1、<p>　　公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)原理</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文介紹了一種的公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)原理，提供了一種以AT89C52單片機(jī)為核心，控制大屏幕LED點(diǎn)陣顯示的硬件設(shè)計(jì)方案。系統(tǒng)主要通過(guò)AT89C52單片機(jī)做為系統(tǒng)CPU，處理包括鍵盤輸入和LED顯示屏顯示站名的所有信號(hào)處理。系統(tǒng)掃描到有鍵按

2、下，判鍵確定后給CPU一個(gè)脈沖信號(hào)，然后CPU處理信號(hào)，確定所到站的站名， 再通過(guò)掃描驅(qū)動(dòng)從LED顯示屏上顯示出所到站的站名。達(dá)到半自動(dòng)報(bào)站的作用。整個(gè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)包括鍵盤電路、復(fù)位電路、顯示驅(qū)動(dòng)電路、顯示電路、內(nèi)存擴(kuò)展電路模塊。其中顯示模塊是本系統(tǒng)的重點(diǎn)。</p><p>　　本系統(tǒng)很大程度上提高公交車報(bào)站的準(zhǔn)確性，可靠性。提高了公交系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量。促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展和交通變化的和諧發(fā)展。</p>

3、<p>　　關(guān)鍵詞 ： AT89C52單片機(jī)； LED點(diǎn)陣； AT24C64； 自動(dòng)報(bào)站；</p><p>　　The Design of Automatic Bus Station-Informer</p><p>　　This article introduces a new methde to design the bus-

4、stop reporting system。It provides a new scheme ,which is based AT89C52 microcomputer，to control the display of the LED lattice。 The system mainly through AT89C52 as the core system, controls keyboard’s input and LED’s

5、display . The entire system through manual operation after receiving the keys to a system scan button press, Key subcontractors that determined a signal to the microcontroller, then the micro-processing of signals from t

6、he ac</p><p>　　The system can greatly enhance bus stations accuracy, and improve the quality of service of the transportation system. It will promote the city's economic development and the harmonious d

7、evelopment of traffic.</p><p>　　Keywords: AT89C52chip microcomputer； LED lattice； reporting system；</p><p><b>　　AT24C64；</b></p><p><b>　　目 錄</b></p>

8、<p><b>　　第一章1</b></p><p><b>　　1.1 緒論1</b></p><p>　　1.2 研究前景及國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)有水平2</p><p>　　1.3 課題論述與方案確定2</p><p>　　1.3.1 課題任務(wù)及設(shè)計(jì)要求2</p>

9、<p>　　1.3.3 方案的論述與確定3</p><p>　　第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)7</p><p>　　2.1 單片機(jī)的選擇和外圍電路的設(shè)計(jì)7</p><p>　　2.1.1 外部晶振的選用7</p><p>　　2.1.2 復(fù)位電路8</p><p>　　2.2 按鍵電路的設(shè)計(jì)

10、8</p><p>　　2.2.1 判鍵及其接口電路設(shè)計(jì)9</p><p>　　2.2.2 鍵盤的工作方式10</p><p>　　2.3 顯示及驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)10</p><p>　　2.3.1 顯示電路設(shè)計(jì)10</p><p>　　2.3.2 顯示驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)11</p><p

11、>　　2.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)14</p><p>　　2.4.1 內(nèi)存擴(kuò)展電路16</p><p>　　2.4.2 存儲(chǔ)器的組織以及運(yùn)行分析16</p><p>　　2.5 串行通信電路的設(shè)計(jì)18</p><p>　　第三章 軟件設(shè)計(jì)21</p><p>　　3.1 串口通信軟件的設(shè)計(jì)2

12、1</p><p>　　3.1.1 下位機(jī)串行通信21</p><p>　　3.1.2 內(nèi)存讀寫程序的設(shè)計(jì)22</p><p>　　第四章 總結(jié)24</p><p>　　4．1 系統(tǒng)功能完善24</p><p>　　4.1.1 語(yǔ)音控制模塊的設(shè)計(jì)24</p><p>　　4.

13、1.2 抗干擾措施25</p><p>　　4．2 設(shè)計(jì)心得25</p><p><b>　　致 謝25</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)26</b></p><p><b>　　附 錄27</b></p><p><

14、b>　　第一章</b></p><p>　　隨著科技的不斷進(jìn)步，人們對(duì)事物的認(rèn)知程度已經(jīng)得到了廣泛的提升，在實(shí)際生活中，大家都希望能使用簡(jiǎn)便、智能、人性化的產(chǎn)品。在公交車自動(dòng)報(bào)站方面，由于我國(guó)現(xiàn)狀，人口眾多，口音復(fù)雜，對(duì)于乘客而言，原來(lái)的人工報(bào)站存在著很多的問(wèn)題。為了跟隨科技發(fā)展，提高公交系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量，提升城市形象。開發(fā)一種能夠節(jié)省人力和物力，而又能讓乘客方便快捷的知道站臺(tái)報(bào)站器就成為一種必然

15、。因此本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中提出一個(gè)以AT89C52單片機(jī)為核心，用LED顯示屏顯示站名的即經(jīng)濟(jì)、高效、直觀的公交車到站自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)。</p><p><b>　　1.1 緒論</b></p><p>　　隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，大城市人口高度集中并大幅度增長(zhǎng)，同時(shí)汽車保有量急劇上升，交通需求迅速擴(kuò)大，而道路交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的發(fā)展則相對(duì)滯后。城市交通需

16、求與供給之間的矛盾越來(lái)越突出，城市“乘車難”、“行車難”的局面在加劇，交通阻塞呈現(xiàn)出點(diǎn)到線、由線到面的擴(kuò)展趨勢(shì)，交通擁擠、交通延誤、交通阻塞以及由此引起的噪音、廢氣污染嚴(yán)重影響著居民的正常的生活以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)、健康發(fā)展。</p><p>　　近年來(lái)，我國(guó)城市交通的現(xiàn)狀已引起了政府、公眾、社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，</p><p>　　有關(guān)專家學(xué)者和交通工程師們?cè)谖「鲊?guó)城市交通發(fā)展經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)

17、上，找到了一條解決我國(guó)城市交通發(fā)展問(wèn)題的有效途徑，即優(yōu)先發(fā)展城市公共交通，以公共交通為杠桿降低城市交通需求總量，實(shí)現(xiàn)道路交通基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展與交通需求增長(zhǎng)的均衡。</p><p>　　實(shí)施“公交優(yōu)先”是解決我國(guó)城市交通發(fā)展問(wèn)題的有效途徑，也是我國(guó)目前城市交通發(fā)展的基本政策。公交智能化是智能交通的一個(gè)重要的子領(lǐng)域，同時(shí)也是落實(shí)“公交優(yōu)先”，使城市交通與社會(huì)經(jīng)濟(jì)和諧發(fā)展的重要組成部分。實(shí)施公交智能化，必須提高公交服務(wù)質(zhì)量

18、，而到站后的準(zhǔn)確、及時(shí)報(bào)站就是一個(gè)方面，本設(shè)計(jì)基于AT89C52單片機(jī)、LED點(diǎn)陣、AT24C64、制作的公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)就能解決這方面的問(wèn)題。</p><p>　　從而，達(dá)到公共形象的提升。當(dāng)前國(guó)內(nèi)主要大城市的公交車大都采用人工報(bào)站,即每到一站由司機(jī)或者乘務(wù)員來(lái)進(jìn)行報(bào)站。但有時(shí)由于受到各種因素如雨雪天路滑、車上擁擠、乘務(wù)員心情的變化等的影響,會(huì)出現(xiàn)報(bào)錯(cuò)站,漏報(bào)站的情況,給乘客特別是不熟悉本市地形的乘客帶來(lái)了不

19、必要的麻煩,從而影響到了一個(gè)城市的窗口形象工程建設(shè)。于是開發(fā)研制自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)成為必然。</p><p>　　1.2 研究前景及國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)有水平</p><p>　　隨著公交優(yōu)先戰(zhàn)略的確定，公交在緩解城市交通擁堵方面的作用將越來(lái)越重</p><p>　　要，與這種要求相比，我國(guó)大城市公共交通還有很大差距，主要表現(xiàn)為：為社會(huì)提供服務(wù)信息的水平低，只能是以經(jīng)驗(yàn)為主的被動(dòng)

