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文檔簡介
1、<p><b> 畢業(yè)設(shè)計(論文)</b></p><p> 題 目: 基于單片機(jī)的公交報站系統(tǒng) </p><p> 專 業(yè): 應(yīng)用電子技術(shù) </p><p> 班 級: </p><p> 學(xué) 號:
2、 </p><p> 姓 名: </p><p> 指導(dǎo)老師: </p><p><b> 二〇一三年五月</b></p><p><b> 論 文 摘 要</b></p>
3、<p> 為了提高公交車服務(wù)質(zhì)量,滿足各類乘客需求,設(shè)計了一個帶有語音播放的公交車報站系統(tǒng)。系統(tǒng)通過4個按鍵控制實現(xiàn)起始站、上一站、下一站、終點站的控制功能。系統(tǒng)主要由AT89C51單片機(jī)、語音模塊ISD4004、按鍵和LCD12864顯示器組成。ISD4004語音模塊存放報站信息,按鍵控制語音播放,播放的信在液晶上顯示。本系統(tǒng)是以單片機(jī)的基本語言C語言來進(jìn)行軟件設(shè)計,51的編程語言常用的有二種,一種是匯編語言,一種是C 語
4、言。匯編語言的機(jī)器代碼生成效率很高但可讀性卻并不強(qiáng),復(fù)雜一點的程序就更是難讀懂,而C 語言在大多數(shù)情況下其機(jī)器代碼生成效率和匯編語言相當(dāng),但可讀性和可移植性卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過匯編語言,而且C 語言還可以嵌入?yún)R編來解決高時效性的代碼編寫問題。對于開發(fā)周期來說,中大型的軟件編寫用C 語言的開發(fā)周期通常要小于匯編語言很多。綜合以上C 語言的優(yōu)點,我在學(xué)習(xí)時選擇了C 語言指令的執(zhí)行速度快,節(jié)省存儲空間。為了便于擴(kuò)展和更改,軟件的設(shè)計采用模塊化結(jié)構(gòu),使程
5、序設(shè)計的邏輯關(guān)系更加簡潔明了,使硬件在軟件的控制下協(xié)調(diào)運作。</p><p> 關(guān)鍵詞: 公交報站 89c51lcd12864 ISD4004</p><p><b> Abstract</b></p><p> in order to improve the quality of bus service, meet all
6、kinds of passenger demand, have designed a voice broadcast system of bus stops. Control system with four buttons on the originating station, station, next stop, terminal control functions. System mainly consists of AT89C
7、51, ISD4004 voice module, keys and LCD12864 display. ISD4004 voice modules for the stops information, key control voice broadcast, broadcast letter displayed on the LCD.</p><p> This system based on single
8、chip microcomputer C language for software design, 51 commonly used programming language there are two, one is the assembly language, C language is a kind of. Assembly machine code generating efficiency is very high but
9、is not readable, complicated process is more difficult to read, and the C language in most cases the machine code generating efficiency and assembly language, but the readability and portability is far more than assembly
10、 language, and can also be embed</p><p> Key Words: The bus stops 89c51lcd12864 ISD4004</p><p><b> 目錄</b></p><p><b> 論 文 摘 要I</b></p><p>
11、 AbstractII</p><p><b> 第一章 緒論1</b></p><p> 1.1課題背景及研究意義1</p><p> 1.1.1課題背景1</p><p> 1.1.2研究意義1</p><p> 1.2報站器的發(fā)展趨勢2</p><
12、p> 第二章 硬件電路設(shè)計3</p><p> 2.1硬件電路設(shè)計思路和框圖3</p><p> 2.2 硬件電路設(shè)計3</p><p> 2.3AT89C51芯片5</p><p> 2.3.1AT89C51芯片簡介5</p><p> 2.3.2 AT89C51管腳說明5</p&
13、gt;<p> 2.4液晶模塊AWPIRE128×646</p><p> 第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計10</p><p> 3.1系統(tǒng)流程圖設(shè)計10</p><p> 3.1.1 ISD4004語音模塊錄放音11</p><p> 3.2.1 LCD12864顯示14</p><
14、p> 3.2.2按鍵部分15</p><p> 第四章 仿真過程、結(jié)果分析16</p><p> 4.1 軟件仿真調(diào)試過程16</p><p> 4.2Proteus ISIS仿真系統(tǒng)基本知識20</p><p> 4.2.1系統(tǒng)概述20</p><p> 4.2.2進(jìn)入Proteus IS
15、IS20</p><p> 4.2.3Proteus工作界面及窗口說明21</p><p> 4.2.4 Proteus繪圖流程舉例21</p><p> 4.3 KEIL Cx51軟件的使用24</p><p> 4.3.1創(chuàng)建項目24</p><p> 4.3.2 為項目新建文件26<
16、/p><p> 4.3.3生成.HEX文件27</p><p> 4.3.4漢字字模提取28</p><p> 51單片機(jī)公交車報站系統(tǒng)設(shè)計心得體會30</p><p><b> 致 謝31</b></p><p><b> 附件32</b></p>
