【導讀】定的內(nèi)容，不弄虛作假，不抄襲別人的工作內(nèi)容。的個人和集體均已在文中注明。承擔相應的法律責任。布其中的全部或部分內(nèi)容。以上承諾的法律結果將完全由本人承擔！自動感應和自動控制是本設計的兩個關鍵內(nèi)容。OT0001對信號二級放大。自動控制模塊是利用AVR單片機的外部中斷引腳和數(shù)。據(jù)控制引腳來實現(xiàn)語音芯片電路的控制。

　　

【正文】 章 系統(tǒng)的硬件設計 自動語音歡迎系統(tǒng)是通過熱釋 電傳感器將人體 發(fā)出特定波長 10um 左右的紅外 信號 轉化為電信號，經(jīng)過 熱釋電紅外線傳感信號處理器對信號進行兩次放大，產(chǎn)生對 AVR 單片機的觸發(fā)信號，使 AVR 單片機產(chǎn)生中斷，控制 ISD1400 語音芯片實現(xiàn)語音回放。 為了實現(xiàn)其指標對系統(tǒng)的硬件做相應的設計，我們用 ATmega16作為控制核心，通過放大電路觸發(fā)信號是單片機產(chǎn)生的中斷控制語音模塊。 ATmega16 最小 系統(tǒng) 單片機最小系統(tǒng)主要有晶振電路，復位電路等。即 XTAL1 和 XTAL2 管腳接外部 的晶振作為系統(tǒng)的時鐘源， 系 統(tǒng)復位。按鍵 S1 和 按鍵 S2 是本系統(tǒng)的模式選擇按鍵，分別對應模式 1，模式 2 這樣單片機就可以控制語音芯片的地址段，可以播放不同地址段所存儲的語音 內(nèi)容 。按鍵 S1 為單片機復位鍵。按鍵 S2 為錄音控制鍵 ， 如果單片機觸發(fā)引腳接受到放大后的高電平信號， AVR單片機根據(jù)中斷請求執(zhí)行函數(shù) 由 PA 口選擇語音芯片播放門內(nèi)還是門外語音。 PB0 (XCK/T0)1PB1 (T1)2PB2 (INT2AIN0)3PB3 (OC0/AIN1)4PB4 (SS)5PB5 (MOSI)6PB6 (MISO)7PB7 (SCK)8RESET9PD0 (RXD)10PD1 (TXD)11PD2 (INT0)12PD3 (INT1)13PD4 (OC1B)14PD5 (OC1A)15PD6 (ICP)16PD7 (OC2)17XTAL218XTAL119GND20PC0(SCL)21PC1(SDA)22PC2(TCK)23PC3(TMS)24PC4(TDO)25PC5(TDI)26PC6 (TOSC1)27PC7 (TOSC2)28AREF31AVCC29PA7 (ADC7)32PA6 (ADC6)33PA5 (ADC5)34PA4 (ADC4)35PA3 (ADC3)36PA2 (ADC2)37PA1 (ADC1)38PA0 (ADC0)39VCC40GND30U1Atmega16128MHZC133pfC233pfC310ufR110KR2S2SWPBS1SWSPSTVCCOUT2OUT1VCCNET3NET2NET1 41 ATmega16 系統(tǒng)圖 長春理工大學本科畢業(yè)設計 22 復位電路 復位電路使 CPU 和系統(tǒng)的其他功能都恢復到一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。 電路 由電容串聯(lián)電阻構成 ,由圖并結合 電容電壓不能突變 的性質 ,可以知道 ,當系統(tǒng)一上電 ,RST 腳將會出現(xiàn)高電平 ,并且 ,這個高電平持續(xù)的時間由電路的 RC 值來決定 .典型的單片機當 RST 腳的高電平持續(xù)兩個機器周期以上就將復位 ,所以 ,適當組合 RC 的取值就可以保證可靠的復位 .