【文章內(nèi)容簡介】 決上述問題。目前語音服務(wù)行業(yè)越來越廣 ， 如電腦語音鐘、語音型數(shù)字萬用表、手機話費查詢系統(tǒng)、排隊機以及公共汽車報站器等。美國 ISD公司生產(chǎn)的 ISD 系列語音芯片采用模擬數(shù)據(jù)在半導(dǎo)體存儲器直接存儲的專利技術(shù) (DSAST) ， 即將模擬語音數(shù)據(jù)直接寫入單個存儲單元 ， 不需經(jīng)過 A/D 或 D/A 轉(zhuǎn)換 ， 因此能夠較好地真實再現(xiàn)語音的自然效果 ， 避免了一般固體語音電路因為量 化和壓縮所造成的量化噪聲和失真現(xiàn)象。 ISD2560 具有 28 腳 DIP 封裝形式，其基本功能如下： ( 1) ISD 系列具有抗斷電、音質(zhì)好、使用方便、無需專用的語音開發(fā)系統(tǒng)的特點。 ( 2) 片內(nèi) EEPROM容量 480KB， 所以錄放時間長 ， 錄放時間為 90s。 ( 3) 有 10 個地址輸入端 ， 尋址能力可達 1024 位。 ( 4) 語音最多能分 600 段，設(shè)有 OVF溢出端 ， 便于多個器件級聯(lián)。 HD44780字符液晶顯示模塊 本設(shè)計中，系統(tǒng)選用了 HD44780字符液晶顯示模塊 ， HD44780有 11條指令，單片機只需通過 RS、 R/W、 DBO～ DB7送入數(shù)據(jù)或指令便可顯示其指定內(nèi)容或顯示方式，表 HD44780的指令一覽表。表中的 *為任意值 ， 實際使用時通常取 0。 液晶顯示模塊在各類測量及控制儀表中由于其功耗低、壽命長、價格低、接口控制方便等優(yōu)點而被廣泛的應(yīng)用。其中字符型液晶顯示模塊是一類專用于顯示字母、數(shù)字、符號的點陣式液晶顯示模塊。以 HD44780為主控制驅(qū)動電路及其擴展驅(qū)動電路 HD44100的液晶顯示模塊是以若干個 5 8或 5 11點陣塊組成的字符塊集。該字符塊集中的每一個字符塊為一個字 符位，字符間的點距和行距均為一個點的寬度。 HD44780控制部分的時序發(fā)生電路主要用來產(chǎn)生計算機的響應(yīng)時序、 DDRA M和 CGRAM的存取時序以及光標和閃爍的產(chǎn)生時序等，時鐘頻率范圍為 125k～350kHz，典型值為 250kHz地址指針計數(shù)器 AC是 DDRAM和 CGRAM共用的地址指針計數(shù)器，可用于指示當前 DDRAM和 CGRAM的地址；字符發(fā)生器包括 CGROM已固化好的字模庫（含有 208種 5 8點陣和 32種 5 11點陣字符字模數(shù)據(jù)）和可隨 8 時定義的字模庫； 80個字節(jié)的顯示存儲器 DDRAM，可用于存儲當前所要顯 示的字符代碼；其地址由 AC提供，并可通過單片機直接對 DDRAM進行讀寫操作。 表 HD44780的指令一覽表 指令名稱 控制信號 控制代碼 功 能 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 清屏 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 清 DDRAM和 AC值 歸 HOME位 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * AC=0，光標畫面歸 HOME位 輸入方式設(shè)置 0 0 0 0 0 0 0 1 1/D S I/D=1增量方式 S=1移位 I/D=0增量方式 S=0不移 顯示狀態(tài)設(shè)置 0 0 0 0 0 0 1 D C B D:顯示開關(guān) .D=1開 D=0關(guān) C:光標開關(guān) .C=1開 C=0關(guān) B:閃爍開關(guān) .B=1開 B=0關(guān) 光標畫面滾動 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * S/C=1:畫面平移一個字符 S/C=0:光標平移一個字符 R/L=1:右移 R/L=0:左移 工作方式設(shè)置 0 0 0 0 1 DL N F * * DL=1： 8位數(shù)據(jù)接口 DL=0： 4位數(shù)據(jù)接口 N=1：兩行顯示 N=0：一行顯示 F=1： 5*10點陣 F=0： 5*7點陣 CGRAM地址 0 0 0 1 A5 A4 A3 A2 