17、;<p><b> 參考文獻(xiàn)43</b></p><p><b> 第一章 緒論</b></p><p> 1.1課題背景及研究意義</p><p><b> 1.1.1課題背景</b></p><p> 從1831英國人沃爾特·漢考克為他的
18、國家制造出了世界上第一輛裝有發(fā)動機(jī)的公共汽車起,到今天,公交車已經(jīng)歷經(jīng)了將近200年的發(fā)展過程。從最初的“悶罐頭”到如今配套的空調(diào)系統(tǒng);從專人售票到無人售票;從人工報站到半自動語音報站,公交車向著越來越人性化的方向發(fā)展。 </p><p> 單片機(jī)體積小,重量輕,具有很強(qiáng)的靈活性而且價格便宜,得到越來越廣泛的運用,例如工業(yè)控制領(lǐng)域、家電產(chǎn)品,智能化儀器儀表,計算機(jī)外部設(shè)備,特別是機(jī)電一體化產(chǎn)品中都有重要的用途。
19、20世紀(jì)80年代中期,Intel公司將8051內(nèi)核使用權(quán)以專利互換或出售的形式轉(zhuǎn)給世界許多著名IC制造廠商,這樣8051就變成有眾多制造廠商支持的,發(fā)展出上百個品種的大家族。到目前為止,其它任何一個單片機(jī)系列均未發(fā)展到如此的規(guī)模。正因為51單片的運用是如此廣泛,因此學(xué)習(xí)單片機(jī)的運用是非常重要的。學(xué)好單片機(jī)也是學(xué)習(xí)其他嵌入式控制器如ARM、DSP的基礎(chǔ),任何嵌入式控制器都離不開單片機(jī)種所涵蓋的如中央處理器,定時器、中斷控制器,IO口控制器
20、, 串行通訊控制器,I2C總線控制器,片內(nèi)外存儲控制器,匯編語言,C語言,操作系統(tǒng)的概念。因此說學(xué)好單片機(jī),再去學(xué)習(xí)其他嵌入式控制器如ARM、DSP是比較簡單的??梢哉f學(xué)好單片機(jī)是其它進(jìn)階微處理器的一個臺階。</p><p><b> 1.1.2研究意義</b></p><p> 隨著城市化進(jìn)程的加快,公交車作為城市建設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施之一,仍然是絕大多數(shù)出行者的首選交
21、通方式。傳統(tǒng)由乘務(wù)人員人工報站,該方式由于效果太差和工作強(qiáng)度太大,在絕大多數(shù)城市已經(jīng)被淘汰。隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展和進(jìn)步,微型計算機(jī)已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。LCD與微機(jī)技術(shù)結(jié)合,比傳統(tǒng)的LED顯示效果更佳。結(jié)合公交車報站的使用特點和運營環(huán)境,設(shè)計一種由單片機(jī)控制、LCD顯示的公交車報站顯示系統(tǒng)。</p><p> 公交車報站顯示系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用單片機(jī),LCD顯示,使到站信息及提示信息以顯示的方式告知市民,為市
22、民提供人形化、完美的服務(wù)。</p><p> (3) 管理信息由信息的采集、信息的傳遞、信息的儲存、信息的加工、信息的維護(hù)和信息的使用等五個方面組成。 </p><p> MIS包括計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備等硬件成分,也包括操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件包等軟件成分,并隨著計算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的迅速發(fā)展還會出現(xiàn)更多的內(nèi)容。</p><p> 1.2報站器的發(fā)展趨勢</p
23、><p> 公共汽車行駛在現(xiàn)代文明程度高的市區(qū),它是一道流動的風(fēng)景線,因而對整車外形乃至色彩都有更高的要求。作為公共汽車還要求有醒目和減少乘務(wù)人員勞動強(qiáng)度的電子報站器,電子顯示路牌,無人售票裝置,前后電視監(jiān)視系統(tǒng)等新技術(shù)的采用也將越來越普及。</p><p> 公交車報站器在公交事業(yè)中占有舉足輕重的地位,它直接影響到公交車的服務(wù)質(zhì)量。目前公交車報站有三種方式,一種是利用GPS全球衛(wèi)星定位系
24、統(tǒng)的公交車報站系統(tǒng),在司機(jī)座位后面隔板上,安裝了一臺15英寸的液晶電視和 GPS信號接收器,安裝了這套設(shè)備后,公交車在語音報站的同時,通過液晶電視還可以顯示到站站名的字幕,這樣如果沒聽清報站的話,通過顯示屏,乘客也可以一目了然。當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時,調(diào)度中心將會給公交車發(fā)出相應(yīng)的信息,以短信的形式傳送到顯示屏上,同時車載臺會發(fā)出相應(yīng)的提示音;駕駛員也可以通過相應(yīng)的工具進(jìn)行回復(fù)。目前在美國部分城市GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)已經(jīng)投入使用,國內(nèi)也有此類產(chǎn)
25、品的研制開發(fā),其功能強(qiáng)大,系統(tǒng)穩(wěn)定,但其投資昂貴,尤其是一些中小城市無法承受。另外兩種是手動電子報站和人工報站的方式,而它們都離不開司務(wù)人員,加大司乘人員的工作強(qiáng)度。手動電子報站一般有司機(jī)或者乘務(wù)員控制,經(jīng)常出現(xiàn)錯報,誤報的情況。</p><p> 城市公共交通是市民出行的主要交通工具之一。提供舒適,安全、便捷的乘車環(huán)境,對于公交企業(yè)來說,不僅是應(yīng)盡的責(zé)任,亦是不斷追求的目標(biāo)。</p><p
26、> 第二章 硬件電路設(shè)計</p><p> 2.1硬件電路設(shè)計思路和框圖</p><p> 公交車液晶報站顯示主要解決漢字的液晶顯示和按鍵報站[1-4]。LCD液晶顯示模塊AMPIRE128×64可以顯示字母、數(shù)字符號、中文字型及自定圖形,只要一個最小的微處理系統(tǒng),將液晶顯示模塊的I/O設(shè)備直接與之連接,就可以進(jìn)行控制液晶顯示器和數(shù)據(jù)傳輸,從而達(dá)到理想的顯示效果。使用
