1、 . PAGE33 / NUMPAGES39電梯自動語音提示系統院 系：信息科學與工程學院專 業 班：電子科學與技術1102班姓 名： 學 號：指導教師： 2015年5月電梯自動語音提示系統The Elevator Automatic Voice Prompt System 摘 要電梯自動語音提示系統是現代所有電梯的大腦和神經中樞。自電梯問世以來，電梯不斷高端化美觀化只能化，老式單純的升降電梯已經成為了歷史，現代建筑中無論在什么場合安裝的電梯都是智能化、自動化的，它們大多數都是由單片機或者嵌入式系統控制的。本設計首先確定的目標是實現對八層電梯語音提示系統模型的設計，主要通過單片機(89C52)

2、、八個分別代表樓層的按鍵、LED數碼管顯示屏、VS1003語音模塊四個部分協調工作，實現電梯的自動語音提示功能。本設計的電梯自動語音提示系統以單片機（AT89C52）作為核心，然后通過矩陣鍵盤按鍵是否按下而引起電平高低的變化，然后將該電平變化的信號送入到單片機中，單片機通過相應樓層按鍵按下與否的檢測結果和上下行檢測的結果做出相應的處理和判斷，然后將該信號發送到語音模塊，最后語音模塊播報樓層變化和最終到達的樓層以與電梯的上下行狀態。軟件編程語言選用的是C語言，利用查詢的方式來檢測電梯用戶按下的按鍵信息。本設計是模擬一個簡單的電梯自動語音提示系統，將按鍵代表樓層，當相應樓層按鍵按下是引起電平高低的

3、變化，然后將相應的電平信號傳入到單片機中，然后單片機計數來確定樓層數，最后將信號輸出到LED顯示模塊和語音播報模塊分別進行樓層顯示和語音播報。關鍵詞：自動語音提示 單片機 語音模塊 上下行狀態 AbstractThe elevator automatic voice prompt system is the modern all the brain and the nerve center of the lift. In addition to those who stay in order to protect the historical old elevator,no matter in

4、 what occasion of installation of the elevators are automatic, they are basically controlled by single chip microcomputer, advanced elevator also used the embedded system. First determine the design goal is to achieve the eight design of elevator voice prompt system model, through the single chip mi

5、crocomputer, eight floors respectively from the buttons, LED digital tube display, VS1003 voice module four parts coordination work, realize the automatic voice prompt function . Hardware part is mainly composed of single chip microcomputer module, elevator button circuit simulation testing module,f

6、loor broadcast voice module, elevator has LED display module and floor broadcast voice module four parts. The system USES single-chip computer (AT89C52) as the core, using the keys pressed or not caused by the change of the level, as users request information sent to the single-chip microcomputer, s

7、ingle-chip microcomputer according to the detected signal control floor speech broadcast and up and down the floor. Software part using C language, the use of a query to the detection of the key information, the user requests the operation of the elevator to the floor, simulate keystrokes level chan

8、ge, sent to the single-chip microcomputer count to determine the floor number, and sent to the display module and speech module for display and speech broadcast respectively.Key words:automatic vioce prompt voice module single chip microcomputer voice module the status of up and down目 錄TOC o 1-3 h u

9、 HYPERLINK l _Toc22456 摘要 PAGEREF _Toc22456 I HYPERLINK l _Toc17766 Abstract PAGEREF _Toc17766 II HYPERLINK l _Toc10396 緒論 PAGEREF _Toc10396 1 HYPERLINK l _Toc9896 1 課題研究的背景 PAGEREF _Toc9896 2 HYPERLINK l _Toc28712 1.1 電梯自動語音提示系統研究的背景與意義 PAGEREF _Toc28712 2 HYPERLINK l _Toc22702 1.2 電梯自動語音提示系統的發展現狀

10、PAGEREF _Toc22702 2 HYPERLINK l _Toc24633 1.3 電梯自動語音提示系統終端節點設計的主要容2 HYPERLINK l _Toc5553 2 系統總體設計 PAGEREF _Toc5553 4 HYPERLINK l _Toc8880 2.1 系統構成框圖 PAGEREF _Toc8880 4 HYPERLINK l _Toc32370 2.2 總體設計思路 PAGEREF _Toc32370 5 HYPERLINK l _Toc545 3 系統硬件結構設計 PAGEREF _Toc545 6 HYPERLINK l _Toc5281 3.1 AT89C

11、52 PAGEREF _Toc5281 6 HYPERLINK l _Toc7461 3.2 LED顯示模塊10 HYPERLINK l _Toc14716 3.3 語音模塊11 HYPERLINK l _Toc8450 3.4 按鍵中斷模塊13 HYPERLINK l _Toc23105 3.5 電源電路模塊13 HYPERLINK l _Toc11970 3.6 電路總圖 PAGEREF _Toc11970 14 HYPERLINK l _Toc26108 4 系統軟件設計 PAGEREF _Toc26108 15 HYPERLINK l _Toc31483 4.1 軟件流程圖 PAGER

