【正文】 在本系統(tǒng)中，需要的直流電壓為 5。 圖 LED 顯示電路 如圖 ，本系統(tǒng)的串行動態(tài)顯示電路是通過 74LS164 驅(qū)動 LED 段碼，通過單片機動態(tài)掃描 LED 各位數(shù)碼管，實現(xiàn)了動態(tài)顯示。 74LS138 是一個 38 譯碼器，它將單片機輸出的地址信號譯碼后動態(tài)驅(qū)動 LED。本課題采用的是 LED 七段碼動態(tài)顯示：位選信號經(jīng) 3/8 譯碼器驅(qū)動數(shù)碼管的位選；段選信號經(jīng)串入并出的 74LS164 實現(xiàn)數(shù)碼管的段選功能，實現(xiàn)電壓或電流的動態(tài)顯示。因此，若是要點亮七段顯示器并顯示一個 3的數(shù)字符號且不電亮 P 點 LED，則輸入七段顯示碼將是 ―01001111‖。一般以 10mA 的導通電流來估算它所必須串接的電阻值 [13]。 顯示屏的主要特征是控制 LED 點陣中各發(fā)光器件的通斷（發(fā)光或熄滅），而不控制 LED 的發(fā)光強弱。在各種顯示器中以 LCD 的功耗為最低，而 LED 的發(fā)光時間最短，壽命最長。在本設(shè)計中，因需要四段報警提示語音，因此在設(shè)計時均將每段語音設(shè)為 5s，其起始地址分別為00000000B、 00101000B、 01010000B、 01111000B，由這四段起始地址可以看出 AA Al 和 AO 均為 0，因此將其接地。其接口電路圖如圖 所示。 A4 可防止地址計數(shù)器復位，使得信息連續(xù)不斷地放出。 A4：連續(xù)尋址。 A3 可使存于存儲空間開始端的信息自動地連續(xù)重放。當這個操作模式完成時，錄放的所有信息就作為一個連續(xù)的信息放出。 A1：用于刪除 EOM 標志（僅用于錄音工作狀態(tài)）。不知道每個信息的實際地址， A0 使操作者快速檢索每條信息， A0 每輸入一個低脈沖，可使內(nèi)部地址計數(shù)器跳到下一個信息。后續(xù)操作根據(jù)所選用的模式可以從其它的地址開始，操作模式中的連續(xù)尋址，當電路由錄音轉(zhuǎn)為放音時地址計數(shù)器復位為 0，而由放音轉(zhuǎn)為錄音時則不復位。這種操作模式一直執(zhí)行到下一個低電平控制輸入信號出現(xiàn)為止。 圖 ISD1420 語音芯片引腳圖 ISD1420 引腳功能描述 表 ISD1420 引腳功能描述 引腳名稱 功能 引腳名稱 功能 VCC 電源 MIC 話筒輸入 VSSA， VSSD 地線 MIC REF 話筒參考 REC 錄音 AGC 自動增益控制 PLAYE 邊沿觸發(fā)放音 SP+、 SP 揚聲器輸出 PLSYL 電平觸發(fā) 放音 ROSC 振蕩電阻 /RECLED 錄音指示 FT 直通模式 PD 節(jié)電控制 /CE 片選 P/R 錄放模式 /EOM 信息結(jié)尾標志 /OVF 溢出標志 AX/MX 地址、模式輸入 中北大學信息商務(wù)學院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 30 頁 共 44 頁 地址輸入端的工作模式 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。（ 4）功能上，ISD 系列可分為三類 1）直接段工作模式； 2）選址分段工作模式； 3） SPI 串行通訊接口工作模式。（ 2）零功率存 儲數(shù)據(jù)，長久完整無損保存不揮發(fā)；錄放周期結(jié)束自動進入節(jié)電狀態(tài)，維持電流極低；錄放音壽命長達 10 萬次。 硬 封 裝 與 ISD 芯 片 兼 容 的 有 ： SR9F26—ISD1020A 、SR9G16/SR9G26—ISD1416/ISD1420 等。