蓝本毕业设计方案基于单片机的公交车自动报站系统.doc

基于单片机公交车自动报站系统设计

【摘要】伴随多媒体技术和网络技术发展，很多旧生产生活方法逐步被新技术替换，本文就针对公交车报站问题提出了处理方案。系统使用单片机AT89C51来控制语音合成芯片ISD4004和液晶显示模块LCD1602和无线收发模块PT2262/PT2272。语音合成芯片ISD4004,采取模拟数据半导体存放器直接存放专利技术，立即模拟语音数据直接写入单个存放单元，不需经过A/D、D/A转换，所以能够很好地真实再现语音自然效果，避免了通常固体语音电路因为量化和压缩造成量化噪声和失真现象。配合液晶屏显示，就使得该报站系统愈加实用，实现报站正确性、立即性、稳定性和操作简单、方便、智能等特点。

【关键字】单片机，语音提醒，文字显示，公交报站

ABSTRCT
With the development of multimedia technology and network technology, many of the old way of production and living is gradually replaced by new technology, this paper will put forward the solutions for the bus stops. System using single chip microcomputer AT89C51 to control the speech synthesis chip ISD4004 and LCD1602 LCD display module and wireless transceiver module PT2262 / PT2272. Speech synthesis chip ISD4004, patented technology of semiconductor memory storage directly using data simulation, the simulation of voice and data directly into A single storage unit, do not need through A/D, D/A conversion, thus can reproduce the voice better real natural effect, avoids the general solid voice circuit for quantitative and quantitative noise and distortion caused by compression. Cooperate with LCD display, makes the paper station system more practical, realize the stops the accuracy, timeliness, stability, and the operation is simple, convenient, smart, etc.
KEY WORDS：Single-chip Microcomputer, Audio Prompt, Character Display, Bus-Stop

目 录
第一章 绪 论 1
1.1 本课题研究意义 1
1.2 现在多个公交车报站器具体比较 1
1.2.1 GPS公交车自动报站器 1
1.2.2 手动式公交车自动报站器 1
1.2.3 基于单片机公交车自动报站系统 2
第二章 系统方案确实定 3
2.1 系统关键要实现功效 3
2.2 无线传输模块选择 3
2.3 控制模块选择 3
2.4 液晶显示模块及语音模块选择 3
2.5系统整体硬件电路确实定 3
第三章 系统功效模块具体介绍 5
3.1 单片机AT89C51 5
3.1.1 管脚说明 7
3.1.2 外部晶振选择 8
3.1.3 复位电路 8
3.1.4 按键电路设计 9
3.2 无线收发模块PT2262/PT2272 10
3.2.1 PT2262/PT2272引脚图 10
3.2.2 PT2262/2272接线图和工作原理 12
3.2.3 无线数传模块F05V/J05V 13
3.3 显示模块LCD1602 14
3.3.1 排阻Respack-8 14
3.3.2 LCD1602引脚定义 14
3.3.3 液晶LCD1602常见11条指令 16
3.4 语音模块ISD4004 18
3.5 蜂鸣器和LED指示灯 20
第四章 系统程序设计 21
4.1 系统仿真主程序步骤图 21
4.2 程序子函数模块 22
4.2.1 延时函数 22
4.2.2 检验忙函数 22
4.2.3 写指令函数 22
4.2.4 写数据函数 23
4.2.5 光标位置函数 23
4.2.6 初始化函数 23
4.2.7 其它数组定义和端口定义 23
4.3 主程序步骤图 24
第五章 系统仿真实现 28
5.1 开发环境KeilC51介绍 28
5.2 仿真环境PROTEUS介绍 28
5.3 仿真运行结果截图 28
5.4 仿真结果 29
结 束 语 31
致 谢 33
参考文件 34
附录A 系统仿真全部代码 35

