【正文】 自動報警、強(qiáng)制報警、方位指示、低電壓顯示等多種功能。它克服了現(xiàn)有國產(chǎn)呼救器體積大、功能單一、線路不穩(wěn)定、機(jī)械開關(guān)笨重、發(fā)音孔進(jìn)水、易遮蓋、沒有方位指示功能等缺點。 本設(shè)計的經(jīng)濟(jì)效益及社會效益 從經(jīng)濟(jì)效益來看：便攜式語音呼救系統(tǒng)一經(jīng)開發(fā)出來就可以滿足人民大眾的需求，而這一需求始終是任何新事物誕生的最原始推動力，以客戶為中心導(dǎo)向的呼叫系統(tǒng)更是不會例外，呼救系統(tǒng)在誕生之初，就深入了解人民大眾的需求，真正“急人民之所急，想大眾之所想”，開發(fā)人民大眾最為需要的系統(tǒng)，成為人民最忠誠的好幫手。如此產(chǎn)品定會在市場上得到很大的發(fā)展空間，擁有了足夠的市場，真正的產(chǎn)業(yè)化就可以進(jìn)行，從而得到意想不到的經(jīng)濟(jì)效益。從社會效益方面來講：統(tǒng)計信息表明，我國已進(jìn)入老齡化社會，60 歲以上的老年人已達(dá)134,000,000。專家預(yù)測，到2050 年，我國60 億的高峰。如此龐大的老年隊伍，將成為整個社會共同關(guān)注的焦點問題。 而且這些老年人中有很大一部分是“空巢老人”，即白天無子女在家或獨居的老人。老年人發(fā)病或出現(xiàn)意外情況往往是很突然的，當(dāng)家中無人或搶救不及時，老人的生命就會受到威脅，尤其是像“空巢老人”，最難得到及時救助。針對這些問題本文專門設(shè)計了這一款語音呼救器，不僅是適用于老年人，患有高血壓、冠心病的高危人群也可通過攜帶此呼救器來獲得及時救助服務(wù)。當(dāng)今我國基本國情是人口老齡化加劇的現(xiàn)象及老一輩與新一輩的隔閡之間的矛盾，獨居老人、空巢老人越來越多，他們在遇到問題的時候，由于自身的原因，也許沒有辦法及時向周圍的人呼救。這個時候，便攜式語音呼救系統(tǒng)就可以發(fā)揮它應(yīng)有的功效。老人一旦面臨突發(fā)疾病、遭遇險情等緊急情況，只需要按動便攜式呼救器的按鈕，就可與社區(qū)服務(wù)中心聯(lián)系，獲得救助。老人急救呼應(yīng)系統(tǒng)中，即使老人無法言語，接線員也可以通過屏幕上顯示的老人資料，了解到老人的資料，及時與120和負(fù)責(zé)照顧老人的服務(wù)員或義工取得聯(lián)系，給予老人緊急救護(hù)。 系統(tǒng)總體設(shè)計要求便攜式語音呼救器是由單片機(jī)電路、按鍵部分、顯示電路、語音求救電路等幾部分組成的。將按鍵部分作為整體開始的起點，利用單片機(jī)匯編程序來實現(xiàn)部分延時檢測，報警呼救時有播報系統(tǒng)同時工作，并將報警呼救信號經(jīng)過保持一段時間一直存在，本設(shè)計還使用按鍵開關(guān)來控制電源和語音的錄放。當(dāng)發(fā)生報警呼救時，只要立刻按下按鍵就可以及時播報相關(guān)信息?？傮w設(shè)計上具有以下幾點要求：（1）、要求該系統(tǒng)在觸發(fā)后及時播報相關(guān)信息；（2）、要求能夠顯示提供幫助聯(lián)系人的電話號碼；（3）、要求操作簡便，便于攜帶。 