12、EF _Toc31483 16 HYPERLINK l _Toc10965 4.2 語音模塊的數據流程 PAGEREF _Toc10965 17 HYPERLINK l _Toc27318 4.3 軟件的設計原則 PAGEREF _Toc27318 18 HYPERLINK l _Toc27318 4.4 軟件開發環境準備 PAGEREF _Toc27318 18 HYPERLINK l _Toc3826 5 系統調試與結果19 HYPERLINK l _Toc20995 5.1 系統調試19 HYPERLINK l _Toc14456 5.2 系統結果 PAGEREF _Toc14456 2

13、0 HYPERLINK l _Toc25413 結論 PAGEREF _Toc25413 21 HYPERLINK l _Toc1592 致22 HYPERLINK l _Toc21193 參考文獻 PAGEREF _Toc21193 23 HYPERLINK l _Toc25895 附錄1程序源代碼24緒 論電梯是一種以電動機為動力的垂直升降機，裝有箱狀吊艙，用于多層建筑乘人或載運貨物。從1854年第一部升降梯問世以來，歷經161個年頭的發展，電梯早已被廣泛應用于世界各大建筑中。從最開始的鋼絲繩安全升降梯，到19世紀中期開始出現的液壓電梯、摩擦輪傳動電梯，再到80年代的電動機電梯，最后到現代

14、的高端智能電梯，人們對電梯的需求已經不僅僅滿足于單純的室交通了。電梯的制造商們也針對各種乘客的需求開始從電梯的材質和樣式上進行突破，圓柱形、弧形、扇形的各種觀光電梯被廣泛應用于各大建筑中。我國最早的一部電梯的出現是在1902年，是由美國奧的斯公司設計的并安裝的。電梯在國的出現立馬引起了轟動，由于電梯的便捷性，人們越來越離不開電梯。意識到電梯的必不可少和未來的發展趨勢，為了推動國電梯行業的發展，1951年黨中央提出要在天安門安裝一臺由我國自行研發并制造的電梯。這在當時的國是一項不小的挑戰，天安門是中國具有代表意義的大門，天安門里的電梯將作為各國友人跨進中國大門的直接交通工具。從慶生電機廠光榮接此

15、任，通過長達三個月的不懈努力，國人自主研發并設計的第一部電梯問世了。十一屆三中全會后，在改革開放的推動下，我國電梯業進發展迅速。在世界任何一個國家任何一個城市，電梯都在被廣泛應用著。電梯讓人們在室上下樓層之間點交通變得方便順暢，解決了曾經樓層之間只能靠步行上下樓梯的困擾。高層建筑樓層較多如果單純靠樓梯肯定不切實際，電梯的出現為高層建筑中安全、垂直上下的交通提供了保障，大大的減小了人們勞動量，為人們的生活提供了便捷。在現代社會中，電梯已成為人類必不可少的室垂直運輸交通工具。電梯的發展也勢必將更加高端化、智能化、人性化。1 課題研究的背景1.1 電梯自動語音提示系統研究的背景與意義社會在進步，科技

16、在發展，單片機技術的問世無疑推動了電梯行業進入新一波的發展潮流。單片機技術與各種語言芯片以與顯示器的相結合使用，可以實現電梯的自動顯示化、智能語言化。自動顯示樓并播報上下行狀態、關門信號、當前樓層。電梯的設計也因此而加人性化，人們的生活因此而更加多姿多彩。電梯是室交通必不可少的設備，隨著電梯使用的普與，電梯已經不單單將運載作為唯一的目的了。人們對電梯的智能語言化提出了要求，擁有自動語音提升的功能，能夠播報上下行狀態、樓層、關門信號，甚至還能插播廣告宣傳語或者對某層進行特色說明。如“歡迎您光臨某某商場、某某公司”、“請不要倚靠電梯門”等等。目前大部分電梯廠家生產的電梯都只是以運載為目的，并沒有配

17、置相應的自動語音提示功能。因此，開發一種適用于各大建筑中，擁有自動語言提示功能的電梯是十分有必要的，它勢必將占據未來的電梯市場。1.2 電梯自動語音提示系統的發展現狀電梯作為室的交通工具，已經成為重要的建筑設備而不可或缺。隨著計算機技術和電力電子技術的發展，現代電梯語音報站系統逐漸走向機電一體化。針對人們普遍對電梯自動語言提示系統高端化、智能化的要求，目前國的電梯公司自己制造和安裝的電梯系統還不能完全實現這一目的。高端化、智能化電梯自動語言提示系統的研發迫在眉睫。近些年來，關稅的降低推動了國外電梯自動語音提示系統產品的進口，但同時也給國產電梯以與我國自主研發的一些高性能的、高質量的電梯零部件的

