【導(dǎo)讀】已獲得或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書使用過的材料。文（設(shè)計(jì)）的復(fù)印件和電子版，允許論文（設(shè)計(jì)）被查閱和借閱。本人離校后發(fā)表或使用該畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）或與該論文（設(shè)計(jì)）直接相。關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時(shí)，單位署名為。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀--------------------------------------------------------------------------1-. 研究的目的和意義------------------------------------------------------------------------2-. 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求---------------------------------------------------------------------------2-. 第2章微機(jī)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)概述--------------------------------------------------------------4-. 系統(tǒng)主要組成部分------------------------------------------------------------------------5-. 系統(tǒng)抗干擾性及可靠性設(shè)計(jì)原則----------------------------------------------------7-. 系統(tǒng)干擾源分析以及硬件抗干擾措施----------------------------------------------7-. 第3章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)------------------------------------------------------------------------10-. 傳感器的安裝及使用---------------------------------------------------------------11-. 信號(hào)處理電路的設(shè)計(jì)--------------------------------------------------------------------12-. 鎖存選通級(jí)設(shè)計(jì)--------------------------------------------------------------------15-

　　

【正文】 但電源供電 ， 典型電壓 +5V。待機(jī)時(shí)低功耗 ， 放音電流 15mA； 放音時(shí)間 20s,可擴(kuò)充級(jí)聯(lián) ； 可持續(xù)放音 ， 也可分段錄放 ， 最小分段 ： 20s/160 段 =，可分段 160 段 ； 錄 、 放次數(shù)達(dá) 10 萬次 ； 斷電信息存儲(chǔ) ， 無需后備電池 ， 有自動(dòng)節(jié)電模式 ，信息可存儲(chǔ) 100 年 ； 不需要專用的編程器及語音開發(fā)器 ； 高優(yōu)先級(jí)錄音 ， 低電平或負(fù)邊沿放音。 ? 電特性 ： 工作電壓 ： 5V ? 靜態(tài)電流 ： 典型值 ， 最大值 2μA ? 工作電流 ： 典型值 15mA， 最大值 30mA（ 16 歐姆） 引腳介紹 ： ISD1420 芯片封裝有 DIP 硬封裝和 COB 軟封裝兩種形式 ， 均為 28 引腳 。 ? A0~A7——地址或操作模式控制端 ， 當(dāng) A6 和 A7 不全為高電平時(shí) ， A0～ A7 為分段錄音信息地址線 ， 不同的地址對(duì)應(yīng)不同的錄音片段 ， A6 和 A7 全為高電平時(shí) ， A0～ A5用于選擇操作模式。 ? VSSD——數(shù)字 接 地 ? VSSA——模擬 接 地 ? SP+、 SP— ——音頻信號(hào)輸出端 ， 可以驅(qū)動(dòng) 8~16 歐揚(yáng)聲器 ? VCCA——模擬電 源 太原科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 20 ? VCCD——數(shù)字電源 ? MIC——話筒輸入端 ， 話筒輸入信號(hào)通過電容交流耦合至此引腳并傳給片上預(yù)放大器 ，片上自動(dòng)增益控制（ AGC）電路控制預(yù)放大器的增益在 15～ 24dB 之間。耦合電容值和該端內(nèi)阻（ 10kΩ）決定語音信號(hào)通頻帶下限頻率。 ? MICREF——話筒輸入考端 ， 若不用應(yīng)懸空 ? AGC——自動(dòng)增益控制端 ， 調(diào)整芯片內(nèi)部前置放大器增益 ， 使錄入信號(hào)不失真 ? ANAIN、 ANAOUT——兩端間接電容 ， 該端用于模擬信號(hào)的直接輸入 、 輸出 ? XCLK——外部時(shí)鐘或接地（一般用戶接地即可） ? REC——錄 、 放音控制 ， 低電平為錄音 ? PLAYL——電平放音控制（低電平有效） ， 放音時(shí)應(yīng)該保持低電平 ? PLAYE——邊沿放音控制 ， 下降沿開始放音（此時(shí) REC=0） ? RECLED——錄音指示 ， 接發(fā)光二極管 ， 錄音時(shí)亮 ， 放音結(jié)束閃爍 圖 ISD1420 芯片引腳圖 操作模式 ： 地址輸入有雙重功能 ,根據(jù)地址中的 A6,A7的電平狀態(tài)決定 A0～ A7的功能。