系統(tǒng)主要設(shè)計內(nèi)容 系統(tǒng)設(shè)計的主要內(nèi)容如下：（1）、根據(jù)設(shè)計要求尋找相應(yīng)芯片，學(xué)習(xí)其功能及使用方法；（2）、根據(jù)系統(tǒng)功能設(shè)計錄音系統(tǒng)；（3）、設(shè)計硬件電路； （4）、按照硬件電路連接元器件； （5）、編寫C程序；（6）、調(diào)試；40論文的具體安排如下：第一部分：將論文相關(guān)信息統(tǒng)計；第二部分：將論述系統(tǒng)總體設(shè)計；第三部分：將論述以STC89C52為主的底層電路的軟、硬件設(shè)計；第四部分：將論述以APR9600為主的集成語音播報硬件電路的設(shè)計；第五部分：將論述程序設(shè)計；第六部分：將論述關(guān)于語音呼救器的設(shè)計效果；第七部分：總結(jié)第八部分：參考文獻(xiàn)；第九部分：致謝；第十部分：附錄（原理圖、PCB圖、實物圖、源程序代碼）。2 系統(tǒng)總體設(shè)計及可行性分析 系統(tǒng)總體設(shè)計 ：信號檢測電路鍵盤控制電路 單 片 機(jī)語音錄放電路1602顯示電路數(shù)據(jù)存儲器 系統(tǒng)總體設(shè)計圖單片機(jī)用于控制整個電路的運轉(zhuǎn)，采用STC89C52RC單片機(jī)，編程使用C語言跟匯編相結(jié)合的編程方式，用于控制各個信號的處理及各電位的發(fā)生動作。信號檢測電路是單片機(jī)內(nèi)部程序控制按鍵是否發(fā)生電位變化的部分，總體控制程序的進(jìn)行；數(shù)據(jù)存儲部分用來調(diào)用已經(jīng)錄好語音的芯片APR9600PY內(nèi)部的特定信息，結(jié)合語音播報電路來進(jìn)行語音的播報；1602顯示電路是單片機(jī)單獨控制來顯示程序中預(yù)先輸入的信息。本設(shè)計有2部分，一個是語音芯片APR9600PY錄音部分，該部分在完成芯片的錄音后，由于考慮到該設(shè)計的要求便攜式，故不再主電路板上呈現(xiàn)，在單獨子電路板焊接。主電路板的構(gòu)成是系統(tǒng)的總體構(gòu)成，能夠達(dá)到總體的設(shè)計要求。 系統(tǒng)總體設(shè)計分析根據(jù)便攜式語言呼救器的設(shè)計要求，此設(shè)計存在以下3個功能模塊：（1）、按鍵觸發(fā)模塊；（2）、1602顯示模塊；（3）、語言播報模塊；根據(jù)設(shè)計中的實際情況，盡可能的采用簡單的電路，設(shè)計好整個元器件在電路板上的布局，讓整體看上去簡單便捷。 可行性分析 從總體設(shè)計上來看，運用了以語音芯片APR9600PY為核心的語音播報方式，該是繼美國ISD公司以后采用模擬存儲技術(shù)的又一款音質(zhì)好、噪音低、不怕斷電、可反復(fù)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。與ISD同類芯片相比它具有：價格便宜，有多種手動控制方式，分段管理方便、多段控制時電路簡單、采樣速度及錄放音時間可調(diào)、每個單鍵均有開始停止循環(huán)多種功能等特點，同時保留了ISD2500芯片的一些特點，都是DIP28雙列直插塑料封裝，在管腳排列上也基本相同。所以運用該芯片來實現(xiàn)相關(guān)的語音播報是完全可行的。 硬件單元電路 語言錄放電路根據(jù)實際需求情況分析，用戶在求助時，需要說明自己所遇到情況，而每個用戶的位置及遇到的實際是不可能完全相同的，這就需要能夠方便修改語言電路所存儲的語音信息。經(jīng)翻閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，覺得采用高品質(zhì)單片語音錄放集成電路完成語音錄放電路所需功能。常用的高品質(zhì)單片錄放集成電路有ISD和APR等系列，ISD在功能上跟APR不相上下，但是ISD系列價格比較貴，所以決定采用APR系列，而且該芯片是一款音質(zhì)好、噪音低、不怕斷電、可反復(fù)錄放的新型語音電路。