【正文】 驅動 .它主要用來顯示大量數(shù)據(jù)、文字、圖形，能夠顯示的位數(shù)多，顯示得清晰多樣、美觀。 經過四種方案的比較以及本系統(tǒng)實際，由于該系統(tǒng)需要顯示兩個內容，上述的 LCD 液晶顯示比較妥善，我們選擇 各方面 性價比 都比較 高的 LCD1602 液晶。 語音模塊 選擇 方案一 ： 采用 APR9600 語音芯片 臺灣公司最新推出的 APR9600 語音錄放芯片，是繼美國 ISD 公司以后采用模擬焦作大學畢業(yè)設計 第三章 設計設備選擇與確定框圖 8 存儲技術的又一款音質好、噪音低、不怕斷電、可反復錄放的新型語音電路，單片電路可錄放 3260 秒，串行控制時可分 256 段以上，并行控制時最大可分 8 段。它較 ISD 系列語音芯片易于控制且價格也較便宜。 方案二：選擇 WT588 語音芯片 WT588 系列語音芯片是中國廣州唯創(chuàng)科技有限公司中國臺灣華邦共同研發(fā)出來的集單 片機與語音電路與一體的可編輯語音芯片?？煽刂频恼Z音地址位能達到220 個，每個地址位里能加載可組合語音為 128 段，總共 28160 段語音，足以應對商場的巨大客流量。其特點： 持 2M~32M 的 SPIFlash 內存，播放時長較大； 內嵌 DSP 高速音頻處理器，處理速度快； 內置 13Bit/DA 轉換器，以及 12Bit/PWM 輸出，音質好； 可通過專業(yè)上位機操作軟件，隨意組合語音； USB 下載方式，支持在線下載 /脫機下載，即便在 WT588 通電的情況下，也一樣可以正常下載數(shù)據(jù)到 SPIFlash；抗干擾能 力強，可用于公共或者工業(yè)場合。 由于本系統(tǒng)要求 語音準確好時效性 ，所以 綜合考慮 所以選擇 WT588 作為語音播報的主控芯片。 檢測 模塊 選擇 方案一 ： 紅外漫反射傳感器 1 抗干擾能力強 2 檢測敏感度高 3 價格便宜 ， 成本低 但是最高測量距離在二至三米 ,對于較大的公共場所來說有點不切實際 。 方案二 : 熱釋電紅外傳感器 主要是由一種高熱電系數(shù)的材料，如鋯鈦酸鉛系陶瓷、鉭酸鋰、硫酸三甘鈦等制成尺寸為 2*1mm 的探測元件。在每個探測器內裝入一個或兩個探測元件，并將兩個探測元件以反極性串聯(lián)，以抑制由于自身溫度升高 而產生的干擾。由探測元件將探測并接收到的紅外輻射轉變成微弱的電壓信號，經裝在探頭內的場效應管放大后向外輸出。為了提高探測器的探測靈敏度以增大探測距離，一般在探測器的前方裝設一個菲涅爾透鏡，該透鏡用透明塑料制成，將透鏡的上、下兩部分焦作大學畢業(yè)設計 第三章 設計設備選擇與確定框圖 9 各分成若干等份，制成一種具有特殊 光學系統(tǒng) 的透鏡，它和放大電路相配合，可將信號放大 70 分貝以上，這樣就可以測出 10~20 米范圍內人的行動。 但是對環(huán)境的抗干擾能力還是有限 ,容易受到光線和溫度的影響 . 方案三 :激光傳感器 利用激光技術進行測量的傳感器。它由激光器、激光檢測器和測量電路組成。激光傳感器是新型測量儀表，它的優(yōu)點是能實現(xiàn)無接觸遠距離測量，速度快，精度高，量程大，抗光、電干擾能力強等 激光按能量分累，用于此處的傳感器應屬于第Ⅰ類激光，是無公害激光。因采用能量不高的激光，對人的身體不會造成傷害 . 經過以上的綜合考慮 ,決定選用激光傳感器 。 總體設計框圖 本設計系統(tǒng) 主要包括單片機最小單元和驅動系統(tǒng)。 單片機最小單元是由供電電路、復位電路、晶振電路、電 頻轉換電路及單片機電路組成，驅動系統(tǒng)部分主要由雙激光模塊電路和穩(wěn)壓語音模塊組成框圖如圖31。 焦作大學畢業(yè)設計 第三章 設計設備選擇與確定框圖 10 圖 31 設計框圖 STC89C51 單片機電路 供 電電路 復位電路 晶振電路 MAX232 電頻轉換電路 激光檢測信號 LCD1062 液晶顯示 語音模塊指令 激光檢測信號 激光檢測電路 語音模塊指令 WT588 語音模塊電路 AMS1117 穩(wěn)壓模塊 焦作大學畢業(yè)設計 第四章 系統(tǒng)及各模塊工作狀態(tài) 11 四 系統(tǒng)及各模塊 工作狀態(tài) 本系統(tǒng)采用以 STC89C52 系列單片機為控制中心，以及外圍供電、復位、晶振、MAX232 構成電平轉換電路組成單片機最小系統(tǒng)電路，用 AMS1117 構成的穩(wěn)壓模塊、WT588 構成的語音模塊以及雙激光組成的檢測模塊共同組成驅動系統(tǒng)電路，激光檢測信號傳送給單片機，單片機 做 出計數(shù)與判斷，給語音模塊發(fā)出播報相應語音指令，同時讓 LCD1602 液晶顯示額定人數(shù)與剩余 人數(shù)。 