20、、滯后的實(shí)施服務(wù)，仍以人工作業(yè)為主。上述問(wèn)題顯然不利于公交對(duì)乘客的吸引，也是導(dǎo)致公交運(yùn)營(yíng)組織模式落后、調(diào)度方式原始陳舊、企業(yè)管理效率不高的重要原因。因此，如何提高公交系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量，是現(xiàn)代公交行業(yè)亟待解決的問(wèn)題。</p><p>　　我國(guó)發(fā)展智能運(yùn)輸?shù)幕A(chǔ)較差，因此理論研究雖在進(jìn)行，但相應(yīng)技術(shù)卻得不到推廣。在實(shí)際生活中得不到應(yīng)用，達(dá)不到廣泛服務(wù)社會(huì)的目的。所以發(fā)展一種自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)，提高公交服務(wù)質(zhì)量就成為民用科技研

21、究的一個(gè)項(xiàng)目。</p><p>　　目前在國(guó)際上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了DPS定位車載智能系統(tǒng)，在國(guó)內(nèi)的幾個(gè)大城市也都有使用，實(shí)現(xiàn)了公交系統(tǒng)的全面監(jiān)控、調(diào)度。公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的研究也達(dá)到了無(wú)線聯(lián)絡(luò)，全自動(dòng)報(bào)站的水平。但其一般其經(jīng)濟(jì)投入較高。結(jié)合我國(guó)現(xiàn)有的公交系統(tǒng)現(xiàn)狀，半自動(dòng)化報(bào)站系統(tǒng)還有很大的應(yīng)用空間。適應(yīng)用于一些中小城市。</p><p>　　1.3 方案論述與方案確定</p>&l

22、t;p>　　本課題是一個(gè)軟硬件緊密結(jié)合的注重實(shí)際應(yīng)用的系統(tǒng)。在課題研究的期間，我主要研究系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，因此，在詳細(xì)講述之前，先介紹“公共汽車自動(dòng)報(bào)站”的設(shè)計(jì)思想及整體硬件方案的設(shè)計(jì)。</p><p>　　實(shí)現(xiàn)公共汽車自動(dòng)報(bào)站是是公交智能化的一份子，是促進(jìn)智能交通的一個(gè)不可缺少的步驟，同時(shí)也是落實(shí)“公交優(yōu)先”使城市交通與社會(huì)經(jīng)濟(jì)和諧發(fā)展的重要組成部分。 </p><p>　　1.3.1

23、 課題任務(wù)及設(shè)計(jì)要求</p><p><b>　　1）課題任務(wù)</b></p><p>　　以單片機(jī)為核心，制作一個(gè)公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)。其必要的功能為：</p><p>　　1： 具有2個(gè)16*16的點(diǎn)陣漢字顯示功能。</p><p>　　2： 提示信息具有方便的可修改性。</p><p>&l

24、t;b>　　2）課題設(shè)計(jì)要求</b></p><p><b>　　1 硬件設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　A：漢字的顯示（點(diǎn)陣），漢字顯示模塊采用（16*32）。</p><p>　　B：串口通信：設(shè)計(jì)PC機(jī)與單片機(jī)之間的通信電路，用于把站名信息發(fā)送到單片機(jī)內(nèi)部。</p><p>　　C：存儲(chǔ)器的

25、擴(kuò)展：采用大容量長(zhǎng)壽命非易失存儲(chǔ)器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息，可永久可靠的保存各項(xiàng)重要數(shù)據(jù)。本設(shè)計(jì)才用ATMEL公司的AT24C64串行EEPROM存儲(chǔ)器用中斷來(lái)控制報(bào)站。</p><p>　　D：用按鍵來(lái)控制報(bào)站的上下行和站名順序。</p><p><b>　　軟件設(shè)計(jì)：</b></p><p><b>　　A：時(shí)鐘的顯示</b>&l

26、t;/p><p><b>　　B：漢字的顯示程序</b></p><p><b>　　C：串口的通信</b></p><p><b>　　D：存儲(chǔ)器的擴(kuò)展</b></p><p>　　E：各種程序的初始化</p><p>　　1.3.2 方案的論述與確定&l

27、t;/p><p>　　報(bào)站器以單片機(jī)AT89C52為CPU來(lái)控制LED點(diǎn)陣顯示屏顯示所到站的站名，提高報(bào)站的準(zhǔn)確性，高效性和直觀性。</p><p>　　由于線路不同，報(bào)站系統(tǒng)中存儲(chǔ)的站名需要通過(guò)更改來(lái)適用于各種線路，以此提高系統(tǒng)的通用性。所以我們需要設(shè)計(jì)通信模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)PC機(jī)和單片機(jī)之間的通信。并能通過(guò)單片機(jī)與PC機(jī)之間的通信來(lái)實(shí)現(xiàn)報(bào)站名的更改，使其成為多功能開發(fā)型報(bào)站器。</p>

28、<p>　　而由于考慮到我的自身設(shè)計(jì)水平有限，本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)沒(méi)有設(shè)計(jì)語(yǔ)音模塊模仿人聲報(bào)站而是設(shè)計(jì)了按鍵模塊控制LED顯示屏顯示站名，達(dá)到報(bào)站的目的。</p><p>　　在內(nèi)存方面，由于AT89C52的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為256字節(jié)，由于站名的信息量比較大，片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間有限，所以需要擴(kuò)展一個(gè)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，來(lái)滿足要求，這就要求系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置內(nèi)存擴(kuò)展模塊。</p><p>　　LED顯示屏

29、考慮系統(tǒng)只是一個(gè)演示作用，所以本設(shè)計(jì)采用了8塊8*8的LED顯示模塊組成的16*32的LED顯示屏，可以顯示兩個(gè)漢字，可以達(dá)到演示要求。</p><p>　　綜上系統(tǒng)的框圖如圖1—1系統(tǒng)框圖；</p><p><b>　　圖1—1系統(tǒng)框圖</b></p><p><b>　　A 方案的論述</b></p>&

30、lt;p>　　1.方案A的設(shè)計(jì)框圖如1—2：</p><p>　　圖1—2 A方案設(shè)計(jì)框圖</p><p>　　本系統(tǒng)硬件可分為PC機(jī)，AT89C52單片機(jī)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，顯示模塊，串行通訊模塊和鍵盤組成。硬件電路框圖如圖1—1方案一設(shè)計(jì)框圖。</p><p>　　2.方案A的設(shè)計(jì)方法：</p><p>　　基于AT89C52而設(shè)計(jì)的公交

31、車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)，為了能夠方便的報(bào)N*M鍵盤來(lái)控制報(bào)站，按1-N鍵來(lái)進(jìn)行報(bào)站，只要按其中的一個(gè)按鍵，就會(huì)去處理對(duì)應(yīng)的站臺(tái)信息。并且設(shè)計(jì)一些功能鍵，例如：方向鍵，結(jié)束鍵等。雖然單片機(jī)本身的 I/O口能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)I/O操作。但其功能畢竟有限，除了結(jié)構(gòu)和功能的原因之外，還有數(shù)量上的原因，單片機(jī)本身的I/O口不夠用，所以要擴(kuò)展I/O口。我們使用可編程接口芯片實(shí)現(xiàn)I/O口的擴(kuò)展，常用的接口芯片是8255。AT89C52的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器為256字節(jié)，

32、程序存儲(chǔ)器為8K，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)需要顯示的漢字信息量大，所以得擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，用6264來(lái)擴(kuò)展存儲(chǔ)器。以地址鎖存器74LS373鎖存的P0口低八位地址和P2口低五位作為訪問(wèn)8K片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器6264的地址線，對(duì)6264進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫。而對(duì)于公交車要隨時(shí)修改站臺(tái)的信息，我們可以通過(guò)一個(gè)電平和邏輯關(guān)系轉(zhuǎn)換的器件來(lái)使得單片機(jī)和PC機(jī)進(jìn)行通信，EIA-RS-232C是用正負(fù)電壓來(lái)表示邏輯狀態(tài)，與TTL以高低電平表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同。因此，，為了能

33、夠同計(jì)算機(jī)接口或終端的TTL器件連接，必須在EIA-RS-232C與TTL電路之間進(jìn)行電平</p><p>　　3.方案A的優(yōu)缺點(diǎn)：</p><p>　　方案一采用了常規(guī)的方法利用89C52的P0口，P2口提供數(shù)據(jù)線，用P3口的部分管腳提供控制線。雖然能達(dá)到擴(kuò)充系統(tǒng)功能的目的，但也需要增加74LS373等接口芯片，接口連線較多，不利于小型化，同時(shí)由于系統(tǒng)擴(kuò)展的需要，P0口，P2口及P3口的

