连接，我们采用并行间接访问方式。
键盘接口电路采用独立按键设计，通过触发器来消除按键抖动。
电源采用LM2576作为稳压器件，将公交车上的+24V直流电压转变为+5V直流电压。LM2576是NS生产的3A电流输出降压开关型稳压集成芯片，能够较好地解决LM7805因输入电压过高而发热量较大的问题。
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第三章 硬件设计
3.1 微控制器
1980年，Intel推出了MCS-51系列高性能八位单片机。与MCS-48系列相比，51单片机无论在CPU功能还是存储容量以及特殊功能部件性能上都要高出一筹。典型产品为8031，其内部资源分配和性能如下：八位CPU、寻址能力为64K，128字节RAM、无ROM，四个八位I/O接口电路，一个串行全双工异步接口，五个中断源和两个中断优先级。 3.1.1 复位
复位电源线（RST）可以使8031处于复位（即初始化）工作状态。通常，8031的复位有自动上电复位和人工按钮复位两种。在单片机应用系统中，除单片机本身需要复位以外，外部扩展I/O接口电路等也需要复位。因此，我们需要一个包括上电和按钮复位在内的系统同步复位电路。 3.1.2 晶振
片内晶振电路输入线（XTAL1和XTAL2）用来外接石英晶振和微调电容，即用来连接8031片内OSC的定时反馈回路。石英晶振起振后，能在XYAL2线上输入一个3V左右的正弦波，使得8031片内的OSC电路按与石英晶振相同的频率自激振荡。为了使8031和外部存储器同步从而可靠工作，8031的访存时间必须大于所用外部存储器的最大存取时间。Intel 2764的读出时间为200～450ns，然而，从8031向外部存储器发出地址码和读写信号到从P0口选通读出数据或保存写入数据所需要的时间，至少需要两个时钟周期以上。所以，我们选取振荡器频率为4MHz。
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图3.1 单片机晶振和复位电路
3.1.3 存储器
8031片内无程序存储器，需要外接片外存储器。Intel 2764是一种+5V的8KB紫外线可擦除只读存储器，采用HMOS工艺制成，标准存取时间为250ns。现分四个方面介绍如下：
（1）内部结构 2764采用双译码编程方式，A12～A0上的地址信号经X和Y译码后，在X选择线和Y选择线上产生选择信号，选中存储阵列中相应地址的存储单元工作，并在控制电路的控制下对所选中的存储单元进行读操作（或编程写操作），从存储单元读出的八位二进制信息经输出缓冲器输出到数据线O7～O0上。在编程方式下，O7～O0上的编程信息在控制电路的控制下写入存储阵列的相应存储单元。
（2）引脚功能 2764是28引脚的UVEPROM，其引脚功能分述如下： ①地址输入线A12～A0 2764的存储容量为8KB，故按照地址线条数和存储容量的关系，共13条地址线，编号为A12～A0。2764的地址线应和8031的P2和P0口相接，用于传送单片机送来的地址编码信号，其中A12为最高位。
②数据线O7～O0 双向数据总线，O7为最高位。在正常工作时，O7～O0用于传送从2764中读出的数据或程序代码；在编程方式时用于传送需要写入的编程代码（即程序的机器码）。
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③控制线 片选输入线CE用于控制本芯片是否工作，若给CE上加一个高电平，则本片不工作；若给CE上加一个低电平，则选中本片工作。编程输入线若给PGM输入一个PGM用于控制2764处于正常工作状态还是编程/校验状态，
TTL高电平，则2764处于正常工作状态；若给PGM输入一个50ms宽的负脉冲，则2764配合VPP引脚上的21V高电压可以处于编程状态。允许输入线OE也是一条由用户控制的输入线，若给OE线上输入一个TTL高电平，则数据线O7～O0处于高祖状态；若给OE线上输入一个TTL低电平，则O7～O0处于读出状态。
④其他引脚线 VCC为+5V电源输入线；GND为直流地线；VPP为编程电源输入线，当他接+5V时，2764处于正常工作状态，当VPP接21V电压是，2764处于编程/校验状态。
（3）擦除特性 2764存储阵列中的信息可以采用紫外光擦除，擦除后存储的代码为全“1”。
（4）工作方式和编程 正常工作方式是指2764在应用系统中的工作方式，常分为读出和维持两种工作状态；编程方式是指给2764写入程序时的工作方式，又可分为编程、禁止编程和校验三种工作状态。
图3.2 程序存储器的扩展
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