【文章內(nèi)容簡介】 是在感應振動力大小后將感應結(jié)果傳遞到電路裝置，并使電路啟動工作的電子開關(guān)。 SW18010P 振動開關(guān)主要有彈簧和導針構(gòu)成，其工作原理無振動時，彈簧與導針分離，有振動時，彈簧與導針接觸。它是一種無方向性振動感應出發(fā)開關(guān)，任何角度均可觸發(fā)。 本 開關(guān)在靜止時為開路 OFF 狀態(tài)，當收到外力碰觸而達到相應的振動力或移動速度達到適當離心力時，導電接腳會瞬間導通呈瞬間 ON 狀態(tài)，當外力消失時，開關(guān)回復為開路 OFF 狀態(tài)。開關(guān)在正 常情況下使用壽命可達 20 萬次，適用于玩具、防盜報警器、運動器材等小電流控制電路的產(chǎn)品中。其結(jié)構(gòu)如圖 所示。 圖 振動開關(guān)結(jié)構(gòu)圖 由于振動開關(guān) SW18010P 較于振動傳感器 ZD25，結(jié)構(gòu) 簡單易懂 且價格 更 低廉，靈敏度和工作的穩(wěn)定性等都能達到 本 課題的要求，因此選擇 振動開關(guān) SW18010P 作為本課題的振動檢測元件。 遙控發(fā)射接收模塊方案 本系統(tǒng)的遙控器是用來控制系統(tǒng)的布防、撤防等主要功能，而能夠?qū)崿F(xiàn)遙控功能的方案 有很多種，下文將分別做簡要的介紹。 基于紅外的發(fā)射接收系統(tǒng) 紅外遙控系統(tǒng)分為發(fā)射和接收兩部分。發(fā)射部分的發(fā)射元件為紅外發(fā)光二極管，它發(fā)出的是紅外光，其特點是不會對周邊其他電器的工作產(chǎn)生干擾，適合用在短距離且直線的遙控系統(tǒng)中。接收部分是由光敏二極管來完成，其接收電路通常被廠家集成在一個元件中，成為一體化紅外接收頭。內(nèi)部電路包括紅外監(jiān)測二極管、放大器、限幅器、帶通濾波器、積分電路、比較器等。其接收的原理是：紅外監(jiān)測二極管監(jiān)測到紅外信號，然后把信號送到放大器和限幅器，限幅器把不同發(fā)射距離的脈沖幅度控 制在一定的水平。當交流信號進入帶通濾波器（帶通濾波器可以通過 30khz～ 60khz 的負載波）后，通過解調(diào)電路和積分電路進入比較器，比較器輸出相應的高低電平，還原出發(fā)射端的信號波形。紅外遙控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖 所示。 圖 紅外遙控系統(tǒng)示意圖 基于電磁波的發(fā)射接收系統(tǒng) 電磁波是由同相振蕩且互相垂直的電場與磁場在空間中以波的形式移動，有效的傳遞能量和 動量 。 在無線技術(shù)中使用的電磁波叫無線電波，而 無線電 技術(shù)就是通過 無線電波傳播 聲音或其他信號的技術(shù)。無線電技術(shù)的發(fā)射接收原理在于，導體中電流強弱的改變會產(chǎn)生無線電波。利用這一現(xiàn)象，通過調(diào)制可將信息加載于無線電波之上。當電波通過空間傳播到達收信端，電波引起的 電磁場 變化又會在導體中產(chǎn)生電流。通過解調(diào)將信息從電流變化中提取出來，就達到了信息傳遞的目的。無線電技術(shù)適合用于距離較長且非直線的情況。無線電波的發(fā)射、接收示意圖如下圖 、 所示。 圖 無線電波發(fā)射示意圖 圖 無線電波接收示意圖 PT2262和 PT2272 是 CMOS三態(tài)編碼集成芯片，這組器件廣泛用于各種遙控器件上，它們能夠調(diào)制和解調(diào)無線 電波，完成發(fā)送和接收的工作過程。 PT2262 是發(fā)射編碼芯片，PT2272 是接收解碼芯片，兩者的地址必須配對，而且 振蕩電阻 必須符合要求。 PT2262的 TE 端是發(fā)射允許端，接受低電平時， 17 腳 DOUT 端輸出一串編碼。該串編碼在載波上發(fā)送出去，被接收端接收和解調(diào)，輸入 PT2272 的 14 腳，當?shù)刂放鋵r， VT 解碼有效端輸出高電平，數(shù)據(jù)端口就會輸出與 PT2262 發(fā)射端口一致的數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)遙控功能。 經(jīng)過比較得知， 紅外遙控距離短，只能直線方向遙控。