【文章內(nèi)容簡介】 路為核心，由 R1 R C1等組成無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器和紅外光電發(fā)射管組成，電路如下圖 3所示。 NE555集成塊各引腳的功能介紹如下： 1腳：電源負(fù)端 (VSS) 2腳：低觸發(fā)端 3腳：輸出端 4腳：強(qiáng)制復(fù)位端 5腳：控制端 6腳：高觸發(fā)端 7腳：放電端 8腳：電源正極 (VDD) 工作原理分析如下：當(dāng)接通電源后，電源 +VCC通過 R R11給 C1充電，隨著 C1充電的進(jìn)行，它的電壓逐漸上升。當(dāng)上升到（ 2/3） +VCC時(shí)，第一個(gè)比較器輸出低電平， RS觸發(fā)翻轉(zhuǎn)到 Q=0,電路輸出為 Vo=0,因而在此期間 C1通過 R11放電，隨 C1放電的進(jìn)行，它上面的電壓下降，當(dāng)下降到（ 1/3） +VCC時(shí)，第二個(gè)比較器輸出為低電平，使觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為 Q=1，電路輸出再次變?yōu)?Vo=1，電容 C1再次充電，如此周而復(fù)始，電路輸出得到周期性矩形脈沖信號 ,以驅(qū)動所接的紅外發(fā)光二極管發(fā)出脈動的紅外光信號。 電路參數(shù)計(jì)算 ： 當(dāng)電容器 C1上電壓由（ 1/3） +VCC充到（ 2/3） +VCC時(shí)所需時(shí)間 為 t1,則 t1=（ R9+ R11） C1㏑ 2=(R9+ R11)C1 （ ） 當(dāng)電容器 C1上電壓由（ 2/3） +VCC下降到（ 1/3） +VCC時(shí)所需時(shí)間為 t2，則 t2= R10C1㏑ 2= （ ） 從而可求出圖 3所示電路的震蕩頻率 f f=1)91011( 1 CRRRtt ???? （ ） 由于 NE555內(nèi)部的比較器靈敏度較高，而且采用差分電路形式，它的震蕩頻率受電源電壓和溫度變化 的影響很小。 時(shí)基 NE555電路產(chǎn)生周期性振蕩頻率就是由上面的計(jì)算公式 的，其周期性的振蕩頻率以驅(qū)動紅外線發(fā)射二極管向外發(fā)射紅外線光束作為傳感信號。 C10 .0 1 uT R IG2Q3R4C V o lt5T H R6D IS7VCC8GND1D S 1D S 2D14 1 4 8D24 1 4 8R91kR 1 02 0 0 KR 1 16 .8 KR 1 21 2 05V 圖 3 紅外線發(fā)射電路 紅外信號接收模塊 紅外信號接收模塊是由紅外光電二極管 U U6組成的，當(dāng)紅外光電二極管 接收到紅外線信號時(shí)便將光信號轉(zhuǎn)換為電信號并送至運(yùn)算放大器 U1A和 U1B，經(jīng)放大后，再經(jīng) D D R R6送至運(yùn)算放大器 U1D、 U1C，以作進(jìn)一步放大，以提高輸入信號增益。最后輸出驅(qū)動后級負(fù)載。電路如圖 4所示。 C21 0 3D34 1 4 8C31 0 3D44 1 4 8321U 1 AL M 3 2 4567U 1 BL M 3 2 41098U 1 CL M 3 2 4121314U 1 DL M 3 2 41 2 V5V1 2 V1 2 VR7 R8R51 5 0 KR61 5 0 KR41K5VR31 1 KU5L E D AU6L E D AR21 0 KR11 0 KC L K1EN2R7Q03Q14Q25Q36U 1 2 A4 5 1 8C L K9EN10R15Q011Q112Q213Q314U 1 2 B4 5 1 8觸發(fā)信號輸出觸發(fā)信號輸出 圖 4 紅外線接收電路 互鎖控制模塊 電壓比較 器 LM324 LM324是四運(yùn)放集成電路。