【文章內(nèi)容簡介】 實現(xiàn)最多的功能。操作模式也由地址端控制；當 A7 和 A6都為 1 時，其它地址端置高就選擇某個（或某幾個）模式。因為操作模式和直接尋址互相排斥。操作模式可由微控制器，也可由硬件實現(xiàn)。其具體操作模式 [6]如表 31所示： 表 31 操作模式簡表 ◎ A0（信息檢索） —— 其可以在不知道其確切的地址快速跳過信息。 ◎ A1（ EOM 刪除） —— 把多條分段信息合而為一，變成一條信息，僅在信息最后會留下一個 EOM標志。 ◎ A3（信息循環(huán)） —— 循環(huán)重放在存儲空間起始處所在地的那條信息。一條信息如果可以實現(xiàn)完全的占滿存儲空間，那么循環(huán)就會按順序從頭至尾進行。 ◎ A4（連續(xù)尋址） —— 正常操作中，當重放的時候如果遇到了 WOM 標志的時候，那么地址計數(shù)器就會實現(xiàn)復(fù)位。當 A4 模式禁止地址計數(shù)器復(fù)位，就會使得信息可連續(xù)實現(xiàn)錄入或者重放。 當芯片既不是錄音又不是在放音的時候，就會把 A4 短暫拉低從而可使地址計數(shù)器復(fù)位為 0。 ◎ A A5—— 末用。 注： ISD1110系列只在將 A3 接高就可實現(xiàn)循環(huán)，操作同上。控制循環(huán)的另一種方法是只用 /PLAYL 端；接低開始循環(huán)，變高循環(huán)結(jié)束 [7]。 放大器 D類放大器 也被稱為“數(shù)字音頻放大器”，其工作的原理其實就是利用脈寬調(diào)制技術(shù)，即 PWM。所說的脈寬調(diào)制技術(shù)其實也就是研究如何把模擬音頻信號的幅度調(diào)制成一系列矩形脈沖的寬度。這樣，一個模擬音頻信號就變成了一系列寬度受到調(diào)制的等幅脈沖信號 [8]。 在傳統(tǒng) D類放大器中，用控制器將模擬或數(shù)字音頻信號在被集成到功率后端設(shè)備中的功率 MOSFET 管放大之前轉(zhuǎn)換成 PWM 信號。這些放大器效率很高，使用很小的散熱器或根本不需要散熱器，且降低了對電源輸出功率的要求。 聯(lián)系實際，對于語音芯片中輸出的語音，需對其進行功率放大，經(jīng)過比對我選擇了LMS386。 （ 1）定義： LM386 是一種音頻集成 功放 ，具有自身功耗低、更新內(nèi)鏈增益可調(diào)整、電源電壓 范圍大、外接元件少和總諧波失真小等優(yōu)點的功率放大器，廣泛應(yīng)用于錄音機和收音機之中。 金陵科技學院學士學位論文 第三章 硬件設(shè)計 8 （ 2）特性： ◎ 靜態(tài) 功耗 比較 低，約為 4mA，可用于電池供電； ◎ 工作電壓范圍寬， 412V 或者 518V； ◎擁有比較少的外圍元件 ； ◎ 電壓增益可 以 調(diào) 節(jié) ， 范圍是 20200； ◎其 失真度 比較低 ； （ 3）應(yīng)用特點 [9]如下： LM386 主要應(yīng)用于低電壓消費類產(chǎn)品。為使外圍元件最少， 電壓增益 內(nèi)置為 20。輸入端以地為參考，同時輸出端被自動偏置到電源電壓的一半，在 6V 電源電壓下，它的靜態(tài)功耗僅為 24mW， 這樣就 使 LM386 特別適用于電池供電的場合。 主要參數(shù)見表 23。 表 32 LMS386 芯片主要參數(shù)表 本設(shè)計中采用的是放大增益為 20 的電路，如圖 34 所示。 圖 34 放大增益 =20 蜂鳴器簡介 1．蜂鳴器的作用 蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu) 的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計算機、打印機、復(fù)印機、汽車電子設(shè)備、電話機、定時器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件 [10]。 金陵科技學院學士學位論文 第三章 硬件設(shè)計 9 2．蜂鳴器的分類 蜂鳴器 的類型主要有兩種，一種是壓電式蜂鳴器，而另一種則是電磁式蜂鳴器 [11]。 