34、部分信號(hào)線不能再作為基本I/O口使用，及在擴(kuò)充外圍功能的同時(shí)，浪費(fèi)了單片機(jī)的I/O口資源。像訪問(wèn)6264和鍵盤就使用了太多的I/O口。但方案一比較常用，程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。</p><p><b>　　B方案二的論述</b></p><p>　　1.方案B的設(shè)計(jì)框圖</p><p>　　本系統(tǒng)硬件可分為PC機(jī)，AT89C52單片機(jī)，EEPROM為AT

35、24C64的存儲(chǔ)模塊，顯示模塊，串行通訊模塊，CPU復(fù)位電路，外部振蕩電路，按鍵組成。硬件電路圖如圖1—3方案B設(shè)計(jì)框圖所示：</p><p>　　圖1—3方案B設(shè)計(jì)框圖</p><p>　　2.方案B的設(shè)計(jì)方法</p><p>　　基于AT89C52而設(shè)計(jì)的公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)，為了能夠方便的報(bào)站和硬件設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單用兩個(gè)外部中斷來(lái)控制站臺(tái)的”+”和“-“,通過(guò)記數(shù)來(lái)判

36、斷所到的站臺(tái),并且通過(guò)RESET來(lái)復(fù)位.由于漢字信息的存儲(chǔ)量大,而單片機(jī)內(nèi)部RAM比較少，不夠用,為了提高可靠性可用串行E2PROM,它是可在線電擦除和電寫入的存儲(chǔ)器,該存儲(chǔ)器具有體積小,接口簡(jiǎn)單,數(shù)據(jù)保存可靠,可在線改寫和功耗低等特點(diǎn),在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用十分普遍。在此，我們選用AT24C64，它是8K的串行EEPROM，是支持IIC總線數(shù)據(jù)傳送協(xié)議的串行通信的片外存儲(chǔ)CMOS，EEPROM。而對(duì)于公交車要隨時(shí)修改站臺(tái)的信息，我們可以通

37、過(guò)一個(gè)電平和邏輯關(guān)系轉(zhuǎn)換的器件來(lái)使得單片機(jī)和PC機(jī)進(jìn)行通信，EIA-RS-232C是用正負(fù)電壓來(lái)表示邏輯狀態(tài)，與TTL以高低電平表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同。因此，為了能夠同計(jì)算機(jī)接口或終端的TTL器件連接，必須在EIA-RS-232C與TTL電路之間進(jìn)行電平和邏輯關(guān)系的變換。實(shí)現(xiàn)這種變換的方法可用分立元件，也可用集成電路芯片。目前較為廣泛地使用集成電路轉(zhuǎn)換器件，這里用MAX232。為了顯示漢字信息，可用LED點(diǎn)顯示屏（16*3</p&

38、gt;<p>　　3.方案B 優(yōu)缺點(diǎn)：</p><p>　　方案二采用了只占用兩根普通口線串行輸入輸出片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器EEPROM—AT24C64，采用了IIC總線，地址和數(shù)據(jù)都是通過(guò)由普通口線模擬IIC總線串行口送出，大大節(jié)省了MCU寶貴的口線，不需要地址鎖存器和8255有利于對(duì)系統(tǒng)升級(jí)和擴(kuò)展，此外方案2器件較少，硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔；此外，由于使用普通的口線來(lái)模擬IIC總線給程序設(shè)計(jì)帶來(lái)一定的困難。用晶

39、體管驅(qū)動(dòng)點(diǎn)陣也能達(dá)到比較好的效果。對(duì)于站臺(tái)的報(bào)站，通過(guò)外部中斷來(lái)實(shí)現(xiàn)更加方便，這樣可以減少硬件和軟件的設(shè)計(jì)。通過(guò)以上的比較，我們選擇方案2。</p><p>　　第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</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>　　2.1 單片機(jī)的選擇和外圍電路的設(shè)計(jì)

40、</p><p>　　因?yàn)楣卉囓囎詣?dòng)報(bào)站系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要較大的存儲(chǔ)量，所以要選擇一個(gè)數(shù)據(jù)和程序容量較大的單片機(jī)，這樣就不用擴(kuò)展數(shù)據(jù)和程序存儲(chǔ)器。在這里我們選用了ATMEL公司的AT89C52單片機(jī)作為本設(shè)計(jì)硬件電路的主控芯片，它是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)8K BYTES的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器和256BYTES的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，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)

41、準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置有8位中央處理器和FLASH存儲(chǔ)器單元，功能強(qiáng)大的AT89C52單片機(jī)可提供許多復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場(chǎng)合。</p><p>　　1： AT89C52有40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口，3個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器，2個(gè)全雙工串行通信口，2個(gè)讀寫口線，AT89C52可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和FLASH存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可

42、反復(fù)擦寫的FLASH存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本。</p><p>　　2： ALE/PROG端除輸出地址鎖存允許脈沖外，在編程期間還作為編程脈沖輸入端，參與控制對(duì)FLASH存儲(chǔ)器的讀，寫，加密，擦除等操作。而EA/VPP端在尋址片內(nèi)8KB FLASH程序存儲(chǔ)器時(shí)，必須連到VCC，如果將此端連到GND端，將迫使單片機(jī)尋址外部0000H-1FFFH范圍的程序存儲(chǔ)器。如果加密位被編程了，AT89C52的CPU將對(duì)EA的

43、狀態(tài)進(jìn)行采樣并鎖存，EA的狀態(tài)不得與實(shí)際使用的內(nèi)部或外部程序存儲(chǔ)器的狀態(tài)發(fā)生矛盾。</p><p>　　2.1.1 外部晶振的選用</p><p>　　AT89C52的內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器。通過(guò)XTAL1，ATAL2外部接上一片作為反饋元件的晶體，與C1和C2構(gòu)成了并聯(lián)諧振電路，使其構(gòu)成自激振蕩器。電容的值具有微調(diào)的作用，我們?nèi)?0PF。具體的接法如圖2—1外部晶振

44、電路：</p><p>　　圖2—1外部晶振電路</p><p>　　AT89C52的工作頻率范圍在 0-24MHZ。我們選用的是12MHZ的晶振，振蕩周期為1us機(jī)器周期為1us，所以這個(gè)晶振可以滿足這個(gè)系統(tǒng)的要求。并且晶振不能離單片機(jī)太遠(yuǎn)，不然使用外部晶振進(jìn)行軟件調(diào)試時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)找不到信號(hào)。</p><p>　　2.1.2 復(fù)位電路</p><

45、;p>　　復(fù)位有硬件和軟件兩種，復(fù)位的作用是使程序自動(dòng)從0000H開始執(zhí)行，因此我們只要在AT89C52單片機(jī)的RESET端加上一個(gè)高電平信號(hào)，并持續(xù)10ms以上即可，RESET端接有一個(gè)上電復(fù)位電路，它是由一個(gè)小的電解電容和一個(gè)接地的電阻組成的。人工復(fù)位電路另外采用一個(gè)按鈕來(lái)給RESET端加上高電平信號(hào)。</p><p>　　圖2-2人工復(fù)位電路</p><p>　　我們采用放電型

46、人工復(fù)位電路，如圖2-2人工復(fù)位電路，上電時(shí)C通過(guò)R充電，維持寬度大于10ms的正脈沖，完成上復(fù)位功能。C充電結(jié)束后，RESET端出現(xiàn)低電平CPU正常工作。在此我們?nèi)×说湫椭礡=10K，R1=1K，C=10uf。</p><p>　　上電復(fù)位實(shí)現(xiàn)的時(shí)間 ：T=R*C</p><p><b>　　=10K*10UF</b></p><p>　　=

47、100ms>=10ms</p><p>　　需要人工復(fù)位時(shí)，按下按鈕K，C通過(guò)K和R1放電，RESET端電位上升到高電平，實(shí)現(xiàn)人工復(fù)位，K松開后C重新充電，充電結(jié)束后，CPU重新工作，R1是限流電阻，阻值不可以過(guò)大，否則不能起到復(fù)位作用。</p><p>　　2．2 按鍵電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　鍵盤實(shí)質(zhì)上是一組按鍵開關(guān)的集合，控制CPU通過(guò)按鍵來(lái)識(shí)別特