它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運(yùn)算放大器，除電源共用外，四組運(yùn)放相互獨(dú)立。每一組運(yùn)算放大有 5個(gè)引出端，其中 “+”、 “”為兩個(gè)信號輸入端， “V+”、 “V”為正、負(fù)電源端， “Vo”為輸出端。兩個(gè)信號輸入端中， Vi（ ）為反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端 Vo的信號與該輸入端的位相反；Vi+（ +）為同相輸入端，表示運(yùn)放輸出端 Vo的信號與該輸入端的相位相同。 LM324的管腳排列見下圖 5所示。 電壓比較器的工作原理： 當(dāng)紅外線光照射時(shí)，電壓比較器 U12A、 U12B（ ）端電位升高，當(dāng) V＞ V+時(shí)，輸出低電平，當(dāng)紅外光線被擋住時(shí)，光敏二極管的電阻值升高，電流減小，電壓比較器 U12A、 U12B的（ ）端電位降低，當(dāng) V﹤V+時(shí)，輸出高電平。 由于 LM324四位運(yùn)放電路具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可單電源使用， 價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用在各種電路中。 圖 5 LM324引腳排列 雙四位加法計(jì)數(shù)器 CD4518 CD4518 是應(yīng)用最為廣泛的計(jì)數(shù)器之一，也是通用性最強(qiáng)的計(jì)數(shù)器之一，除具備其他計(jì)數(shù)器常用功能外，更 重要的是，它們在一塊芯片內(nèi)集成了兩個(gè)相同的計(jì)數(shù)器，使之成為設(shè)計(jì)、應(yīng)用的首選芯片。 CD4518 是一個(gè)雙 BCD 同步加計(jì)數(shù)器，由兩個(gè)相同的同步 4 級計(jì)數(shù)器組成 ,是一個(gè)同步加計(jì)數(shù)器，在一個(gè)封裝中含有兩個(gè)可互換二 /十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，其功能引腳分別為 1～ 7 和 9～ 15。該 CD4518計(jì)數(shù)器是單路系列脈沖輸入（ 1 腳或 2 腳； 9 腳或 10 腳）， 4 路 BCD 碼信號輸出（ 3 腳～ 6 腳； 11 腳～ 14 腳）。 CD4851 雙四位 BCD 加法計(jì)數(shù)器內(nèi)部電路框圖及引腳功能如 圖 6 所示 , CD4518 引腳功能 (管腳功能 )如下： CP CP2：時(shí)鐘輸入端。 R R2：清除端。 EN EN2：計(jì)數(shù)允許控制端。 1Q1～ 1Q4：計(jì)數(shù)器輸出端。 2Q1～ 2Q4：計(jì)數(shù)器輸出端。 Vdd：正電源。 Vss：地。 其工作原理如下： CD4518 控制功能： CD4518 有兩個(gè)時(shí)鐘輸入端 CP 和 EN,若用時(shí)鐘上升沿觸發(fā) ,信號由 CP 輸入 ,此時(shí) EN 端為高電平（ 1） ,若用時(shí)鐘下降沿觸發(fā) ,信號由 EN 輸入 ,此時(shí) CP 端為低噸平（ 0） ,同時(shí)復(fù)位端 Cr 也保持低電平（ 0） ,只有滿足了這些條件時(shí) ,電路才會處于計(jì)數(shù)狀態(tài) .否則沒辦法工作。 將數(shù)片 CD4518 串行級聯(lián)時(shí)，盡管每片 CD4518 屬并行計(jì)數(shù) ，但就整體而言已變成串行計(jì)數(shù)了。需要指出， CD4518 未設(shè)置進(jìn)位端，但可利用 Q4 做輸出端。VV+VoVoVV+VoV+VV+VVo1 2 3 4 5 6 789101113 1214L M 3 2 4V C CV S S_+_+_+_+ 有人誤將第一級的 Q4 端接到第二級的 CP 端，結(jié)果發(fā)現(xiàn)計(jì)數(shù)變成 “逢八進(jìn)一 ”了。