基于A(yíng)VR單片機的有害氣體紅外檢測及語(yǔ)音警示系統的設計
1系統總體設計方案
在氣體濃度是現有可利用的數據的基礎上,考慮了系統的銜接性和可移植性。系統總體方案見(jiàn)圖1。

本系統分為四大模塊:核心控制模塊、語(yǔ)音電路模塊、紅外感應模塊以及數據的讀取。在氣體濃度為現有可利用資源的前提下設計了系統如何進(jìn)行讀取控制。核心控制模塊采用單片機作為控制器件,配合適當的外圍電路,控制整個(gè)系統的運行。紅外感應模塊以一個(gè)紅外傳感器為核心,配置一定的信號處理電路,往單片機發(fā)信號。語(yǔ)音電路以語(yǔ)音芯片為核心,設計了錄音、放音兩種電路。
1.1核心控制模塊的設計
核心控制器件選用了單片機,其最小系統構成如圖2所示。

該模塊是系統的核心,當紅外感應系統感應到人體,會(huì )送出中斷信號,單片機得到信號后執行中斷,通過(guò)串口通信讀取氣體濃度,然后到語(yǔ)音芯片尋址,并控制語(yǔ)音模塊把氣體濃度報告出來(lái)。除了基本的外圍電路,核心控制模塊外主要應用了中斷、串行通信和基本的輸入、輸出功能。
本系統中上位機通過(guò)串口實(shí)現與單片機通信,然后由單片機進(jìn)行處理,單片機接受紅外信號后,控制語(yǔ)音芯片工作,播放相應的語(yǔ)音信息??蛇x的單片機較多,如AVR、AT89C51等。采用單獨的控制芯片的好處是減少主控芯片(CPLD)的工作量,提高系統的性能。我們選用了AVR單片機。AVR是基于RISC(精簡(jiǎn)指令集計算機)結構的單片機,簡(jiǎn)稱(chēng)AVR單片機,該系列單片機在吸收PIC及8051單片機優(yōu)點(diǎn)的基礎上,進(jìn)行了重大改進(jìn)。與普通的51系列單片機相比,AVR單片機有很多優(yōu)點(diǎn)。首先給人最直觀(guān)的就是具有JTAG邊界掃描、仿真、編程功能,不會(huì )造成以往仿真通過(guò)而脫機不行的現象。
1.2紅外感應模塊的設計
該模塊相對簡(jiǎn)單,核心用了紅外傳感器,只把信號進(jìn)行了簡(jiǎn)單處理,送給單片機的中斷即可,見(jiàn)圖3。

1.3數據讀取方式的設計
對數據的讀取有兩種方法:一種是直接與硬件電路結合,16位二進(jìn)制數據讀取過(guò)來(lái),進(jìn)行整理還原;另一種是通過(guò)串口通信,把已經(jīng)由上位機整理好的數據,通過(guò)RS-232協(xié)議讀取過(guò)來(lái)。顯然,較第1種方法,通過(guò)串口的方式避免了對數據重復整理,編程更簡(jiǎn)單。對整個(gè)項目而言,設計更合理,縮短了開(kāi)發(fā)周期。
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