由于 壓電式結(jié)構(gòu)簡單耐用但音調(diào)單一音色差，適用于報警器等設(shè)備。而電磁式由于音色好，所以多用于語音、音樂等設(shè)備 。故本次課程設(shè)計選用的是 電磁式蜂鳴器 。 電磁式蜂鳴器 的組成結(jié)構(gòu)主要由 振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等。 在 電源接通后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號電流通過電磁線圈， 則就會 有磁場產(chǎn)生于 電磁線圈 [12]。在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，振動膜片 就會 周期性地振動發(fā)聲。 ISD1420 的芯片以及外接電路 由設(shè)計要求可以得知，語音控制模塊是本設(shè)計的核心部分，它主要由語音芯片ISD14放大哭、喇叭和話筒組成。如下圖所示。而 ISD1420 和單片機相聯(lián)是由語音芯片的 A0A7 腳直接連單片機的 腳，其放音和錄音引腳分別由單片機的 和 控制，這樣只要單片機 P1 口輸出語音芯片內(nèi)部的某個地址，再由 或 輸出低電平信號，就可以進行放音或者錄音。 圖 35 ISD1420 語音電路原理圖 金陵科技學院學士學位論文 第三章 硬件設(shè)計 10 人體紅外感應(yīng)模塊 紅外感應(yīng)原理 熱釋電紅外傳感器是一種能 夠 檢測 出 人或動物發(fā)射的紅外線而輸出電信號的傳感器。熱釋電晶體 現(xiàn)在被 廣泛 的應(yīng) 用于紅外光譜儀、紅外遙感 和 熱輻射探測器 等部分 ，它可以作為紅外激光的一種較理想的探測器。 在現(xiàn)在社會它 正在被廣泛的應(yīng)用到各種自動化控制裝置中。 熱釋電效應(yīng) 原理類似于壓電效應(yīng) ，是指由于溫度的變化而引起晶體表面荷電的現(xiàn)象。熱釋電傳感器是對溫度敏感的傳感器。它由陶瓷氧化物或壓電晶體元件組成，在元件兩個表面做成電極，在傳感器監(jiān) 測范圍內(nèi)溫度有 ΔT 的變化時，熱釋電效應(yīng)會在兩個電極上會產(chǎn)生電荷 ΔQ ，即在兩電極之間產(chǎn)生一微弱的電壓 ΔV 。由于它的輸出阻抗極高，在傳感器中有一個場效應(yīng)管進行阻抗變換。熱釋電效應(yīng)所產(chǎn)生的電荷 ΔQ 會被空氣中的離子所結(jié)合而消失，即當環(huán)境溫度穩(wěn)定不變時， ΔT=0 ，則傳感器無輸出。當人體進入檢測區(qū)，因人體溫度與環(huán)境溫度有差別，產(chǎn)生 ΔT ，則有 ΔT 輸出；若人體進入檢測區(qū)后不動，則溫度沒有變化，傳感器也沒有輸出了。所以這種傳感器檢測人體或者動物的活動傳感。 而經(jīng)過比對，我具體選用了 HCSR501 模塊。 紅外探測 HCSR501的特性 HCSR501 是基于紅外線技術(shù)的自動控制模塊，采用德國原裝進口 LHI778 探頭設(shè)計，不僅有比較高的靈敏度，而且具有比較強的可靠性，而且擁有超低電壓的工作模式，因此可以被廣泛地應(yīng)用于各類自動感應(yīng)電器設(shè)備，尤其是干電池供電的自動控制產(chǎn)品 [13]。 電氣參數(shù)如表 33所示： 表 33 HCSR501 電氣參數(shù) 功能特點如下： 全自動感應(yīng)； 金陵科技學院學士學位論文 第三章 硬件設(shè)計 11 光敏控制（可選擇，出廠時未設(shè)）； 溫度補償 (可選擇，出廠時未設(shè) )； 兩種觸發(fā)方式：（可跳線選擇）： a、不可重復(fù)觸發(fā)方式 :即感應(yīng)輸 出高電平后，延時時間段一結(jié)束，輸出就會自動的從高電平轉(zhuǎn)變成為低電平； b、可重復(fù)觸發(fā)方式：即感應(yīng)輸出高電平后，在延時時間段之內(nèi)，若感應(yīng)到有人體在該活動范圍內(nèi)活動，則其輸出將一直保持在高電平的狀態(tài)上，直到感應(yīng)不到人體存在后才延時將高電平變?yōu)榈碗娖健? (默認設(shè)置 : 封鎖時間 )； 輸出時間”和“封鎖時間”兩者的間隔工作，可應(yīng)用于間隔探測產(chǎn)品；同時此功能可有效抑制負載切換過程中產(chǎn)生的各種干擾。 