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(多图) 基于AT89S51的新型家庭语音报警系统设计

西安石油大学 王海向 党瑞荣?? 2008年11月25日 ?? 收藏0

  语音录放电路

  系统的语音录放电路如图4所示。电路中采用AT89S51作为CPU,用它的P0.0~P0.5与ISD1420相接。在设计电路时ISD1420的所有地址端、控制端必须可靠接高电平或低电平而不能悬空,否则可能出现停止播放的情况。话筒信号耦合电容与连接MICREF端到模拟地的电容要相同。要特别注意的是ISD1420芯片的SP+、SP-端一定不要直接接地,只能接扬声器或者悬空。外接功放器时,采用单端输出,另一端接10μF到地或悬空,否则ISD器件会损坏。

系统的语音录放电路

点击看原图

  AT89S51单片机是一款低功耗,高性能CMOS的8位单片机,片内含4KB在线可编程(ISP)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器。ISD1420芯片待机时低功耗(0.5W),放音电流15mA;放音时间20s,可扩充级联;可持续放音,也可分段录放,最小分段:20s/160段=0.125s,可分段160段;录、放次数达10万次;断电信息存储,无需后备电池,信息可存储100年;不需要专用的编程器及语音开发器;高优先级录音,低电平或负边沿放音。其引脚中SP+、SP-为音频信号输出端,可以驱动8~16Ω扬声器;MIC为话筒输入端,可用驻极体话筒,通过电容耦合;MICREF为话筒输入参考端,若不用应悬空。

  通常ISD1420的驱动能力有限(0.5W),直接接到扬声器上效果不太理想,若接1W以上的扬声器将发生失真。通常1W以下的扬声器可用LM386、D2283、D2822、MC34119及TA7368等芯片驱动。本电路选用1W以下的扬声器,用低电压通用集成功率放大器LM386作为扬声器的驱动芯片,其电路如图5所示。1W~10W的扬声器用TDA2003、LA4440芯片驱动。选用TDA2003作为扬声器驱动芯片的电路如图6所示。

用低电压通用集成功率放大器LM386作为扬声器的驱动芯片

选用TDA2003作为扬声器驱动芯片的电路

  键盘和显示电路

  键盘采用4×4行列式;显示采用HT1621液晶显示驱动芯片,该驱动芯片是带32×4显存的多功能LCD驱动器,只需4条接口与控制器相连并可提供看门狗时钟。液晶显示屏除4位数字外,还有报警、火警、未准备、旁路、布防等多达16个汉字的内容,以构成直观的汉字显示。在设置设防点时显示监视点号、时间、设防标志等,在查询事故报警记录时显示日期、时分、事故点。同时利用HT1621液晶显示驱动芯片提供的看门狗时钟,实现对键盘系统崩溃时的自动复位,使键盘系统恢复工作。

  本系统的电源由市电和备用蓄电池两部分组成。在正常情况下,市电通过整流、滤波、稳压后向报警系统提供直流电源,并且向蓄电池自动稳流充电。当市电出现故障,蓄电池自动投入使用,以保证报警系统能正常工作,同时向外界发送电源故障预警信息。

  系统软件设计

  软件设计的基本任务是实现用户保安功能的可编程,对警戒防区实时监控报警。本软件设计采用结构化程序设计方法。软件设计中的主要工作是完成单片机对红外传感信号处理器BISS0001输出的数字信号VO2的处理,语音服务的软件实现和适时的语音录放。软件设计流程框图如图7所示。

软件设计流程框图

  BISS0001芯片已经对传感器传出的信号进行了抗干扰处理,得到了信号VO2。为了提高系统检测的可靠性,用单片机对VO2进一步处理。对语音芯片1420编程时按照其工作过程进行编写。录音时按住“REC”键不放,指示灯亮,即可对着板上话筒讲话录音,松键时录音停止并形成一段。放音时按一下“PE”键将一段录音全部播放出来,一段结束后自动停止放音。按住“PL”键即放音,松键即停止。ISD1420的地址线有8位,有6位接到了AT89S51的I/O口。最小每段语音长度为125ms,每段语音都可由地址线控制输出,每125ms为一个地址,由A2~A7六根地址线控制。用户录制的语音每一段结束后芯片自动设有段结束标志(EOM),芯片录满后设有溢出标志(OVF),单片机控制电路按某一段的起始地址进行放音操作,遇到段结束标志(EOM)即自动停止放音,单片机收到段结束标志(EOM)就开始触发下一段语音的起始地址。如此控制,可以达到将很多不同段的语音组合在一起成一句话放音出来,实现语音的自动组合。

  结束语

  本系统实现了家庭语音报警功能,经过多次测试,该系统工作情况稳定。用户可以个性化地通过键盘设置外出、免打扰等不同的模式,实现语音服务功能。该报警系统具有结构简单、成本低、新颖等优点,适用于家庭使用。


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AT89S51? 语音报警? ISD1420?

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