27、P2口給液晶顯示器提供控制信號,P0口給液晶顯示器傳送數(shù)據(jù)。由于公交車報站系統(tǒng)有起始站、終點站、上一站和下一站的差別,所以4個采用獨立式按鍵分別進(jìn)行控制,按鍵電路從p4口輸入信號。</p><p> 系統(tǒng)設(shè)計框圖如圖2-1所示。主要采用單片機(jī)的最小系統(tǒng)AT89C51、LCD液晶顯示模塊AMPIRE128×64及外圍電路組成。</p><p> 圖2-1 系統(tǒng)設(shè)計框圖<
28、;/p><p> 2.2 硬件電路設(shè)計</p><p> 控制電路選用單片機(jī)AT89C51,本電路接高電平,沒有擴(kuò)展ROM。</p><p> 利用晶體本身的特性,可以利用晶振和電容搭建震蕩電路與AT89C51的XTAL1和XTAL2相連,向單片機(jī)提供一個頻率較高的時鐘脈沖,具體連接見電路連接圖。</p><p> AT89C51的復(fù)位引
29、腳外接開關(guān)復(fù)位電路。</p><p> 將液晶的數(shù)據(jù)輸入端DB0~DB7與單片機(jī)的P0口相連,進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸操作。因為P0口內(nèi)部沒有上拉電阻,不能輸出高電平,所以要接上拉電阻,這樣就用到排阻。排阻就是好多電阻連載一起,他們有一個公共端1端為公共端接VCC或地,看你是上拉還是下拉呢,其他接要操作的端口。本電路中P0口需要接上拉電阻,所以排阻的公共端接VCC。</p><p> 將P2.5,
30、P2.6,P2.7分別與液晶的RS,RW,E端連接,用其組合來控制向LCD中進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令的讀與寫操作,P2.1和P2.2分別和CS1和CS2端連接,用來控制液晶左右屏的顯示。另外背光燈的電源正極、液晶顯示模塊的電源正極以及LCD驅(qū)動電壓輸入端都接在+5V的穩(wěn)壓電源上,背光燈負(fù)極和模塊的電源負(fù)極統(tǒng)一接地。</p><p> 為了便于司機(jī)操作,采用4個獨立式按鍵對顯示進(jìn)行控制,分別與單片機(jī)的P3.0~P3.3相連
31、,分別代表4種功能:起點站、上一站、下一站和終點站。</p><p> 報站系統(tǒng)液晶顯示的電路連接圖如圖2-2所示</p><p><b> 圖2-2 仿真電路</b></p><p> 2.3AT89C51芯片</p><p> 2.3.1AT89C51芯片簡介</p><p> AT
32、89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲器(FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器,俗稱單片機(jī)。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造,與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8
33、位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中,ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器,AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。</p><p> 2.3.2 AT89C51管腳說明</p><p> AT89C51的引腳排列如圖2.3.2所示。</p><p> 圖2.3.2 AT89C51
34、引腳排列圖</p><p> 下面對設(shè)計中用到的管腳進(jìn)行簡要的介紹:</p><p> P0口:P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口,每腳可吸收8TTL門電流?!?lt;/p><p> P1口:P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口,P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。</p><p> P2口:P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙
35、向I/O口,P2口緩沖器可接收,輸出4個TTL門電流。 </p><p> RST:復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時,要保持RST腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。 </p><p> XTAL1:反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。</p><p> XTAL2:來自反向振蕩器的輸出。</p>&l
36、t;p> 2.4液晶模塊AWPIRE128×64</p><p> 液晶顯示器件(LCD)獨具的低壓、微功耗特性使他在單片機(jī)系統(tǒng)中特得到了廣泛的應(yīng)用,常用的液晶顯示模塊分為數(shù)顯液晶模塊、點陣字符液晶模塊和點陣圖形液晶模塊,其中圖形液晶模塊在我國應(yīng)用較為廣泛,因為漢字不能像西文字符那樣用字符模塊即可顯示,要想顯示漢字必須用圖形模塊。</p><p> 選擇LCD液晶顯示
37、模塊AMPIRE128×64的漢字圖形型液晶顯示模塊,可顯示漢字及圖形,圖形液晶顯示顯示器如圖2-3所示。</p><p> 圖2-3 LCD電路圖 </p><p> 其引腳功能如表2-1所示[5]。</p><p> 表2-1 AMPIRE12864管腳說明</p><p><b> 其指令描述如下
38、:</b></p><p> (1)顯示開/關(guān)設(shè)置</p><p> CODE:R/W RS IDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 </p><p> 功能:設(shè)置屏幕顯示開/關(guān)。 </p><p> DB0=H,開顯示;DB0=L,關(guān)顯示。不影響顯示RAM(DD RAM)中的內(nèi)
39、容。 </p><p> (2)設(shè)置顯示起始行 </p><p> CODE:R/W RS IDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0</p><p> 功能:執(zhí)行該命令后,所設(shè)置的行將顯示在屏幕的第一行。顯示起始行是由Z地址計數(shù)器控制的,該命令自動將A0-A5位地址送入Z地址計數(shù)器,起始地址可以是0-63范