A1 A0 CGRAM地址：A5A0=003FH DDRAM地址 0 0 1 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 一行顯示 A6A0=004FH 兩行顯示 A6A0=4067H 讀 BF和 AC值 0 1 BF AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 BF=1：忙 BF=0：準備好 寫數(shù)據(jù) 1 0 數(shù)據(jù) 讀數(shù)據(jù) 1 1 數(shù)據(jù) 9 它的內(nèi)部具有字符發(fā)生器 ROM以及可顯示 192種字符和 64個字節(jié)的自定義字符 RAM,因而可自定義 8個 5 8點陣字符或 4個 5 11點陣字符。而且模塊的接口信號和操作指令具有廣泛的兼容性，并能直接與單片機接口。另外，它還具有專用指令，可方便地實現(xiàn)各種不同的操作。 磁感線圈 電流流 過線圈時，其磁力線將穿過線圈本身，因而給線圈提供了磁通。如果電流隨時間而變化，線圈中就會因磁通量變化而產(chǎn)生感生電動勢，這種現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象。 線圈中電流激發(fā)的穿過每匝的磁通近似相等，叫自感磁通。 線圈的自感電動勢為： =N dddt dt??? ? ? ?自 自自 （ N ） 令 =N??自 自，稱為線圈的自感磁鏈，則： = ddt?? ? 自自 根據(jù)畢薩定律： I?? 寫成等式： LI?? 比例系數(shù) L叫做線圈的自感系數(shù)，簡稱自感，依賴線圈本身的形狀、大小及介質(zhì)的磁導(dǎo)率而與電流無關(guān)。 若回路幾何形狀、尺寸不變，周圍介質(zhì)的磁導(dǎo)率不變，則： = LdIdt? ?自 自感單位：亨利。 兩個鄰近的線圈分別通有電流，當其中一個線圈的電流發(fā)生變化時，在另一個線圈中會產(chǎn)生感 生電動勢。這種因兩個載流線圈中的電流變化而相互在對方線圈中激起感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象叫互感現(xiàn)象。 兩線圈的形狀、相互位置保持不變時，有： 21 21 1MI? ? 12 12 2MI? ? 式中 12 21MMM ??，稱為兩線圈的互感系數(shù)。 互感電動勢為： 1 2 212 Md dIdt dt?? ? ? ? ? 10 2 1 121 Md dIdt dt?? ? ? ? ? 自感線圈的串聯(lián)： 順接等效的自感線圈的自感為： 122LMLL??? 逆接 等效的自感線圈的自感為： 122LMLL??? 檢測系統(tǒng)設(shè)計 信號采集是利用通電導(dǎo)線周圍有磁場產(chǎn)生的電磁學理論，對有效信號進行檢測與采集，并報告中央處理器進行判斷處理以達到感知電流突變狀況的目的。通常安全用電隱患有以下幾種 形式： （ 1）輸入電壓過高造成的安全隱患； （ 2）室內(nèi)線路嚴重過載造成的安全隱患； （ 3）電氣線路受損，導(dǎo)致無法正常用電； （ 4）火災(zāi)引起的用電線路故障； （ 5）家用電器功率過大造成的用電線路故障。 根據(jù)以上用電安全隱患的幾種形式，本設(shè)計特采用獲取故障檢測電壓、電壓信號的 PID 控制、過在故障保護電路和超壓故障信號傳輸來檢測家庭用電的安全狀況，因此做到了某一線路的損壞不會影響系統(tǒng)正常的工作。在本安全用電控制系統(tǒng)中，傳感器是系統(tǒng)中的關(guān)鍵器件，起著感知電流電壓變化狀況的重要作用。 由電磁學理論知，通電導(dǎo)線周圍有 電磁場產(chǎn)生。在供電的電線旁安置兩個串聯(lián)的電磁感應(yīng)線圈（形狀為矩形）來獲取由導(dǎo)線電流變化產(chǎn)生的信號電壓。 由文獻【 10】得，感應(yīng)線圈電壓計算公式為： 0 l n c os2 mi lI N da td????? ????? ???? 其中， 0? 為真空磁導(dǎo)率， ? 為交流電的角頻率， mI 為用戶總線的最大額定電流（可變值）， N 為感應(yīng)線圈的匝數(shù)， l 為感應(yīng)線圈的長， d 為感應(yīng)線圈距導(dǎo)線的距離， a 為感應(yīng)線圈的寬。 