【正文】 。在論文完成過成中，老師對我的論文給予了認真詳盡的審閱和指導(dǎo)。 本設(shè)計沒有過多的考慮各種外界干擾因素，可能導(dǎo)致在實際生活應(yīng)用上存在著誤報或者無法工作甚至電路損壞的問題。根據(jù)這一性能我們首先要對探測來的經(jīng)過處理的信號分析判斷是出還是入，通過單片機觸發(fā)語音播報。當(dāng)接低電平時 ,復(fù)位后直接從外部 ROM 的 0000H 開始執(zhí)行 . 128MHZC133pfC233pfXTAL2XTAL1 412 晶振電路 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 23 DSG 為熱釋電紅外傳感器， OT0001 為熱釋電紅外傳感器放大芯片 ，如圖 42所示：熱釋電 DSG 輸出的微弱信號直接送至 OT001 的 14 腳進行前置放大，放大后輸出的信號再由 C2 、 R 5耦合至 OT0001 的 13 腳進行二級放大。 為了實現(xiàn)其指標(biāo)對系統(tǒng)的硬件做相應(yīng)的設(shè)計，我們用 ATmega16作為控制核心，通過放大電路觸發(fā)信號是單片機產(chǎn)生的中斷控制語音模塊。 第二，操作模式的執(zhí)行必須是 A7， A6 為高電平在 PALYL，PLAYE 或 REC 變?yōu)榈碗娖綍r開始執(zhí)行。在地址模式中， A0A7由低位向高位排列，每位地址代表 125 毫秒的尋址， 160 個地址覆蓋 20 秒的語長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 19 音范圍，錄音及放音功能均從設(shè)定的起始地址開始，代表結(jié)束由停止鍵操作決定，芯片內(nèi)部自動在該段結(jié)束位置插入結(jié)束標(biāo)志（ EOM）；而放音時遇到 EOM 標(biāo)志及自動停止放 音。這些地址管腳全部為輸入管腳，與操作模式中能輸出地址信息不同。在錄音狀態(tài)中，兩個喇叭輸出為高阻狀態(tài)，在掉電模式中保持為 VSSA。 ⑾ 外部時鐘輸入 （ XCLK） ISD1400 系列的外部時鐘輸入管腳內(nèi)部設(shè)有下拉電阻。 AGC 的起控時間由電路內(nèi)部的一個 5K 電阻和一個外部連接的電容決定。 ⑹ 麥克輸入 （ MIC） 麥克輸入將信 號傳送到前置放大器，增益由自動增益電路 AGC 控制，增益在 15dB 到 24Db。 PLAYL 變?yōu)楦唠娖?，遇到結(jié)束標(biāo)志（ EOM）或存儲器的尾部放音將停止。當(dāng) REC 變高或內(nèi)部存儲器已錄滿信息，錄音操作結(jié)束。器件可以重復(fù)錄制 10 萬次。 語音固化無需專用編程或開發(fā)裝置。錄音內(nèi)容存入永久存儲單元，提供零功率信息存儲，這個獨一無二的方法是借助于美國 ISD 公司的專利 —— 直接模擬存儲技術(shù)（ DAST TM）實現(xiàn)的。 可重復(fù)觸發(fā)工作方式下的波形在 Vc=―0‖、 A=―0‖期間，信號 Vs 不能觸發(fā) Vo 為有效狀態(tài)。由于 VH≈、 VL≈，所以，當(dāng)VDD=5V 時，可有效抑制 177。 注釋 :熱釋電與 0T0001 信號集成芯片的連接熱釋電 的 聯(lián)合工作。 ⑤ 檢測距離 :常用熱釋電紅外傳感器檢測距離約為 6～ 10m； ⑥ 水平角度 :約為 120176。 C 左右，會發(fā)出 10mm 左右特定波長的紅外線，熱釋電紅外線傳感器就是靠探測人體發(fā)射的紅外線而進行工作的。 熱電晶體是壓電晶體的一種，具有非中心對稱的晶體結(jié)構(gòu)。從剖面看，其表面由一系列鋸齒型凹槽組成，中心部分是橢圓型弧線。 在 ( 高阻態(tài) ) 三態(tài) ({DDxn, PORTxn} = 0b00) 輸出高電平 ({DDxn, PORTxn} = 0b11) 兩種狀態(tài)之間進行切換時，上拉電阻使能 ({DDxn, PORTxn} = 0b01) 或輸出低電平 ({DDxn,PORTxn} = 0b10) 這兩種模式必然會有一個發(fā)生。 