這些系列都可方便的進行級聯(lián)。 美國 ISD 系列根據(jù)內(nèi)存 EEPROM 容量和錄放音時間的長短有很多品種，主要有 ISD1400 系列、 ISD2500 系列、 ISD33000 系列、 ISD4002 系列、 ISD4003 系列、ISD4004 系列等。 ISD 系列語音電路操作簡單，接口靈活，因此深受廣大單片機應用人員的歡迎。語音處理合成芯片品種很多，大多數(shù)品種是先將語音經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換后存入存貯器中，放音時取出，再經(jīng) D/A 轉(zhuǎn)換輸出。本文分析了 ISD 系列芯片的引腳功能以及與 PIC 單片機的硬件連接方法，敘述了 ISD 芯片與 PIC 單片機連接時，錄音和播放軟件的編寫方法。 語 音電路 語音處理合成芯片在單片機系統(tǒng)中的應用越來越廣。光耦的作用是檢測鈴流信號，當有電話打入時，光耦發(fā)送端會有電流，感受端則接單片機的外部中斷，這樣就可以實現(xiàn)接收控制的功能。隔離電路見圖 。 中北大學信息商務(wù)學院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 27 頁 共 44 頁 圖 MT8888與單片機接口 電路 R4為輸入信號增益調(diào)整電阻，晶體的頻率是 ，和單片機的接口為 4位的并行接口，在 MT8888輸出 DTMF信號的同時也會在 IRQ引腳產(chǎn)生中斷請求信號，這個功能可以在 MT8888的控制寄存器 A中設(shè)置，也可以在單片機程序中，發(fā)送的時候 關(guān)閉外部中斷，以避免出現(xiàn)中斷紊亂。圖 為 MT8888 的控制時序圖。 MT8888 可與 Intel 微處理器直接接口，即使使用 16MHz 的單片機 80C51，也無需插入等待周期。狀態(tài)寄存器 SR 各位所表示的關(guān)系如表 所示。 中北大學信息商務(wù)學院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 25 頁 共 44 頁 (6)中斷模式：此模式下若選擇 DTMF 狀態(tài)，當 DTMF 信號被接收或出現(xiàn)在監(jiān)測時間內(nèi)，或準備發(fā)送更多數(shù)據(jù) (突發(fā)模式下 )時，則 /CP 端下接至低電平。 (4)單 /雙音 (S/)產(chǎn)生模式：電路可產(chǎn)生單音或 DTMF 信號 (由 CRB 控制 )，用于測試和監(jiān)測。在 CALL 模式下，工作于突發(fā)狀態(tài)，信號突發(fā)和暫停時間各為102177。 (3)突發(fā) (BURST)模式：在 DTMF 模式下，工作于突發(fā)狀態(tài)，信號 突發(fā)和暫停時間各為 51177。經(jīng)限幅得到的方波信號，由 /CP 端輸出，以用于微處理器對呼叫性質(zhì)和類別進行判斷?；?DTMF 信號經(jīng)撥號音抑制、分離帶通濾波器、監(jiān)頻與確認，譯成相應的 4 比特碼，經(jīng) RDR 輸至數(shù)據(jù)總線。 表 內(nèi)部寄存器控制關(guān)系 RS0 /WR /RD 功能 0 0 1 寫數(shù)據(jù)發(fā)送寄存器 0 1 0 讀數(shù)據(jù)接收寄存器 1 0 1 寫控制寄存器 1 1 0 讀狀態(tài)寄存器 中北大學信息商務(wù)學院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 24 頁 共 44 頁 圖 MT8888 內(nèi)部功能框圖 MT8888 共有 6 種工作模式，它們分別為： (1)DTMF 模式：發(fā)送與接收 DTMF 信號。 