40、圍內(nèi)任意一行。Z地址計數(shù)器具有循環(huán)計數(shù)功能,用于顯示行掃描同步,當(dāng)掃描完一行后自動加一。</p><p><b> (3)設(shè)置頁地址 </b></p><p> CODE:R/W RS IDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 </p><p> 功能:執(zhí)行本指令后,下面的讀寫操作將在
41、指定頁內(nèi),直到重新設(shè)置。頁地址就是DD RAM 的行地址,頁地址存儲在X地址計數(shù)器中,A2-A0可表示8頁,讀寫數(shù)據(jù)對頁地址沒有影響,除本指令可改變頁地址外,復(fù)位信號(RST)可把頁地址計數(shù)器內(nèi)容清零。 </p><p> DD RAM地址映像表如表2-2所示。 </p><p> 表2-2 RAM地址映像表</p><p><b> Y 地址
42、 </b></p><p><b> (4)設(shè)置列地址 </b></p><p> CODE:R/W RS IDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0</p><p> 功能: DD RAM 的列地址存儲在Y地址計數(shù)器中,讀寫數(shù)據(jù)對列地址有影響,在對DD RAM進(jìn)行讀寫操作后,Y地址自動
43、加一。 </p><p><b> (5)狀態(tài)檢測 </b></p><p> CODE:R/W RS IDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0</p><p> 功能:讀忙信號標(biāo)志位(BF)、復(fù)位標(biāo)志位(RST)以及顯示狀態(tài)位(ON/OFF)。</p><p> BF=
44、H:內(nèi)部正在執(zhí)行操作; BF=L:空閑狀態(tài)。</p><p> RST=H:正處于復(fù)位初始化狀態(tài); RST=L:正常狀態(tài)。</p><p> ON/OFF=H:表示顯示關(guān)閉; ON/OFF=L:表示顯示開。</p><p><b> (6)寫顯示數(shù)據(jù) </b></p><p&
45、gt; CODE:R/W RS IDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0</p><p> 功能:寫數(shù)據(jù)到DDRAM,DDRAM是存儲圖形顯示數(shù)據(jù)的,寫指令執(zhí)行后Y地址計數(shù)器自動加1。D7-D0位數(shù)據(jù)為1表示顯示,數(shù)據(jù)為0表示不顯示。寫數(shù)據(jù)到DDRAM前,要先執(zhí)行“設(shè)置頁地址”及“設(shè)置列地址”命令。</p><p><b> (7)
46、讀顯示數(shù)據(jù) </b></p><p> CODE:R/W RS IDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0</p><p><b> 基本操作時序:</b></p><p> ?、?讀狀態(tài):輸入:RS=L,R/W=H,CS1 或CS2=H,E=H </p><p>
47、 輸出:D0~D7=狀態(tài)字</p><p> ?、?寫指令:輸入:RS=L,R/W=L,D0~D7=指令碼,CS1或CS2=H,E=高脈沖</p><p><b> 輸出:無</b></p><p> ③ 讀數(shù)據(jù):輸入:RS=H,R/W=H,CS1 或CS2=H,E=H </p><p> 輸出:D0~D7=數(shù)據(jù)
48、</p><p> ?、?寫數(shù)據(jù):輸入:RS=H,R/W=L,D0~D7=數(shù)據(jù),CS1 或CS2=H,E=高脈沖 </p><p><b> 輸出:無</b></p><p> RAM 地址映射圖到LCD 顯示屏由兩片控制器控制,分別用和控制。每個內(nèi)部帶有64X64 位(512字節(jié))的RAM 緩沖區(qū),對應(yīng)關(guān)系如下圖2-4所示。</p&
49、gt;<p> 圖2-4 LCD地址映射圖</p><p><b> (8)操作 </b></p><p> 1.設(shè)定開始頁地址和列地址</p><p> 2.設(shè)定讀寫模式,進(jìn)行讀寫操作</p><p><b> 系統(tǒng)軟件設(shè)計</b></p><p
50、> 3.1系統(tǒng)流程圖設(shè)計</p><p> 軟件設(shè)計的主要功能是完成公交車語音報站,采用AT89C51單片機(jī)作為主控芯片,對ISD4004數(shù)碼語音芯片與LCD12864進(jìn)行控制,實現(xiàn)語音報站,同時顯示站名。鍵盤采用通用按鍵開關(guān),簡單易行且控制方便。在本次軟件設(shè)計中,主要設(shè)計了4站,通過四個按鍵進(jìn)行控制。具體如下:</p><p><b> k1鍵——起始鍵</b
51、></p><p> 現(xiàn)象:ISD4004播報“歡迎乘坐”,同時LCD12864上顯示“歡迎乘坐”。</p><p> k2鍵——上一站,k3鍵——下一站,</p><p> 現(xiàn)象:num=1,ISD4004播報“歡迎乘坐”,同時LCD12864上顯示“歡迎乘坐”。</p><p> num=2,ISD4004播報“電子高專站到
52、了,請從后門下車,下車請當(dāng)心;車輛起步,請拉好扶手,前方??课鲄^(qū)公交站”,同時LCD12864上顯示“西區(qū)公交站到了”。</p><p> num=3,ISD4004播報“西區(qū)公交站到了,請從后門下車,下車請當(dāng)心;車輛起步,請拉好扶手,前方??坎璧曜诱尽保瑫rLCD12864上顯示“茶店子到了”。</p><p> num=4,ISD4004播報“茶店子到了,請從后門下車,下車請當(dāng)心;
53、車輛起步,請拉好扶手,前方??拷鹕痴尽保瑫rLCD12864上顯示“茶店子到了”。</p><p> num=5,ISD4004播報“金沙站到了,請從后門下車,下車請當(dāng)心;”,同時LCD12864上顯示“金沙站到了”。</p><p> num=6,ISD4004播報“謝謝乘坐本次公交車”,同時LCD12864上顯示“謝謝乘坐”。</p><p> 系統(tǒng)上電后
54、,液晶顯示模塊LCD12864與語音模塊ISD4004進(jìn)行初始化,當(dāng)檢測到有按鍵按下時,進(jìn)行鍵值的判斷,根據(jù)鍵值,跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的顯示程序和語音播放程序并執(zhí)行,從而實現(xiàn)公交車語音報站功能。軟件主流程圖如圖3.1所示。</p><p> 圖3.1軟件主流程圖</p><p> 3.1.1 ISD4004語音模塊錄放音</p><p> 在本次軟件程序設(shè)計中,我總共
