【正文】 在論文的初始階段，劉老師對我的論文情況，論文完成中的重點、難點 等方面都給予了悉心的關(guān)心和指導(dǎo)。 在設(shè)計過程中熟悉元件、芯片屬性，領(lǐng)會理論知識，學(xué)會運 用常用器件制作實用小電路，提高個人動手實踐能力，在焊接的時候又學(xué)會了一種新的焊接方式，焊接此系統(tǒng)的時候也遇到很多問題，由于電路板上要搭接的線很多而且還特別近易容易短路，需要細(xì)心在細(xì)心。 D1C9100ufC12220uf~220V ~9VVin VoutGND7805 +5VTTrans CuplC10C110,1ufR200 圖 44 電源電路 所 示 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 25 第 5 章 自動語音歡迎系統(tǒng)軟件 設(shè)計 當(dāng) 5m左右 有人出入時 本系統(tǒng)能探測到并 進(jìn)行語音 模塊準(zhǔn)確播放 。 電路 由電容串聯(lián)電阻構(gòu)成 ,由圖并結(jié)合 電容電壓不能突變 的性質(zhì) ,可以知道 ,當(dāng)系統(tǒng)一上電 ,RST 腳將會出現(xiàn)高電平 ,并且 ,這個高電平持續(xù)的時間由電路的 RC 值來決定 .典型的單片機(jī)當(dāng) RST 腳的高電平持續(xù)兩個機(jī)器周期以上就將復(fù)位 ,所以 ,適當(dāng)組合 RC 的取值就可以保證可靠的復(fù)位 .一般 都 推薦 C 取 10uf,R取 ,原則就是要讓 RC 組合可以在 RST 腳上產(chǎn)生不少于 2 個機(jī)周期的高電平 . S2SWPBVCCR210KR21KC210fRST 411 復(fù)位電路 晶振電路 典 型的晶振取 (因為可以準(zhǔn)確地得到 9600 波特率和 19200 波特率 ,用于有串口通訊的場合 )/12MHz(產(chǎn)生精確的 uS 級時歇 ,方便定時操作 )特別注意 :對于 31腳 (EA/Vpp),當(dāng)接高電平時 ,單片機(jī)在復(fù)位后從內(nèi)部 ROM的 0000H開始執(zhí)行 。 A2 和 A5– 沒有使用 錄音時序圖 圖 345（ a） 錄音時序圖 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 20 放音時序圖 圖 345（ b） 放音時序圖 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 21 第 4 章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 自動語音歡迎系統(tǒng)是通過熱釋 電傳感器將人體 發(fā)出特定波長 10um 左右的紅外 信號 轉(zhuǎn)化為電信號，經(jīng)過 熱釋電紅外線傳感信號處理器對信號進(jìn)行兩次放大，產(chǎn)生對 AVR 單片機(jī)的觸發(fā)信號，使 AVR 單片機(jī)產(chǎn)生中斷，控制 ISD1400 語音芯片實現(xiàn)語音回放。另外 在操作模式中當(dāng) A4=1，從錄音變換到放音而不是由放音變換到錄音，期間地址指針復(fù)位到 0。 （ 1）地址模式 當(dāng)至少 A7， A6 有一位為 0 時，器件進(jìn)入地址模式。輸入的地址被當(dāng)作當(dāng)前錄音或放音的起始地址。對于使用單個輸出，必須在 SP+和喇叭之間接一個耦合電容。如果輸入信號來自麥克以外，可以通過電容直接耦合到 ANA IN 管腳。例如從很低 的聲音到很高的聲音。另外，在放音中如果遇到結(jié)束標(biāo)志（ EOM） RECLED 將輸出一個短的低脈沖。 ⑶ PLAYL 電平放音 當(dāng)此管腳的信號由高變?yōu)?0 時，將開始放音操作。如果在放音過程中 REC 被拉低，放音將立即終止，錄音開始。 ② 錄放時間 ISD1400 能提供 16 秒和 20 秒的錄放時間 ③ EEPROM ISD 的 ChipCorder 技術(shù)使用片上不揮發(fā)存儲器，斷電后信息可以持續(xù)保存100 年。 信息可保存 10 年以上，可反復(fù)錄放達(dá) 10 萬次之多。一個最小的錄放系統(tǒng)僅由一個麥克風(fēng)、一個喇叭、兩個按鈕、一個電源、少數(shù)電阻電容組成。 以圖 a 所示的不可重復(fù)觸發(fā)工作方式下的波形，來說明其工作過程 圖 334（ a） 不可重復(fù)的觸發(fā)工作模式 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 15 b 圖所示的可重復(fù)觸發(fā)工作方式下的波形，來說明其工作過程。然后耦合給運算放大器 OP2，再進(jìn)行第二級放大，同時將直流電位抬高為 VM(≈)后，將輸出信號 V2 送到由比較器 COP1 和 COP2 組成的雙向鑒幅器，檢出有效觸發(fā)信號 Vs。 