48、定的用戶命令，從而轉(zhuǎn)入相應(yīng)的程序來(lái)執(zhí)行用戶命令。鍵盤的軟硬件的設(shè)計(jì)涉及下面幾個(gè)方面的問(wèn)題：</p><p>　　對(duì)于此設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)我們要準(zhǔn)確的顯示我們所要對(duì)應(yīng)的信息，每按下一次按鍵要顯示所要顯示的信息。這按鍵是主要用來(lái)報(bào)站的而設(shè)計(jì)的。這樣比鍵盤操作方便，也比較實(shí)惠。按鍵電路采用中斷模式。當(dāng)有按鍵按下時(shí)，系統(tǒng)產(chǎn)生中斷，CPU響應(yīng)中斷后，開始計(jì)數(shù)，即查詢鍵號(hào)，通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)該鍵號(hào)所對(duì)應(yīng)鍵的功能鍵盤的大體設(shè)置為：第一個(gè)鍵為

49、報(bào)站控制鍵S1用來(lái)控制站臺(tái)“+”例如：第一站為東華站，按下S1時(shí)顯示第二站：火車站，其余的站臺(tái)工作原理也一樣。S2用來(lái)控制站臺(tái)的“-”，第二站為火車站，在按下S2時(shí)這樣就顯示火車站。電路如圖2—3按鍵電路：</p><p><b>　　圖2—3按鍵電路</b></p><p>　　2.2.1 判鍵及其接口電路設(shè)計(jì)</p><p>　　鍵的閉合

50、與否反應(yīng)在電壓上就是呈現(xiàn)出高電平或低電平，如果高電平表示斷開，那么低電平則表示閉合，通過(guò)電平的高低狀態(tài)的檢測(cè)可確認(rèn)鍵按下與否。</p><p>　　為了確保CPU對(duì)一次按鍵動(dòng)作只確認(rèn)一次，并且防止干擾信號(hào)的影響，必</p><p>　　需加入消除電平抖動(dòng)的措施，下圖3.3為按鍵抖動(dòng)示意。消除抖動(dòng)通常有硬、軟硬兩種方法，硬件消除抖動(dòng)可采取雙穩(wěn)態(tài)電路或?yàn)V波消抖電路；軟件消抖是在第一次檢測(cè)到有鍵

51、按下時(shí)，執(zhí)行一段延時(shí)程序再確認(rèn)該鍵是否仍閉合，如果還是閉合狀態(tài)則確認(rèn)該鍵按下，從而消除抖動(dòng)和干擾影響。當(dāng)按鍵較多時(shí)，我們多采用硬件件消抖法。</p><p>　　按鍵接口設(shè)計(jì)有兩種方法，獨(dú)立式按鍵和矩陣式鍵盤。獨(dú)立式按鍵各鍵相獨(dú)立，每個(gè)按鍵各接入一根輸入線，只要檢測(cè)輸入線的電平就可以識(shí)別按鍵狀態(tài)。這種方法電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但每個(gè)按鍵需占用一根輸入口。由于該設(shè)計(jì)方案IO資源浪費(fèi)大。故此方法只適用于按鍵少或

52、其他控制功能很簡(jiǎn)單的場(chǎng)合。矩陣鍵盤適用于按鍵數(shù)量較多的場(chǎng)合，它把鍵盤輸入線分為行線和列線，按鍵位于列的交叉點(diǎn)上。按鍵的識(shí)別需要軟件分別掃描行線和列線，根據(jù)掃描的結(jié)果判具體按下的按鍵。</p><p>　　由于本設(shè)計(jì)中的按鍵只有三個(gè)，考慮系統(tǒng)可靠性和鍵盤設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單所以采用獨(dú)立式按鍵。圖2—4 按鍵閉合及斷開時(shí)的電壓。</p><p>　　圖2—4按鍵閉合及斷開前后的電壓</p>

53、<p>　　2.2.2 鍵盤的工作方式</p><p>　　鍵盤掃描只是CPU的工作內(nèi)容之一，CPU在忙于各項(xiàng)工作時(shí)，如何處理鍵盤輸入取決于鍵盤的工作方式，鍵盤工作方式有三種，編程掃描、定時(shí)掃描和中掃描。</p><p>　　在編程掃描中，CPU反復(fù)地掃描鍵盤，等待用戶的輸入命令，而執(zhí)行鍵入命令或處理輸入數(shù)據(jù)時(shí)，CPU不再相應(yīng)輸入要求，直到CPU返回重新掃描鍵盤為止。時(shí)掃描工

54、作方式利用單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器產(chǎn)生定時(shí)中斷，CPU相應(yīng)定時(shí)器中斷后對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描，在有鍵按下時(shí)識(shí)別出該鍵并執(zhí)行相應(yīng)功能程序。使用中斷方式時(shí)要求在沒(méi)有鍵按下時(shí)，不占用CPU處理時(shí)間，只有當(dāng)有鍵按下時(shí)產(chǎn)生鍵盤中斷，由于中斷識(shí)別鍵并執(zhí)行功能程序，這種方法使用最多。</p><p>　　2．3 顯示和驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　我們知道的用來(lái)顯示的器件很多。比如數(shù)碼管、LCD、點(diǎn)陣式LED。

55、數(shù)碼管只能顯示數(shù)字，LCD可以顯示漢字、符號(hào)、數(shù)字和圖形。雖然LCD的顯示效果要比LED好，顯示電路也比較簡(jiǎn)單（很大一部分已經(jīng)集成化）。但是它的價(jià)格比較高，也不容易采購(gòu)。所以綜合考慮生產(chǎn)成本，本系統(tǒng)采用點(diǎn)陣式LED顯示。它具有以下優(yōu)點(diǎn)：1 價(jià)格比較便宜 2 容易擴(kuò)展顯示比較多的漢字 3 顯示漢字效果好，廣泛用于廣告顯示屏，交通屏幕。通常情況下，點(diǎn)陣式LED顯示屏是由標(biāo)準(zhǔn)的LED顯示模塊組成的。</p><p>　

56、　2.3.1 顯示電路設(shè)計(jì)</p><p>　　HS 1088BS點(diǎn)陣式LED顯示模塊是8行8列64個(gè)LED組成。單塊點(diǎn)陣式LED顯示模塊能夠顯示各種字母，數(shù)字和常用的符號(hào)。點(diǎn)陣式LED顯示模塊在8行8列的每一個(gè)交點(diǎn)上裝有一個(gè)LED。模塊有共陽(yáng)極和共陰極之分。LED的正極接行引線，負(fù)極接列引線的稱為共陽(yáng)極LED顯示模塊，反之為共陰極LED顯示模塊。</p><p>　　由4個(gè)8*8的LE

57、D顯示屏組成的16*16的LED漢字顯示屏如圖2—4， 4個(gè)8*8的LED顯示屏組成的16*16的LED顯示屏，行引腳逐個(gè)連接而成。</p><p>　　圖2—5 4個(gè)8*8的LED顯示屏組成的16*16的LED顯示屏</p><p>　　2.3.2 顯示驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)</p><p>　　單個(gè)LED器件的驅(qū)動(dòng)：從LED器件的發(fā)光原理可知，當(dāng)向LED器件施加正向電壓時(shí)，

58、流過(guò)器件的正向電流使其發(fā)光，因此LED的驅(qū)動(dòng)就是如何使它的PN結(jié)處于正偏置，而且為了控制它的發(fā)光程度，還要解決正向電流的調(diào)節(jié)問(wèn)題,具體的驅(qū)動(dòng)方法可以分為直流驅(qū)動(dòng)和恒流驅(qū)動(dòng)，脈沖驅(qū)動(dòng)和掃描驅(qū)動(dòng)，這里采用恒流驅(qū)動(dòng)。由于LED器件的正向特性比較陡，加上器件的分散性，使得在同樣電源電壓和同樣的限流電阻的情況下，各器件的正向電流并不相同，引起發(fā)光強(qiáng)度的差異。如果能夠?qū)ED正向電流直接進(jìn)行恒流驅(qū)動(dòng)，只有恒流值相同，發(fā)光強(qiáng)度比較接近，我們知道晶體管

59、的輸出特性具有恒流性質(zhì)，所以用晶體管驅(qū)動(dòng)LED，單個(gè)LED驅(qū)動(dòng)如圖2—6單個(gè)LED驅(qū)動(dòng)電路。</p><p>　　P2，P1輸出的電流約為400UA左右，LED點(diǎn)陣的工作電流大約為20MA，工作電壓大約為2V為了不使LED燒壞R最大約為6.75千歐。在此選R=4.7千歐。</p><p>　　圖2—6單個(gè)LED驅(qū)動(dòng)電路</p><p>　　本次設(shè)計(jì)中采用的是（16*

