【文章內(nèi)容簡介】 343536373839VCC40IC189C51RD+P24P25P26P271122K7 圖 23 單片機(jī)及外圍電路原理圖 表 21 單片機(jī)管腳分 配 表 名稱 分配管腳 備注 ISD_MISO 單片機(jī)與 ISD1760 的 SPI接口 ISD_MOSI ISD_SCLK ISD_SS 按鍵輸入 外部清零鍵 計(jì)數(shù)器 0 輸入 接紅外對(duì)管傳感器 IO 輸入 接振動(dòng)傳感器 四位數(shù)碼管位選 ～ 四位數(shù)碼管與單片機(jī)接口 四位數(shù)碼管段碼 ～ 復(fù)位輸入 RST 外部復(fù)位 語音模塊電路設(shè)計(jì) 語音模塊電路采用 ISD1700 芯片，它 是華邦 ISD 公司 20xx 年新推出的單片優(yōu)質(zhì)語音錄放電路， 該 語音芯片提供多項(xiàng)新功能，包括內(nèi)置專利的多信息管理系統(tǒng)，新信息提示（ vAlert），雙運(yùn)作模式（獨(dú)立 amp。嵌入式），以及可定制的信息操作指示音效。芯片內(nèi)部包含有自動(dòng)增益控制、麥克風(fēng)前置擴(kuò)大器、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)線路、振蕩器與內(nèi)存等的全方位整合系統(tǒng)功能。 圖24 為 ISD1700 系列芯片管腳圖 ，它與單片機(jī)直接通過 SPI 總線連接。 ISD1700 系列 特點(diǎn)： ●可錄、放音十萬次，存儲(chǔ)內(nèi)容可以斷電保留一百年 ●按鍵模式和 MCU 串行控制模式 (SPI 協(xié)議 ) ● MIC 和 ANAin 兩種錄音模式 ● PWM 和 AUD/AUX 三種放音輸出方式 ●可處理多達(dá) 255 段以上信息 ●有豐富多樣的工作狀態(tài)提示 ●多種采樣頻率對(duì)應(yīng)多種錄放時(shí)間 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 4 ●音質(zhì)好，電壓范圍寬，應(yīng)用靈活 電特性： ●工作電壓： ～ ,最高不能超過 6V ●靜態(tài)電流： ～ 1 μ A ●工作電流： 20mA 圖 24 ISD1700 系列芯片管腳圖 本設(shè)計(jì)中選用 ISD1760 芯片， 8 kHz 采樣率下可錄音時(shí)長為 60 秒。圖 25 為 ISD1760模塊 的 電路原理圖 。錄音可通過麥克風(fēng)輸入也可以通過 Analn 音頻接口輸入，為了獲得良好的聲音效果，語音經(jīng)過 AUX 口經(jīng)放大后輸出給喇叭，選用喇叭為 8 歐姆 ，同時(shí)支持SPI 操作和獨(dú)立按鍵控制操作。電路焊接了 RDY、 FWD（快進(jìn)）、 ERASE（擦寫）、 REC（錄音、 PLAY（播放）、 FT（直通）和 VOL（音量）等獨(dú)立操作按鍵，這些按鍵使得錄放功能變得簡單。單片機(jī)通過四線（ MISO、 MOSI、 SCLK、 SS） SPI 協(xié)議 對(duì) ISD1760 進(jìn)行串行通信。 ISD1760 作為從機(jī)，單片機(jī)通過發(fā)送不同的命令來控制 播放不同的語音段。 VCCD1LED2RESET3MISO4MOSI5SCLK6SS7Vssa8Analn9Mic+10Mic11Vssp212SP13Vccp14SP+15Vssp116AUD/AUX17AGC18VOL19Rdsc20Vcca21FT22PLAY23REC24ERASE25FWD26INT/RDY27Vssd28U2ISD1700C7Al_inAl_outC11R31KD1LEDISD_MISOISD_MOSIISD_SCLKISD_SSC4VCCC12C10C14MIC+MICR2R4R6VCC12MIC1Header 2C8C9C5SP+SPAl_out1122K11122K21122K31122K41122K51122K6RDYRDYFWDERASERECPLAYVOLFTVOLPLAYERASERECFWDFT1122K8Q1S8050C15390R8VCCAUX1SpeakerR760KROSC 圖 25 ISD1760 模塊電路原理圖 傳感器電路設(shè)計(jì) 傳感器電路包括紅外對(duì)管傳感器和振動(dòng)傳感器電路。 紅外對(duì)管傳感器部分 ：該傳感器電路對(duì)環(huán)境光線適應(yīng)能力強(qiáng)，其具有一對(duì)紅外線發(fā)射與接收管，發(fā)射管發(fā)射出一定頻率的紅外線，當(dāng)檢測(cè)方向遇到障礙物（反射面）時(shí)，紅外線反射回來被接收管接收，經(jīng)過 LM393 比較器電路處理之后，指示燈會(huì)亮起，同時(shí)信號(hào)輸出接 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 5 口輸出數(shù)字信號(hào)（一個(gè)低電平信號(hào)），可通過電位器旋鈕調(diào)節(jié)檢測(cè)距離，有效距離范圍 2～30cm，工作電壓為 。