MT8888通過微處理器接口可以由 RS0、 D0~D3等信號選擇與設(shè)定內(nèi)部寄存器，并控制電路的工作狀態(tài)或工作模式 。 MT8888的工作原理 MT8888是集 DTMF發(fā)送和接收功能的器件，內(nèi)帶呼叫處理濾波器。若St電壓大于門限 VTSt，電路寄存被檢測的 DTMF單音對，并更新輸出鎖存器內(nèi)容。當 CS=1時呈高阻狀態(tài)； Est(18)—初始控制輸出。若控制寄存器設(shè)定電路工作 于呼叫處理 (CALL)模式和中斷使能，則該端輸出代表運放輸入的方波信號音，但該信號頻率必須落在呼叫處理濾波器的帶寬內(nèi)； D0~D3(1417)—數(shù)據(jù)總線，與TTL電平兼容。該引腳可由微處理器的地址鎖存信號 (ALE)直接提供； RS0(11)—寄存器選擇控制輸入端； (12)—微處理器讀輸入端，低電平有效，與 TTL電平兼容； /CP(13)—中斷請求信號，為開漏輸出。通常為 VDD/2，作為運放的偏置電壓； VSS(5)—芯片電源負端，接地； OSC OSC2( 7)—時鐘或振蕩器的輸入、輸出端。各引腳功能如下： 圖 MT8888引腳定義 IN+、 IN(1， 2)—運放的同相和反相輸入端； GS(3)—增益選擇端。其主要功能有： (1)完整的 DTMF發(fā)送和接收功能； (2)高速 Intel微處理器 接口； (3)可工作于自動音頻突發(fā)模式； (4)可調(diào)整保護時間； (5)呼叫音檢測到 30dBm。 MT8888的介紹 DTMF控制芯片為常用的 MT8888， MT8888是一種具有 Intel微處理器接口的功能較強的雙音多頻 (DTMF)發(fā)送和接收器件。在正常情況下一直處在等待狀態(tài)，監(jiān)視是否有緊急情況發(fā)生。 當警報解除 后 ， 由軟件將 和 清零 ， 此時三極管 Q3 和 Q1 截止 ， 紅色報警燈滅 ， 峰鳴器關(guān)閉 ， 停止報警。通過軟件設(shè)置，從 輸出一方波來控制三極管 Q2 的通斷，從而控制工作指示燈的閃爍。 DS1232 曾經(jīng)應用到 ―糧食中心庫糧倉溫度監(jiān)測系統(tǒng) ‖、 ―銀行利率顯示屏 ‖、 ―多功能電腦時鐘 ‖、 ―電廠皮帶秤測速系統(tǒng) ‖和 ―全自動限電計量系統(tǒng) ‖中，在實際使用中收到了良好的效果。 ―看門狗 ‖定時器的定時時間由 DS1232 的 TD 引腳確定。 (3)―看門狗 ‖定時器 中北大學信息商務(wù)學院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 21 頁 共 44 頁 在 DS1232 內(nèi)部集成有 ―看門狗 ‖定時器，當 DS1232 的 ST 端在設(shè)置的周期時間內(nèi)沒有有效信號到來時， DS1232 的 RST 和 –RST 端將產(chǎn)生復位信號以強迫微處理器復位。 (2)按鍵復位 在 單片機產(chǎn) 品中，最簡單的按鍵復位電路是由電阻和電容構(gòu)成的，如果系統(tǒng)擴展存在需要和微處理器同時復位的其他接口芯片，這種簡單的阻容復位電路往往不能滿足整體復位的要求。預置值通過第 3腳 (TOL)來設(shè)定；當 TOL 接地時， RST 和 –RST 信號在電源電壓跌落至 以下時產(chǎn)生；當 TOL 與 VCC相連時，只有當 VCC跌落至 以下時才產(chǎn)生 RST 和 –RST信號。則定時時間到后就會使單片機復 位。因此需要在看門狗定時器溢出前，通過單片機 I/O 端口對看門狗重置，也就是說在主程序的運行過程中，要在定時時間到來之前對定時器進行復位。 DS1232 的 RST端接單片機的復位端， SET 端接單片機的輸出 I/O 端。所以在使用有 ―看門狗 ‖芯片時要注意不時的清空 ―看門狗 ‖定時器。 ―看門狗 ‖有時又稱為定時器，它的作用是強迫單片機（微控制器）進入復位狀態(tài)，使之從硬件或軟件電路故障中解脫出來。 “看門狗”復位電路 隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，單片微型計算機在工業(yè)自動化領(lǐng)域和智能化產(chǎn)品中得到了廣泛的應用，如何提高單片機產(chǎn)品的抗干擾能力是產(chǎn)品開發(fā)和設(shè)計 人員所面臨和必須解決的問題。 中北大學信息商務(wù)學院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 19 頁 共 44 頁 圖 專用集成電路 應用 原理圖 熱釋電紅外控制電路由集成電路 lC(BISS0001)和電阻器 R3R電容器 C3C8組成。通過以上分析可見 BISS0001 是一款結(jié)構(gòu)新穎、功能強大的紅外信號處理芯片。在 Vc=―1‖、 A=―1‖時， Vs 可重復觸發(fā) Vo 為有效狀態(tài)，并可促使 Vo在 Tx周期內(nèi)一直保持有效狀態(tài)。在 Ti 時間內(nèi)，任何 V2 的變化都不能使 Vo 跳變?yōu)橛行顟B(tài)（高電平） ，可有效抑制負載切換過程中產(chǎn)生的各種干擾 [10]。 當 A 端接 ―0‖電平時，在 Tx 時間內(nèi)任何 V2 的變化都被忽略，直至 Tx時間結(jié)束，即所謂不可重復觸發(fā)工作方式。 COP3 是一個條件比較器。由于 VH≈、 VL≈，所以，當 VDD=5V 時，可有效抑制 177。 圖 不可重復觸發(fā)工作方式下的波形 首先，根據(jù)實際需要，利用運算放大器 OP1組成傳感信號預處理電路，將信號放大。 我們以 其不可重復觸發(fā)工作方式下的波形和可重復觸發(fā)工作方式下的波形，來說明其工作過程。控制執(zhí)行電路由電阻器 Rl0、晶體管 V、二極管 VD 和繼電器 K 組成。通常接 VDD，當接 “0” 時可使定時器復位 9 VC I 觸發(fā)禁止端。 2 VO O 控制信號輸出端。 BISS0001芯片管腳圖如 圖 。 圖 測量電路 圖 放大電路 熱釋紅外傳感信號專用集成 電路 設(shè)計 專用集成電路芯片 BISS0001 根據(jù)系統(tǒng)的需要作者在這里選擇了 BISS0001 芯片， 其內(nèi)部 原理框圖 如圖 。 中北大學信息商務(wù)學院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 15 頁 共 44 頁 由于探測電路的輸出信號比較弱，必須對信號進行放大，本設(shè)計采用由單運放組成 的測量放大器，如 圖 所示。在正常情況下，調(diào)節(jié) A2是電橋輸出電 壓 U0=0，當控制區(qū)域的探測溫度增加時， A1的阻值增加，則輸出電壓也增加，通過測量輸出電壓 U0即可得探測的溫度變化。 其輸出電壓與特性曲線如圖 所示。 熱釋電人體紅 外線傳感器 與報警器配套使用，是報警器中的核心探測元件， 紅外光譜原理，由發(fā)射端主動發(fā)射多束紅外光線，在接收到紅外線射束時，形成紅外的網(wǎng)狀，并進入防衛(wèi)狀態(tài)，當防衛(wèi)射束被完全阻斷超過 40 毫秒時 ，紅外傳感器將信號傳入專用集成電路并由專用集成電路轉(zhuǎn)換后輸入單片機控制系統(tǒng)，由單片機控制系統(tǒng)完成控制報警器報警任務(wù)。環(huán)境與自身的溫度變化由其內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定了它不向外輸出信號；而傳感器的低頻響應（一般為 ~10Hz）和對特熱釋紅外探頭 聲 光 報 警 驅(qū) 動 電 路 鍵 盤 AT89C51 單片機 撥號電路 MT8888 放大電路 BISS0001