I/O 口配置引腳 每個端都具有三個寄存器位 : DDxn、 PORTxn 和 PINxn ，如 P63―I/O 端口寄存器的說明” 所示。 中斷寄存器 在 ATmega16 中，除了 寄存器 SREG 中 的全局中斷允許標(biāo)志位 I 外，與外部中斷有關(guān)的寄存器有 4 個，共有 11 個標(biāo)志位。 XTAL1 是反向振蕩放大器與片內(nèi)時鐘操作電路的輸入端。 端口 D 為 8 位雙向 I/O 口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。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。 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 6 第 3 章 系統(tǒng)模塊原理簡介 ATmega16 單片機簡介 芯片特點 ATmega16 單片機具有以下特性： 16K 字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程 Flash( 具有同時讀寫的能力，即 RWW) ， 512 字節(jié) EEPROM， 1K字節(jié) SRAM ， 32 個通用I/O 口線， 32 個通用工作寄存器，用于邊界掃描的 JTAG 接口，支持片內(nèi)調(diào)試與編程，三個具有比較模式的靈活的定時器 / 計數(shù)器 (T/C),片內(nèi) /外中斷，可編程串行 USART，有起始條件檢測器的通用串行接口， 8 路 10 位具有可選差分輸入級可編程增益 (TQFP 封裝 ) 的 ADC ，具有片內(nèi)振蕩器的可編程 看門狗定時器，一個 SPI 串行端口，以及六個可以通過軟件進行選擇的省電模式 。主要應(yīng)用于交通、工業(yè)及民用裝置中。由于 ISD1400 的特性，在語音模塊這部分ISD1420 采樣率在 － 8，有 20 秒錄音功能的 ISD1420 語音錄放芯片。它的最大特點在于 片內(nèi) E2PROM 容量為 480K(1400 系列為 128K)，所以錄放時間長；有 10 個地址輸入端（ 1400 系列僅為 8 個），尋址能力可達 1024位；最多能分 600 段；設(shè)有 OVF（溢出）端，便于多個器件級聯(lián)。基于對系統(tǒng)的整體設(shè)計和硬件資源的要求，電路設(shè)計中采用的微處理器電路相對模擬系統(tǒng)更為 簡單，可實現(xiàn)較復(fù)雜的控制算法，有一定的數(shù)據(jù)存儲空間，靈活適應(yīng)性強，控制精度高，無零點漂移。 系統(tǒng)的整體思路 如圖 21 給出系統(tǒng)的整體框圖 所示 ： 供 電 源紅 外 熱 釋 電（ 門 內(nèi) 門 外 ）A V R單 片 機語 音芯 片光 轉(zhuǎn) 電信 號 放 大錄 音喇 叭菲 涅 爾 透 鏡 圖 21 系統(tǒng)框圖 單片機選型 方案一 ：采用 AT89C51 單片機，其主要功能為， 8 位 CPU以成長最快的公共場合超市為例，已經(jīng)有專為超市設(shè)計的定向適合這種場合用的無線紅外 歡迎 系統(tǒng)。 自動語音歡迎系統(tǒng)的前身就是 電子防盜報警器，事先人們用它來防盜的，但后來因為電子防盜報警器發(fā)出的聲音是刺耳的報警聲，對進店的顧客產(chǎn)生消極的影響，后來演變成比較悅耳的聲音，特別是：叮咚 聲，您好，歡迎光臨，音效特受用戶的青睞，顧客一進門就報出歡迎語音，起到了禮貌問候，從而做到提醒店員有人進店和迎賓的兩重作用。AVR。 3．在畢業(yè)設(shè)計（論文）中對侵犯任何方面知識產(chǎn)權(quán)的行為，由本人承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任。 