18、出口提供了機會。在國，具有自動語言提示功能的電梯勢必將會很有前景，不論是在國還是在世界圍也都將會有著很強的市場競爭力。1.3 電梯自動語音提示系統設計的主要容本課題需要研究的容有： （1） 根據系統的技術要求，進行系統硬件的總體方案設計；（2） 學習單片機的相關知識，并且加以運用； （3） 選擇適當的芯片，并對其部協議有所掌握，便于應用； （4） 進一步熟悉單片機C語言編程相應知識，并制定電梯自動語音提示系統的軟件框圖，最后用C語言編程加以實現； （5） 對軟件和硬件進行調試，讓其協調工作，完成指定任務。本次設計的電梯自動語言提示系統可分為單片機模塊、矩陣鍵盤模塊、語音播報模塊、LED模塊四大

19、主要模塊。矩陣鍵盤通過按下按鍵引起電平的變化實現工作參數的輸入。語音模塊主要是播報電梯上下行狀態和到達的樓層信息，LED數碼管顯示器用于顯示樓層的變化和最終到達的樓層數。系統通電初始化，當鍵入觸發命令后，系統會按照相應程序運行執行，完成對應功能，設定相應按鍵代表相應樓層，當代表相應樓層的按鍵按下引起電平的變化，電平信號輸入到 AT89C52， AT89C52經過處理后向語音模塊發送當前語音段地址，進而調用語音播報子程序進行相應的樓層播報，同時調用LED的顯示子程序顯示相應的樓層變化以與最終到達的樓層。本設計預想結果是接通電源后，系統進行重置復位：采用矩陣鍵盤鍵入輸入信號到 AT89C52，AT

20、89C52通過信號采集，進行信號處理對LED模塊和語音模塊同時分別輸出信號，實現自動語音提示的功能。本次設計采用單片機（AT89C52）作為核心元件，利用VS1003語音模塊和LED顯示來模擬電梯自動語音提示系統，實現電梯的自動語音提示功能。具體容如下： 接通電源，系統復位。將矩陣鍵盤按鍵按下與否引起的電平變化信號輸入到 AT89C52， AT89C52通過信號采集，進行信號處理。AT89C52對LED模塊和語音模塊同時分別輸出信號。 協調器能夠接收控制平臺發送的指令信息，并進行數據處理，判斷需要完成的各種動作。 采用AT89C52單片機處理信號向語音芯片發送當前語音段地址，采用語音模塊的SP

21、I串行接口進行串行通信，利用軟件部分找出樓層的信號和電梯上/下行狀態并進行語音播報。2 系統總體設計2.1 系統構成框圖 電源 89C52語音播報板塊信號采集LED顯示模塊 鍵盤 復位圖2-1 系統構成框圖結構功能圖說明：通過接通電源后，進行重置復位；通過將矩陣鍵盤按鍵按下與否引起的電平變化信號輸入到89C52單片機，單片機通過信號采集，進行信號處理，然后輸出信號到LED模塊和語音模塊，實現相應功能。本次設計的電梯自動語言提示系統是通過按鍵按下控制實現電梯的上下行和指定的目標樓層。LED顯示模塊是顯示當代表目標樓層的按鍵按下時，從當前樓層到指定樓層的樓層數變化并最終顯示指定到達的樓層數。系統上

22、電后，LED顯示器初始顯示1。這里，我們將分別代表l樓到8樓的8只按鍵開關K1K8依次接到本次所要用到的單片機Pl口的8只引腳上。當按下代表某一樓層數的按鍵時，例如按下按鍵8，LED數碼管顯示屏將從當前位置1向上的變動顯示到指定樓層的位置8。并且語音模塊也會相應的播報從一樓到八樓的上行的狀態和最終到達的樓層八樓。音頻設備的音頻輸出為“電梯上行，電梯已到八樓”。如果再次按下按鍵3，同理，音頻設備的音頻輸出則為“電梯下行，電梯已到3樓”。用P2口做8*8點陣的行選通，Pl口完成按鍵的讀取與確認。2.2 總體設計思路單片機系統具有集成度高、體積小、控制能力強、成本低、高可靠性、靈活的結構、超強的抗干

23、擾能力等顯著的特點，同時在結構和指令的設置上均有獨特之處，異于產品化；VS1003語音芯片是一個高質量的、完全集成、單片多消息語音記錄和重放裝置，能單獨的模擬、數字和IO供電電源；串行的數據和控制接口（SPI），使用于各種電子系統。目前世界上單片機產品多達50個系列，300多種型號。有Intel公司的MSC-51系列，PIC系列等八位的單片機，還有Intel公司的MCS-96系列的16單片機系統。作為學習階段的設計者在選取MCS-51系列單片機芯時，應當不僅要考慮成本，還應當考慮到單片機的集成度問題，應選用集成度較高的微型處理器。89C52是一款低電壓、高性能的8位單片機，片含有4KB的反復擦