原因在于 Q4 是在 CP8 作用下產(chǎn)生正跳變的，其上升沿不能作進(jìn)位脈沖，只有其下降沿才是 “逢十進(jìn)一 ”的進(jìn)位信號。正確接法應(yīng)是將低位的 Q4 端接高位的 EN端，高位計(jì)數(shù)器的 CP 端接 USS。 R=0、 CP=0 時(shí)，時(shí)鐘脈沖從 EN／腳輸入，在其下降沿的作用下計(jì)數(shù)； R=0、 EN／ =1 時(shí)，時(shí)鐘脈沖從 CP 腳輸入，在其上升沿的作用下計(jì)數(shù)； R=0、 CP=1 或 R=0、 EN／ =0 時(shí)，均禁止計(jì)數(shù)； R=1，復(fù)位， Q4Q3Q2Q1=0。 15 14R1213 11CP1686 347 5R21R2 Q4 Q3 Q2 Q1 EN C P 2C P 1 E N 1R1 Q4 Q3 Q2 Q1計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器CPV S S10 9C D 4 5 1 8 圖 6 4518引腳排列 語音控制模塊 本電路中的語音電路采用的是最新推出的一種單片 (8~20)秒單段語音錄放電路 ISD1820，它采用 CMOS技術(shù)，內(nèi)含振蕩器，話筒前置放大，自動增益控制，防混淆濾波器，揚(yáng)聲器驅(qū)動及 FLASH陣列。該語音片的描述如下： 主要特性 表一 ISD1820 的特性 使用方便的單片 8至 20秒語音錄放 外接電阻調(diào)整錄音時(shí)間 高質(zhì)量，自然的語音還原技術(shù) 內(nèi)置喇叭驅(qū)動放大電路 邊沿電平觸發(fā)放音 10， 000次錄音周期（典型） 自動節(jié)電，維持電流 A 35V單電源工作 不耗電信息保存 100年（典型值） 借助專用設(shè)備可以批量拷貝 封裝形式 圖 7 ISD1820 封裝圖 引腳描述 電源 (VCC) ：芯片內(nèi)部的模擬電路和數(shù)字電路使用的不同電源總線在此引腳匯合，這樣使得噪聲最小。去耦電容應(yīng)盡量靠近芯片。 地線 (VSSA, VSSD)： 芯片內(nèi)部的模擬電路和數(shù)字電路的不同地線匯合在這個(gè)引腳。 錄音 (REC)： 高電平有效。只要 REC變高 (不管芯片處在節(jié)電狀態(tài)還 是正在放音 )，芯片即開始錄音。錄音期間， REC必須保持為高。 REC變低或內(nèi)存錄滿后，錄音周期結(jié)束，芯片自動寫入一個(gè)信息結(jié)束標(biāo)志 (EOM)，使以后的重放操作可以及時(shí)停止 ,然后芯片自動進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)。 (注： REC的上升沿有 84毫秒防顫，防止按鍵誤觸發(fā) )。 邊沿觸發(fā)放音 (PLAYE) ：此端出現(xiàn)上升沿時(shí)，芯片開始放音。放音持續(xù)到EOM標(biāo)志或內(nèi)存結(jié)束，之后芯片自動進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)。開始放音后，可以釋放PLAYE。 電平觸發(fā)放音 (PLAYL) 此端從低變高時(shí)，芯片開始放音。放音持續(xù)至此端返回到低電平，或遇到 EOM標(biāo)志，或內(nèi) 存結(jié)束。放音結(jié)束后芯片自動進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)。 錄音指示 (/RECLED)：處于錄音狀態(tài)時(shí)，此端為低，可驅(qū)動 LED。此外，放音遇到 EOM標(biāo)志時(shí)，此端輸出一個(gè)低電平脈沖，此脈沖可用來觸發(fā) PLAYE，實(shí)現(xiàn)循環(huán)放音。 