自動感應(yīng)和自動控制是本設(shè)計的兩個關(guān)鍵內(nèi)容 。 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 10μm 左右的紅外線 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行兩次放大，產(chǎn)生對 AVR 單片機的觸發(fā)信號，使 AVR 單片機產(chǎn)生中斷，控制 ISD1400 語音芯片實現(xiàn)語音回放。 目前 熱釋電 紅外 傳感器 是應(yīng)用在歡迎系統(tǒng)中最普遍的 ，在傳感器頂端開設(shè)了一個裝有濾光鏡片的窗口，這個濾光片可通過光的波長范圍為 7～10um，正好適合于人體紅外輻射的探測，而對其它波長的紅外線由 濾光片予以吸收，這樣便形成了一種專門用作探測人體輻射的紅外線傳感器 。優(yōu)化硬件控制意味著在機器級指令集中提供了方便簡捷的指令，使控制 I/O設(shè)備變的更 簡單，容易。 雙列直插 40PinDIP 封裝 ， 單一 +5V 電源供電 ， CPU：由運算和控制邏輯組成，同時還包括中斷系統(tǒng)和部分外部特殊功能寄存器 ； RAM：用以存放可以讀寫的數(shù)據(jù)，如運算的中間結(jié)果、最終結(jié)果以及 要 顯示的數(shù)據(jù)； ROM：用以存放程序、一些原始數(shù)據(jù)和表格； I/O 口：四個 8 位并行 I/O 口，既可用作輸入，也可用作輸出； T/C： 兩個定時 /記數(shù)器，既可以工作在定時模式，也 可以工作在記數(shù)模式；五個中斷源的中斷控制系統(tǒng)；一個全雙工 UART（通用異步接收發(fā)送器）的串行 I/O 口，用于實現(xiàn)單片機之間或單片機與微機之間的串行通信；片內(nèi)振蕩器和時鐘產(chǎn)生電路，石英晶體和微調(diào)電容需要外接。 DSP系列往往注重數(shù)字信號的處理也不適合。采用 CMOS 工藝，內(nèi)部包含片上時鐘，麥克前置放大器，自動增益控制，帶通濾波器，平滑濾波器和功率放大器。在利用信息的過程中，首 先要解決的就是要獲取準確可靠的信息，而傳感器是獲取自然和生產(chǎn)領(lǐng)域中信息的主要途徑與手段。光電式傳感器具有非接觸、響應(yīng)快、性能可靠等特點，因此在工業(yè)自動化裝置和機器人中獲得廣泛應(yīng)用。端口 A 為 8 位雙向 I/O 口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。 端口 C 為 8 位雙向 I/O 口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。在復(fù)位過程中，即使系統(tǒng)時鐘還未起振，端口 D 處于高阻狀態(tài)。 AVR 單片機的復(fù)位和中斷處理 ATmega16 具有 20 個中斷源和一個復(fù)位中斷，單片機的中斷源分為外部中斷源和內(nèi)部中斷源，有三個外部中斷源有 INT0,INT1,INT2,當(dāng)連接在單片機引腳的上的外部電平發(fā)生變化時，將產(chǎn)生相應(yīng)的中斷。 （ 2）控制和狀態(tài)寄存器 ——MCUCSR 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 9 （ 3）通用中斷控制寄存器 ——GICR （ 4）通用中斷標(biāo)志寄存器 ——GIFR 當(dāng) INTx 引腳上的有效事件滿足中斷觸發(fā)條件后， INTFx 位會變成 “ 1” 。 DDxn 為 1“ 時 ， Pxn 配置為輸出，否則配置為輸入。 