55、設(shè)置了5個按鍵,錄音鍵(k1=P2.5),放音鍵(k2=P2.6),停止鍵(k3=P2.7),錄放音地址移位鍵(k4=P2.0),復(fù)位鍵(k5=P2.1)。當(dāng)按下k1鍵時,語音模塊就從0X05開始錄音,錄好一段音后,按下k3鍵,停止錄音。按下k2鍵,開始播放之前所錄的聲音。按下k4鍵,錄音地址往后移100,此時再按下k1鍵,開始第二段錄音。如此,便可實現(xiàn)多段錄音,而且每段錄音所存放的地址都通過計算得出。若是不滿意當(dāng)前的錄音,可以按下k5
56、鍵,重新錄音。圖3.1.1為錄音流程圖。圖3.1.2為放音流程圖。</p><p> 圖 3.1.1 錄音程序流程圖</p><p> 圖3.1.2 放音程序流程圖</p><p> 3.2.1 LCD12864顯示</p><p> 系統(tǒng)上電后,液晶顯示模塊進(jìn)行初始化。同時液晶顯示部分按照數(shù)組序號顯示字符程序,程序中table為要
57、顯示的數(shù)組序號,按照數(shù)組的次序依次顯示每站的站名。圖3.2.1為本次設(shè)計的液晶顯示12864的程序流程圖。</p><p> 圖 3.2.1LCD12864程序流程圖</p><p><b> 3.2.2按鍵部分</b></p><p> 按鍵部分采用掃描法,當(dāng)檢測到按鍵按下時,進(jìn)行鍵值判斷,并進(jìn)行相應(yīng)的顯示程序以及語音播放程序的跳轉(zhuǎn),實
58、現(xiàn)公交車語音報站功能。圖3.2.2是本次設(shè)計的按鍵程序流程圖。</p><p> 圖 3.2.2按鍵程序流程圖</p><p><b> 仿真過程、結(jié)果分析</b></p><p> 4.1 軟件仿真調(diào)試過程</p><p> 本次單片機(jī)軟件仿真系統(tǒng)我選擇了Proteus。在整個系統(tǒng)軟件設(shè)計中,依舊從語音,液晶顯
59、示以及按鍵這三大部分進(jìn)行綜合考慮。由于Proteus軟件的限制,無法對ISD4004語音芯片進(jìn)行仿真,從而在此處我選用了LED燈來代替語音芯片,當(dāng)按鍵按下時,相對應(yīng)的LED燈點亮。在仿真時,由于語音模塊不能進(jìn)行仿真,為了增加點難度,在液晶顯示模塊方面我選擇了可以顯示漢字的12864模塊。下面主要介紹一下12864的工作原理[12]。</p><p> LCD12864液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性,通過電壓
60、對其顯示區(qū)域進(jìn)行控制,有電就有顯示,這樣即可以顯示出圖形。其實用LCD顯示一個字符時比較復(fù)雜,因為一個字符由16×16點陣組成,既要找到和顯示屏幕上某幾個位置對應(yīng)的顯示RAM區(qū)的64字節(jié),還要使每字節(jié)的不同位為“1”,其它的為“0”,為“1”的點亮,為“0”的不亮。這樣一來就組成某個字符。但由于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來說,顯示字符就比較簡單了,可以讓控制器工作在文本方式,根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)找出顯示RAM
61、對應(yīng)的地址,設(shè)立光標(biāo),在此送上該字符對應(yīng)的代碼即可。在本次設(shè)計中,LCD12864液晶顯示模塊的rs,rw,e分別與51單片機(jī)的P3^5,P3^6,P3^7端口連接,進(jìn)行程序的讀寫數(shù)據(jù),字符操作。而D0~D7分別與51單片機(jī)的P0口進(jìn)行連接,用來輸出數(shù)據(jù)與字符,這樣就可以在液晶上顯示出自己想要的字符[13]。</p><p> 在此次仿真過程中,總共設(shè)計了4個按鍵,k1:歡迎乘坐,k2:上一站,k3:下一站,k
62、4:謝謝乘坐。當(dāng)按下k1鍵時,LCD上顯示“歡迎乘坐”;如果當(dāng)前的站是“電子高專到了”,當(dāng)按下k2鍵時,LCD上顯示“西區(qū)公交站到了”,;當(dāng)按下k3鍵時,LCD上顯示“茶店子到了”。當(dāng)按下k4時,LCD上顯示“謝謝乘坐”。實現(xiàn)的效果圖如下圖4.6,4.7,4.8,4.9,4.10,4.11所示</p><p> 按下k1鍵 LCD12864液晶顯示“歡迎乘坐”。</p><p> 圖
63、 4.6 “歡迎乘坐”</p><p> 按下k2或者k3鍵顯示,k2鍵逆向顯示,k3鍵順向顯示</p><p> Num=1 LCD12864液晶顯示“電子高專到了”。</p><p> 圖 4.7 “電子高專到了”</p><p> Num=2 LCD1602液晶顯示“西區(qū)公交站到了”。</p><p>
64、; 圖 4.8 “西區(qū)公交站到了”</p><p> Num=3 LCD12864液晶顯示“茶店子到了”。</p><p> 圖 4.9 “茶店子站到了”</p><p> Num=4 LCD12864液晶顯示“金沙到了”。</p><p> 圖 4.10 “金沙站到了”</p><p> 按下k4鍵
65、 LCD12864液晶顯示“謝謝乘坐”。</p><p> 圖 4.11 “謝謝乘坐”</p><p> 4.2Proteus ISIS仿真系統(tǒng)基本知識</p><p><b> 4.2.1系統(tǒng)概述</b></p><p> Proteus是英國Labcenter公司開發(fā)的電路分析與實物仿真軟件[6]。它運行于W
66、indows操作系統(tǒng)上,可以仿真、分析(SPICE)各種模擬器件和集成電路,該軟件的特點是:①實現(xiàn)了單片機(jī)仿真和SPICE電路仿真相結(jié)合。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232動態(tài)仿真、I2C調(diào)試器、SPI調(diào)試器、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真的功能;有各種虛擬儀器,如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。②支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。③提供軟件調(diào)試功能。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點等調(diào)試功能,同時可