24、寫程序，還含有一個大小約為128B隨機存取數據存儲器（RAM)。由于本次設計的電梯自動語音提示系統的軟件部分主要是實現控制操作和過程提示，并沒有很大的數字計算職能，所以本設計的電梯系統軟件部分編程采用C語言，單片機89C52擁有8K的程序存儲區間，可以滿足軟件存儲空間需求。本設計最終選取89C52作為核心中央控制模塊，VS1003 MP3語言芯片作為語言模塊，LED數碼管顯示器作為顯示模塊，通過以上三大模塊協調作用來模擬電子自動語言提示系統，實現電梯上/下狀態播報、樓層播報、樓層數變動顯示和指定樓層數顯示的最終結果。3 系統硬件結構設計 硬件的設計主要圍繞電梯的自動語音提示功能實現，在保證整個

25、系統在運行過程中的穩定性、安全性的基礎上考慮一下生產的經濟性。系統硬件組成包括操作部分（獨立鍵盤、復位電路）；執行部分（LED顯示電路、語音播報電路）組成。 （1） 顯示電路：主要顯示所要到的樓層和樓層變化，用來模擬電梯運行情況。（2） 按鍵鍵入：八個樓層按鍵操作控制整個電梯自動語言提示系統并作為系統的信號輸入。（3） 語音播報：用來負責播報所到達的樓層號與相關提示信息。（4） 復位電路：上電自動復位。3.1 單片機系統 單片機簡稱微型計算機，現代生活中，從通信設備、家用電梯、辦公應用到工業控制、儀器儀表、汽車電子、航空航天，單片機的應用幾乎涵蓋于整個電子電工行業，自單片機問世以來，單片機的用

26、量在短短幾十年間逐漸呈現天文數字的增長?，F如今，單片機技術仍在不斷發展，現在單片機市場上擁有種類繁多、功能各異的各種單片機。Intel公司的MCS-51系列8位單片機結構完善、功能豐富、體系開發，因而一直被人們所看好。眾多半導體廠商（如Atmel、Dallas、Semi、Infineon、Philips/Signetics等）獲得Intel公司的授權后，在保持代碼兼容性的前提下，融合各自先進技術，針對不同市場需求，在時鐘、存儲器、定時器/計數器、I/O接口、串行總線控制等方面進行了改進、裁剪；使其可以被應用于任何實際產品中，而不受其外形的限制。本設計采用AT89C52單片機作為系統的主控制芯片

27、，它擁有4K字節閃爍存儲器，128字節隨機存取數據存儲器，32個I/O口，2個16位定時/計數器，1個5向量兩級中斷結構，1個串行通信口、片震蕩器、時鐘電路。AT89C52引腳圖如圖3-1所示：圖3-1 AT89C52引腳圖VCC：電源電壓；GND：接地；RST：復位輸入；ALE/ ：ALE的主要功能是輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節；EA/VPP：外部訪問允許；P0口：P0口為地址/數據總線復用口；P1口：8位雙向I/O口，部包含一個上拉電阻；P2口：P2口接收高位地址和其它控制信號；P3口：為一個I/O口，更重要的用途是它的第二功能；XTAL1：既可以作為反相放大器的輸入端也可以作為時鐘發

28、生線路的輸入端；XTAL2：可以作為反相放大器的輸出端；本次設計用到的單片機模塊圖如圖3-2所示：圖3-2單片機最小系統模塊圖單片機系統由主芯片，復位電路和晶振脈沖電路三大部分組成。本次設計用到的單片機芯片（AT89C52)擁有一個64kb的外部數據HYPERLINK :/baike.baidu /view/87697.htm存儲器HYPERLINK :/baike.baidu /view/2007755.htm尋址空間、雙列封裝，由3節1.5V干電池串聯組成的+5V電源直接供電。CPU：中央處理器，由運算器、控制器、HYPERLINK :/baike.baidu /view/597855.h

29、tm中斷系統和部分外部HYPERLINK :/baike.baidu /view/714719.htm特殊功能寄存器組成。CPU是單片機的核心，用于實現運算和控制功能。部RAM：低128個字節作為部數據儲器，用于存放運行期間的數據。高128個字節為特殊功能寄存器。一般得計算機系統中，外部接口電路的寄存器是分布在各電路本身，而在單片機系統中，由于把接口電路也在集成到一個芯片部，所以可采取統一編址、集中控制的方法。部ROM：MCS-51系列中的8051芯片有4KB的掩膜ROM，可以存放程序、常數或表格，稱為程序存儲器。當前，常用的單片機部ROM的容量在1到64KB之間，而且多為Flash存儲器。I

30、/O口：由四個8位的并行I/O口組成，既可用作輸入，也可用于輸出；T/C：由兩個定時/記數器組成，擁有定時和記數兩種工作模式；本次設計的開關控制模塊如圖3-3所示：圖3-3開關控制模塊本次設計的電梯自動語言提示系統是模擬一個八層建筑中升降電梯，故采用八個按鍵依次用于代表顯示建筑中的1到8樓。系統上電后默認為電梯在1樓，也就LED顯示初始值為1，當按下代表某一樓層的按鍵，如按下按鍵5，LED顯示屏上的樓層數字會從1變化到8，并且最終停留在8樓。語言模塊播報電梯上行狀態，并播報電梯已經到達8樓。89C52實物圖如圖3-4所示：圖3-4 89C52實物圖3.2 LED顯示模塊顯示模塊主要顯示的是從當