紅外感應(yīng)模塊電路 由 HCSR501 的特性可以得到如下電路圖 36： 圖 36 紅外電路原理圖 鍵盤掃描電路的設(shè)計 鍵盤輸入模塊具體設(shè)計如下圖 37所示。按照設(shè)計要求，需要鍵盤一端接地，另一端分別接 51 單片機 、 、 ，只有這樣，在按下按鍵的時候，該端口為高電平，按下按鍵后，該端口為低電平。通過端口電位的變化來判斷按鍵是否按下，從而調(diào)用不同的功能。 金陵科技學院學士學位論文 第三章 硬件設(shè)計 12 圖 37 鍵盤掃描電路的原理圖 照明電路 如下圖 38所示，該照明電路的主要組成部分就是電阻、三極管以及二極管，其中電路一端接地，一端連接電源，而剩下一段則接單片機的 腳，以此實現(xiàn)供電。 圖 38 照明電路的原 理圖 整體電路圖 綜合以上各部分介紹，得電路圖如圖 39 所示。 金陵科技學院學士學位論文 第三章 硬件設(shè)計 13 圖 39 總原理圖金陵科技學院學士學位論文 第四章 軟件設(shè)計 14 4 軟件設(shè)計 keil 軟件的介紹及應(yīng)用 keilKeil C51 是 由 Keil Software 公司出品的 51 系列 兼容 單片機 C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)。 Keil提供了包括 C編譯器 、宏匯編、 連接器 、庫管理和一個功能強大的 仿真 調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā) 方案 ，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（ uVision） [14]將這些部分組合在一起。 Keil 軟件是目前最流行開發(fā)系列單片機的軟件， Keil 提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功 能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（ uVision）將這些部份組合在一起。 程序設(shè)計流程圖 系統(tǒng)程序主要由主程序和子程序兩大部分組成。主程序流程圖如圖 41所示。其中主要包括 CPU初始化、 ISD1420 初始化及按鍵電路控制調(diào)用相應(yīng)子程序。 圖 41 主程序流程圖 開 始K E Y 4 = = 0C P U 初 始 化I S D 1 7 0 0 初 始 化K E Y 0 = = 0門 鈴K E Y 1 = = 0K E Y 0 = = 0 K E Y 2 = = 0 K E Y 3 = = 0刪 除播 放錄 音語 音 提 示結(jié) 束P 3 . 5 = = 1 超 過 一 分鐘 ？驅(qū) 動 蜂 鳴 器YNYNNN NNYYY YYN金陵科技學院學士學位論文 第四章 軟件設(shè)計 15 鍵盤的判斷程序 鍵盤是通過對鍵盤電平變化來判斷鍵盤是否被按下，鍵盤沒有按下的時候，單片機就將與鍵盤連接的端口識別為高電平，鍵盤被按下后，單片機就將與鍵盤連接的端口識別為低電平。本設(shè)計中鍵盤一共有三個 ，分別與單片機的 P1 口三個引腳相連，鍵盤的程序設(shè)計流程圖如圖 42所示。 圖 42 鍵盤判斷程序流程圖 門鈴聲程序編寫與分析 根據(jù)硬件電路設(shè)計中可以知道，想要將語音錄進語音芯片，從單片機 P1 口輸出錄音段首地址，進行延時和判斷。程序編寫的思想如圖 43 流程圖所示。 金陵科技學院學士學位論文 第四章 軟件設(shè)計 16 圖 43 門鈴聲程序編寫 錄音程序編寫與分析 和播放門鈴一樣，分段錄音時將每段的首地址送到 P1 口，再送錄音連接端口 低電平，給予延時，錄音完畢，將 至 1。程序如下： void StateHandle3(void) { u8 Temp。 if (FlagMa