第一章 绪 论
1.1 本课题研究意义
近些年来，伴随城市人口不停增加，大家生活节奏不停加紧，公交车在大城市和中小城市已经普及，而且有了日新月异发展，在人民生活中起着关键作用，所以，公交车正常运行和大家正常生活息息相关。传统公交车报站大多是由乘务人员来人工报站，不过因为方言差异或人多时语音嘈杂，这种方法不利于人民生活友好。所以依据这种需要市面上产生流行了多个公交车报站器也方便大家生活。
现在即使现在在部分大城市公交车上已经采取GPS定位系统自动报站，但其造价昂贵，难以在部分中小城市实现普及。另外，现在也有部分城市正在使用一个半自动语音报站系统，这种系统需要由司机在车子进出站时候人工操作，因为这两个时间点往往是路面情况最复杂时刻，所以也给行驶中车辆带来了安全隐患。所以本设计针对现在常见公交车报站系统关键缺点，研究介绍了一个基于单片机控制公交车自动报站系统，实现在到站时自动语音报站和LCD液晶显示，而且该系统造价廉价，能够在中小城市中普及。
1.2 现在多个公交车报站器具体比较
公交车对社会影响巨大，对城市发展起着最基础推进作用。伴随公交车不停普及市面上也出现多种多样公交车报站器，现在市面上流行多个报站器关键有下列多个类型：
1.2.1 GPS公交车自动报站器
利用GPS全球卫星定位系统公交车报站系统，在司机座位后面隔板上，安装了一台15英寸液晶电视和 GPS信号接收器，安装了这套设备后，公交车在语音报站同时，经过液晶电视还能够显示到站站名字幕，这么假如没听清报站话，经过显示器，乘客也能够一目了然。当出现紧急情况时，调度中心将会给公交车发出对应信息，以短信形式传送到显示器上，同时车载台会发出对应提醒音；驾驶员也能够经过对应工具进行回复。现在在美国部分城市GPS卫星定位系统已经投入使用，中国也有这类产品研制开发，其功效强大，系统稳定，但其投资昂贵，尤其是部分中小城市无法承受。

1.2.2 手动式公交车自动报站器
手动式公交车自动报站器经过主机上汉字显示器，显示目前车站名称，立即达成站名指示功效；经过主机屏幕显示，可直观观察到进站和下一站信息；经过按键，可播放进站，出站，服务用语等语音。不过该种报站器需要由司机在车子进出站时候人工操作，因为这两个时间点往往是路面情况最复杂时刻，所以也给行驶中车辆带来了安全隐患，不利于公交车安全行驶。
1.2.3 基于单片机公交车自动报站系统
基于单片机公交车自动报站系统，而这种系统又大致分为两种技术支持。
其中一个技术关键是对车轮转轴转角脉冲进行计数，将计数值和预置值对比，即可确定报站时刻，达成正确自动目标。该方法应用单片机高速计数器端口进行脉冲计数，以距离来控制报站时刻，首次实现了模糊控制，改变现有设备不足。做到简单实用自动化程度高。传感器在公交车上应用极大提升了设备功效。
另外一个基于单片机公交车自动报站系统就是利用编码解码芯片PT2262/PT2272进行解码编码，利用无线数传模块F05V/J05V和天线进行发射和接收来实现。在每个站牌上设置一个编码发送装置PT2262和无线数传模块F05V，经过公交车上设置接收装置J05V和译码装置PT2272进行译码并传输到单片机。发送装置根据延时3到5秒不停发送信号，公交车在距离站牌10到20米时候就能接收到信号，然后依据程序来实现语音报站，LCD液晶显示。这种报站系统软件编写比较简单，也轻易修改，而且芯片价格低廉，大批生产能够取得比GPS系统达成更高性价比，是公交车自动报站系统较佳选择。
综合上述多种公交车自动报站系统，本设计选择了基于单片机公交车自动报站系统，并利用无线数传模块来实现公交车自动报站。