如果 A6,A7 有一個(gè)是低電平 ,A0～ A7 輸入全解釋為地址位 ,作為起始地址用。地址位僅作為輸入端 ,在操作過程中不能輸出內(nèi)部地址信息。根據(jù) PLAYL、 PLAYE 或 REC 的下降沿信號(hào) ,地址輸入被鎖 定。如果 A6,A7 同為高電平時(shí) ,它們即為模式位。 使用操作模式有兩點(diǎn)要注意 : 1. 所有初始操作都是從 0 地址開始 ,0 地址是 1420 存儲(chǔ)空間的起始端 ,以后的操作可根據(jù)模式的不同 ,而從不同的地址開始工作。當(dāng)電路中錄放音轉(zhuǎn)換或進(jìn)入省電狀態(tài)時(shí) ， 地址計(jì)數(shù)器復(fù)位為 0。 太原科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 21 2. 當(dāng) PLAYL 、 PLAYE 或 REC 變?yōu)榈碗娖?,同時(shí) A6,A7 為高電平時(shí) ,執(zhí)行對(duì)應(yīng)操作模式。這種操作模式一直執(zhí)行到下一個(gè)低電平控制輸入信號(hào)出現(xiàn)為止 ,這一刻現(xiàn)行的地址 /模式信號(hào)被取樣并執(zhí)行。 操作模式可以與微控制器一起使用 ,也可用硬件連線得到所需系統(tǒng)操 作。 ? A0——信息檢索 ( 或 only) 不知道每個(gè)信息的實(shí)際地址 ,A0 可使操作者快速檢索每條信息 ,A0 每輸入一個(gè)低脈沖 ,可使得內(nèi)部地址計(jì)數(shù)器跳到下一個(gè)信息。這種模式僅用于放音 ,通常與 A4 操作同時(shí)應(yīng)用。 ? A1——?jiǎng)h除 標(biāo)志 ( only)可使錄入的分段信息成為連續(xù)的信息 ,用 A1 可刪除掉每段中間信息后的 標(biāo)志 ,僅在所有信息后留一個(gè) 標(biāo)志。當(dāng)這個(gè)操作模式完成時(shí) ,錄入的所有信息就作為一個(gè)連續(xù)的信息放出。 ? A3——循環(huán)重放信息 ( 或 only)可使存于存儲(chǔ)空間始端的信息自動(dòng)地連續(xù)重放。一條信息可以完全占滿存儲(chǔ)空 間 ,那么循環(huán)就可以從頭至尾進(jìn)行工作 ,并由始至終反復(fù)重放。 ? A4——連續(xù)尋址 ： 在正常操作中 , 當(dāng)一個(gè)信息放出 , 遇到一個(gè) 標(biāo)志時(shí) ,地址計(jì)數(shù)器會(huì)復(fù)位 ， A4 可防止地址計(jì)數(shù)器復(fù)位 ,使得信息連續(xù)不斷地放出。 ? A A5——未用。 表 ISD1420 地址空間分配 十進(jìn)制值 二進(jìn)制值 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 放音地址距起始 地址的時(shí)間差（秒） 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 8 10 13 64 100 159 160— 191 192255 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 未使用 用于選擇操作模式 （特殊放音模式） 太原科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 22 地址模式 ： ISD1420 地址輸入端具有雙重 功能 ， 根據(jù)地址中的 A A7 的電平狀態(tài)決定 A0～ A7 的功能。如果 A A7 有一個(gè)低電平 ， A0～ A7 輸入全解釋 為地址位 ， 作為起始地址用 ， 此時(shí)地址線僅作為輸入端 ， 在操作過程中不能輸出內(nèi)部地址信息。根據(jù) PLAYE、PLAYL 或 REC 的下降沿信號(hào) ， 地址輸入被鎖定。如果 A 7 同為高電平時(shí) ， 它們即為模式位。在這里我們只用到地址功能來分段控制 ， 所以我們需要保證 A A7 不可同時(shí)為 1，這里我們可以用軟件進(jìn)行保護(hù)。地址輸入端 A0～ A7 有效值范圍為 00000000～ 10011111,這表明最多可被劃分為 160 個(gè)存貯單元 ， 可錄 放多達(dá) 160 段語音信息。由 A0～ A7 決定每段語音的起始地址 ， 而起始地址又直接反映了錄放的起始時(shí)間。其關(guān)系見公式 ： )02481632641 2 8(1 2 1234567 ????????? AAAAAAAsTQ 例如 ： 第一段語音從 0 秒開始 ， 地址設(shè)置為 00000000； 第二段語音從 2 秒開始 ， 地址設(shè)置為 00010000； 第三段語音從 5 秒開始 ， 地址設(shè)置為 00100000； 第四段語音從 12 秒開始 ， 地址設(shè)置為 01010000； 語音報(bào)警電路 D21N4007D31N4007D41N4007D51N4007CE21000uF/25VCE31000uF/16VVin1GND2Vout3U37805C7+12 VCC1A2KD1LEDR2560VCCA01A12A23A34A45A56A67A78PLAYL23PLAYE24REC27RECLED25XCLK26AGC19MIC17MIC