本系統(tǒng)是 STC89C52 單片機最小系統(tǒng)、 LCD1602 液晶顯示驅動電路、激光檢測電路、 WT588 語音播報電路 共同組成的 .其中單片機 AT89C52 為 8 位 通用微處理器 ，采用工業(yè)標準的 C51 內核，在內部功能及管腳排布上與通用的 8xc52 相同，其主要用于會聚調整時的功能控制。功能包括對會聚主 IC 內部 寄存器 、數(shù)據(jù) RAM 及外部接口等功能部件的初始化，會聚調整控制，會聚測試圖控制，紅外遙控信號 IR的接收解碼及與主板 CPU 通信等。主要管腳有： XTAL1（ 19 腳）和 XTAL2（ 18 腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接 12MHz 晶振。 RST/Vpd（ 9 腳）為復位輸入端口，外接電阻 電容 組成的復位電路。 VCC（ 40 腳）和 VSS（ 20 腳）為供電端口，分別接+5V 電源的正負端。 P0~P3 為可編程通用 I/O 腳，其功能用途由 軟件 定義，在本設計中， P0 端口（ 32~39 腳）被定義為 N1 功能 控制端口 ，分別與 N1 的相應功能管腳相連接， 13 腳定義為 IR 輸入端， 10 腳和 11 腳定義為 I2C 總線控制端口，分別連接 N1 的 SDAS（ 18 腳）和 SCLS（ 19 腳）端口， 12 腳、 27 腳及 28 腳定義為 握手信號功能端口，連接主板 CPU 的相應功能端，用于當前制式的檢測及會聚調整狀態(tài) 進入的控制功能。 單片機最小電路 單片機最小系統(tǒng)電路主要包括供電電路、復位電路、晶振電路、 MAX232 電平轉換電路和 STC89C52 單片機電路組成。 STC89C52 單片機電路作為整個系統(tǒng)的控制及數(shù)據(jù)處理。 STC89C52 單片機有 4 組 8 位的可編程 I/O 口，分別位 P0、 P P P3 口， 每個口有 8 位（ 8 根引腳），共 32 根。 PO 口（ Pin39～ Pin32）： 8 位雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P1 口（ Pin1～Pin8）： 8 位準雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P2 口（ Pin21～ Pin28）： 8焦作大學畢業(yè)設計 第四章 系統(tǒng)及各模塊工作狀態(tài) 12 位準雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P3 口（ Pin10～ Pin17）： 8 位準雙向I/O 口線，名稱為 ～ ， STC89C52 主要功能如表 31 所示。 表 41 STC89C52 主要功能 STC89C52 主要功能特性 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 8K 可反復擦寫 Flash ROM 32 個雙向 I/O 口 256x8bit 內部 RAM 3 個 16 位可編程定時 /計數(shù)器中斷 時鐘頻率 024MHz 2 個串行中斷 可編程 UART 串行通道 2 個外部中斷源 6 個中斷源 2 個讀寫中斷口線 3 級加密位 低功耗空閑和掉電模式 軟件設置睡眠和喚醒功能 STC89C52 是一種帶 8K 字節(jié)閃爍可編程可檫除只讀存儲器（ FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory ）的低電壓，高性能 COMOS8的微處理器，俗稱單片機。該器件采用 ATMEL 搞密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。管腳如下：圖 41 圖 41 STC89C52 單片機電路 焦作大學畢業(yè)設計 第四章 系統(tǒng)及各模塊工作狀態(tài) 13 電平 轉 換 電路 NAX232 是用來做電平轉換的 ,標準 RS232 電平很高，達正負 15V 常用的 TTL 電平最高 5V。