67、以觀察各個變量、寄存器等的當(dāng)前狀態(tài),因此在該軟件仿真系統(tǒng)中,也必須具有這些功能;同時支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境,如Keil C51 uVision2等軟件。④具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能。Proteus 軟件所提供了30 多個元件庫,數(shù)千種元件。元件涉及到數(shù)字和模擬、交流和直流等。對于一個仿真軟件或?qū)嶒炇?,測試的儀器儀表的數(shù)量、類型和質(zhì)量,是衡量實驗室是否合格的一個關(guān)鍵因素。在Proteus 軟件包中,不存在同類儀表
68、使用數(shù)量的問題。Proteus 還提供了一個圖形顯示</p><p> 總之,該軟件是一款集單片機(jī)和SPICE分析于一身的仿真軟件,功能極其強(qiáng)大。Proteus 與其它單片機(jī)仿真軟件不同的是,它不僅能仿真單片機(jī)CPU 的工作情況,也能仿真單片機(jī)外圍電路或沒有單片機(jī)參與的其它電路的工作情況。因此在仿真和程序調(diào)試時,關(guān)心的不再是某些語句執(zhí)行時單片機(jī)寄存器和存儲器內(nèi)容的改變,而是從工程的角度直接看
69、程序運行和電路工作的過程和結(jié)果。對于這樣的仿真實驗,從某種意義上講,是彌補了實驗和工程應(yīng)用間脫節(jié)的矛盾和現(xiàn)象。</p><p> 4.2.2進(jìn)入Proteus ISIS</p><p> 雙擊桌面上的ISIS 6 Professional圖標(biāo)或者單擊屏幕左下方的“開始”→“程序”→“Proteus 6 Professional” →“ISIS 6 Professional”,出現(xiàn)如圖4
70、.2.2所示屏幕,表明進(jìn)入Proteus ISIS集成環(huán)境。</p><p> 圖4.2.2 啟動時的屏幕</p><p> 4.2.3Proteus工作界面及窗口說明</p><p> Proteus的工作界面是一種標(biāo)準(zhǔn)的Windows界面,如圖4.2.2所示。</p><p> 單擊對象選擇按鈕P會出現(xiàn)如圖4.2.4對話框。
71、</p><p> 在keywords中輸入需要的元器件型號如89C51會出現(xiàn)對話框在Results下選中需要的元器件然后按右下腳的OK關(guān)閉對話框,這時元器件列表中就會列出89c51。這時在原件列表中左鍵選取89c51,在原理圖編輯窗口中單擊左鍵,這樣89c52就被放到原理圖編輯窗口中了。同樣放置其他元器件。</p><p> 4.2.4 Proteus繪圖流程舉例</p>
72、<p> 1.元件設(shè)置,首先按剛才所述選取放置一元件電阻,然后在圖形編輯窗口中右鍵選取電阻,然后單擊左鍵會出現(xiàn)如圖4.2.4對話框然后按需要進(jìn)行設(shè)置即可。</p><p> 圖4.2.4 Proteus工作界面</p><p> 圖4.2.5 對象選擇界面</p><p> 圖4.2.6 修改元器件屬性界面</p><p&g
73、t; 2.添加仿真文件(.hex文件)</p><p> 圖4.2.7 添加十六進(jìn)制文件界面</p><p> 連好電路圖后右鍵單擊圖中的單片機(jī)選中,然后單擊左鍵出現(xiàn)如圖4.2.7對話框在program file中單擊瀏覽圖標(biāo),找到所需要的.hex文件最后單擊ok退出。</p><p> 4.3 KEIL Cx51軟件的使用</p>&l
74、t;p> Keil C51 軟件是眾多單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)的優(yōu)秀軟件之一,它集編輯,編譯,仿真于一體,支持匯編,PLM 語言和 C 語言的程序設(shè)計,界面友好,易學(xué)易用。下面介紹Keil C51軟件的使用方法。</p><p><b> 4.3.1創(chuàng)建項目</b></p><p> 啟動后進(jìn)入keil c的編輯界面如圖4.3.1。</p><p
75、> 此時點擊project—New Project菜單選項可創(chuàng)建一個新的項目文件。此時會彈出一個標(biāo)準(zhǔn)的Windows對話框,詢問新建項目文件的名字,建議每個項目都使用一個獨立的文件夾。文件名寫好后單擊確定會出現(xiàn)如圖4.3.1對話框要求選擇單片機(jī)型號,keil c51幾乎支持所有的51核的單片機(jī),選好單片機(jī)后只要點擊確定即可。</p><p> 圖4.3.1 keil c的編輯界面 </p>
76、<p> 圖4.3.2 CPU選擇界面</p><p> 4.3.2 為項目新建文件</p><p> 點擊菜單File—New File此時屏幕如圖4.4.2此時在彈出的Text窗口中寫入自己的程序,寫完后點擊File—Save As將文件保存。注意,如果用C語言編寫程序,則擴(kuò)展名為.c,如果用匯編語言編寫程序,則擴(kuò)展名必須為.asm。此時回到</p>
77、<p> 編輯界面單擊“Target 1”前面的“+”號,然后在“Source Group 1”上單擊右鍵,在彈出的下拉菜單中單擊“Add File to Group ‘Source Group 1’”再在出現(xiàn)的對話框中選擇自己需要.c文件或.asm文件,單擊Add然后關(guān)閉此對話框。此時編輯界面如下圖4.4.3所示。</p><p> 圖4.4.2 新建文件界面</p><
78、p> 圖4.4.3 編輯界面</p><p> 4.3.3生成.HEX文件</p><p> 在生成.hex文件前要對程序進(jìn)行編譯看程序是否有誤,單擊圖4.4.3中的編譯按鈕即可,如顯示無誤則右擊“Target 1” 再在下拉菜單中單擊“Options For Target ‘target1’,此時單擊“Output”選中“Create HEX File” 選項,最后單擊
79、確定。此時再次點擊編譯按鈕進(jìn)行編譯則自動生成保存.hex文件,此時只需按剛才Proteus介紹所說,將.hex文件添加到單片機(jī)中就可以在Proteus進(jìn)行仿真了。</p><p> 4.3.4漢字字模提取</p><p> 液晶顯示模塊中按字節(jié)為單位劃分,單個屏幕中,共分為8個頁,每頁為8行,而每一行為64個位(即64列)。同計算機(jī)一樣,單片機(jī)控制液晶點陣顯示中的數(shù)據(jù)也是以“0 和“1