31、前樓層數到指定樓層數之間的變動過程以與最終到達的指定樓層數。LED顯示器是利用二極管的發光原理來顯示所設定的容。LED顯示屏顯示醒目、價格便宜、動態簡潔、重點突出，被人們廣泛應用，幾十年來一直被人們所追捧和喜愛。LED點陣外觀圖如圖3-5所示：圖3-5 LED點陣外觀 本次設計用到的LED顯示屏是由64個發光二極管嚴格排列按照8*8的行列規則組成的點陣顯示屏體。如圖3-6：圖3-6 LED點陣部結構如圖3-6所示的發光二極管，64個發光二極管都是放置在行和列相交的節點上，行接高電平即行置0電平，列接低電平即列置1電平，二極管導通發光。3.3 語音模塊本設計主要選用VS1003 MP3芯片作為語

32、音模塊的核心。VS1003是一個多功能的從MP3和WMA解碼芯片，更換終止VS1002。它可以記錄寬帶語音質量的音并且播放MIDI。它具有如下特點：（1） 解碼MP3（MPEG 1&2音頻層III）（CBR + VBR + ABR），WMA 4.0/4.1/7/8/9的所有配置文件（5-384kbit / s的），WAV（PCM + IMA ADPCM）; MIDI / SP-MIDI文件。 （2） 對輸入的音頻信號進行IMA ADPCM編碼。（3） 從麥克風或線路輸入編碼IMA ADPCM。（4） 流媒體支持。（5） 低音和高音控制。（6） 使用一個12 - 13 MHz的時鐘。（7） 部P

33、LL時鐘倍頻器。（8） 低功耗運行。（9） 高性能。（10） 獨立的工作電壓和獨立的I/O口。（11） 自帶一個片上RAM、串行控制和數據接口VS1003性能良好、價格實惠，還帶有高品質的片上立體聲DAC，沒有通道之間的相位誤差?？梢杂脕碜鳛橐粋€從屬協處理器，針對特殊應用的SPI閃存啟動，特殊應用的SPI Flash引導，UART用于調試目的，新的功能可被添加與軟件和GPIO引腳。VS1003實物如圖3-7所示：圖3-7 VS1003芯片實物圖本設計中AT89C51接收按鍵鍵入信號經過處理轉換為聲音信號傳遞到VS1003語音芯片上，然后通過外接一個音頻設備就可以播報相關樓層信息以與上/下行狀態

34、了。3.4 按鍵中斷檢測模塊按鍵中斷檢測模塊原理圖如圖3-8所示：圖3-8中斷檢測模塊原理圖 因為單片機在檢測電平時是通過檢測按鍵的方式來實現的，本次設計的電梯語音系統是模擬顯示8層建筑中的電梯，所以需要檢測8個按鍵，至于檢測方式則由多種，綜合從簡原理，本次設計采用的是2個四輸入端與門和一個二輸入端與門聯合檢測按鍵是否按下的情況。3.5 電源電路模塊電源電路如圖3-9所示。整個系統采用的電源電壓只需+5V電壓的直流輸出?？紤]到實際情況下的攜帶行和畢業答辯時候的方便性，本設計采用3節1.5V干電池串聯的方式作為電源為系統供電。電源電路模塊原理圖如圖3-9所示：圖3-9 電源電路模塊原理圖3.6

35、電路總圖本次設計系統電路原理圖如圖3-10所示：圖3-10系統電路原理圖系統軟件設計作為整個電梯自動語音系統設計的核心，系統的功能都是靠軟件部分提供并且實現。系統的軟件設計要求能根據系統的要求而變化，因為系統的輸出是變化的，所以要求系統能在輸出不斷變化的情況下仍然能夠正常運轉并且得到最終結果，另外設計過程中硬甲結構一旦確定就很難更改，這個時候要想更改系統的功能就只能改軟件方面了，這就要求系統的軟件具有充分的靈活性?，F有的編程語言特別多，也各具特色，但是我個人偏好C語言，因為C語言不僅關鍵字少、語言規模小、簡潔明了、書寫形式自由多變，而且具有可移植性、表達能力強、方式靈活、能進行結構化程序設計、

36、能直接操作計算機硬件、高質量的生成的目標代碼。使用相當容易，適合用于學生階段簡單的單片機系統設計。綜上所術，故此次設計的軟件部分就采用C語言來編寫電梯自動語音提示系統相關的程序。此次設計得軟件分為4個模塊： （1） 主機模塊：主要負責系統的初始化和對矩陣鍵盤按鍵的具體數值的處理，并且根據該值控制LED顯示器顯示樓層變化和樓層數、語音模塊播報上下行狀態以與到達的樓層。 （2） LED顯示模塊：主要負責在按鍵鍵入樓層信號后經主機模塊的處理，然后顯示從當前樓層到目標樓層的樓層數得變化以與所到達的樓層。 （3） 按鍵掃描模塊：主要負責對矩陣鍵盤按鍵鍵入的識別，并且以軟件的方式輸入高低電平來控制主機模塊

