【正文】 （ 3） 內(nèi)置喇叭驅(qū)動(dòng)放大電路 ； （ 4） 邊沿、電平觸發(fā)放音 10000 次錄音周期（典型） ； （ 5） 自動(dòng)節(jié)電，維持電流 ， 35v 單電源工作 ； （ 6） 不耗電信息保存 100 年（典型值） ，借助專用設(shè)備可以批量拷貝 。 在此選用的是第 3 種封裝方式如下 圖 29 元件的封裝 三 、使用操作 電源電壓 35V，在錄放模式下，按住 REC 錄音按鍵不放即錄音， RECLED 燈會(huì)亮起，錄音在該組件只需外 加電池、按鍵、喇叭、話筒即可使用。 在直通模式下，直通開關(guān)閉合，對(duì)話筒說(shuō)話會(huì)從喇叭里擴(kuò)音播放出來(lái)，構(gòu)成喊話器功能，由于該模式下的話筒放大同時(shí)經(jīng)過(guò) AGC 自動(dòng)增益調(diào)節(jié)和帶通濾波器，其音質(zhì)比通常的話筒放大器要好很多，而且不會(huì)出現(xiàn)喇叭過(guò)載的情況。但這種方式下直通模式不能工作。取消 REC 按鍵，這樣可以防止意外抹音 15 表 27 工作環(huán)境 條件 參數(shù) 工作溫度 0℃ ~+50℃ 錄放音電源電壓 + ~+ 地電平 0V 如果用戶想制作變調(diào)電路，現(xiàn)在 ISD 芯片也可以了，原來(lái)的 ISD 系列芯片的內(nèi)部時(shí)鐘 固定，幾乎不能產(chǎn)生變調(diào)效果，而 ISD1820P 可以方便的實(shí)現(xiàn)，只需要錄音和放音時(shí)的外部振蕩電阻不同就能改變聲音的錄入和播放速度，詳見振蕩電阻和取樣率表。 表 28 錄音采樣 Rosc 錄放時(shí)間 采樣頻率 典型帶寬 80KΩ 8 100KΩ 10 120KΩ 12 160KΩ 16 200KΩ 20 ISD1820P 的批量拷貝，可以借助 ISD1425 編程拷貝機(jī)加 ISD1820P 拷貝模塊的方案。 軟件系統(tǒng)工作流程 在硬件設(shè)計(jì)完畢之后，接下來(lái)就是設(shè)計(jì)中最核心和最為主要的軟件部分設(shè)計(jì)。 產(chǎn)品猶如我們?nèi)祟愐粯?，硬件?統(tǒng)是整個(gè)外形，軟件系統(tǒng)則是大腦，程序猶如思維。 工作過(guò)程及程序設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)主要分為 2 個(gè)狀態(tài)：煙霧濃度較低時(shí)的正常狀態(tài)和煙霧濃度較高時(shí)的報(bào)警狀態(tài)。定時(shí)器 T0 配合工作，報(bào)警狀態(tài)時(shí)，若煙霧濃度一直較高，則只報(bào)警一次。 圖 210 為整個(gè)系統(tǒng)工作的主流程。放音和 LED 控制由 MCU 通過(guò) I/O 口直接控制 [10]。具體電路，如圖 31 所示。 圖 32 所示： 18 圖 32 語(yǔ)音錄放電路 為了有效地抑制共模噪聲，采用雙音頻輸入輸出。BYPASS 引腳接大小為 470u 的電解電容能夠起到不錯(cuò)的濾噪效果。通過(guò)電阻和電容構(gòu)成了一階高通濾波器，輸出給揚(yáng)聲器負(fù)載，能夠起到良好的濾波效果。經(jīng)反復(fù)測(cè)試發(fā)現(xiàn) 10uF 時(shí)效果較為合適。 圖 33 音頻功放電路 如此設(shè)計(jì)，明顯改善了音頻的輸出效果，由于錄音環(huán)境的較差，使得錄音質(zhì)量不是很好，但其放音效果已經(jīng)達(dá)到預(yù)期的設(shè) 計(jì)目標(biāo)。由于煙霧傳感器的輸出信號(hào)不大，經(jīng)過(guò)運(yùn)放比例放大電路 ，適當(dāng)放大所得的電壓信號(hào)，通過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換器將模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓信號(hào)，便于 MCU處理 。 后向通道：語(yǔ)音電路，主要負(fù)責(zé)語(yǔ)音濾波和受控放音功能，配合功放電路，放大音頻信號(hào)，輸出給喇叭，實(shí)現(xiàn)良好的放音效果。但在編寫復(fù)雜程序時(shí)，相對(duì)高級(jí)語(yǔ)言代碼量較大，而且匯編語(yǔ)言依賴于具體的處理器體系結(jié)構(gòu)，不能通用，因此不能直接在不同處理器體系結(jié)構(gòu)之間移植 [12]。 