該傳感器的探 測(cè)距離可以通過電位器調(diào)節(jié)、具有干擾小、便于裝配、使用方便等特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于機(jī)器人避障、避障小車、流水線計(jì)數(shù)及黑白線循跡等眾多場合。 振動(dòng)傳感器電路：該電路由 SW420 常閉型震動(dòng)傳感器和寬電壓 LM393 比較器組成，可用于各種震動(dòng)觸發(fā)作用，報(bào)盜報(bào)警，智能小車，地震報(bào)警，摩托車報(bào)警等。當(dāng)傳感器不震動(dòng)時(shí)，震動(dòng)開關(guān)呈閉合導(dǎo)通狀態(tài)，輸出端輸出低電平，指示燈亮；當(dāng)傳感器震動(dòng)時(shí)，震動(dòng)開關(guān)瞬間斷開，輸出端輸出高電平，指示燈不亮；輸出端可以與單片機(jī)直接相連，通過單片機(jī)來檢測(cè)高低電平，由此來檢測(cè)環(huán)境是否有震動(dòng)。 圖 26 為 傳感器 電路原理圖 。 32184U3AOPA2227567U3BOPA2227R10100JX1R11100R1210KJX2VCC VCCVCC VCCR9100D2LEDC18P34R14100R1510KVCCVCC VCCR13100D3LEDC2012SW1C19P36 圖 26 傳感器電路原理圖 （上為紅外對(duì)管傳感器、下為振動(dòng)傳感器） 在實(shí)際使用過程中發(fā)現(xiàn)， SW420 常閉型震動(dòng)傳感器穩(wěn)定性差，為了提高振動(dòng)感應(yīng)效果。采用蜂鳴片及觸點(diǎn)彈簧組成的振動(dòng)傳感 器（如圖 27 所示），它 具有高靈敏、快速、高性能等特點(diǎn) ， 廣泛用于汽車防盜及其它安防產(chǎn)品上。 它 內(nèi)部用壓電陶瓷片加彈簧重錘結(jié)構(gòu)檢測(cè)振動(dòng)信號(hào)，并通過 LM358 等運(yùn)放放大并輸出控制信號(hào)，具有成本低、靈敏度高、工作穩(wěn)定可靠，振動(dòng)檢測(cè)可調(diào)節(jié)范圍大的優(yōu)點(diǎn) 。 該傳感器共有三根接線， 藍(lán)線為信號(hào)輸出經(jīng) 358 運(yùn)放輸出，沒有 震動(dòng)時(shí)為高電平 （ 注意輸出腳要上拉一個(gè)電阻 ） ，有震動(dòng)時(shí)為低電平 ， 紅色線電源 ， +5V 黑線為地線 。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 6 圖 27 振動(dòng)傳感器實(shí)物圖 四位數(shù)碼管電路設(shè)計(jì) 為了實(shí)現(xiàn)投籃得分的顯示功能，設(shè)計(jì)了四位數(shù)碼管電路。 數(shù)碼管選用 MT03641BR 四位共陽數(shù)碼管。位選端都經(jīng)過 2N3904 三極管驅(qū)動(dòng)。 圖 27 為 四位數(shù)碼管電路原理圖 。 abfcgdeDPY11 7 4 2 1 10 5a b c d e f g3dpdpabfcgdedpabfcgdedpabfcgdedpC16C28C39C412LED_DPY1DPY 4LEDP20P21P22P23P24P25P26P271234 5678RP14x4701234 5678RP34x4701234 5678RP24x1kQ22N3904VCC4led_cs14led_cs24led_cs34led_cs1P10P1_4_2P11P12P13Q42N3904VCC4led_cs2P1_5_2Q32N3904VCC4led_cs3P1_6_2Q52N3904VCC4led_cs4P1_7_2P1_4_2P1_5_2P1_6_2P1_7_2 圖 27 四位數(shù)碼管電路原理圖 電源電路設(shè)計(jì) 電源電路采用三端穩(wěn)壓管 7805 進(jìn)行 5V 電壓的穩(wěn)壓輸出供給單片機(jī)電路， 這種穩(wěn)壓用的集成電路芯片，只有三條引腳輸出，分別是輸入 端、接地端和輸出端 ， 標(biāo)準(zhǔn)封裝 為 TO 220。用 78 系列三端穩(wěn)壓 IC 來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護(hù)電路，使用起來可靠、方便，而且價(jià)格便宜。因?yàn)槿斯潭煞€(wěn)壓電路的使用方便，電子制作中經(jīng)常采用。圖 28 為電源 電路原理圖 。 實(shí)際焊接中發(fā)現(xiàn)，語音模塊工作時(shí)瞬間電流很大，導(dǎo)致供給單片機(jī)的電壓下降而復(fù)位單片機(jī)，因此在 7805 的輸出端接 2 個(gè)470uF 的電解電容。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 7 INPUT1GND2OUTPUT3U1 7805+C110uF/25V+C2470uF/25VGNDVCC132POWER1DC10B231S1SWSPDTPWR1R11K+C3470uF/25V 圖 28 電源電路原理圖