5V 穩(wěn)壓電源 具有過壓保護的 5 V 穩(wěn)壓電路，采用集電極輸出串聯(lián)型穩(wěn)壓方式，具有：成本低、效率高、體積小、重量輕、紋波少和穩(wěn)定度高等特點。 具有擴流和過壓保 11 護裝置，可用于實驗室作電路實驗，也可作固態(tài)電路和微處理機的供電電源，還可用作專用儀器、儀表等其他電路的電源。電路如圖 ： 圖 帶保護的 5 V 穩(wěn)壓電源電路圖 電路工作原理： 閉合電源開關(guān) S，電網(wǎng) 220 V 電壓經(jīng)變壓器降壓得到 V 交流電，二級管VD1～ VD4 橋式整流，電容 C4 濾波，集成穩(wěn)壓器 W7805 的穩(wěn)壓可獲得平滑的 5 V 直流電壓。集成穩(wěn)壓器 W7805 的最大輸出電流為 A，圖中的大功率三極管VT 起擴流作用，可使輸出電流大于 A。這是一種并 接式擴流方式，即 W7805 的①腳與 VT 的基極相連， W7805 的②腳與 VT 的集電極相連，這樣兩輸出電流之和可達到 A。如果需要更大的電流，可采用 2～ 3 只大功率管并聯(lián)。 W7805 集成穩(wěn)壓器內(nèi)部含有過熱和安全區(qū)保護電路。盡管如此，由 W7805 和三極管 VT 等組成的穩(wěn)壓電源輸出端仍有可能發(fā)生瞬間過壓。為確保負載的安全，本電源又增設(shè)了過壓保護電路，該電路由穩(wěn)壓二極管 VD電阻 R晶閘管 VS 和快速熔絲管 FU 等組成。本電源正常工作時輸出電壓為 5 V，晶閘管 VS 呈截止狀態(tài)。當由于某種原因（如集 成電路損壞或調(diào)整管擊穿）使輸出電壓超過限定值時（即≥ V），穩(wěn)壓管 VD7 擊穿，這樣電阻 R3 上的電壓 VR3 升高使晶閘管 VS 觸發(fā)導(dǎo)通，引起熔絲管 FU 熔斷，從而保護了負載。在擴流管 VT 的發(fā)射極與集電極間和集成穩(wěn)壓器 W7805 的①、②腳分別并聯(lián)了二極管 VD5 和 VD6，用來保護擴流管和集成電路。當輸入端發(fā)生短路或輸出端過壓而使晶閘管 VS 導(dǎo)通造成輸入端短路時，穩(wěn)壓管輸入端電壓因熔絲熔斷立即為零，而輸出端電容器 C8 上充足的電荷則不能立即釋放，因而造成輸出端瞬間電壓高于輸入端電壓，為了防止這個反向 峰值電壓擊穿 VT 功率管或集成穩(wěn)壓器 W7805，利用二極管 VD5 和 VD6 將此電荷泄放掉。 C1 和 C2 是二極管 VD1～ VD4 的輸入和輸出電容器，可抑制 12 高頻諧波干擾。電阻 R1 為電容 C4 提供泄放電流回路。發(fā)光二極管 VD8 用于工作指示。 元器件選擇及使用： 大功率三極管 VT 為 2SB683，其特性參數(shù)見表 。整流二極管 VD1～VD4 選用 1N4007 或全橋整流塊 5 A/400 V 即可。單向晶閘管 VS 型號為 JCT02，其特性參數(shù)見表 。穩(wěn)壓二極管 VD7 為 2CW103。對發(fā)光二極管 VD8 的型號無特殊要求。除電阻 R1 標稱功率應(yīng)不小于 3 W 外，其余均為 1/2～ 1/4 金屬膜電阻。其他元器件按圖中所標注的選用 。 表 2SB683的特性參數(shù) 材料 極性 主要用途 主要參考 代換型號 國外 國內(nèi) 硅 PNP NF/SL低頻用開關(guān)和功率 100V、 5A、40W BD224C、 BD60 2SD713 3CA6D 表 JCT02晶閘管的主要特征 型號 同類型號 芯片尺寸 封裝形式 JCT02 2P4M * TO20 TO126F 典型應(yīng)用 主要用于小馬達控制器、漏電保護器、彩燈控制器、邏輯電路驅(qū)動、大功率晶閘管門極驅(qū)動、電子點火器及其他開關(guān)控制器 大功率擴流管 2SB683 和穩(wěn)壓集成電路 W7805 均屬功耗較大的器件，除采用標準大功率三極管外殼封裝外，還必須加裝足夠散熱面積的散熱器。如果散熱不良，穩(wěn)壓器的過熱保護電路將會限制正常的電流輸出。應(yīng)將發(fā)光二極管 VD8 和熔絲管裝在本裝置的前后面板上，以便于顯示和更換。電路全部安裝完畢后，用一臺自耦變壓器接在本電路的輸入端，將電壓調(diào)到大于 240 V，此刻，單向晶閘管 VS 導(dǎo) 通工作，導(dǎo)致保險管 FU 熔斷，無輸出電壓，這說明該電路工作可靠。然后，將自耦變壓器退出，接入負載即可投入使用。 過載故障保護電路工作原理 為了提高控制效果和減少感應(yīng)線圈的匝數(shù)，采用升壓變壓器 T1。把信號電