第二章 系统方案确实定
2.1 系统关键要实现功效
该系统应实现无线信号收发确定，到站时公交车站名液晶显示和自动语音提醒。系统硬件设计中应充足考虑了性价比，用最少器件设计出满足要求硬件电路。此次设计关键是完成实现基础仿真，该系统仿真电路总体结构以51单片机为关键，由模拟接收电路、LCD（Liquid Crystal Display,液晶显示器）显示电路等组成。
2.2 无线传输模块选择
PT2262/PT2272集成芯片。方案采取低功耗、低价位、通用编解码电路，发送用高β达林顿管，所以在灵敏度和抗干扰性方面有保障。
无线数传模块F05V/J05V（经典遥控应用电路）：F05V采取SMT工艺，优点是低电压微功率、体积小、低功耗发射模块，适合单片机数据传输和短距离无线遥控报警。J05V作为接收模块优点是低电压、体积小，二者连接在PT2262/2272配合使用
2.3 控制模块选择
所学专业课中学习过51单片机，而且单片机体积小，重量轻，含有很强灵活性而且价格廉价，所以控制模块选择单片机。
2.4 液晶显示模块及语音模块选择
伴随科学技术日益发展和进步，微型计算机已经在很多领域得到广泛应用。LCD和微机技术结合，比传统LED显示效果更佳。所以结合公交车报站使用特点和运行环境，设计一个由单片机控制、LCD显示公交车报站显示系统。公交车报站显示系统设计应用单片机，LCD显示，使到站信息及提醒信息以显示方法通知市民，为市民提供人形化、完美服务。所以此次设计中关键使用了LCD1602液晶显示模块
鉴于使用Proteus仿真，在仿真中使用蜂鸣器替换语音模块，使用蜂鸣器连续间断发声作为提醒。为了以后实际需要，在文章中介绍了常见语音模块ISD4004。
2.5系统整体硬件电路确实定
依据系统要实现功效，和各个模块选择，确定了整个报站系统关键组成部分分为两个模块。发射模块即电子站牌部分关键由AT89C51单片机，PT2262编码装置，无线传输模块F05V和天线组成。接收控制模块即车载部分是关键部分，选择AT89C51为关键控制器，PT2272译码装置和无线数传模块J05V和天线作为接收信号装置，语音录放芯片ISD4004组成语音播放电路和LCD1602液晶显示器组成液晶显示模块。
系统各部分框图以下图所表示。