60、32）的LED顯示屏顯示漢字，一次可以顯示兩 </p><p>　　個(gè)漢字，由于站名的長(zhǎng)度比顯示屏長(zhǎng)，所以必須實(shí)現(xiàn)移位的功能。</p><p>　　LED顯示的三種方式：</p><p>　　1) 占空比控制驅(qū)動(dòng)：減少驅(qū)動(dòng)電路。在需要進(jìn)行灰度級(jí)控制顯示的情況下要求隨時(shí)調(diào)整占空比使LED達(dá)到響應(yīng)

61、的發(fā)光強(qiáng)度。</p><p>　　2) 組合驅(qū)動(dòng)：按照行列進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。</p><p>　　3) 掃描驅(qū)動(dòng)： 所謂脈沖驅(qū)動(dòng)方式，就是利用人眼的視覺暫留效應(yīng)，以脈沖的方式對(duì)LED器件進(jìn)行供電，使之間歇性地點(diǎn)亮。采用這種驅(qū)動(dòng)方式需要對(duì)以下兩個(gè)方面進(jìn)行考慮:脈沖電流的幅值和其重復(fù)頗率。首先，脈沖電流幅值的選擇，當(dāng)脈沖驅(qū)動(dòng)的平均值與直流驅(qū)動(dòng)的電流值相等時(shí)，我們?nèi)搜鄣母杏X是相同的，也就是說(shuō)兩者的

62、發(fā)光強(qiáng)度相當(dāng)。</p><p>　　掃描驅(qū)動(dòng)是通過(guò)數(shù)字邏輯電路，使若干LED器件輪流導(dǎo)通，用以節(jié)省控制驅(qū)動(dòng)電路。LED顯示屏是將發(fā)光燈按行按列布置的，驅(qū)動(dòng)時(shí)也就按行按列驅(qū)動(dòng)。在掃描驅(qū)動(dòng)方式下可以按行掃描.</p><p>　　A: 按列控制也叫可按列掃描，按行控制。所謂“掃描”的含義，就是指一行一行地循環(huán)接通整行的LED器件，而不問(wèn)這一行的哪一列的LED器件是否應(yīng)該點(diǎn)亮，某一列的LED器件

63、是否應(yīng)該點(diǎn)亮，由所謂的列控制電路來(lái)負(fù)責(zé)。</p><p>　　B: 按行掃描按列控制的方式。一個(gè)m行n列結(jié)構(gòu)的LED顯示屏，當(dāng)采用行掃描列控制的驅(qū)動(dòng)方式時(shí)，從H1到Hm輪流將高電位接通各行線，使連接到各行的LED器件接通正電源，但具體哪一個(gè)LED導(dǎo)通，還要看它的負(fù)電源是否接通，這就是列控制所要完成的工作。例如在LED顯示屏上需要LED 11熄滅，LED21點(diǎn)亮，那么當(dāng)掃描到H1行時(shí)，L1列的電位就應(yīng)該為高:當(dāng)掃描

64、到H2行時(shí)，L1列的電位就應(yīng)該為低。</p><p>　　根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式的不同，LED大屏幕顯示方式可分為靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)掃描顯示兩種。靜態(tài)顯示是指將一幅畫面輸入以后要保持到下一幅畫面的輸入;動(dòng)態(tài)顯示是指將畫面分為若干部分分別進(jìn)行刷新。靜態(tài)顯示每一個(gè)像素需要一套驅(qū)動(dòng)電路，如果顯示屏為n*m個(gè)像素屏，則需要n*m套驅(qū)動(dòng)電路;動(dòng)態(tài)掃描顯示則采用多路復(fù)用技術(shù)，如果是P路復(fù)用的話，則每P個(gè)像素需一套驅(qū)動(dòng)電路，n*m個(gè)像素僅需

65、n*m/p套驅(qū)動(dòng)電路。另外，對(duì)于靜態(tài)顯示方式，需要較多的譯碼驅(qū)動(dòng)裝置，需要的引線也比較多;對(duì)于動(dòng)態(tài)掃描顯示方式，可以避免以上不足，但是容易造成顯示亮度低、屏幕閃爍等問(wèn)題。在實(shí)際的LED大屏幕顯示中，很少有采用靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的。</p><p>　　LED發(fā)光器件的數(shù)量巨大，不宜使用靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)電路。掃描驅(qū)動(dòng)電路一般采用多行的同名列驅(qū)動(dòng)器。行驅(qū)動(dòng)器一行的行線連到電源的一端，列驅(qū)動(dòng)器一列的列線連接到電源的另一端。當(dāng)行驅(qū)動(dòng)選

66、中第I行，列驅(qū)動(dòng)選中第J列時(shí)，對(duì)應(yīng)的LED器件根據(jù)列驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)要求進(jìn)行顯示，控制電路負(fù)責(zé)有序的選通各行。在選通每一行之前還要把該行各列的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好。一旦該行選通，這一行上的LED發(fā)光器件就可以根據(jù)列數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。在本設(shè)計(jì)中LED點(diǎn)陣顯示模塊采用動(dòng)態(tài)掃描方式顯示，下圖是列掃描的LED點(diǎn)陣顯示的驅(qū)動(dòng)接口，要顯示一個(gè)清楚的漢字要求要4塊1088BS組成。顯示兩個(gè)漢字就需要8塊，對(duì)于組成一個(gè)16*16的點(diǎn)陣就要求把每?jī)蓚€(gè)行列組合。其中行方向接在

67、P1和P2口，考慮負(fù)載能力，接16個(gè)2n5551的PNP三極管驅(qū)動(dòng)。列方向則由兩片4-16譯碼器74L154完成掃描，它由89C52的P0.4---P0.7控制。同樣的驅(qū)動(dòng)部分是由32個(gè)2N5041的三極管完成的，如圖2-7漢字的顯示電路。 圖2-7漢字的顯示電路</p><p>　　按列掃描時(shí)。動(dòng)態(tài)顯示方式的列驅(qū)動(dòng)電流大，而行驅(qū)動(dòng)電流小，最大電流計(jì)算有以下公式：&l

68、t;/p><p>　　行驅(qū)動(dòng)電流=列數(shù)*平均工作電流</p><p>　　列驅(qū)動(dòng)電流=行數(shù)*行驅(qū)動(dòng)電流</p><p>　　由上式可以知道，列驅(qū)動(dòng)電流大于保護(hù)能夠驅(qū)動(dòng)電流的倍數(shù)等于顯示點(diǎn)陣的列數(shù)，所以列的三極管要有大電流輸出的晶體管。</p><p>　　LED顯示屏作為單獨(dú)顯示硬件，具有能夠?qū)⑼鈦?lái)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成漢字（或者圖形）顯示出來(lái)。這個(gè)過(guò)程由硬

69、件驅(qū)動(dòng)程序完成控制和實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　顯示過(guò)程是這樣的：首先控制顯示屏的單片機(jī)接受LED屏主控微機(jī)傳來(lái)的數(shù)據(jù)，下來(lái)，主孔程序?qū)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成屏幕顯示的圖形，儲(chǔ)存起來(lái)。在按照掃描的順序與屏幕對(duì)應(yīng)的關(guān)系，將存儲(chǔ)的內(nèi)容轉(zhuǎn)換成掃描內(nèi)容，在將數(shù)據(jù)輸出到控制單個(gè)的LED模塊的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，最后掃描鎖存器中的數(shù)據(jù)。刷新屏幕，我們把行列總線接在單片機(jī)的I0口，然后把上面分析到掃描代碼送入總線，就可以得到顯示漢字。但是在設(shè)計(jì)中

70、每次顯示兩個(gè)漢字，由于一共用到16行，32列，如果全部接到89C52單片機(jī)，一共需用48條IO口，這樣就造成IO資源不夠使用。就得擴(kuò)展系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)功能。點(diǎn)陣顯示屏每個(gè)單元由8個(gè)8*8點(diǎn)陣LED顯示模塊，行信號(hào)選擇P1口、P2口，行驅(qū)動(dòng)器組成。列信號(hào)選擇譯碼器74L164、列驅(qū)動(dòng)器組成。8個(gè)8*8點(diǎn)陣LED顯示模塊組成一個(gè)16*32的LED點(diǎn)陣，用于同時(shí)顯示2個(gè) 16*16點(diǎn)陣漢字字符或數(shù)字。單元顯示屏可以接受來(lái)自控制器或者上一級(jí)顯示單元