一般 都 推薦 C 取 10uf,R取 ,原則就是要讓 RC 組合可以在 RST 腳上產(chǎn)生不少于 2 個機周期的高電平 . S2SWPBVCCR210KR21KC210fRST 411 復位電路 晶振電路 典 型的晶振取 (因為可以準確地得到 9600 波特率和 19200 波特率 ,用于有串口通訊的場合 )/12MHz(產(chǎn)生精確的 uS 級時歇 ,方便定時操作 )特別注意 :對于 31腳 (EA/Vpp),當接高電平時 ,單片機在復位后從內(nèi)部 ROM的 0000H開始執(zhí)行 。當接低電平時 ,復位后直接從外部 ROM 的 0000H 開始執(zhí)行 . 128MHZC133pfC233pfXTAL2XTAL1 412 晶振電路 長春理工大學本科畢業(yè)設計 23 DSG 為熱釋電紅外傳感器， OT0001 為熱釋電紅外傳感器放大芯片 ，如圖 42所示：熱釋電 DSG 輸出的微弱信號直接送至 OT001 的 14 腳進行前置放大，放大后輸出的信號再由 C2 、 R 5耦合至 OT0001 的 13 腳進行二級放大。 VC9RESET8IB10VSS7VDD11RR262OUT12RC252IN13RC141IN+14RR131IN15VO21OUT16A1*0T0001R9IKR101KR11R610KR51MR72MR847kR147kCYI103CY2103C547ufC1C310ufC2c4R3R41MR2VCCoutDSG 圖 42 熱釋電紅外傳感信號放大電路圖 制電路 AVR 單片機的 PB0,PB1,PB2 引腳與語音芯片的 PLAYL,PLAYE,REC 引腳相連，分別控制 語音芯片的電平放音、觸發(fā)放音、錄音 的狀態(tài)。單片機的 PA0PA7引腳與語音芯片的 A0A7 引腳對應相連，這樣單片機就可以控制語音芯片的地址段，可以播放不同地址段所存儲的語音。按鍵 S1 為單片機復位鍵。按鍵 S2為錄音控制鍵 。 RECLED25PLAYE24PLAYL23NC22OUT21IN20AGC19MICREF18A56NC7NC8A45A69A710NC11VSSD12VCCD28MIC17A01A34A23A12REC27XCLK26VCCA16SP15SP+14VSSA13U2ISD1420LS1 SpeakerVCCVCCMK1Mic2C4 C5 R3C6R4C7R510KR61KC8NET3NET1NET2 圖 43 語音電路 長春理工大學本科畢業(yè)設計 24 由于選用的 ATmega16 單片機和語音芯片 ISD1420 的工作電壓都為 5V。 本設計 用變壓器將 220V 的市壓降至 9V 電壓 ， 經(jīng)橋 式 電路 整流和 電 容濾波得到9 2 直流電壓， 通過穩(wěn)壓芯片 LM7805 來達到輸出一個 5V穩(wěn)定直流 電壓 。 D1C9100ufC12220uf~220V ~9VVin VoutGND7805 +5VTTrans CuplC10C110,1ufR200 圖 44 電源電路 所 示 長春理工大學本科畢業(yè)設計 25 第 5 章 自動語音歡迎系統(tǒng)軟件 設計 當 5m左右 有人出入時 本系統(tǒng)能探測到并 進行語音 模塊準確播放 。根據(jù)這一性能我們首先要對探測來的經(jīng)過處理的信號分析判斷是出還是入，通過單片機觸發(fā)語音播報。 主程序流程 開 始初 始 化判 斷是 否 有 中 斷判 斷 是 否 是I N T 1 還 是 I N T 0執(zhí) 行 I N T 1中 斷執(zhí) 行 I N T 0中 斷I N T 1I N T 0YN 51 軟件流程圖 上圖 51 為自動語音歡迎系統(tǒng)的軟件流 程圖，首先程序初始化，然后探測兩個外部中斷口的電平位，如果有中斷觸發(fā)，則判斷兩個外部中斷 INT0 和 INT1那一個口先觸發(fā)，如果 INT0 口先觸發(fā)則執(zhí)行 INT0 中斷程序，如果 INT1 口先觸發(fā)則執(zhí)行 INT1 中斷程序，由于此系統(tǒng)是循環(huán)系統(tǒng)，所以當中斷程序執(zhí)行完成后，程序將返回到初始狀態(tài)，繼續(xù)探測兩個中斷口的狀態(tài)。 