经过天线
（Antenna）
发射信号，间隔5秒。

无线数传模块
F05V

PT2662
信号发射

AT89C51
单片机产生周期信号

图2-1 公交车站牌发射部分方框图
接收天线接收
无线数传模块
J05V
LCD1602液晶显示

PT2272
信号接收

AT89C51
单片机控制

ISD4004语音模块

晶振，外部中止复位电路

按键控制

图2-2 公交车车载接收部分方框图
公交车自动报站系统就是利用编码解码芯片PT2262/PT2272进行解码编码，利用无线数传模块F05V/J05V和天线进行发射和接收来实现。在每个站牌上设置一个编码发送装置PT2262和无线数传模块F05V，经过公交车上设置接收装置J05V和译码装置PT2272进行译码并传输到单片机。发送装置根据延时3到5秒不停发送信号，公交车在距离站牌10到20米时候就能接收到信号，然后依据程序来实现语音报站，LCD液晶显示。
发射部分经过编码芯片PT2262，无线数传模块F05V和天线不停发射周期信号，发射一个周期内容包含本站点地址、站名等信息编码信息。当公交车行驶进人该信号范围内，车载部分经过天线，经无线数传模块J05V和PT2272译码就会接收到这个编码信息，单片机将编码信息处理后，向显示模块和语音模块发送对应信息，就能实现液晶显示器显示对应站名和语音报站，完成自动报站。
第三章 系统功效模块具体介绍
3.1 单片机AT89C51
伴随计算机技术发展，单片机技术已成为计算机技术中一个独特分支，单片机应用领域也越来越广泛，尤其是在工业控制和仪器仪表智能化中饰演着极其关键角色。纵观单片机发展30多年来，单片机正往多功效、高性能、高速度、低电压、低价格、低噪声、低功耗、小体积、大容量、专用化和外围电路内装化方向发展。单片机出现使过去常常采取模拟电路、数字电路实现电路系统，转变成现在用单片机给予实现，而且传统电路设计方法演变成硬件和软件相结合设计方法，而且很多电路设计问题将转化为纯粹程序设计问题。诚然，单片机应用意义远不限于它应用范围或由此带来经济效益，更关键是它已从根本上改变了传统控制方法和设计思想，是控制技术一次革命，是一座关键里程碑
微控制器通常将关键组成部分集成在一个芯片上，就是把中央处理器（CPU）、随机存放器（RAM）、只读存放器（ROM）、中止系统、定时器/计数器和I/O接口电路等关键部件集成在一个芯片上。AT89C51俗称单片机，可擦除只读存放器能够反复擦除1000次。
关键特征：
1、一个CPU，一个片内振荡器以立即钟电路，
2、4K（RAM）程序存放器，
3、128B（ROM）数据存放器
4、21个特殊功效寄存器
5、数据能够保留时间：
6、和MCS-51指令相兼容
7、32个可编程I/O线（4个8位并行I/O端口）
8、16位定时器/计数器有两个
9、5个中止源，两个优先级嵌套结构
10、一个可编程全双工串行接口
11、低功耗闲置和掉电模式
12、片内振荡器和时钟电路
尽管现在单片机种类多，各类单片机指令系统各不相同，功效各有所长，但市场拥有率最高是51系列单片机。
单片机体积小，重量轻，含有很强灵活性而且价格廉价，得到越来越广泛利用。比如工业控制领域、家电产品，智能化仪器仪表，计算机外部设备，尤其是机电一体化产品中全部相关键用途，其中51单片机系列发展规模最大。
51单片利用广泛，而且含有优异性能价格比，集成度高，体积小，有很高可靠性，而且控制功效强。所以是关键控制期间最好选择。
图3-1 AT89C51单片机引脚图
3.1.1 管脚说明
下面对设计中用到部分管脚进行简明介绍：
VCC：供电电压，通常接+5V电源正端。
GND：接地，通常接+5V电源地端。
P0口（39~32脚）：输入输出线P0.0~P0.7统称为P0口。能够用作准双向输入/输出口使用，但因为内部无上拉电阻，通常外加上拉电阻：在进行片外存放器扩展或I/O扩展时，P0口作为分时服用低8位地址总线和双向数据总线。
P1口（1~8脚）：P1口作为准双向I/O口使用。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是因为内部上拉缘故。
P2口（21~28脚）：P2口也可作为准双向I/O口，当进行片外村春气扩展或I/O口扩展时，P2口用作高8位地址总线。
P3口（10~17脚）：P3口作为准双向I/O口使用外，每一个端口还含有第二功效。
P3口也可作为AT89C51部分特殊功效口，以下表所表示：
口管脚 备选功效
P3.0 RXD（串行口输入端）
P3.1 TXD（串行口输出端）
P3.2 /INT0（外部中止0）
P3.3 /INT1（外部中止1）
P3.4 T0（定时器/计时器0计数脉冲输入）
P3.5 T1（定时器/计时器1计数脉冲输入）
P3.6 /WR（外部数据存放器写选通信号输出）
P3.7 /RD（外部数据存放器读选通信号输出）
RST（9脚）：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持10ms高电平时间才能确保有效复位。
ALE/PROG（30脚）：地址锁存许可/编程线。采取了地址/数据总线复用技术。
/PSEN（29脚）：片外程序存放器读选通信号输出端，低电平有效。
/EA/VPP（31脚）：片外程序存放器选择端，低电平有效。注意加密方法1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存放器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
XTAL1：外接晶体振荡器一端。
XTAL2：外接晶体振荡器另一端。
3.1.2 外部晶振选择
AT89C51内部有一个用于组成振荡器高增益反相放大器。经过XTAL1，ATAL2外部接上一片作为反馈元件晶体，和C1和C2组成了并联谐振电路，使其组成自激振荡器。电容值通常30PF。具体接线电路图3—2外部晶振电路：
AT89C51单片机外接是12MHZ晶振，则机器周期为1us。
图3-2 外部晶振电路
3.1.3 复位电路
复位作用是使程序自动从0000H开始实施，所以我们只要在AT89C51单片机RST端加上一个高电平信号，并连续10ms以上即可，RST端接有一个上电复位电路，它是由一个小电容和一个接地电阻组成。按键复位电路另外采取一个按钮来给RST端加上高电平信号。
本设计采取放电型进行人工复位电路，图按键复位电路，上电时C3经过R2充电，维持宽度大于10ms正脉冲，就能够完成复位操作。当C3结束充电后，RST端出现低电平，这是CPU将正常工作。
在此次设计中假如需要按键进行复位，就按下按钮BUTTON3，C3经过BUTTON3和R2放电，RST端电位将会上升到高电平，从而实现人工复位，BUTTON3松开后C3重新充电，当结束充电后，CPU将会重新工作。下图中，R2是限流电阻，阻值不能够过大，不然不能起到复位作用。
图3-3 按键复位电路
3.1.4 按键电路设计
对于此设计来说要正确显示设计所要对应信息，每按下一次按键要显示所要显示信息。这按键是关键用来模拟无线信号收发而设计，即PT2262/PT2272无线信号收发。
功效实现关键是经过程序来实现，BUTTON1控制顺向报站，当报站系统开启后，按下BUTTON1开始按预先设置好站名进行顺向报站，本设计设置是从站名“AAAAAAA”到“EEEEEEE”依次报站，每次按键按下时实现LED提醒灯亮，蜂鸣器连续鸣叫7次。
BUTTON2按键是实现公交车逆向返回时报站，即从站名“EEEEEEE”到“AAAAAAA”依次报站，也满足每次按键按下时实现LED提醒灯亮，蜂鸣器连续鸣叫7次。