37、輸出語音信號到語音播報模塊播報電梯上下行狀態和到達的樓層數。 （4） 語音播報模塊：主要負責接收主機模塊傳遞過來的語音信號播報電梯的上下行狀態以與最終達到的樓層。4.1 軟件流程圖 本次設計軟件流程圖如圖4-1所示：開始系統初始化 語言模塊初始化掃描電梯面板并量化存儲 排序YYN是否有效樓層信號YN是否有關門信號上行下行上/下行判斷保存比當前樓層小且最高的樓層保存比當前樓層大的且最低的樓層調用語音播放子程序保存放音樓層為當前樓層 圖4-1 軟件流程圖軟件流程包括以下步驟：（1） 初始化，取定當前樓層； （2） 掃描按鍵按下的電平信號，并確定目標樓層； （3） 為存儲的目標樓層數據排序； （4）

38、 判斷按鍵的按下與否即是否存在有效的目標樓層信息，若判斷結果為否，則返回步驟(2)； （5） 若(4)中檢測的結果為是，判斷電梯是上行還是下行； （6） 保存判斷所述的電梯最近目標樓層； （7） 調用選音播放子程序； （8） 保存已經播放語音的距離電梯最近目標樓層為當前樓層。 詳細程序見附錄1。4.2 語音模塊的數據流程 首先，數據流從SDI總線接收并解碼，解碼之后，應用代碼從寄存器所指向的地址開始執行。然后數據流經過低音，高音增強器。接著，數據流向音量控制單元，同時拷貝數據進音頻。最后前往音頻輸出設備。4.3 軟件設計原則 本次設計的系統中的軟件是根據此系統功能要求而設計的，應該要正確無誤的

39、實現系統的各種功能。在本系統中，對軟件設計的要求有以下5點： 軟件結構清晰，有一個軟件流程圖，并且熟悉各個環節的流程。 各功能程序盡量實現模塊化，子程序化。如此這般的話再修改和調試某一模塊程序時將會更加簡便。 利用C語言編程的過程中要認真仔細，不要粗心馬虎，因為編程的時候一個粗心引起的小錯誤可能引起整個系統的運行結果報錯，最終還很難找出來錯誤的地方。 應規化經過調試修改后的程序，除去修改過的痕跡，方便用語交流和借鑒，也為以后的軟件模塊化、標準化打下夯實的基礎。 利用一定的手段增強軟件的抗干擾力，以免一些很小的故障或者錯誤就能影響整個系統的正常運行和最終結果。4.4 軟件開發環境準備 在確定選用

40、的編程語言為C語言后，由于C語言中同一種功能可以用多種不同的語句來實現，所以在編程過程中首先要符合從簡的原則，然后再考慮是否能進行拓展。其次就是選用編程軟件的問題，這里我們選用的編程軟件是keil_uVison4。keil_uVison4是一款能兼容單片機C語言軟件開發的軟件。也是現在業使用最廣泛，也是被最多編程者喜歡的一款軟件編程軟件。keil_uVison4也是我們在大學期間學習過并且多次被用到的一款軟件，特別適合學生群體的軟件編程。Keil C51是美國Keil Software公司出品的，從keil_uVison4問世到現在以其完善的功能，漂亮大方的界面設計得到眾多公司和軟件工程師的認

41、可。Keil提供了一個功能強大的仿真調試器，通過一個集成開發環境（Vision）將不同的部分相結合。支持各種不同軟件開發公司的MCS51和ARM架構的芯片。因此都是作為編程者編程軟件的首選。另外它集編輯，編譯，仿真等于一體，在調試程序，系統仿真方面功能全面、完整，使用起來非常方便。5 系統調試與結果按照設計的要求寫好代碼后，下一步需要進行的是調試工作。焊接過程要按照相關規定的焊接過程。首先焊電源、單片機，其次是焊接下載口，最后焊接LED顯示器、八個按鍵。焊接過程和調試工作不能分開而做，要相互伴隨而行，焊接完某一模塊立馬調試該模塊，不要等到所有焊接模塊焊接完成了之后再去調試，這樣的話調試過程中出