長春理工大學本科畢業(yè)設計 26 中斷 服務 程序流程 關 閉 所 有 中 斷執(zhí) 行 語 音 播 放打 開 外 部 中 斷 圖 52 中斷程序 圖 52 描述的是中斷程序流程，當接到 INT0 或 INT1 的觸發(fā)信號，中斷程序首先將所有的中斷口關閉，然 后執(zhí)行中斷控制，將頭指針指向語音芯片內(nèi)的語音存儲單元的首地址，單片機在將 PLAYL 或 PLAYE 置低電平，語音芯片開始播放語音，當語音播放完畢，打開外部中斷，中斷程序完成，向下繼續(xù)執(zhí)行其它指令 語音播放流程 初 始 化播 放 段 音 頻地 址播 放 音 頻數(shù) 據(jù)是 否 完 成返 回N段地址加1 53 語音播放流程圖 進入中斷子程序后執(zhí)行語音播放程序根據(jù)門內(nèi)還是門外觸發(fā)調(diào)用對應段音頻數(shù)據(jù)地址播放音頻數(shù)據(jù)，判斷音頻數(shù)據(jù)是否完成，若完成返回否則段地址自行加 1，返回到播放 段音頻地址。長春理工大學本科畢業(yè)設計 27 結 論 自動語音歡迎系統(tǒng)的設計不僅能夠 為人們提供一個良好的人性化的自動探測，自動歡迎環(huán)境，而且還能夠提高服務質量 ， 節(jié)能易用，而且工作性能穩(wěn)定。它的設計減少了人力資源，便于統(tǒng)一管理，為消費者提供感官上的人性化服務。 該設計是以熱釋電紅外傳感源，加以語音和單片機控制電路組裝而成，能在單片機控制電路的自動控制下做出部分人性化的歡迎，而且還能任意改變語音電路中的錄音 ,以滿足不同場所的不同使用效果。本電路可安裝在商場、賓館、舞廳等營業(yè)場所的門口 ,顧客進入時由語音電路發(fā)出的語音能給人以愉悅、親切的感受。 在設計過程中熟悉元件、芯片屬性，領會理論知識，學會運 用常用器件制作實用小電路，提高個人動手實踐能力，在焊接的時候又學會了一種新的焊接方式，焊接此系統(tǒng)的時候也遇到很多問題，由于電路板上要搭接的線很多而且還特別近易容易短路，需要細心在細心。 本設計沒有過多的考慮各種外界干擾因素，可能導致在實際生活應用上存在著誤報或者無法工作甚至電路損壞的問題。 總的來說，此設計對于自動語音歡迎系統(tǒng)還是具有一定的參考價值。相信在此基礎上，根據(jù)具體探測環(huán)境，充分考慮影響傳感器的因素，合理修改、優(yōu)化信號處理電路，增加電路功能，減少誤檢測，提高自動語音系統(tǒng)將會在今后的很多領域里發(fā)揮它的 特殊作用，可以開發(fā)出相應的很多專用產(chǎn)品來。 長春理工大學本科畢業(yè)設計 28 致 謝 通過這三個月來的學習，使我對 AVR 系列單片機，熱釋電傳感器和語音芯片有了深入了解。在老師的輔助下，通過畢業(yè)設計我掌握了對 AVR單片機和熱釋電傳感器的應用技巧和設計方法。在此由衷地感謝指導我的劉智老師和幫助過我的學長們。本課題的提出、調(diào)研、論證和研究設計是在我的老師劉智老師的悉心指導下完成的，老師淵博的學識、敏銳的洞察力和嚴謹?shù)闹螌W科研態(tài)度給了我很大影響和啟迪。在論文的初始階段，劉老師對我的論文情況，論文完成中的重點、難點 等方面都給予了悉心的關心和指導。在論文完成過成中，老師對我的論文給予了認真詳盡的審閱和指導。正是在劉老師的嚴格要求下，我才能順利完成畢業(yè)設計，不僅學到了許多科學研究的方法，而且還切身感受到了一個科技工作者應具有的奉獻和嚴謹治學的精神，尤其是老師正直的品格和嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度令我深感欽佩。本文完成后，感謝老師仔細審閱了全稿，同時向老師致以由衷的敬意和真摯的感謝 ! 長春理工大學本科畢業(yè)設計 29 參考文獻 [1]耿德根 ,宋建國 . 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