图3-4 按键设置
假如使用过程中出现错误时，能够使用按键复位，重现选择正向或逆向报站。同时，为了预防一次按键产生站名漏报，在软件设计中使用了延时函数，预防站名漏报。
3.2 无线收发模块PT2262/PT2272
PT2262/PT2272是台湾普城企业生产一个CMOS工艺制造通用编解码电路，PT2262/PT2272它含有低功耗低价位，外部元器件少，RC振荡电阻，工作电压范围宽为2.6~15V特点，最多可有12位(A0—A11)三态地址端管脚(悬空，接高电平，接低电平)，地址码最多可达53144l（212），PT2262可有6位(D0~D5)数据端管脚，设计能够设定地址码和数据码在第17脚进行串行输出，方便于应用于无线遥控发射电路。
3.2.1 PT2262/PT2272引脚图
在PT2262/2272这种器件使用，依据资料通常将会使用8位地址码和4位数据码。PT2262编码电路引脚选择是：第l~8脚作为地址设定脚，她能够选择三种状态：悬空、接正电源、接地。38次方为6561，即地址编码不反复度是6561组。
PT2262/2272配对使用是要求发射端PT2262和接收端PT2272地址编码需要完全相同，用户假如想改变地址编码，只要将PT2262和PT2272设置相同即可，二者地址编码相同时，PT2272输出端将会输出大约4V左右互锁高电平控制信号。

图3-5 PT2262/PT2272引脚图
PT2262/PT2272引脚基础类似，作为无线收发译码解码器，二者配对使用引脚连接必需一致。下面接收PT2262/PT2272引脚说明图

表3-1 PT2262引脚说明

表3-2 PT2272引脚说明图

表3-3 PT2262/PT2272工作参数

3.2.2 PT2262/2272接线图和工作原理
发射电路关键由AT89C51、编码模块PT2262、无线数传模块F05V和一片74LS04(六输入非门，实际上就是六个非门集成在一块74LS04里面了)组成，发射部分电路图3-6所表示。接收电路关键由AT89C51、译码模块PT2272、无线数传模块J05V和一片74LS04组成，接收部分模拟电路图3-7所表示