80、”代碼來表示的。一般地,“0”代表不顯示數(shù)據(jù),“1代表有顯示數(shù)據(jù),根據(jù)編碼的不同,最終會顯示出不同的字符。顯示器上的顯示點與驅(qū)動控制芯片中的顯示緩存RAM 是一一對應(yīng)的,即字模當(dāng)中的一個位代表LCD顯示中的一個像素點,取點方式為從左到右,自上到下的順序。這里采用16×16的點陣輸出顯示每個漢字,那么就需要屏幕上的256個點組成的方塊來顯示。一個字節(jié)對應(yīng)8個點,所以一個漢字需要32個字節(jié)來存儲顯示[7,8]?!皾h字字模點陣數(shù)據(jù)批
81、量生成工具”就是運用這個原理來實現(xiàn)漢字編碼的軟件。</p><p> 圖4.4.4 漢字字模點陣數(shù)據(jù)批量生成軟件</p><p> 本文采用PCtoLCD2002漢字提取軟件,打開窗口,如圖4.4.4所示,設(shè)置好字體、字號等格式參數(shù),在漢字輸入?yún)^(qū),輸入漢字或其他字符,即得到需要的代碼。將本設(shè)計所涉及的漢字用軟件取模批量生成16×16點陣代碼,放入ROM 區(qū)的TA—BLE
82、表格中,通過邏輯控制,最終可將代碼讀出到硬件驅(qū)動電路上,顯示出不同的漢字。</p><p> 51單片機(jī)公交車報站系統(tǒng)設(shè)計心得體會</p><p> 時間過得很快,現(xiàn)在回想起這三個多月的畢業(yè)設(shè)計, 終于可以畫上一個句號了。一路走來,感受頗多。曾經(jīng)有過失落;有過成功; 有過沮喪;有過喜悅;這已不重要了,重要的是我一路走來,歷煉了我的心志,考驗了我的能力。</p><p
83、> 最初看到這個課題,不知如何下手,所以就去網(wǎng)上找了許多資料,盡管有許多的設(shè)計方案,可是總感覺自己還是有許多的東西弄不太清楚,于是就請教同學(xué)。通過對公交車報站系統(tǒng)資料的研究,漸漸有了一個大體的構(gòu)思。功夫不負(fù)有心人,在大家共同的努力下,盡管經(jīng)歷了不少的艱辛,但給我們積累了一點設(shè)計的經(jīng)驗,最后也有點小小的成就感。</p><p> 在整個設(shè)計過程中,我是擔(dān)任組長的職位,這對我也是一個重大的挑戰(zhàn)。在每一個階段
84、,我都是嚴(yán)格要求自己的組員,通過組員之間的團(tuán)結(jié)合作,我們的工作進(jìn)展的很快,盡管有時會遇到失敗,但是我們從來沒有放棄過,最后終于做完成了,有種如釋重負(fù)的感覺。此外,還得出一個結(jié)論:知識必須通過應(yīng)用才能實現(xiàn)其價值!有些東西以為學(xué)會了,但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事,所以我認(rèn)為只有到真正會用的時候才是真的學(xué)會了。</p><p> 在這個設(shè)計過程中,我主要負(fù)責(zé)電路硬件調(diào)試,以及軟件設(shè)計。從中我學(xué)會了很多新的東西,通過
85、查找資料,對資料進(jìn)行分析,自學(xué)能力也顯著增強(qiáng)。同時在檢修電路的過程中,也學(xué)會許多的技巧,對電子儀器儀表的使用也愈加熟練。同時,與組員之間的團(tuán)結(jié)與合作,讓我更加意識到團(tuán)隊的重要性。</p><p> 在此我要感謝我的指導(dǎo)老師熊異老師對我悉心的指導(dǎo),感謝老師給我的幫助。在設(shè)計過程中,我通過查閱大量有關(guān)資料,與同學(xué)交流經(jīng)驗和自學(xué),也經(jīng)歷了不少艱辛,但收獲同樣巨大。在整個設(shè)計中我懂得了許多東西,也培養(yǎng)了我獨立工作的能力
86、,樹立了對自己工作能力的信心,相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力,使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設(shè)計做的也不太好,但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計的最大收獲和財富,使我終身受益。</p><p><b> 致 謝</b></p><p> 歷時將近兩個月的時間終于將這篇論文寫完,在論文的寫
87、作過程中遇到了無數(shù)的困難和障礙,都在同學(xué)和老師的幫助下度過了。尤其要強(qiáng)烈感謝我的論文指導(dǎo)老師—高燕老師,她對我進(jìn)行了無私的指導(dǎo)和幫助,不厭其煩的幫助進(jìn)行論文的修改和改進(jìn)。另外,在校圖書館查找資料的時候,圖書館的老師也給我提供了很多方面的支持與幫助。在此向幫助和指導(dǎo)過我的各位老師表示最中心的感謝!</p><p> 感謝這篇論文所涉及到的各位學(xué)者。本文引用了數(shù)位學(xué)者的研究文獻(xiàn),如果沒有各位學(xué)者的研究成果的幫助和啟
88、發(fā),我將很難完成本篇論文的寫作。感謝我的同學(xué)和朋友,在我寫論文的過程中給予我了很多你問素材,還在論文的撰寫和排版等過程中提供熱情的幫助。由于我的學(xué)術(shù)水平有限,所寫論文難免有不足之處,懇請各位老師和學(xué)友批評和指正!</p><p><b> 附件</b></p><p><b> 總程序:</b></p><p> #
89、include <reg52.h></p><p> #include <intrins.h></p><p> #define uchar unsigned char</p><p> #define uint unsigned int</p><p> sbit k1=P3^0;</p>&l
90、t;p> sbit k2=P3^1;</p><p> sbit k3=P3^2;</p><p> sbit k4=P3^3;</p><p> uchar num;</p><p> void delay_50us(uint t)</p><p><b> {</b><
91、/p><p><b> uchar j;</b></p><p> for(;t>0;t--)</p><p> for(j=19;j>0;j--);</p><p><b> }</b></p><p> #define LCDLCDDisp_Off
92、0x3e</p><p> #define LCDLCDDisp_On 0x3f</p><p> #define Page_Add 0xb8//頁地址</p><p> #define LCDCol_Add 0x40//列地址</p><p> #define Start_Line 0xC0//行地址&
93、lt;/p><p> /*****液晶顯示器的端口定義*****/</p><p> #define data_ora P0 /*液晶數(shù)據(jù)總線*/</p><p> sbit LCDMcs=P2^1 ; /*片選1*/</p><p> sbit LCDScs=P2^2 ; /*片選2*/</p><p&g