電磁波的遙控具有衍射作用，能跨越一定的屏障，遙控時也不需要直線。發(fā) 射接收模塊滿足體積小，通信距離遠，抗干擾性強等要求，因此在本次設計中采用由編碼芯片 PT2262 和解碼芯片 PT2272 構(gòu)成的發(fā)射接收系統(tǒng)來完成無線收發(fā)功能。 語音識別模塊方案 語音識別啟動電動車是本次設計的特色功能，而能夠完成語音識別的芯片也有很多種，下文講對兩種芯片作出比較并選擇。 基于 LD3320 芯片的方案 LD3320 芯片是一款 “語音識別 ”專用芯片，由 ICRoute 公司設計生產(chǎn)。該芯片集成了語音識別處理器和一些外部電路，包括 A/D、 D/A 轉(zhuǎn)換器、麥克風接口、聲音輸出接 口等。其語音 識別的工作原理是基于關(guān)鍵詞列表識別的技術(shù)，即把設定好的要識別的關(guān)鍵詞列表通過主控單片機以字符的形式傳送到 LD3320 內(nèi)部，就可以對用戶說出的關(guān)鍵詞進行識別，不需要任何的錄音訓練。該芯片在設計上注重節(jié)能與高效，不需要外接任何的輔助芯片如 Flash、 RAM 等，直接集成在現(xiàn)有的產(chǎn)品中即可以實現(xiàn)語音識別、聲控、人機對話功能。并且，識別的關(guān)鍵詞語列表是可以任意動態(tài)編輯的。它通過 ICRoute 公司特有的快速而穩(wěn)定的優(yōu)化算法，完成非特定人語音識別，識別準確率高達 95%。 LD3320引腳結(jié)構(gòu)如圖 所示。 圖 LD3320 芯片引腳圖 該芯片工作電壓為 ，芯片管腳輸入電壓范圍：高電壓（邏輯 “1”） : 以上，低電壓（邏輯 “0”）： 0～ 。因此，開發(fā)者需要保證自己使用的主控 MCU 同樣工作在 ，保證主控 MCU 向 LD3320 的管腳輸出的高電壓不超過 。 基于 SPCE061A 芯片的方案 SPCE061A 是繼 181。’nSP 系列產(chǎn)品 SPCE500A 等之后凌陽科技推出的又一個 16 位結(jié)構(gòu)的微控制器。其語音識別的工作原理是預先將需要識別的語音內(nèi)容進行訓練，然后 檢測用戶發(fā)出的聲音，通過 DSP 技術(shù)將兩者進行對比，最后確定識別結(jié)果。較高的處理速度使 μ’nSP?能夠非常容易地、快速地處理復雜的數(shù)字信號，因此，以 μ’nSP?為核心的 SPCE061A 微控制器是適用于數(shù)字語音識別應用領(lǐng)域產(chǎn)品的一種最經(jīng)濟的選擇。 SPCE061A 整合了多個常用的功能模塊，在進行系統(tǒng)開發(fā)的時候不用外加過多的硬 件就可方便的完成一個系統(tǒng)的設計，這就是人們常說的 SoC（ System on chip）技術(shù)。它耗電少，可以滿足很多手提設備、掌上設備低能耗的需求，可方便的用來實現(xiàn)聲音錄制、播放， Midi 音樂 合成和語音識別，相比別的單片機比較有特色。它還可以方便的完成一系列乘加的運數(shù)，實現(xiàn)一些數(shù)據(jù)處理比較容易，別的單片機一般都不具備這種功能。SPCE061A 芯片里具備在線仿真調(diào)試電路，使調(diào)試和程序下載更加方便，也把仿真器和燒錄器的成本給節(jié)省下來了。其引腳如圖 所示。 圖 SPCE061A 引腳圖 SPCE061A 工作電壓 (CPU)VDD 為 ～ ， (I/O)VDDH 為 ～ ； CPU時鐘： ～ ；內(nèi)置 2K 字 SRAM 和 32KFLASH；可做編程音頻處理。 由于 LD3320 要求的芯片工作電壓和管腳工作電壓為 ，而本次設計中所采用的主控芯 片 AT89S52 卻工作在 5V 電壓，且 SPCE061A 的高性能和低價格也能滿足本次設計的需求， 因此本次防盜系統(tǒng)的語音識別功能選用 SPCE061A 來完成。 3 防盜系統(tǒng)硬件設計原理介紹 單片機 AT89S52 系統(tǒng)及其外圍電路 單片機的介紹 圖 AT89S52 引腳圖 如圖 所示為 AT89S52 引腳圖。 AT89S52 單片機具有 4 個 8 位的端口，分別為P0、 P P P3。 