71、模塊傳輸下來(lái)的數(shù)據(jù)信息和命令信息，并可將這些數(shù)據(jù)信息和命令信息不經(jīng)任何變化的再傳輸?shù)较乱患?jí)顯示模塊單元中，因此顯示板可擴(kuò)展至更多的顯示單元，用于顯示更多的顯示內(nèi)容，顯示屏控制系統(tǒng)由顯示控制器和</p><p><b>　　圖2—8顯示框圖</b></p><p>　　2.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)</p><p>　　由于一般的公交車報(bào)站的數(shù)量都比

72、較大，一般每站顯示的漢字都有二三十個(gè)，那么總共的漢字就有幾百個(gè)漢字。這樣系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)空間就要求好幾K。所以必須擴(kuò)展一片E2PROM來(lái)存儲(chǔ)漢字。這片E2PROM必須滿足漢字存儲(chǔ)容量要求。我們選擇AT24C64芯片作為本系統(tǒng)的外部擴(kuò)展E2PROM芯片，它的地址空間滿足本次設(shè)計(jì)的要求。使用I2C總線擴(kuò)展以達(dá)到簡(jiǎn)化電路，提高系統(tǒng)可靠性的目的。</p><p>　　2.4.1 內(nèi)存擴(kuò)展電路</p>

73、<p>　　AT24C64是一個(gè)64K位的支持I2C數(shù)據(jù)總線傳送協(xié)議的串行E2PROM。可用電擦除、可編程、自定義寫周期（可編程、擦除100萬(wàn)次）的串行E2PROM。一般采用的兩種寫入方式。</p><p>　　一種是字節(jié)寫入方式、另一種是頁(yè)寫入方式，具有32字節(jié)的數(shù)據(jù)的頁(yè)面寫能力。其管腳排列和功能描述如圖2-9 AT24C64管腳排列和功能描述：</p><p>　　圖2-9

74、AT24C64管腳排列和功能描述</p><p><b>　　管腳功能描述：</b></p><p><b>　　SCL：串行時(shí)鐘</b></p><p>　　這是一個(gè)輸入管腳，用于產(chǎn)生器件所有數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時(shí)鐘。</p><p>　　2） SDL：串行數(shù)據(jù)\地址</p><p

75、>　　這是一個(gè)雙向傳輸端，用于所有地址和數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。對(duì)于一般的數(shù)據(jù)傳輸，僅在SCL為低期間SDA才允許變化。在SCL為高期間變化，留給指示START和STOP條件。</p><p>　　A0(CE0)、A1(CE1)、A2（CE2），器件地址輸入端</p><p>　　這些輸入端用于多個(gè)器件級(jí)聯(lián)時(shí)設(shè)置器件地址，當(dāng)這些管腳懸空時(shí)默認(rèn)值為0. A0、A1、A2不需片選，可任意接，本

76、設(shè)計(jì)A0接VCC,A1和A2接地。</p><p><b>　　WP:寫保護(hù)</b></p><p>　　如果WP管腳接到VCC,所有內(nèi)容被寫保護(hù)（處于只讀狀態(tài)）。當(dāng)WP管腳連接到VSS或者懸空，允許器件進(jìn)行正常的讀寫功能。</p><p>　　通過(guò)控制WP管腳，就可以進(jìn)行正常的顯示數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，并在系統(tǒng)使用中可以將WP管腳接到VCC從而達(dá)到保護(hù)

77、內(nèi)存中的數(shù)據(jù)的作用。</p><p>　　由于AT24C64的容量為8KB,已經(jīng)滿足本設(shè)計(jì)的容量要求，所以本系統(tǒng)只需滿足擴(kuò)展一片AT24C64芯片。AT24C64的WP管腳是寫保護(hù)，設(shè)計(jì)中接到VSS管腳（以此滿足設(shè)計(jì)中此模塊的工作任務(wù)）。允許進(jìn)行正常的讀寫操作。由于只擴(kuò)展一片AT24C64、A0、A1、A2不需片選，可任意接，本設(shè)計(jì)A0接VCC,A1和A2接地。6腳SCL時(shí)鐘接I2C總線時(shí)鐘線（P0.0）；5腳S

78、DL數(shù)據(jù)線接I2C總線數(shù)據(jù)線（P0.1）。如圖2-10 AT89C52與AT24C64的接口電路：</p><p>　　圖2-10 AT89C52與AT24C64的接口電路</p><p>　　發(fā)送AT24C64的地址。從地址的高4位D7—D4固定為1010，接下來(lái)的D3—D1為器件的片選地址。本次設(shè)計(jì)A0接高電平，A1、A2接低電平，所以D3—D1為001.器件的D0位是讀寫功能控制位，

79、“1”表示對(duì)AT24C64進(jìn)行讀操作，“0”表示對(duì)AT24C64進(jìn)行寫操作。因此本設(shè)計(jì)中AT24C64的地址位是1010001X。</p><p>　　2.4.1 存儲(chǔ)器的組織以及運(yùn)行分析</p><p>　　存儲(chǔ)器的的組織：AT24C64內(nèi)部分為32頁(yè)，每頁(yè)256個(gè)字節(jié)，故需要13位地址對(duì)其內(nèi)部字節(jié)進(jìn)行尋址。</p><p>　　運(yùn)行方式：對(duì)于時(shí)鐘和數(shù)據(jù)傳輸，串

80、行數(shù)據(jù)IO端SDA一般需要設(shè)置外部上拉電阻以達(dá)到使其處于高電平。加到SDA的數(shù)據(jù)只有在串行時(shí)鐘SCL對(duì)于低電平的時(shí)鐘周期內(nèi)可以改變。當(dāng)串行時(shí)鐘SCL處于高電平時(shí)，SDA的數(shù)據(jù)變化用于指示起始或停止?fàn)顟B(tài)。</p><p>　　起始狀態(tài)：當(dāng)SCl為高電平時(shí)，SDA由高電平變到低電平則處于起始狀態(tài)，起始狀態(tài)應(yīng)該處于其他任何命令之前。</p><p>　　停止?fàn)顟B(tài)：當(dāng)SCl為高電平時(shí)，SDA由低平

81、變到高電平則處于低功耗的備用方式（Standby Mode）。</p><p>　　應(yīng)答信號(hào)：應(yīng)答信號(hào)是由接收數(shù)據(jù)的器件發(fā)出的。當(dāng)EEPROM接收完成一個(gè)寫入數(shù)據(jù)之后，會(huì)在SDA上發(fā)一個(gè)“0”應(yīng)答信號(hào)ACK信號(hào)。ACK信號(hào)在第九個(gè)時(shí)鐘周期出現(xiàn)。</p><p><b>　　讀寫操作過(guò)程</b></p><p>　　AT24C64在進(jìn)入起始狀態(tài)之

82、后，需要一個(gè)8位的器件地址字去啟動(dòng)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫操作。其器件地址為10 10 A2 A1 A0 R\W.器件地址的最高4位1010為器件標(biāo)志;A2、A1、A0為硬件布線地址，AT24C6不用硬件布線地址，故這三位就用于內(nèi)部頁(yè)面尋址。AT24C6的字節(jié)地址為：</p><p>　　真正地址=( A2 A1 A0)*28+字地址；R\W為讀寫選擇位，當(dāng)其為1時(shí)，執(zhí)行讀操作，為0時(shí)執(zhí)行寫操作。</p>&

83、lt;p><b>　　1)字節(jié)寫</b></p><p>　　這種寫方式只執(zhí)行一個(gè)字節(jié)的寫入，在起始狀態(tài)中，首先寫入8位的起始地址，則芯片會(huì)產(chǎn)生一個(gè)“0”信號(hào)ACK；隨后，接著寫入8位數(shù)據(jù)，在接到數(shù)據(jù)后，芯片又產(chǎn)生一個(gè)“0”信號(hào)ACK作為應(yīng)答，到此為止，完成了一個(gè)字節(jié)的寫過(guò)程，故此在SDA產(chǎn)生一個(gè)停止?fàn)顟B(tài)，這是外部寫過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中控制芯片的單片機(jī)應(yīng)在芯片的SCL、SDA斷入恰當(dāng)?shù)男?/p>