42、現錯誤就不容易找到錯誤的原因是出在哪一個模塊上，邊焊接邊調試可以保證電路最后的順利完成。其次，本次設計最后的調試工作大部分是硬件調試，主要用到的調試工具為：萬能表等模擬電路調試工具。有硬件調試自然會有軟件部分的調試，軟件部分調試比較少，但是卻非常重要。各模塊程序段需要不斷調試直到程序完整的運行正確無誤才行。最后所有程序需要一起協調運行，無論外部給定了什么命令，程序運行結果都必須是正確無誤。當然在保證本次設計的電梯自動語音提示系統正確運行的情況下，還要保護單片機芯片。因為程序在調試過程會出現各種各樣未知的錯誤，有些錯誤比較復雜，需要重復調試，不斷地刪除和燒寫程序會使單片機的壽命縮短，甚至壞掉。在

43、硬件都焊接完成后我們便可以下載調試好的C語言程序進行整個系統的調試了。程序下載成功后，電梯自動語音提示系統就可以正常運行了，但是要注意LED點陣顯示器的引腳初始化置0。5.1 系統調試本課題的主要任務是完成一個電梯的自動語音提示功能，系統正常方式運行，當鍵入觸發命令后，系統會按照相應程序運行執行，完成對應功能，矩陣鍵盤上鍵入按鈕，就是樓層信號，經過AT89C51的處理后向語音模塊發送此次人為按下按鍵情況下的語音段地址，AT89C51檢測到語音信號后判斷電梯的上下行狀態，再調用語音播報子程序然后再將語音播報信號送到VS1003 MP3語音芯片中進行相應的上/下行狀態播報和樓層信號播報，同時將顯示

44、信號送入到LED顯示模塊中，調用LED的顯示子程序顯示相應的樓層。最后就是對硬件電路的調試和對軟件部分的調試工作了，調試完成后得到調試成功的基于單片機的電梯自動語音提示系統。在設計過程中曾遇到過程序無問題的情況下，用實驗室電源供電時候系統正常運行，但是換上干電池后，當按鍵選擇樓層后，LED顯示屏能夠正常顯示樓層變化以與最終到達的樓層，但是音頻設備無聲音提示。開始以為是音頻設備問題，然而換了幾個音頻設備之后還是一樣。后來又去檢查接線口，全部檢查完了之后也發現沒有任何問題，程序也沒有問題。最后同學提示說有可能是電壓的問題。于是去實驗室借來了一個萬用表，測了電壓，發現只需要4,65V左右電壓就行。把

45、4節1.5V干電池換成3節最終解決了此問題。5.2 系統結果本次設計的預期結果是:（1） 當按鍵鍵入相應代表樓層時,LED顯示屏上正常顯示樓層變化以與最終到達的樓層數。（2） 相應的VS1003所接的音頻設備正常播報上下行狀態以與電梯到達樓層數。語音播報大概容為“電梯上/下行，電梯已到（18)樓。系統運行結果圖如圖5-1所示：圖5-1 系統運行結果圖結 論通過此次電梯自動語音提示系統的設計，我學到了不少東西。首先我知道了設計一個系統首先得建立一個合理的系統框架，然后根據框架結構一步一步的將整個系統模塊化，一個模塊一個模塊的進行設計與調試，并且設計與調試的過程不能分開，不能先設計然后電路板焊接完

46、后再調試，這樣的話系統最后出現問題，就很難找到問題的根源。就算找到了，修改的過程可能還會拆除多個電路，非常麻煩。在這次設計過程中，我更加熟練掌握了keil_uVison4的用法，對C語言編程能力有了很大的提高，相信下次再設計某個系統時會更加得心應手。畢業設計不僅僅只是一個單純的知識檢測，它其實就相當于一個小的項目。我們即將步入社會，將來我們在公司還有遇到更多更復雜的項目，走完這次畢業設計的整個流程，也為將來做項目開發打下基礎。這次畢業設計對我們這些即將畢業走入公司的大四學生來說是一場生動的生活課。在此次設計中，我得到以下體會： （1） 對keil_uVison4的使用更加熟練，對VS1003系

47、列MP3語音芯片有了一個全面的了解。對C語言的運用更加熟練。 （2） 通過這次畢業設計，重新復習并進一步學習了MCS-89C52微處理器的使用方法，明確了研究目標。（3） 在系統的設計過程中，要結合實際生活中的電梯運行情況進行系統模型的設計，編些程序代碼時要抱以認真仔細的態度。由于本人水平有限，本次設計還存在一些不足之處，請評閱與答辯的各位老師批評指正。致 在最后，我十分的感我的指導老師XXX，是他給了我這個機會去實現這個較為復雜的任務，同時還感X老師在我的畢業設計階段給了我許多的幫助，他也為此傾注了大量的心血。X老師敏捷的思維、豐富的經驗給了我許多的啟發。在他的悉心指導下我信心滿滿地完成了畢

48、業設計，在這個過程中獨立地解決了不少問題，增強了我的創造性思維，使我成功的完成了本論文的工作。黃向宇老師的真誠、熱心和嚴肅使我印象很深，所以在這次的設計過程中我才學到了很多知識，再次表示對黃老師深深的意！同時我也非常的感我的室友們，是他們的包容和協助讓我能夠順利的完成調試和驗證，在碰到問題時，是他們幫我一起想辦法解決的，所以我由衷的感他們。從2011年9月份入學到現在，我從一個稚嫩青少年成長成為一名合格的畢業生，老師的教導，輔導員的督促，同學的意見都幫助了我對自我的完善。在大學四年，我不僅學到了電子科學方面專業知識的同時也學會了如何去做一個社會人，即增長了我的知識，又豐富了我的人生。在此，我向

