电子导游系统硬件部分
1 引言 1
2 课题的研究背景 2
2.1 单片机技术的不断发展 2
2.2 单片机和语音技术结合的迅速发展 3
2.3 本课题研究的重点 3
3 设计方案 4
4 方案的实物设计 5
4.1 选用的元器件 5
4.2 STC89C51 5
4.3 ISD4004语音芯片 7
5 具体电路的设计 10
5.1 单片机的基本电路 10
5.1.1 单片机复位电路 10
5.1.2 单片机晶振电路 11
5.2 ISD4004录音放音电路 11
5.2.1 LM386音频放大器 13
5.3 发射接收电路模块 15
5.3.1 nRF24L01的中文资料 15
5.3.2 nRF24L01主要特性 15
5.3.3 工作原理简介 15
5.3.4 模块引脚说明 16
5.4 按键电路 16
5.5 电源模块 17
6 软件部分概述 18
7 单片机硬软件调试 18
7.1 硬件调试 18
7.2 软件调试 18
7.3 硬件、软件仿真调试 19
*景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
5.3.3 工作原理简介 15
5.3.4 模块引脚说明 16
5.4 按键电路 16
5.5 电源模块 17
6 软件部分概述 18
7 单片机硬软件调试 18
7.1 硬件调试 18
7.2 软件调试 18
7.3 硬件、软件仿真调试 19
结论 20
致谢 21
参考文献 22
附录 23
1引言
人类在科学领域的迅速发展至今,计算机正以他强大的功能带来了一场信息技术方面的革命。如何把计算机技术运用到人们的现实生活中也成了全世界都位置努力研究的一个问题。单片机以其价格低廉,集成度比较高等一系列优点,在很多现实生活中都得到了很多的应用。
与此同时集成电路方面至今也经历了迅速发展,以单片机为代表的集成技术也不断更新。单片机现如今已成为自动化和其他领域中最广泛用的一种元器,不仅在工业方面也得到了广泛的运用,而且在人们的日常生活中也得到了许多方面的运用和发展。现在的电子导游设计基本上都是以单片机为核心芯片,就是因为其体积很小;开发简单;以及价格便宜的优点得到了广泛应用。
现在人们的收入变高了,这也促使了旅游业的迅猛增长。尤其是私人游的发展,人们对于外地景点的不了解,这就使得电子导游有了它特殊的存在意义。电子导游就在这种情况下需求也越来越高,所以这次的毕业设计也有了其一定的生活意义。电子导游所涉及的领域十分广泛,比如说单片机技术,语音的合成技术,无线发射和接收技术,但由于现实中自身许多方面的技术还不够成熟,所以本课题的设计只本着简单设计与开发的原则进行设计。本毕业设计需要将硬件设计部分和软件的设计部分结合,才可以实现预期的要求。本人选的是硬件设计的部分,主要工作是硬件方面的工作。拟设计的部分由无线发射接收模块、可以用于二次开发与设计的语音模块以及单片机的控制电路组成。
2 课题的研究背景
2.1 单片机技术的不断发展
在这几十年当中,单片机的发展速度早已令它存在于各种智能的控制当中得到了许多的应用。运用单片机所生产制造出来的产品也五花八门,由于单片机功能强大,运用简便的特点,在很多日常生活中都出现了它的身影。相信在今后,单片机强大的功能仍可以使它发光发热。与本课题相关的是单片机在远程控制技术中,有着它独一无二的作用。我们把单片机与无限装置结合,可以控制离我们很远的远距离设备。
电子导游发展到现在经历过了三个过程,同时产生了三代产品:
第一代是将视频技术和网络技术结合,事先把景点的视频图像再加以解说,参观者就可以通过导游机对旅游景点进行了解,并且是触摸式视频讲解系统。只可以在单一不变的景点上面使用。游客只可以通过投币的方法对旅游景点进行了解!这种导游机用途单一,而且很不方便。
第二代是运用半自动化系统,这样可以把关于景点的语音信息事先储存好,然后把它录到导游及其里面。每次到了景点都要输入景点代码使得它没有得到广泛应用。
第三代就是与我们的毕业设计相关,运用了现在最流行的单片机技术,与其他的智能控制芯片和单独的原器件组合。虽然此单片机的电路较为复杂,但是它的功能强大,拥有较高的可靠性。具有强大的智能功能[1]。
关于电子导游的设计,我们可以事先把导游机当中的发射模块放在旅游景点当中,可以手动控制其有效范围, 有效距离可以经过电压的调节来调整。这样每个景点就会有它自己的编码信号。
游客在到达景点之前手拿导游机的接收部分,导游机里面储存了许多关于景点的语音资料。在到达目的景点以后,导游机会接收到景点发射出的信号,这样就可以播放出景点的语音介绍。
2.2 单片机和语音技术结合的迅速发展
单片机与语音技术的结合具有广泛的前景,它们主要运用串行的连接方法,来实现相应的语音播放功能。它们拥有功耗极少;体积很小携带方便;以及具有很强的抗干扰能力的特色。所以本毕业设计关系到最多的知识就是单片机知识与语音方面知识的结合。把旅游景点的语音片段录入语音芯片当中,用单片机来实现语音介绍的播放。
2.3 本课题研究的重点
此课题需要用到的芯片有:STC89C51单片机,nRF24L01无线发射接收模块,ISD4004语音芯片,再加以一些其他的芯片,就可以实现单片机导游机的硬件部分设计。而且还需要帮助软件设计一起实现本课题所要实现的功能。单片机由于接触的比较多,所要比较熟悉,所要本课题主要是研究nrf24l01无线芯片和ISD4004语音芯片的工作方法和一些引脚的用法。由于这两种芯片平时接触的不够多,不是很了解,而且结构复杂,但是我们只需要了解他们的一些最简单的运用,就是我们怎么用单片机控制这两个芯片就足够了。ISD4004相比无线模块更加难以掌握,因为我们要在这个芯片的外面添加录音和放音的电路。
硬件部分主要包括录音与放音模块,无线发射和接收模块,单片机的控制模块和键盘模块【3】。
本次毕业设计的无线接收和发射模块特别重要。通过与设计软件同学的研究与查阅资料,最后决定采用nRF24L01无线发射接收芯片。其组成如表格2.3.1
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