图3-6 PT2262发射部分模拟接线图

图3-7 PT2272接收部分模拟接线图
发射部分关键用于形成一个周期编码信号。编码信号内容包含三个部分，分别是起始标志、数据编码和结束标志，而无线收发模块是四路，即因为每次收发半个字节数据，所以一帧数据最少是16位，其编码数据格式如表3-4所表示。
表3-4 16位编码数据格式
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
D0
D1
D2
D3
D0
D1
D2
D3
D0
D1
D2
D3
D0
D1
D2
D3
4位起始标志
8位编码数据
4位起始标志
由上图能够得悉每一帧数据需要四次才能发送完成。在现实生活应用中不需要编码信号不间断发送，三秒钟或五秒钟发送一次即可，所以程序里还需要有一段三秒或五秒延时。在公交车上设置接收装置J05V和译码装置PT2272进行译码并传输到单片机，经过单片机判定车辆抵达站点信息，依据这个站点信息进行语音播报和液晶显示提醒。
射频触发信号是以中止方法送入单片机，硬件电路将这个控制信号和单片机INT0口相连接，所以本段程序是一个外部中止0子程序。当射频信号到来时PT2272DVT引脚端由低变高，经非门送到单片机INT0，使单片机跳到外部中止O子程序。
3.2.3 无线数传模块F05V/J05V
无线数传模块F05V/J05V（经典遥控应用电路）：F05V采取SMT工艺，优点是低电压微功率、体积小、低功耗发射模块，适合单片机数据传输和短距离无线遥控报警。J05V作为接收模块优点是低电压、体积小，二者连接在PT2262/2272配合使用
F05V引脚定义：1=正电源3V；2=接地；3=数据信号输入；Y=外接天线。
J05V引脚定义：1=正电源3V；2=接地；3=数据信号输出；Y=外接天线。

图3-8 f05V/J05V引脚接线图
3.3 显示模块LCD1602
我们知道用来显示器件很多。比如数码管、LCD、点阵式LED。数码管只能显示数字，LCD能够显示汉字、符号、数字和图形，为了报站器人性化
LCD1602能够同时显示16列2行字符，能够显示数字、字母、和多种符号。这种液晶模块由若干个5X7或5X11等点阵字符位组成，这种点阵字符显示字符而且自带间隔，也就是有自然间距和行间距，也是因为这个特征不能很好地显示图形（用自定义CGRAM，显示效果也不好）。
现在基于HD44780液晶芯片字符液晶在市场上是最常见、数量最大，控制原理是完全相同，所以控制程序能够基于HD44780液晶芯片，这么能够很方便地应用于市面上大部分字符型液晶。
3.3.1 排阻Respack-8
Respack-8接在51单片机P0口，因为P0口内部没有上拉电阻，不能输出高电平，所以要接上拉电阻，1端为公共端接VCC。
3.3.2 LCD1602引脚定义
字符型LCD通常是16条引脚线14条引脚线，多出来两条线是背光电源线VCC（15脚）和地线GND（16脚），和14脚LCD控制原理基础完全一样，定义以下表所表示：
表3-5 LCD1602引脚定义
引脚号
引脚名
电平
输入/输出
作用
1
VSS

电源地
2
VCC

电源（+5V）
3
VEE

进行对比调整电压
4
RS
0/1
输入
0进行输入I指令
1进行输入O数据
5
R/W
0/1
输入
0=向LCD写入指令和数据
1=从LCD中来读取信息
6
E
1,1—0
输入
使能信号，1是进行读取信息
1—0下降沿实施指令
7
DB0
0/1
I/O
数据总线line0（最低位）
8
DB1
0/1
I/O
数据总线line0
9
DB2
0/1
I/O
数据总线line0
10
DB3
0/1
I/O
数据总线line0
11
DB4
0/1
I/O
数据总线line0
12
DB5
0/1
I/O
数据总线line0
13
DB6
0/1
I/O
数据总线line0
14
DB7
0/1
I/O
数据总线line0
15
A
+VCC

LCD背光灯电源正极
16
K
接地

LCD背光灯电源负极

图3-9 LCD1602引脚接线图
在LCD模块上固化了字模存放器，这就是CGROM和CGRAM，HD44780内置了192个常见字符字模，存于字符产生器CGROM中，另外还有8个许可用户自定义字符产生RAM，成为CGRAM。下图3-10说明了CGROM和CGRAM和字符对应关系。读时候，先读左边那列，再读上面那行，如：感叹号！ASCII为0x21，字母BASCII为0x42（前面加0x表示十六进制）