端口引腳配置 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 10 表 2 端口引腳配置 DDxn PORTxn PUD I/O 上拉電阻 說明 0 0 X Input NO 高阻太（ HiZ） 0 1 0 Input YES 被外部拉低時將輸出電流 0 1 1 Input NO 高阻太（ HiZ） 1 0 X Output NO 輸出低電平（吸收電流） 1 1 X Output NO 輸出高電平（輸出電流） 熱釋電傳感器介紹 菲涅爾透鏡 菲涅爾透鏡多是由 聚烯烴 材料注壓而成的薄片，鏡片表面一面為光面，另一面刻錄了由小到大的同心 圓。這種透鏡還能夠消除部分球形像差。 熱釋電紅外線傳感器利用的是熱釋電效應(yīng)，是一種溫度敏感傳感器。長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 12 熱釋電紅外傳感器通常采用 3 引腳金屬封裝，各引腳功能分別為 :電源供電端 (內(nèi)部開關(guān)管 D 極， DRAIN)、信號輸出端 (開關(guān)管 S 極， SOURCE)、接地端(GROUND)。人體溫度和探測區(qū)域背景的溫差越大，離傳感器越近，輸出電信號的幅值將越大。它和 BISS0001 芯片完全兼容，它配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件構(gòu)成被動式的熱釋電紅外開關(guān)。當(dāng)輸入電壓 VcVR(≈)時， COP3 輸出為低電平封住了與門U2,禁止觸發(fā)信號 Vs 向下級傳遞；而當(dāng) VcVR 時， COP3 輸出為高電平，進 入延時周期 。 圖 334（ b） 可重復(fù)觸發(fā)工作方式 ISD1400語音芯片介紹 概述 ISD1400 系列單片機語音錄放電路，片內(nèi)由時鐘振蕩器、 128K 字節(jié) E2PROM（電可編程可擦除只讀存貯器）、微音放大器、自動增益控制電路、抗干擾濾波器、差動功率放大器等高品質(zhì)語音錄放系統(tǒng)所需的全部基本功能電路。不僅語音質(zhì)量優(yōu)勝，而且斷電語音保護。 單一電源供電。 管腳 圖及 描述 344 ISD1420 管腳圖 ⑴ 錄音 （ REC） 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 17 REC 輸入是低電平有效錄音信號。注意： REC 信號將被延遲 50ms 防止開關(guān)抖動引起重復(fù)觸發(fā)。器件仍將進入掉電等待模式，內(nèi)部時鐘和時序停止。 ⑺ 麥克基準 （ MIC REF） MIC REF 是麥克前置放大的反向輸入。 ⑼ 模擬輸出 （ ANA OUT） 前置放大器的電壓增益由 AGC 管腳上的電平?jīng)Q定。 ⑿ 喇叭輸出（ SP+， SP） SP+和 SP能直接驅(qū)動低至 10 歐姆的喇叭。 A0A7 全部為純輸入引腳，不會象操作模式中 A0A7 還可能輸出內(nèi)部地址信息。下面將詳細描述，操作模式的選擇使用地址管腳來實現(xiàn)，但實際的地址在 ISD1420 的有效地址外部。操作模式的選擇通過 使能地址管腳來實現(xiàn) ，但實際的地址在 ISD1420 的有效地址外部。 A3 – 循環(huán)播放 操作模式能 夠?qū)崿F(xiàn)自動連續(xù)的信息播放，播放的信息處于地址空間的開始。按鍵 S1 和 按鍵 S2 是本系統(tǒng)的模式選擇按鍵，分別對應(yīng)模式 1，模式 2 這樣單片機就可以控制語音芯片的地址段，可以播放不同地址段所存儲的語音 內(nèi)容 。按鍵 S1 為單片機復(fù)位鍵。長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 27 結(jié) 論 自動語音歡迎系統(tǒng)的設(shè)計不僅能夠 為人們提供一個良好的人性化的自動探測，自動歡迎環(huán)境，而且還能夠提高服務(wù)質(zhì)量 ， 節(jié)能易用，而且工作性能穩(wěn)定。 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 28 致 謝 通過這三個月來的學(xué)習(xí)，使我對 AVR 系列單片機，熱釋電傳感器和語音芯片有了深入了