49、我的同學和各位老師表示誠摯的感！參考文獻1 John Markus.電子電路大全M.：計量，1995.2 閻石.數字電子技術基礎（第五版）M .：高等教育，2009.3 吳鎮揚.數字信號處理M.：高等教育,2004.4 王學龍.嵌入式Linux系統設計與應用M.：清華大學,2002.5 周立功等.ARM嵌入式Linux系統構建與驅動開發例M.：航空航天 大學，2006.6王賢勇.單片機原理與應用M.：科學，2001.7 胡學海.單片機原理與應用系統設計M. ：電子工業，2005. 8 馬明建.數據采集與處理技術M.：交通大學，2005. 9 史信芳.電梯技術M.：電子工業，1989.10 余錫

50、存.單片機原理與接口技術M. ：西北電子科技大學，2000. 11 高紅亮.一種智能電梯語音系統的設計J.可編程控制器與工廠自動化，2005，21(6).12 .電子系統設計實踐M. ：華中科技大學，2004. 13 吳金戌. 8051單片機實踐與應用M.：清華大學，2001. 14 Yeager Brent.How to troubleshoot your electronic scaleJ.New York: Powder and Bulk Engineering,1995.15 Meehan Joanne.SCM in Merseyside SMEs Benefits and barri

51、ersJ. TQM Journal，2008，41(4).附錄1程序源代碼單片機的硬件SPI讀寫SD卡的程序SD_TXT.c：#includereg52.h#include VS1003.h/*VS1003與單片機的管腳接線數碼管接線XDCSP1.0gP0.1XCSP1.4fP0.0XRESETP1.1aP0.6DREQP1.5bP0.5SCKP1.2cP0.7MOSIP1.6dP0.2MISOP1.3eP0.3按鍵從左往右hP0.4P2.2P2.1P3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5一樓二樓三樓四樓五樓六樓七樓八樓蜂鳴器 P2.0*/sbit key1=P22;sbit key2

52、=P21;sbit key3=P32;sbit key4=P33;sbit key5=P34;sbit key6=P35;sbit key7=P36;sbit key8=P37;sbit beep=P20;sbit sma_en=P23;sbit beef=P20;#define uchar unsigned char#define uint unsigned intstaticuchar a=1;staticuchar b=1;uint time=0;/數碼管顯示18；uchar code table9=0 xff,0 xf9,0 xc4,0 xd0,0 x99,0 x92,0 x82,0

53、xf8,0 x80;void do_beep(void);void key_scan();void delay_ms(uint ms);void display();/*The Length of This Array is 6944 Byte.*/電梯上行code unsigned char Floorup=0 x30,0 x26,0 x00,0 x00,；/播放語音 電梯上行void write_Floorup()unsigned int i,j;XDCS=0;for(i=0;i217;i+)for(j=0;j32;j+)DREQ=1;while(!DREQ);spi_write(Floo

54、rupi*32+j);/播放語音電梯下行void write_Floordown()unsigned int i,j;XDCS=0;for(i=0;i217;i+)for(j=0;j32;j+)DREQ=1;while(!DREQ);spi_write(Floordowni*32+j);/播放語音電梯已到void write_Floorarrived()unsigned int i,j;XDCS=0;for(i=0;i217;i+)for(j=0;j32;j+)DREQ=1;while(!DREQ);spi_write(Floorarrivedi*32+j);/播放語音樓void write_

55、Floor()unsigned int i,j;XDCS=0;for(i=0;i117;i+)for(j=0;j32;j+)DREQ=1;while(!DREQ);spi_write(Floori*32+j);/播放語音void write_Number(uchar m)unsigned int i,j;XDCS=0;for(i=0;i117;i+)for(j=0;jb)if(k=1)write_Floorup();k=0;delay_ms(1000);delay_ms(1000);delay_ms(1000);delay_ms(1000);delay_ms(1000);delay_ms(10

56、00);b+;P0=tableb;if(b=a)P0=tableb;write_Floorarrived();write_Number(b);write_Floor();k=1;else if(a0;i-)for(j=110;j0;j-);/按下按鍵顯示數值void key_scan()if(key1=0)delay_ms(10);if(key1=0)do_beep();a=1;if(key2=0)delay_ms(10);if(key2=0)do_beep();a=2;if(key3=0)delay_ms(10);if(key3=0)do_beep();a=3;if(key4=0)delay_ms(10);if(key4=0)do_beep();a=4;if(key5=0)delay_ms(10);if(key5=0)do_beep();a=5;if(key6=0)delay_ms(10);if(key6=0)do_beep();a=6