图3-10 CGROM和CGRAM中字符代码和字符图形对应关系
3.3.3 液晶LCD1602常见11条指令
表3-6 液晶LCD1602常见指令
指令功效
RS
R/W
DB7
DB6
DB5
DB4
DB3
DB2
DB1
DB0
实施时间
清屏
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1.64ms
功效详解：清除液晶显示器内容。
光标归位
0
0
0
0
0
0
0
0
1
X
1.64ms
功效详解：光标撤回到显示器左上方，地址计数器（AC）值为0，DDRAM值不变
进入模式设置
0
0
0
0
0
0
0
1
I/D
S
40us
功效详解：I/D当为0时写入数据后光标左移，当为1时写入数据后光标右移
S为0时写入新数据后显示器不移动，为1时写入新数据后显示器整体右移1字符
显示开关控制
0
0
0
0
0
0
1
D
C
B
40us
功效详解：D为0时显示功效关，为1时显示功效开
C为0时无光标。1时有光标
B为0时光标闪烁，1时光标不闪烁

设定显示器或光标移动方向
0
0
0
0
0
1
S/C
R/L
X
X
40us
功效详解：
S/C
R/L
设定情况
0
0
光标左移1格，且AC值减1
0
1
光标右移1格，且AC值加1
1
0
显示器上字符全部左移一格，但光标不移动
1
1
显示器上字符全部右移一格，但光标不移动

功效设定
0
0
0
0
1
DL
N
F
X
X
40us
功效详解：DL为0时数据总线为4位，1时数据总线为8位
N为0时显示1行，1时显示两行
F为0时5*7点阵/每个字符，1时5*10点阵/每个字符
设定CGRAM地址指令
0
0
0
1
CGRAM地址（6位）
40us
功效详解：设定下个要存入数据CGRAM地址
设定DDRAM地址指令
0
0
1
CGRAM地址（7位）
40us
功效详解：设定下个要存入数据DDRAM地址
读取忙碌信号或AC地址
0
1
BF
AC内容（7位）
40us
功效详解：BF为1表示液晶显示器忙，为0时，液晶显示器能够接收单片机送来数据或指令
数据写入到DDRAMH或CGRAM
1
0
要写入数据D7~D0
40us
功效详解：（1）将字符码写入DDRAM，液晶显示器并显示对应字符
（2）使用者设计图形存入CGRAM
从CARAM或DDRAM读取数据
1
1
要读出数据D7~D0
40us

功效详解：读取DDRAM或CGRAM内容
3.4 语音模块ISD4004
实际公交车报站全部是语音报站，因为本设计用Proteus仿真，所以用蜂鸣器替换语音模块进行仿真试验，下面简明介绍下语音模块基础知识。
ISD4004语音模块工作特点：工作时电压在3V,能够完成录放时间在8到16分钟左右，同型号ISD1730等，录音时间通常在4分钟以内。而且它音质也很不错，现在在移动电话和其它电子产品中应用比较广泛。ISD4004是经过CMOS技术来制作，内部有多种模块：音频放大器、平滑滤波器、振荡器、自动静噪及高密度多电平闪烁存贮、防混淆滤波器。芯片经过微控制器设计，其指令采取是串行通信，如(SPI)。芯片采取了多电平接模拟量存放技术，采样值能够在片内闪烁存贮器进行直接存放，所以能够很真实得还原声音。而通常固录音电路是有很多缺点，会有很多噪声和"金属声"。采样频率能够选为8.0、6.4、5.3、4.0kHz，这多个频率选择越低，录放时间也就会越长，确实是造成音质下降，闪烁存贮器中信息，可保留时间是1(经典值),而且能够反复录音10万次。
ISD4004芯片优点是无须A/D转换和A/D压缩，能过进行直接储存，而且没有A/D转换误差，还含有所需外围电路是比较简单、使用时不用扩充存放器、、存放时间也很长、也能够进行数次反复录放。