84、號(hào)。當(dāng)然在一個(gè)字節(jié)的寫過(guò)程結(jié)束時(shí)，單片機(jī)應(yīng)以停止?fàn)顟B(tài)結(jié)束寫過(guò)程，這時(shí)，芯片進(jìn)入內(nèi)部定時(shí)的寫周期，以便把接受的數(shù)據(jù)寫入到存儲(chǔ)單元中。在芯片的內(nèi)部寫周期中，其所有輸入被屏蔽，同時(shí)不響應(yīng)外部直到寫周期完成。這是內(nèi)部寫過(guò)程，這個(gè)過(guò)程大約需要10ms時(shí)間，內(nèi)部寫過(guò)程處于停止?fàn)顟B(tài)余下一次起始狀態(tài)之間。</p><p><b>　　2）現(xiàn)行地址讀：</b></p><p>　　在上

85、一次讀\寫操作完成之后，芯片內(nèi)部字地址計(jì)數(shù)器會(huì)加一，產(chǎn)生現(xiàn)行地址，只要沒(méi)有執(zhí)行讀、寫操作，這個(gè)現(xiàn)行地址就會(huì)在芯片保持接電的期間一直保存，一旦器件地址選中芯片，并且有R\W=1，則在芯片的應(yīng)答信號(hào)ACK把讀出的現(xiàn)行地址的數(shù)據(jù)輸出?，F(xiàn)行地址的數(shù)據(jù)輸出時(shí)，就由單片機(jī)一位一位接收，接收后，單片機(jī)不用發(fā)出應(yīng)答信號(hào)ACK“0”電平，但應(yīng)保證發(fā)出停止?fàn)顟B(tài)的信號(hào)以結(jié)束現(xiàn)行地址讀操作。</p><p><b>　　3）隨

86、機(jī)讀：</b></p><p>　　隨機(jī)讀和現(xiàn)行地址讀的最大區(qū)別在于，隨機(jī)都會(huì)執(zhí)行一個(gè)偽寫入過(guò)程，以把字地址裝入EEPROM芯片中，然后執(zhí)行讀出。顯然，隨機(jī)讀有兩個(gè)步驟：第一，執(zhí)行偽寫入——把字地址送入EEPROM，以選擇需讀的字節(jié)；第二，執(zhí)行讀出——根據(jù)字地址讀出對(duì)應(yīng)的內(nèi)容。</p><p>　　當(dāng)EEPROM芯片接收了字地址及器件地址時(shí)，在芯片產(chǎn)生應(yīng)答信號(hào)之后，單片機(jī)必須再

87、產(chǎn)生一個(gè)起始狀態(tài)，執(zhí)行現(xiàn)行地址讀，這是單片機(jī)再發(fā)出器件地址并且令R\W=1，則EEPROM應(yīng)答器件地址，并行輸出被讀數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)讀出是單片機(jī)執(zhí)行一位一位接收，接收完畢，單片機(jī)不用發(fā)“0”應(yīng)答信號(hào)ACK，但必須產(chǎn)生停止?fàn)顟B(tài)以結(jié)束隨機(jī)讀過(guò)程。</p><p>　　2.5 串行通信電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　外設(shè)驅(qū)動(dòng)程序可以對(duì)系統(tǒng)提供訪問(wèn)外圍設(shè)備的接口，把操作系統(tǒng)(軟件)和</p>

88、;<p>　　外圍設(shè)備(硬件)分離開來(lái)。當(dāng)外圍設(shè)備改變的時(shí)候，只需更換相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序，不必修改操作系統(tǒng)的內(nèi)核以及運(yùn)行在操作系統(tǒng)中的軟件。</p><p>　　智能儀器一般都設(shè)有通信接口，以便實(shí)現(xiàn)程序控制，方便構(gòu)成自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，為了提高系統(tǒng)的兼容性，讓不同廠家的生產(chǎn)的任何一起都可以用一條無(wú)源電纜連接起來(lái)，并通過(guò)一個(gè)合適的接口與PC機(jī)連接。目前國(guó)際上才有的標(biāo)準(zhǔn)接口有GP—IB、RS—232、CAMAC。

89、本次設(shè)計(jì)采用RS—232標(biāo)準(zhǔn)。RS—232標(biāo)準(zhǔn)（協(xié)議）的全稱是EIA—RS—232C標(biāo)準(zhǔn)，其中EIA代表美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)，RS是代表推薦標(biāo)準(zhǔn)，232是標(biāo)識(shí)號(hào)，C代表RS232的最新一次修改。它規(guī)定連接電纜和機(jī)械、電器特性、信號(hào)功能及傳送過(guò)程。常用的物理標(biāo)準(zhǔn)有好幾種，這里只介紹EIA&#0；EIA—RS—232C。例如，目前在IBM PC機(jī)上的COM1、COM2、接口就是RS—232C接口。</p><p>

90、;　　1 串行接口標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的選用 </p><p>　　目前RS-232是PC機(jī)與通信工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行接口。RS-232被定義為一種在低速率串行通訊中增加通訊距離的單端標(biāo)準(zhǔn)。RS-232采取不平衡傳輸方式，即所謂單端通訊。典型的RS-232信號(hào)在正負(fù)電平之間擺動(dòng)，在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送端驅(qū)動(dòng)器輸出正電平在+5～+15V，負(fù)電平在-5～-15V電平。當(dāng)無(wú)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，線上為TTL，從開始傳送數(shù)據(jù)到結(jié)束，線上電

91、平從TTL電平到RS-232電平再返回TTL電平。接收器典型的工作電平在+3～+12V與-3～-12V。由于發(fā)送電平與接收電平的差僅為2V至3V左右，所以其共模抑制能力差，再加上雙絞線上的分布電容，其傳送距離最大為約15米，最高速率為20kb/s。RS-232是為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（即只用一對(duì)收、發(fā)設(shè)備）通訊而設(shè)計(jì)的，其驅(qū)動(dòng)器負(fù)載為3～7kΩ。所以RS-232適合本地設(shè)備之間的通信。其有關(guān)電氣參數(shù)參見表1。 </p><p>

92、;　　通過(guò)對(duì)比，我們可以發(fā)現(xiàn)RS232的適用條件符合本次設(shè)計(jì)的要求，所以這也是采用RS232的主要原因。</p><p><b>　　2. 電氣特性 </b></p><p>　　EIA—RS—232C對(duì)電氣特性、邏輯電平和各種信號(hào)線功能都做了規(guī)定。在TxD和RxD上：邏輯1（MARK）= —3V～—15V，邏輯0（SPACE）=+3V～+15V。</p>

93、<p>　　在RTS 、CTS、 DSR、 DTR和 DCD控制線上信號(hào)有效時(shí)為+3V～+15V。信號(hào)無(wú)效時(shí)為—3V～—15V。由此可以知道RS—232C標(biāo)準(zhǔn)對(duì)邏輯電平的定義。</p><p>　　對(duì)于數(shù)據(jù)（信息碼）：邏輯1的電平低于—3V，邏輯0的電平高于+3V。</p><p>　　對(duì)于控制信號(hào)：接通狀態(tài)即信號(hào)有效的電平高于+3V，斷開狀態(tài)即信號(hào)的電平低于—3V，也就是當(dāng)

94、傳輸電平的絕對(duì)值大于3V，電路可以有效的檢查出來(lái)。介于—3V～+3V之間的信號(hào)無(wú)意義，低于—15V或高于15V的信號(hào)也是無(wú)效信號(hào)。</p><p>　　EIA—RS—232C與TTL轉(zhuǎn)換：EIA—RS—232C是用正負(fù)電平來(lái)表示邏輯狀態(tài)的，與TTL以高低電平表示邏輯狀態(tài)的變化。因此為了能夠和計(jì)算機(jī)接口或終端的TTL器件連接，必須在EIA—RS—232C與TTL電路之間進(jìn)行電平和邏輯關(guān)系的變換。實(shí)現(xiàn)這種變化的方法可

95、以采用分立元件，也可采用集成電路芯片。</p><p>　　目前較為廣泛采用的是集成電路轉(zhuǎn)換芯片，如MC1488、SN75105芯片可完成TTL電平到EIA電平的轉(zhuǎn)換，而MC1488、SN75105即可實(shí)現(xiàn)。MAX232芯片可完成TTL——EIA的轉(zhuǎn)換。上位機(jī)的串口采用的是標(biāo)準(zhǔn)的RS—232C接口。由于AT98C52單片機(jī)的串行口電平是TTL電平，但TTL電平的特性與RS232的電氣特性不匹配。一次必須通過(guò)電平轉(zhuǎn)