但是近距離的電子市場APR系列都出現(xiàn)斷貨的現(xiàn)象，無奈只有從淘寶網(wǎng)選購。以APR9600PY為核心，加上傳聲器、外圍電路組成語音錄放電路。 軟件模塊系統(tǒng)軟件分為兩個主要模塊，由單片機(jī)的2個外部中斷來完成：（1）、單片機(jī)外部中斷觸發(fā)完成鍵盤掃描、數(shù)碼管顯示模塊；（2)、單片機(jī)控制呼救的全過程，包括語音調(diào)用、播報處理等模塊； 系統(tǒng)分析總結(jié)綜上所述，便攜式語音呼救器的設(shè)計是一中比較廉價、可靠的方便、快捷式語音呼救系統(tǒng)。對具體要求實現(xiàn)的功能進(jìn)行完整的系統(tǒng)分析，該便攜式語音呼救器基本符合實際要求，可以完成設(shè)計任務(wù)所要求實現(xiàn)的基本功能。按鍵觸發(fā)后單片機(jī)接受信號，產(chǎn)生一系列動作完成語音呼救的整個過程。所以，本設(shè)計方案理論上可行，而且設(shè)計的可擴(kuò)展性較好。3 系統(tǒng)硬件設(shè)計與調(diào)試 語音錄放電路 APR9600引腳功能定義（1）、/M1 第一段控制或連續(xù)錄放控制（低電平有效）；（2）、/M2 第二段控制或快進(jìn)選段控制（低電平有效）；（3）、/M3 第三段控制（低電平有效）； （4）、/M4 第四段控制（低電平有效）；（5）、/M5 第五段控制（低電平有效）；（6）、/M6 第六段控制（低電平有效）；（7）、OSCR 振蕩電阻； （8）、/M7 第七段控制及片溢出指示（低電平有效）；（9）、/M8 第八段控制（低電平有效）及操作模式選項； （10）、/BUSY 忙信號輸出（工作時出 0，平時為 1）；（11）、BE 鍵聲選擇（接 1 為有鍵聲，0 則無）；（12）、VSSD 數(shù)字電路電源地；（13）、VSSA 模擬電路電源地；（14）、SP+ 外接喇叭正端； （15）、SP 外接喇叭負(fù)端；（16）、VCCA 模擬電路正電源；（17）、MICIN 話筒輸入端；（18）、MICREF 話筒輸入基準(zhǔn)端；（19）、AGC 自動增益控制端；（20）、ANAIN 線路輸入端；（21）、ANAOUT 線路輸出端（話筒放大器輸出端）；（22）、STROBE 工作期間閃爍指示燈輸出端（低電平有效）；（23）、CE 復(fù)位/停止鍵或啟動/停止鍵(高電平有效)；（24）、MSEL1 模式設(shè)置端；（25）、MSEL2 模式設(shè)置端；（26）、EXTCLK 外接振蕩頻率端（用內(nèi)部時鐘時接地）；（27）、/RE 錄放選擇端（0 為錄音、1 為放音）；（28）、VCCD 數(shù)字電路正電源； APR9600工作原理： APR9600操作模式在 APR9600 芯片的內(nèi)部，錄音時外部音頻信號通過話筒輸入和線路輸入方式進(jìn)入，話筒可采用普通的駐極體話筒，在芯片內(nèi) 話筒放大器（PreAmp ）中自帶自動增益調(diào)節(jié)（AGC），可由外接阻容件設(shè)定響應(yīng)速度和增益范圍。如果信號幅度在 100mV 左右 即可直接進(jìn)入線路輸入端，音頻信號由內(nèi)部濾波器、采樣電路處理后以模擬量方式存入專用快閃存儲器 FLASHRAM 中。由于 FLASHRAM 是非易失器件，斷電等因素不會使存儲的語音丟失。 放音時芯片內(nèi)讀邏輯電路從 FLASHRAM 中取出信號，經(jīng)過一個低通濾波器送到功率放大器中，然后直接推動外部的喇叭放音。 