图3-10 ISD4004引脚排列图
在此次设计后续设计中，也能够利用AT89C51控制该芯片，实现语音存放和语音报站。
1、电源端(VCCA,VCCD)：为了使噪声最小，芯片内部数字和模拟电路要使用不一样电源总线，，而且分别引出到外封装不一样管脚上。数字和模拟电源端最好走不一样线，比如，选择在离供电端相近地方相连，而去耦电容就应尽可能选择离器件近。
2、地线(VSSD,VSSA)：芯片内部模拟和数字电路也使用不一样地线。
3、同相模拟输入(ANA IN+)：即录音信号同相输入端。这时输入放大器采取单端或差分驱动。当采取单端时，在耦合电容中输入信号，最大幅度是32mV峰峰值，芯片频带低端截止频率决定耦合电容和本端3KΩ电阻输入阻抗。作为差分驱动时，信号最大幅度是16mV峰峰值，这是和ISD33000系列一样。
4、反相模拟输入(ANA IN-)：作为差分驱动是录音信号反相输入端。信号是经过耦合电容来输入，最大幅度是16mV峰峰值
5、音频输出(AUD OUT)：作用是提供音频输出，能够驱动5KΩ负载。
6、片选(SS)：此端为低电平，在向ISD4004芯片发送指令时，而且该两条指令间应该为高电平。
7、串行输入(MOSI)：此端是串行输入端。主控制器应该在串行时钟上升沿前半周期把数据放到这个端口，来让ISD输入。
8、串行输出(MISO)：作为ISD 串行输出端。当ISD没有选中时本端会呈高阻态。
9、串行时钟(SCLK)：作为ISD 时钟输入端。从主控制器中产生，能够用于同时MOSI和MISO数据传输。
10、中止(/INT)：本端作为漏极开路输出。ISD 在任何操作过程(比如快进)中检测到了EOM 或OVF 时，本端会变低电平并保持。而且中止状态在下一个SPI周期开始时清除。中止状态也能够用RINT 指令读取。
OVF 标志---指示ISD录放操作是否已经到存放器未尾状态。
EOM 标志---只在放音过程中检测到内部EOM 标志时，状态才会置1。
11、行地址时钟(RAC)：漏极开路输出。每经过一个RAC 周期，表示ISD存放器操作进行了一行。该端口而且能够用于存放管理技术。
12、外部时钟(XCLK)：本端内部带有下拉元件。工业级芯片在整个温度和电压范围内，频率改变范围在-6/+4%内，此时提议使用稳压电源。假如要求更高精度，可从本端来输入外部时钟(如前边所描述)。而且因为内部防混淆及平滑滤波器已经设定好，所以上述推荐时钟频率不应该再改变。输入时钟占空比是无关紧要，因为内部首优异行了分频。而且在不外接地时钟时，此端是必需接地。
13、自动静噪(AMCAP)：通常本端对地会接1mF电容，来组成内部信号电平峰值检测电路一部分。而且和内部设定阈值和峰值电平来作比较，从而决定自动静噪功效翻转点。大信号时，自动静噪电路不衰减，静音时衰减6dB。1mF 电容也影响自动静噪电路对信号幅度响应速度。本端接VCCA 则应该严禁自动静噪。
3.5 蜂鸣器和LED指示灯
蜂鸣器
鉴于用Proteus仿真，语音模块用蜂鸣器替换图3-7，采取三极管NPN，当P11为高电平时电路导通，经过程序使P11进行短时间内高低电平转换，以达成断续蜂鸣提醒效果。
图3-11 蜂鸣器接线图
到站LED提醒灯
鉴于用Proteus仿真，语音模块用蜂鸣器替换图3-7，采取三极管PNP，当P1.0为低电平时电路导通，到站提醒灯亮。
图3-12 LED提醒灯接线图

第四章 系统程序设计
4.1 系统仿真主程序步骤图

开始界面

蜂鸣器提醒，LCD显示第一行字符
“Welcometo YanTai”

运行方法

P34=0?
P35=0?
N N

Y Y

次序报站，蜂鸣器提醒，LED下车指示灯亮
逆序报