話筒輸入 (MIC) ：此端連至片內(nèi)前置放大器。片內(nèi)自動增益控制電路 (AGC) 控制前置放大器的增益。外接話筒應(yīng)通過串聯(lián)電容耦合到此端。耦合電容值和此端的 10KΩ輸入阻抗決定了芯片頻帶的低頻截止點(diǎn)。 話筒參考 (MIC REF) ：此端是前置放大器的反向輸入端。當(dāng)以差分形式連接話筒時(shí)，可減小噪聲，提高共模抑制 比。 自動增益控制 (AGC)AGC動態(tài)調(diào)整前置增益以補(bǔ)償話筒輸入電平的寬幅變化，使得錄制變化很大的音量 (從耳語到喧囂聲 )時(shí)失真都能保持最小。通常 的電容器在多數(shù)場合下可獲得滿意的效果。 喇叭輸出 (SP+,SP)：這一對輸出端可直接驅(qū)動 8Ω以上的喇叭。單端使用時(shí)必須在輸出端和喇叭之間接耦合電容，而雙端輸出既不用電容又能將功率提高至4倍。 SP+和 SP之間通過內(nèi)部的 50KΩ的電阻連接，不放音時(shí)為懸空狀態(tài)。外部時(shí)鐘 (XCLK)：此端內(nèi)部有下拉元件，只為測試用，不用連接。 振蕩電阻 (ROSC)：此端接振蕩 電阻至 VSS，由振蕩電阻的阻值決定錄放音的時(shí)間。 直通模式 (FT) 此端允許接在 MIC輸入端的外部語音信號經(jīng)過芯片內(nèi)部的AGC電路、濾波器和喇叭驅(qū)動器而直接到達(dá)喇叭輸出端。平時(shí) FT端為低，要實(shí)現(xiàn)直通功能，需將 FT端接高電平，同時(shí) REC、 PLAYE和 PLAYL保持低。 錄放音的操作方式 電源電壓 35V，在錄放模式下，按住 REC錄音按鍵不放即錄音， RECLED燈會亮起，錄 音在松開按鍵時(shí)停止，放音有三種情況： 邊沿觸發(fā)放音，按 PE鍵一下即將全段語音放出，除非斷電或語音結(jié)束不能停止放音； 電平觸發(fā)放音，按住 PL鍵時(shí)即放音，松開按鍵即停止； 循環(huán)放音，置循環(huán)放音開關(guān)閉合，按動 PE鍵即開始循環(huán)放音，只能斷電才能停止。 在直通模式下，直通開關(guān)閉合，對話筒說話會從喇叭里擴(kuò)音播放出來，構(gòu)成喊話器功能，由于該模式下的話筒放大同時(shí)經(jīng)過 AGC自動增益調(diào)節(jié)和帶通濾波器，其音質(zhì)比通常的話筒放大器要好很多，而且不會出現(xiàn)喇叭過載的情況。 如果用戶不需要直通模式，而且對電路的 靜態(tài)耗電有要求，就可以改變話筒的接入方式，將話筒下端的偏置電阻接到 RECLED端，這樣，在平時(shí)由于 RECLED端為高電平話筒沒有電壓電流， 整個(gè)電路的耗電幾乎為零。但這種方式下直通模式不能工作。如果用戶只需要電路做放音用，可以在芯片錄好音測試無誤后，將芯片的 REC端長期接低電平。取消 REC按鍵，這樣可以防止意外抹音。如果用戶想制作變調(diào)電路，現(xiàn)在 ISD芯片也可以了，原來的 ISD系列芯片的內(nèi)部時(shí)鐘固定，幾乎不能產(chǎn)生變調(diào)效果，而 ISD1820P可以方便的實(shí)現(xiàn)，只需要錄音和放音時(shí)的 外部振蕩電阻不同就能改變聲音的錄入和播放速度，詳見振蕩電阻和取樣率表。將 ROSC端所接的振蕩電阻改為電位器可以無級調(diào)節(jié)語音的快慢，錄入的時(shí)間越短音質(zhì)越好，錄入的時(shí)間越長音質(zhì)越 差。 ISD1820P的批量拷貝，可以借助 ISD1425編程拷貝機(jī)加 ISD1820P拷貝模塊 的方案。用戶可以先將需要的語音編程制作在 ISD2532或 ISD2560芯片上，然后即可向 ISD1820P拷貝模塊上的芯片拷貝即可，時(shí)間長度在模塊上事先設(shè)定。 應(yīng)用線 路圖 10121323114 64579811IS D 1 8 2 0