其缺點是容易受各種熱源、光源及射頻輻射的干擾；被動紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探頭接收；當(dāng)環(huán)境溫度和人體溫度接近時，探測和靈敏度下降，有時還會短時失靈 [8]。 ④ 輸出信號電壓 :通常大于 。 人體都有恒定的體溫，一般在 37176。熱電探測器件大致分為溫差電阻型，熱敏電阻型，氣動型和熱釋電型四類。 另外一種理解就是，透鏡連續(xù)表面部分 ―坍陷 ‖到一個平面上。 當(dāng)引腳配置為輸出時，若 PORTxn 為 1“，引腳輸出高電平 (1“ ) ，否則輸出低電平 (“ 0―) 。在低電平觸發(fā)方式時，中斷請求將一直保持到引腳上的低電平消失為止 。外部中斷可 選擇采用上升沿觸發(fā)、下降沿觸發(fā)和 低電平觸發(fā) (INT2 中斷只能采用沿觸 發(fā)方式，在下文中將著重介紹 INT0 和 INT1 中斷 )，具體選用什么方式由 MCU 控制寄存器MCUCR 以及 MCU 控制和狀態(tài)寄存器 MCUCSR 的設(shè)置決定。使用 ADC 時應(yīng)通過一個低通濾波器與 Vcc連接。 如果 JTAG 接口使能，即使復(fù)位出現(xiàn)引腳 PC5(TDI)、PC3(TMS)與 PC2(TCK)的上拉電阻被激活。 端口 B 為 8 位雙向 I/O 口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。 此傳感器具有 不需要用紅外線或電磁波等發(fā)射源 ； 靈敏度高、控制范圍大 ； 隱蔽性好，可流動安裝 等特點 。具有檢測速度快，靈敏度高環(huán)境能力強(qiáng)。 考慮 語音芯片由于主要應(yīng)用到服務(wù)領(lǐng)域，由于酒店，賓館等高級場所需要有高質(zhì)量的服務(wù)，所以，要求能回放出度清晰度的語音，所以在語音芯片的選用方案二， 選擇采樣率高的語音芯片。 ISD2500 系列具有抗斷電、音質(zhì)好，使用方便等優(yōu)點。項目規(guī)模、對效率的要求以及成本問題很大程度上決定了對單片機(jī)類型的選用。 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 3 第 2 章 系統(tǒng) 方案設(shè)計 自動語音歡迎 系統(tǒng) 主要 由 探測 模塊， 控制模塊 ，語音模塊 ，供電模塊 等四 部分組成， 探測模塊只要有 通過菲涅耳透鏡 和熱釋電 傳感器 完成，實現(xiàn)對人體紅外的探測同時執(zhí)行光電信號轉(zhuǎn)換和信號放大，處理后的信號觸發(fā)以 AVR 控制 模塊，這時 AVR 單片機(jī) 會產(chǎn)生中斷，根據(jù)相應(yīng)中斷 控制語音模塊的語音 ， 進(jìn)行門內(nèi)或門外語音回放。而在應(yīng)用市場上，它將朝更細(xì)化的方向前進(jìn) ── 針對不同市場，推出不同產(chǎn)品。 適 合在 家庭、賓館、商店、倉庫、辦公室及其它機(jī)關(guān)部門 等 使用 的 新穎感應(yīng) 歡 迎器 [5]。OT0001 。 2．本人在畢業(yè)設(shè)計（論文）中引用他人的觀點和研究成果，均在文中加以注釋或以參考文獻(xiàn)形式列出，對本文的研究工作做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體均已在文中注明。 自動感應(yīng)和信號放大模塊是熱釋電 紅外 傳感器將檢測到的人體紅外信號轉(zhuǎn)換成電信號， 通過 專用電路OT0001 對信號二級放大。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步， 現(xiàn)代電子技術(shù)幾乎在各個領(lǐng)域受到青睞。 優(yōu)點 是 誤報極少，加上前面的菲涅爾透鏡窗口，從而將誤報率降至最低。 ISD1400 是一種采用 ChipCorder 專利技術(shù)的語音芯片。最高振蕩頻率為長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 4 12M。根據(jù)單片機(jī)的對比，系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)該選用 8位機(jī)中性能優(yōu)越的單片機(jī)。 ISD1400 系列提供 和 取樣頻率，用戶可以根據(jù)語音質(zhì)量加以選擇。 例如光感應(yīng)式傳感器、微波傳感器、光電是傳感器、熱釋電紅外線傳感器在我們的生活中都有著很重要的作用。 熱釋電紅外傳感器是 用先進(jìn)微電腦制造技術(shù)， 熱釋電紅外傳感器常用于無接觸溫度測量，可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離測量由于測量時不與被測物直接接觸所以不存在摩擦 ，同時 無論白天黑夜都可正常使用， 而且可以減少很多誤 操作， 節(jié)能易用，靈敏度強(qiáng)，更適合市場的需要，更貼近消費者的生活內(nèi)容 ，辦公寫字樓、家居、商店、工廠等各種場合均可使用，帶來方便。