相互連接的話，必須進行電平轉換 ,由于電腦串口輸出電壓高達 12V，直接與單片機連接會燒壞芯片。所以用 MAX232 來進行電平轉換。 串口電路采用MAX232 芯片 ， MAX232 為 + 供電，其中 RXD 為 接收數(shù)據(jù)， TXD 為發(fā)送數(shù)據(jù) ,供單片機讀取和處理， 電 路如圖 圖 42 轉換電路圖 復位電路 復位是單片機的初始化操作。其主要功能是把 PC 初始化為 0000H，使單片機從 0000H 單元開始執(zhí)行程序。除了進入系統(tǒng)的正常初始化之外，當由于程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為擺脫困境，也需按復位鍵重新啟動。 除 PC 之外，復位操作還對其他一些寄存器有影響，它們的復位狀態(tài)如表 42所示。 表 42 一些寄存器復位狀態(tài) 寄存器 復位狀態(tài) 寄存器 復位狀態(tài) PC 0000H TCON 00H ACC 00H TL0 OOH PSW 00H TH0 00H SP 07H TL1 00H 焦作大學畢業(yè)設計 第四章 系統(tǒng)及各模塊工作狀態(tài) 14 DPTP 0000H TH1 00H P0P3 FFH SCON OOH IP XX000000B SBUF 不定 IE 0X000000B PCON 0X0000B TMOD OOH 復位電路，就是 利用它把電路恢復到起始狀態(tài)。就像計算器的清零按鈕的作用一樣，當你進行完了一個題目的計算后肯定是要清零的是吧！或者你輸入錯誤，計算失誤時都 要進行清零 操作。以便回到原始狀態(tài)，重新進行計算。 電路如圖 43 圖 43 復位電路圖 供電電路 系統(tǒng)供電原理如圖 44 所示，采用 +5V 電壓供電，若選用 12V 的變壓器，整流濾波后輸出往往大于 12V，會使穩(wěn)壓器功耗大，自身溫度較高。故不選著輸出電壓為 12V 的變壓器，而選用輸出電壓為 9V 的變壓器。系統(tǒng)接通 220V 交流電源后，將 220V 交流電變壓到 9V，經過二極管全波整流、電解電容 C1， C2 濾波，再經正輸出穩(wěn)壓器 LM7805，為了緩 沖負載突變，改善瞬態(tài)響應，輸出端還采用了電容 C3，C4，最后得到 +5V 的直流電壓，用于給控制系統(tǒng)中單片機系統(tǒng)及其它外圍電路的Vcc 端供電。 . 焦作大學畢業(yè)設計 第四章 系統(tǒng)及各模塊工作狀態(tài) 15 圖 44 系統(tǒng)供電原理圖 在硬件時鐘模塊中，為了在斷電后硬件時鐘能正常運行，故采用主從雙電源供電方式。硬件時鐘一般在系統(tǒng)的 +5V 主電源情況下工作，而只有系統(tǒng) +5V 主從電源消失的情況下，為確保硬件時鐘的正常運行，設計一個 的可充電鋰電池作為備用電源。 晶振電路 STC89C52 內部有一個用于構成振蕩器的高增益反相放大器，引腳 RXD 和 TXD分別是此 放大器的輸入端和輸出端。時鐘可以由內部方式產生或外部方式產生。內部方式的時鐘電路如圖 45 所示，在 X1 和 X2 引腳上外接定時元件，內部振蕩器就產生自激振蕩。定時元件通常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。晶體振蕩頻率可以在 ～ 12MHz 之間選擇，電容值在 5～ 30pF 之間選擇，電容值的大小可對頻率起微調的作用。 晶振電路 的作用 就是為系統(tǒng)數(shù)據(jù)讀寫運行 提供一個有序的環(huán)境，并控制單片機的運算速度。 焦作大學畢業(yè)設計 第四章 系統(tǒng)及各模塊工作狀態(tài) 16 圖 45 晶振電路 數(shù)據(jù)采集模塊 傳感器采用 激光 傳感器，設置在 場所 入口處，兩個傳感器在同 一水平面上，其軸線方向與人體移動方向垂直，當有人經過時，它將人體輻射的紅外光變換成電信號，由信號調理電路進行放大、濾波、門限比較，輸出脈沖信號，經光電隔離耦合后將 2 路脈沖信號并行輸入到單片機，通過單片機計數(shù)系統(tǒng)進行計數(shù)并送到顯示器顯示。 激光發(fā)射和接收裝置，是采集人員通過時激光的通斷，并將結果傳輸給主控制器。根據(jù)系統(tǒng)需要，擬采用 2組激光發(fā)射接收裝置