REF18NAN IN20ANA OUT21SP15SP+14Vssd12Vssa13Vccd28Vcca16U9ISD1420PRA21RA32RA43VPP4VSS5INT6RB17RB28RB39RB410RB511RB612RB713VDD14OSC215OSC116RA017RA118U8PIC16C71Y212MhzC930pFC1030pFVCCC11 C12C13 R3 470KR4vcc12345678J8CON812345J8CON5R121kR131kvccR145KR1510KQ7JFETNK1RELAYDPDTD9DIODE12345J7CON51234J9CON41234D?BRIDGE1C16104C17104+C181000uF+C191000uFR101KR111KR121KR131KR141KRT150KC20104C21104C22 104+C2410uF+C2510uFMK1MICROPHONE2SW1SW SPSTQ9NPNGAIN11INPUT2INPUT+3GND4OUT5VS6BYPASS7GAIN28U10LM386VCCR3010K+C3110uFVCC 圖 語音報(bào)警電路 太原科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 23 該部分電路中包含了為語音系統(tǒng)供電的電源部分電路設(shè)計(jì)。電源部分采用二極管 整流電路 ， 接在電源變壓器的次級(jí)輸出端 ， 用四個(gè)二極管組成橋式整流電路。它們的后級(jí)為濾波電容 ， 交流電整流后 ， 要求將交流成分濾的越干凈越好 ， 所以濾波電容選用大容量的電解電容。該電路設(shè)有兩種語音工作模式 :自動(dòng)和人工兩種播報(bào)方式。在通常情況下 ， 語音處于自動(dòng)播報(bào)狀態(tài) ， 只要來車 ， 系統(tǒng)自動(dòng)產(chǎn)生語音通知道口值守人員和來往行人 ； 遇有特殊情況 ， 值守人員可以自行開啟人工播報(bào)方式 ， 用與語音板相連接的麥克風(fēng)對(duì)外發(fā)布通知。 語音報(bào)警電路如圖 所示。 在該部分電路中電源電路由橋式整流及穩(wěn)壓集成芯片構(gòu)成整流供電電源系統(tǒng)，整個(gè)語音部分的關(guān) 鍵是語音芯片 ISD1420P 由它來錄音，放音等等。 LM386 是音頻功率放大器，有外圍電路簡單，自身功耗低，電源范圍大等優(yōu)點(diǎn)。 ? PIC16C71： EPROM 的 8 位高性能微控制器 ? LM386： 音頻功率放大器 ， 具有自身功耗低 、 電源電壓范圍大 、 外接元件少和總諧波失真小等優(yōu)點(diǎn)的功率放大器 ， 廣泛應(yīng)用于錄音機(jī)和收音機(jī)之中。 ? LM7805： 三端穩(wěn)壓集成電路（在實(shí)際應(yīng)用中 ， 應(yīng)在三端集成穩(wěn)壓電路上安裝足夠大的散熱器）這種穩(wěn)壓用的集成電路 ， 只有三條引腳輸出 ， 分別是輸入端 、 接地端和輸出端 道口欄木驅(qū)動(dòng)控制電路設(shè)計(jì) 道口欄木是 保證行人及通車安全的重要措施 ， 本系統(tǒng)道口欄木驅(qū)動(dòng)選用了 SGS 公司生產(chǎn)的 L298N 芯片。 芯片 L298N 的介紹 L298 是 SGS 公司的產(chǎn)品 ， 比較常見的是 15 腳 Multiwatt 封裝的 L298N， 內(nèi)部包含 4通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路。可以方便的驅(qū)動(dòng)兩個(gè)直流電機(jī) ， 或一個(gè)兩相步進(jìn)電機(jī)。 L298N 芯片可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)二相電機(jī) ， 也可以驅(qū)動(dòng)一個(gè)四相電機(jī) ， 輸出電壓最高 可 達(dá) 50V， 可以直接通過電源 來調(diào)節(jié)輸出電壓 ； 可以直接用單片機(jī)的 IO 口提供 信 號(hào) ； 而且電路簡單 ， 使用比較方便。 基本參數(shù) ： ? 類型 :橋 太原科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 24 ? 輸入類型 :反相 ? 輸出數(shù) ： 4 ? 電流 輸出 /通道 ： 2A ? 電流 峰值輸出 ： 3A ? 電源電壓 ： ~46V ? 工作溫度 ： 25176。C~130176。C 圖 L298N 芯片的引腳圖 1 腳和 15 腳下管的發(fā)射極分別單獨(dú)引出以便接入電流采樣電阻 ， 形成電流傳感信號(hào)。L298 可驅(qū)動(dòng) 2 個(gè)電動(dòng)機(jī) ， OUT1， OUT2 和 OUT3， OUT4 之間可分別接電動(dòng)機(jī)。本系統(tǒng)裝置我們選用驅(qū)動(dòng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)。 5， 7， 10， 12 腳接輸入控制電平 ， 控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。 EnA，EnB 接控制使能端 ， 控制電機(jī)的停轉(zhuǎn)。表 為 L298N 芯片功能表。 表 L298N 芯片功能表 Ena In1 In2 運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài) 0 停止 1 1 0 正轉(zhuǎn) 1 1 1 0 1