A/D 采樣雙通道流程 將模擬量或連續(xù)變化的量進(jìn)行量化（離散化），轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字量的電路。一般情況下，量化和編碼是同時(shí)完成的。 20 圖 34 為 AD 采樣雙通道的流程，兩個(gè)通道要輪流切換采樣，且兩個(gè)通道的配置數(shù)據(jù)不同。但是標(biāo)定時(shí)輸出曲線往往不是一條理想的直線，所以要對(duì)標(biāo)定曲線進(jìn)行線性化處理，用一條擬合直線近似代替輸出曲線，線性化是智能儀表的典型功能之一 [13]。 本論文報(bào)警器使用的 MQ7 型傳感器的電阻是隨著煙霧濃的升高而降低的，因此，輸入單片機(jī)的電壓也是隨之降低的。在誤差許可范圍內(nèi)，根據(jù)標(biāo)定曲線形狀，以及單片機(jī)處理能力，把曲線分成若干小段，對(duì)每小段分別線性化 [20]。為克服隨機(jī)干擾引起的誤差，硬件上可采用濾波技術(shù)，軟件上可采用軟件算法實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波。 圖 36 為濾波算法及報(bào)警判斷流程，濾波算法是將每次的采集的煙霧值與這次前的 32 次平均值相減得到變化量，并累加變化量，將變化量累加和作為報(bào)警的判別依據(jù)。鑒于實(shí)驗(yàn)室有偉福仿真器，便于調(diào)試，同時(shí)在學(xué)習(xí)微控制器原理及應(yīng)用課程時(shí)，專門對(duì)此軟件進(jìn)行過(guò)系統(tǒng)學(xué)習(xí)，使用起來(lái)輕車熟路。 由于程序使用匯編編寫的，所以在 wave 仿真 器設(shè)置中語(yǔ)言欄選擇偉福匯編器，具體設(shè)置如圖 41 所示 ： 圖 41 仿真器語(yǔ)言設(shè)定 實(shí)驗(yàn)室使用的偉福仿真器型號(hào)為 E6000/L,仿真頭選擇為 PODH8X5X， CPU選擇型號(hào)為 8X5X，具體設(shè)定如圖 42 所示 ： 圖 42 仿真器的型號(hào)選擇 通信設(shè)置如圖 43 所示，波特率設(shè)定為 115200，選擇串口號(hào)，點(diǎn)擊測(cè)試串行口，通過(guò)則證明串口端口正確，可以進(jìn)行下一步的仿真調(diào)試。 圖 44 偉福軟件主界面 A/D 轉(zhuǎn)換的仿真 MCP3002 是雙通道、標(biāo)準(zhǔn) SPI 通信接口。通道 0 的采樣數(shù)據(jù)放在 40H7FH 單元，通道 1 的采樣數(shù)據(jù)放在 25H2DH單元。 圖 4圖 46 分別為調(diào)節(jié)輸入通道的電壓為 0V 和電源電壓時(shí)，利用偉福 25 軟件仿真器測(cè)到的數(shù) 據(jù)，觀察圖中 25H 至 2CH 單元及 40H 單元而后的數(shù)據(jù)，可見，兩通道均正常。報(bào)警門限值可直接通過(guò)滑動(dòng)濾波算法進(jìn)行處理。操作前，它們很小 為全零；操作后它們變成了很大的數(shù)據(jù)，超過(guò)了報(bào)警門限 2BH、 2CH 單元數(shù)據(jù)，可以證明此濾波算法及報(bào)警判斷程序有效 [15]。希望研究成功后，可以形成一個(gè)新型的小產(chǎn)品。 該課題的主要任務(wù)是開發(fā)一個(gè)以 MCS51 單片機(jī)為核心的煙霧報(bào)警器，本設(shè)計(jì)主要分為硬件部分和軟件部分，硬件部分著重考慮硬件電路的實(shí)用性和簡(jiǎn)單性，故在實(shí)用的基礎(chǔ)上盡可能的簡(jiǎn)化硬件電路，節(jié)省線路板空間，達(dá)到硬件電路最優(yōu)化設(shè)計(jì)。 系統(tǒng)正常工作時(shí)，即煙霧濃度較低，未達(dá)到報(bào)警門限，綠色 LED 一秒閃爍一次，紅色 LED 滅，煙 在煙霧傳感器上面，虛擬一個(gè)煙霧濃度高的場(chǎng)合，系統(tǒng)進(jìn)入報(bào)警狀態(tài)，超過(guò)了使用者調(diào)節(jié)的報(bào)警門限，綠色 LED 滅，紅色 LED 常亮，單片機(jī)控制語(yǔ)音芯片放音操作，喇叭輸出已錄制的 “公共場(chǎng)所，請(qǐng)勿吸煙 ”音頻，通過(guò)以上的系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，可以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)煙霧濃度高低，當(dāng)煙霧濃度較高時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)語(yǔ)音報(bào)警操作 。 