P0、 P2 口，除了具有一般 I/O 口的功能外， P0 口在擴展外部程序、數(shù)據(jù)存儲器時具有數(shù)據(jù)總線和低 8 位地址總線的功能， P2 口在擴展外部程序、數(shù)據(jù)存儲器時具有高 8 位地址總線的功能； P1 口為一般的 I/O 口； P3 口具有一般 I/O 口和如表 所示的特殊功能。 表 P3 口的特殊功能 引腳 功能 RXD，串口接口輸入 TXD，串口接口輸出 INT0，外部中斷 0 輸入 12345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP313233343536373839VCC40AT89S52AT89S52 INT1，外部中斷 1 輸入 T0，定時器 0 輸入信號 T1，定時器 1 輸入信號 WR，外部數(shù)據(jù)存儲器讀 RD，外部數(shù)據(jù)存儲器寫 除了 P 口之外， AT89S52 還有 VCC、 VSS、 XTAL XTAL RESET、 EA/VPP、PSEN、 ALE/PROG 等引腳。其中 （ 1） VCC 為 AT89S52 電源正端輸入，接 +5V； （ 2） VSS 為電源地端； （ 3） XTAL XTAL2 分別為系統(tǒng)時鐘的反相放大器輸入端和輸出端，一般在設計上只要在 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振蕩晶體系統(tǒng)就可以工作了，此外可以在兩引腳與地之間并入兩個 30PF 的小電容，可以使系統(tǒng)更穩(wěn)定，避免噪聲干擾而死機； （ 4） RESET 為 AT89S52 的重置引腳，高電平工作，當要對芯片重置時，只要對此引腳電平提升至高電平并保持兩個機器周期以上的時間， AT89S52 便能完成系統(tǒng)重置的各項動作，使得內(nèi)部特殊功能寄存器之內(nèi)容均被設成已知狀態(tài)，并且至地址 0000H 處開始讀入程序代碼然后執(zhí)行程序； （ 5） EA為英文 External Access的縮寫，表示存取外部程序代碼之意，低電平動作 ，也就是說當此引腳接低電平后，系統(tǒng)會取用外部的程序代碼（存于外部 EPROM 中）來執(zhí)行程序； （ 6） PSEN 為 Program Store Enable的縮寫，其意為程序儲存啟用，當 AT89S52 被設成為讀取外部程序代碼工作模式時（ EA=0），會送出此信號以便取得程序代碼，通常這支腳是接到 EPROM 的 OE 腳。 AT89S52 可以利用 PSEN 及 RD 引腳分別啟用存在外部的 RAM 與 EPROM，使得數(shù)據(jù)存儲器與程序存儲器可以合并在一起而共用 64K 的定址范圍； （ 7） ALE 是英文 Address Latch Enable的縮寫，表示地址鎖存器啟用信號。 AT89S52可以利用這支引腳來觸發(fā)外部的 8 位鎖存器（如 7 4LS373），將端口 0 的地址總線（ A0～A7）鎖進鎖存器中。 單片機外圍電路簡介 （ 1）電源電路 圖 電源電路 如圖 所示為單片機的電源電路。它可以給單片機提供工作所需電源，并有指示燈提示，其中限流電阻選取 220Ω 時指示燈最亮。當 燈亮時表示提供正常工作電壓。 （ 2）時鐘電路 圖 時鐘電路 如圖 所示為單片機的時鐘電路。時鐘電路中使用的 晶振，它兩個腳上的對地電容稱為負載電容，其影響到晶振的諧振頻率和輸出幅度，一般為幾十皮法。時鐘電路為單片機提供系統(tǒng)時鐘。 （ 3）復位電路 圖 復位電路 如圖 所示為單片機的復位電路。復位電路使單片機能上電復位，當程序進入混亂等狀態(tài)時可以通過按鍵手動復位，使 AT89S52 能完成系統(tǒng)重置的各項動作， 使得內(nèi)部特殊功能寄存器之內(nèi)容均被設成已知狀態(tài)，并且至地址 0000H 處開始讀入程序代碼然后執(zhí)行程序。 12Y1XTAL30pFC1Cap30pFC2CapXTAL1XTAL2SPB7SW10uFC3Cap10KR14Res2VCCRES 振動傳感器模塊 振動傳感器模塊主要由振動開關(guān) SW18010P 及電壓比較器 LM393 組成。其原理電路如圖 所示。 圖 振動傳感器模塊 如圖所示，電壓比較器負輸入端的滑動變阻器 R3 的電壓值與正輸入端的振動開關(guān)SW18010P 電壓值相比較，當振動開關(guān)沒有檢測到振動（開路 OFF 狀態(tài)）