94、t; sbit RESET=P2^3 ; /*復(fù)位信號*/</p><p> sbit LCDDi=P2^4 ; /*數(shù)據(jù)/指令 選擇*/</p><p> sbit LCDRW=P2^5 ; /*讀/寫 選擇*/</p><p> sbit LCDEnable=P2^6 ; /*讀/寫 使能*/</p><p&
95、gt; unsigned char code Bmp1[]=</p><p> {/*------------------------------------------------------------------------------</p><p> 顯示的漢字:歡迎乘坐!</p><p> ----------------------------
96、--------------------------------------------------*/</p><p> 0x04,0x24,0x44,0x84,0x64,0x9C,0x40,0x30,0x0F,0xC8,0x08,0x08,0x28,0x18,0x00,0x00,</p><p> 0x40,0x40,0x42,0xCC,0x00,0x00,0xFC,0x04,0x
97、02,0x00,0xFC,0x04,0x04,0xFC,0x00,0x00,</p><p> 0x40,0x48,0x4A,0x4A,0xEA,0x0A,0x0A,0xFE,0x09,0x09,0xE9,0x49,0x49,0x28,0x80,0x00,</p><p> 0x00,0x80,0x60,0x1E,0x20,0xC0,0x00,0xFF,0x00,0x80,0x60,0
98、x1E,0x20,0xC0,0x00,0x00,</p><p> 0x00,0x00,0x00,0xFE,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,</p><p> 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
99、0x00,0x00,</p><p> 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,</p><p> 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,<
100、/p><p> 0x10,0x08,0x06,0x01,0x82,0x4C,0x20,0x18,0x06,0x01,0x06,0x18,0x20,0x40,0x80,0x00,</p><p> 0x00,0x40,0x20,0x1F,0x20,0x40,0x4F,0x44,0x42,0x40,0x7F,0x42,0x44,0x43,0x40,0x00,</p><p&
101、gt; 0x22,0x22,0x11,0x11,0x0B,0x04,0x02,0xFF,0x02,0x04,0x09,0x12,0x12,0x22,0x23,0x00,</p><p> 0x41,0x40,0x44,0x44,0x46,0x44,0x44,0x7F,0x44,0x44,0x44,0x44,0x44,0x40,0x40,0x00,</p><p> 0x00,0x00
102、,0x00,0x33,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,</p><p> 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,</p><p> 0x00,0x00,0x00,0x00,0x0
103、0,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,</p><p> 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,</p><p><b> };</b></p><
104、p> unsigned char code Bmp2[]=</p><p><b> {</b></p><p> /*------------------------------------------------------------------------------</p><p> 顯示的漢字:電子高專到了</p
105、><p> ------------------------------------------------------------------------------*/</p><p> 0x00,0x00,0xF8,0x88,0x88,0x88,0x88,0xFF,0x88,0x88,0x88,0x88,0xF8,0x00,0x00,0x00,</p><p>
106、; 0x80,0x82,0x82,0x82,0x82,0x82,0x82,0xE2,0xA2,0x92,0x8A,0x86,0x82,0x80,0x80,0x00,</p><p> 0x04,0x04,0x04,0x04,0xF4,0x94,0x95,0x96,0x94,0x94,0xF4,0x04,0x04,0x04,0x04,0x00,</p><p> 0x40,0x40,0
107、x48,0x48,0x48,0xC8,0x78,0x4F,0x48,0x48,0x48,0x48,0x48,0x40,0x40,0x00,</p><p> 0x42,0x62,0x52,0x4A,0xC6,0x42,0x52,0x62,0xC2,0x00,0xF8,0x00,0x00,0xFF,0x00,0x00,</p><p> 0x00,0x02,0x02,0x02,0x02,
108、0x02,0x02,0xE2,0x22,0x12,0x0A,0x06,0x02,0x00,0x00,0x00,</p><p> 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,</p><p> 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
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111、00,0x00,0x00,</p><p> 0x40,0xC4,0x44,0x44,0x7F,0x24,0x24,0x24,0x20,0x00,0x0F,0x40,0x80,0x7F,0x00,0x00,</p><p> 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x40,0x80,0x7F,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,&
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