28 結(jié)論及不足 本設(shè)計(jì)以 AT89C2051 為核心，通過(guò)煙霧傳感器 mq7 來(lái)檢測(cè)周圍環(huán)境中是否有煙霧，最后通過(guò)錄音功放電路發(fā)出警報(bào)聲音，從而達(dá)到煙霧報(bào)警的目的。 傳感器輸出信號(hào)一般比較微弱，需要過(guò)數(shù)據(jù)采集前置電路對(duì)其進(jìn)行放 大、濾波、電平調(diào)整，滿足單片機(jī)對(duì)輸入信號(hào)的要求。本設(shè)計(jì)選用高輸入阻抗、低噪聲的放大器，可以滿足要求。 （ 2） 錄音報(bào)警電路 在使用交流電路時(shí)有可能造成的共模噪聲。它們對(duì)測(cè)控系統(tǒng)的正常運(yùn)行危害很大。為了盡量減小噪聲，數(shù)字地和模擬地要一點(diǎn)接地，每個(gè)芯片的電源就近接退耦電容。對(duì)本系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，空氣中的成分對(duì)系統(tǒng)的探頭和單片機(jī)及其外圍電路影響很小，在進(jìn)行測(cè)量時(shí)不用進(jìn)行補(bǔ)償。但是溫濕度的影響相對(duì)于系統(tǒng) 5%LEL 的精度要求，可以忽略不計(jì)。在電路板布線時(shí)， 有可能造成的 干擾。 FHW EQU 3BH CH1_DZ EQU 32H BZ_Z BIT 00H BZ_ZC BIT 02H 。等待標(biāo)志： 為 0 不等待；為 1 等待 OVER BIT 04H CH1 BIT 05H FY_W BIT 06H。LCALL XS MOV TMOD,11H MOV TH0,3CH MOV TL0,0B0H CLR TR0 CLR ET0 CLR EA SETB OVER SETB R_LED SETB G_LED CLR BZ_DD SETB FY_W MOV P1,0FFH MOV P3,0FFH CLR CH1 LCALL CGQ_CSH 。平均處理 LCALL MCP3002 34 JNB CH1,CH_8 LCALL LJ CPL CH1 。 LJMP MA_1 CH_8: LCALL D_JH 。級(jí)別判斷 。顯示 CPL CH1 LJMP MA_1 。子程部分 ============================================= QNC: MOV R0,20H MOV R5,60H QNC_1: MOV R0,00H INC R0 DJNZ R5,QNC_1 RET 。片選 CLR CLK JB CH1,CH_1 。寫入要發(fā)送的數(shù)據(jù) 1101 LJMP CH_11 CH_1: MOV W_DAT,0F0H。以上發(fā)送數(shù)據(jù) 。接收數(shù)據(jù) LCALL JS_SJ 。判斷是否到 7FH 單元 CJNE A,80H,MCP_2 MOV DZ_WZ,40H LJMP MCP_2 CH_4: MOV A,CH1_DZ 。 CJNE A,2DH,MCP_2。 MOV CH1_DZ,25H。 MCP_2: RET 。====================================================== 。給首址 LJMP CH_22 CH_2: MOV R0,CH1_DZ。 CH_22: MOV A,R0 CLR CLK SETB CLK MOV C,DO RLC A CLR CLK SETB CLK MOV C,DO RLC A ANL A,02H MOV R0,A 。 MOV 23H,A INC R0 。以上接收低 8 位 。 LCALL BIJIAO JB CH1,CH_3 。求一次的差值 D INC DZ_WZ 。 INC CH1_DZ 。=========================================================== PJ_CL: PUSH 00H PUSH 01H MOV 3EH,00H MOV 3FH,00H 。數(shù)據(jù)，低位起址 MOV R2,32 。目的地址，低位 MOV R1,WZ 。(3fh)+(40h)+(42h)... ADD A,R1 MOV R0,A INC R0 DEC R1 MOV A,R0 。位置雙加 DJNZ R2,PJ_1 。32 次的雙字節(jié)加 /32后的數(shù)據(jù)，存放于 3EH(低 )、3FH(高 ) ANL A,03H MOV 3FH,A 。++++++++++++++++++++++++++ POP 01H POP 00H RET