其輸出緩沖器具有對稱的驅(qū)動特性，可以輸出和吸收大電長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 7 流。其輸出緩沖器具有對稱的驅(qū)動特性，可以輸出和吸收大電流。端口 D 也可以用做其他不同的特殊功能。內(nèi)部中斷源由單片機(jī)內(nèi)部的功能單元如定時器，串行通訊產(chǎn)生的中斷。如果此時 SREG 寄存器中 I = 1，以及 GICR 寄存器中的 INTn 被置為 “ 1” ， MCU將響應(yīng)中斷請求同時硬件自動將 INTFn 標(biāo)志位清零。引腳配置為輸入時，若 PORTxn 為 1“，上拉電阻將使能。菲涅爾透鏡的在很多時候相當(dāng)于紅外線及可見光的凸透鏡，效果較好。 圖 321 菲涅爾透鏡實物圖 熱釋電傳感器的原理 熱釋電傳感器是一種新敏感組件，它是由高熱點系數(shù)材料，配以濾光鏡片和阻抗匹陪有用場效應(yīng)管組成，它能以非接觸方式檢測出來自人體發(fā)出的紅外輻長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 11 射，將其轉(zhuǎn) 化成電信號輸出，并可有效控制人體輻射以外的干擾輻射，如陽光，燈光及其反射光。它由陶瓷氧化物或壓電晶體元件組成，元件兩個表面做成電極，當(dāng)傳感器監(jiān)測范圍內(nèi)溫度有 Δ T 的變化時，熱釋電效應(yīng)會在兩個電極上會產(chǎn)生電荷 Δ Q，即在兩電極之間產(chǎn)生一微弱電壓 Δ V。 主要的工作參數(shù) ① 工作電壓 :常用的熱釋電紅外傳感器工作電壓范圍為 3～ 15V。雙敏感元熱 釋電傳感器配合菲涅爾光學(xué)透鏡使用時，輸 出信號波形電壓峰峰值約為 1mV，頻率可由下列公式計算： LSfVf bb ???? ?2 （ 31） 其中： f 是輸出信號頻率（ Hz）， b V 是人體移動速度（ m/s）， fb 是光學(xué)系統(tǒng)焦距（ mm）， s 是傳感器敏感元的面積（ mm2）， L 是人體離傳感器距離（ m）。它能自動快速開啟各類白熾燈、熒光燈、蜂鳴器、自動門、電風(fēng)扇、烘干機(jī)和自動洗手池等裝置，特別適用于企業(yè)、賓館、商場、庫房及家庭的過道、走廊等敏感區(qū)域，或用于安全區(qū)域的自動燈光、照明和報 警系統(tǒng)。 當(dāng) A 端接 ―0‖電平時，在 Tx 時間內(nèi)任何 V2 的變化都被忽略，直至Tx 時間結(jié)束，即所謂不可重復(fù)觸發(fā)工作方式。一個最小的錄放系統(tǒng)僅由一個駐極體話筒、一個喇叭、兩個按鈕、一個電源和少量的電阻電容組成。 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 16 所需外圍元件少，電路簡單，操作方便。 功能描述 ① 語音質(zhì)量 ISD1400 系列提供 ，用戶可以根據(jù)語音質(zhì)量加以選擇。當(dāng) REC 為低時開始錄音。 ⑵ PLAYE 觸發(fā)放音 當(dāng)此管腳上檢測到低電平跳變時，將開始放音操作，遇到結(jié)束標(biāo)志（ EOM） 或存儲器的尾部放音將停止。但是， PLAYE 和 PLAYL 的上升沿沒有防抖動延遲，任何下降時序特別是開關(guān)抖動將會引起另外一次的放音。當(dāng)器件使用該輸入腳并以差分形式連接到麥克時，能減低噪聲和實現(xiàn)共模抑制。 ⑽ 模擬輸入 （ ANA IN） ANA IN 將輸入的信號傳送到錄音電路。也可以使用單輸出。輸入的 A0A7 的信息在 PALYE PLAYL 或 REC 的下降沿被電 路鎖存到內(nèi)部使用。當(dāng)?shù)刂返淖?高兩位 A7， A6 為高電平時，其余的地址位將變成狀態(tài)標(biāo)志位而不再是地址位。當(dāng)?shù)刂返淖罡邇晌?A7， A6 為高電平時，其余得地址位將變成為標(biāo)志位而不是地址位，因此，操作模式和地址模式不能兼容，也就是說不能同時使用。 A4 – 連續(xù)尋址。按鍵 S1 為單片機(jī)復(fù)位鍵。按鍵 S2為錄音控制鍵 。它的設(shè)計減少了人力資源，便于統(tǒng)一管理，為消費者提供感官上的人性化服務(wù)。在老師的輔助下，通過畢業(yè)設(shè)計我掌握了對 AVR單片機(jī)和熱釋電傳感器的應(yīng)用技巧和設(shè)計方法。本文完成后，感謝老師仔細(xì)審閱了全稿，同時向老師致以由衷的敬意和真摯的感謝 ! 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 29 參考文獻(xiàn) [1]耿德根 ,宋建國 . 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