廠家要求外接喇叭為 16 歐姆，實際試驗用 816 歐姆均可，一般音量下輸出功率 (16 歐）。 APR9600 的錄放控制有多種操作模式，為普通用戶使用提供了極大的方便?？偟膩碚f分為串行控制和并行控制兩種，由芯片 MSEL1（24 腳）、MSEL2（25 腳）、/M8（9 腳）的設(shè)置來實現(xiàn)。其中每種操作模式都有對應(yīng)的有效鍵，而且同一個鍵在不同操作模式下可能有不同的功能。因此在芯片設(shè)計、使用前用戶應(yīng)詳盡了解芯片的各種操作模式，選擇最合適自己的 方式設(shè)計，電路也會變得非常簡單。各種模式如下：（1）、并行控制模式 在 ISD 芯片中要實現(xiàn)某鍵對某段的多段并行控制是十分復(fù)雜的，一般需要大量的二極管譯碼陣或單片機(jī)來輔助實現(xiàn)，另外在分 段錄音時也存在很多困難。而在 APR9300 芯片中卻十分簡單，每段都有對應(yīng)的鍵控制，按哪一鍵就錄、放哪一段，而且可以方便地 對任意一段重新錄音不影響其它段、對任意一段循環(huán)放音等。只是每段錄音的最大時間是等分的，而且最多只能分八段。下面 以需要分四段為例說明： 并行四段控制需要將芯片的 MSEL1 端置 1（高電平）、MSEL2 端置 0（低電平）、/M8 端任意。模式置好后開始錄音，置 RE 端為 0，壓住/M1 即聽到“嘀”一聲 BUSY 指示燈亮起即開始錄音第一段，松鍵時又聽到“嘀”一聲 BUSY 指示燈熄滅即錄音停止。 /M/M/M4 分別錄其他三段。錄音時可以不按順序，先錄任意一段均可，不滿意可重新錄音。每段的最大時間為 15 秒（以全 片 60 秒錄音計），錄滿時指示燈熄滅并響“嘀嘀”兩聲，當(dāng)然實際每段錄音可以長短不一。置 RE 端為 1 即是放音狀態(tài)，按一下/M1 即放音第一段，放音期間再按一下/M1 即停止放音，如果壓住/M1 鍵不放即循環(huán)放音第一段直到松鍵。/M/M/M4 均分別控制第二、三、四段。/CE 鍵為停止鍵，放音期間按一下它也能停止放音。 其它并行二段、八段的控制使用方式相同。（2）、串行控制模式 串行控制方式用到的鍵要少得多，它僅需要一、二個鍵來控制所有的語音段錄放，而且段數(shù)可以足夠多，每段也沒有時間限制。 只是在選段上沒有并行控制模式方便。 置 MSELMSEL2 均為 0，在錄音時/M8 置 1。置/RE 端為 0 為錄音狀態(tài)，按住/M1 即開始錄第一段，松鍵即停止。再按住/M1 即錄第二段，如此一直分段錄音，直到芯片溢出。 在放音時（/RE=1）有兩種狀態(tài)，/M8 置 1 為串行順序控制方式，按一下/M1 即放音第一段，再按一下即放第二段，如此順序 逐段放音，到最后一段結(jié)束時即停止放音，必須按一下 CE 鍵復(fù)位，然后再按/M1 鍵就可以又從第一段放音。這種方式下的段不可選 擇只能按錄音的順序播放，適合走馬燈、流程控制等電路使用；/M8 置 0 為串行選段。（3）、控制方式，按一下/M1 只能放音第一段，再按 還是放音第一段。這時的/M2 有效成為快進(jìn)選段鍵，每按一下/M2 即向后移動一段，例如現(xiàn)在按了三下/M2，再按/M1 就放音第四段。 因此可以實現(xiàn)選段放音。按/CE 鍵復(fù)位為第一段。 APR9600 芯片還有其它幾種控制方式，用戶可根據(jù)需要自行實驗設(shè)計。 APR9600 的電性能參數(shù)：電源電壓 ，靜態(tài)電流 1uA ，工作電流 25mA。其外接振蕩電阻與采樣率、語音頻帶、錄放 ，該電阻可以根據(jù)用戶需要的時間和音質(zhì)效果無級調(diào)節(jié)。 外接振蕩電阻與采樣率、語音頻帶、錄放 時間的