96、化芯片進(jìn)行電平之間的轉(zhuǎn)換才能達(dá)到正常通信。本設(shè)計(jì)采用MAX232來(lái)實(shí)現(xiàn)RS—232C與TTL電路之間的電平轉(zhuǎn)換。MAX232是一種雙組驅(qū)動(dòng)器\接收器。片內(nèi)有一個(gè)電容性電壓發(fā)生器，必須在單5V TTL\COMS電平這些接收器具有1.3V典型的門限值及0.5V的典型遲滯，而且可以接受30V和—30V的輸入。每個(gè)驅(qū)動(dòng)器將TTL\COMS輸入電平轉(zhuǎn)換為RS—232電平。如圖2—11串行通信接口電路所示：</p><p>

97、　　圖2-11串行通信接口電路</p><p><b>　　第三章 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 串口通信軟件的設(shè)計(jì)</p><p>　　為了提高通信的可靠性，必須制定一個(gè)約定，即通信協(xié)議，串行通信的數(shù)據(jù)格式如下圖，，沒(méi)有校驗(yàn)位，所以共十位，即一位起始位、八位數(shù)據(jù)位、一位停止位。</p><p>　　

98、3.1.1 下位機(jī)串行通信</p><p>　　由于在監(jiān)控程序中使用定時(shí)器計(jì)數(shù)器1來(lái)定時(shí)監(jiān)控鍵盤以及其他外圍硬件，所以在此將使用定時(shí)計(jì)數(shù)器1來(lái)完成串行通信。</p><p>　　MOV SCON,#50H ；URAT工作在MODE1，SM1=1，REN=1</p><p>　　MOV TMOD,#20H ；TIMER1工作在MODE2</p>

99、;<p>　　MOV TH1,#0F3H ；波特率2400</p><p>　　MOV TL1，#0F3H</p><p>　　MOV R1,#8EH</p><p>　　MOV R2,#98H ；</p><p>　　SETB TR1 ；啟動(dòng)TIMER1 </p><p&

100、gt;　　下位機(jī)數(shù)據(jù)接收流程圖如圖2—12下位機(jī)數(shù)據(jù)接收流程圖所示（程序略）：</p><p>　　圖3-1下位機(jī)數(shù)據(jù)接收流程圖</p><p>　　3.1.2 存儲(chǔ)讀寫程序的設(shè)計(jì)</p><p>　　AT24C64器件地址為當(dāng)R為1時(shí)進(jìn)行讀存儲(chǔ)器操作，W為0時(shí)為寫存儲(chǔ)器操作。在硬件電路設(shè)計(jì)時(shí)AT24C64地址選擇輸入端A0接ACC、A1、A2被接收。單片機(jī)向AT

101、24C64發(fā)出一個(gè)START命令，產(chǎn)生開始條件，然后發(fā)出寫命令控制字。當(dāng)AT24C64接到命令后，進(jìn)入一個(gè)寫周期，再由單片機(jī)發(fā)送存儲(chǔ)地址，即確定數(shù)據(jù)寫入到存儲(chǔ)器的那個(gè)位置，隨后，單片機(jī)將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)送到SDA數(shù)據(jù)線上。寫周期結(jié)束后，單片機(jī)再發(fā)停止位。</p><p>　　采用PAGE WRITE方式進(jìn)行寫操作時(shí)基本和BYTE WRITE一樣，但不必在一個(gè)數(shù)據(jù)寫入后在由單片機(jī)發(fā)送停止位，而是可以繼續(xù)接著寫入最多31個(gè)

102、字節(jié)。E2PROM發(fā)送給單片機(jī)一個(gè)0標(biāo)志，確定接收到數(shù)據(jù)后，MCU必須發(fā)送一個(gè)停止位終止PAGE WRITE寫入時(shí)序。其中，數(shù)據(jù)低5位在接收到對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)后會(huì)自動(dòng)加1，而高位數(shù)據(jù)地址不會(huì)自動(dòng)增加。當(dāng)寫入的數(shù)據(jù)超過(guò)32位則接下來(lái)的數(shù)據(jù)從本頁(yè)首地址開始重新寫入，覆蓋開始寫入的數(shù)據(jù)。</p><p>　　對(duì)于存儲(chǔ)器讀操作，首先，單片機(jī)向AT24C64發(fā)出一個(gè)START命令，產(chǎn)生開始條件。然后發(fā)送寫命令控制字。當(dāng)AT24C

103、64接到命令后，進(jìn)入寫周期，再由單片機(jī)發(fā)送存儲(chǔ)地址。存儲(chǔ)地址發(fā)送成功后，單片機(jī)又向AT24C64發(fā)送一個(gè)START命令產(chǎn)生開始條件，然后發(fā)送讀命令控制字。當(dāng)AT24C64接到命令后，進(jìn)入一個(gè)讀周期，單片機(jī)從SDA數(shù)據(jù)線上讀出制定存儲(chǔ)地址中的數(shù)據(jù)。讀周期結(jié)束時(shí)，單片機(jī)再發(fā)停止位。需要特別注意的是，歲存儲(chǔ)操作時(shí)，沒(méi)讀寫一個(gè)字節(jié)，單片機(jī)必須送一個(gè)應(yīng)答位，釋放SDA數(shù)據(jù)線，以便存儲(chǔ)器能繼續(xù)接收數(shù)據(jù)。</p><p>　　

104、其中，當(dāng)SCL為高電平時(shí)，SDA由高到低就產(chǎn)生開始條件；而當(dāng)SCL為高電平時(shí)，SDA由低到高就產(chǎn)生停止位。其中，在對(duì)AT24C64進(jìn)行串行讀寫程序時(shí)系統(tǒng)資源使用如下：</p><p>　　SCL EQU P0.0 ；模擬I2C時(shí)鐘線</p><p>　　SDA EQU P0.1 ；模擬I2C數(shù)據(jù)線 AT24C64發(fā)送數(shù)據(jù)程序</p><p>　　

105、MTD EQU 8EH ；接收緩沖區(qū)首址</p><p>　　MED EQU 8EH ；發(fā)送緩沖區(qū)首址</p><p>　　SLA EQU 070H ；尋址字節(jié)(SLA\W\R)存放單元</p><p>　　NUMBYT DATA 071H ；傳送字節(jié)數(shù)存放單元</p><p>　　對(duì)存儲(chǔ)器寫操作的流程圖如

106、圖3-1寫操作流程圖：</p><p>　　圖3-1寫操作流程圖</p><p>　　存儲(chǔ)器讀操作的流程圖如圖3-2讀操作流程圖：</p><p>　　圖3-2讀操作的流程圖</p><p><b>　　第四章 總結(jié)</b></p><p>　　4．1 系統(tǒng)功能完善</p>&l

107、t;p>　　本設(shè)計(jì)是我在上班期間做的，雖然有X老師耐心指導(dǎo)，但是由于時(shí)間有限，并且本人水平限制，并且結(jié)合XXX同學(xué)的軟件設(shè)計(jì)的情況，系統(tǒng)做的比較簡(jiǎn)單。但是隨著科技的進(jìn)步，公交系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量必然要隨著發(fā)展下面是我對(duì)公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的功能完善的一些構(gòu)思。</p><p>　　4.1.1語(yǔ)音控制模塊設(shè)計(jì)</p><p>　　采用美國(guó)ISD公司推出的ISD4004 系列中單片錄放語(yǔ)音時(shí)間為

108、8分鐘的ISD4004-08M語(yǔ)音芯片，其工作電壓3V。該芯片的設(shè)計(jì)是基于所有操作由微控制器控制，通用性高，操作命令通過(guò)串行通信接口送入。片內(nèi)信息存于閃爍存貯器中，可在斷電情況下保存100年，并可重復(fù)錄音10萬(wàn)次。不討論錄音電路的情況下的設(shè)計(jì)。ISD4004片選引腳CS，控制語(yǔ)音芯片的選通情況； ISD4004的串行輸入引腳MOSI，可以向語(yǔ)音芯片發(fā)送放音地址以及操作命令；ISD4004的串行時(shí)鐘輸入端SCLK為語(yǔ)音芯片提供時(shí)鐘輸入；I