基于A(yíng)T89S51和ISD1420的家庭語(yǔ)音報警系統設計

AT89S51單片機是一款低功耗，高性能CMOS的8位單片機，片內含4KB在線(xiàn)可編程(ISP)的可反復擦寫(xiě)1000次的Flash只讀程序存儲器。ISD1420芯片待機時(shí)低功耗(0.5W)，放音電流15mA;放音時(shí)間20s,可擴充級聯(lián);可持續放音，也可分段錄放，最小分段：20s/160段=0.125s,可分段160段;錄、放次數達10萬(wàn)次;斷電信息存儲，無(wú)需后備電池，信息可存儲100年;不需要專(zhuān)用的編程器及語(yǔ)音開(kāi)發(fā)器;高優(yōu)先級錄音，低電平或負邊沿放音。其引腳中SP+、SP-為音頻信號輸出端，可以驅動(dòng)8~16Ω揚聲器;MIC為話(huà)筒輸入端，可用駐極體話(huà)筒，通過(guò)電容耦合;MICREF為話(huà)筒輸入參考端，若不用應懸空。

通常ISD1420的驅動(dòng)能力有限(0.5W)，直接接到揚聲器上效果不太理想，若接1W以上的揚聲器將發(fā)生失真。通常1W以下的揚聲器可用LM386、D2283、D2822、MC34119及TA7368等芯片驅動(dòng)。本電路選用1W以下的揚聲器，用低電壓通用集成功率放大器LM386作為揚聲器的驅動(dòng)芯片，其電路如圖5所示。1W~10W的揚聲器用TDA2003、LA4440芯片驅動(dòng)。選用TDA2003作為揚聲器驅動(dòng)芯片的電路如圖6所示。

鍵盤(pán)和顯示電路

鍵盤(pán)采用4×4行列式;顯示采用HT1621液晶顯示驅動(dòng)芯片，該驅動(dòng)芯片是帶32×4顯存的多功能LCD驅動(dòng)器，只需4條接口與控制器相連并可提供看門(mén)狗時(shí)鐘。液晶顯示屏除4位數字外，還有報警、火警、未準備、旁路、布防等多達16個(gè)漢字的內容，以構成直觀(guān)的漢字顯示。在設置設防點(diǎn)時(shí)顯示監視點(diǎn)號、時(shí)間、設防標志等，在查詢(xún)事故報警記錄時(shí)顯示日期、時(shí)分、事故點(diǎn)。同時(shí)利用HT1621液晶顯示驅動(dòng)芯片提供的看門(mén)狗時(shí)鐘，實(shí)現對鍵盤(pán)系統崩潰時(shí)的自動(dòng)復位，使鍵盤(pán)系統恢復工作。

本系統的電源由市電和備用蓄電池兩部分組成。在正常情況下，市電通過(guò)整流、濾波、穩壓后向報警系統提供直流電源，并且向蓄電池自動(dòng)穩流充電。當市電出現故障，蓄電池自動(dòng)投入使用，以保證報警系統能正常工作，同時(shí)向外界發(fā)送電源故障預警信息。

系統軟件設計

軟件設計的基本任務(wù)是實(shí)現用戶(hù)保安功能的可編程，對警戒防區實(shí)時(shí)監控報警。本軟件設計采用結構化程序設計方法。軟件設計中的主要工作是完成單片機對紅外傳感信號處理器BISS0001輸出的數字信號VO2的處理，語(yǔ)音服務(wù)的軟件實(shí)現和適時(shí)的語(yǔ)音錄放。軟件設計流程框圖如圖7所示。

BISS0001芯片已經(jīng)對傳感器傳出的信號進(jìn)行了抗干擾處理，得到了信號VO2.為了提高系統檢測的可靠性，用單片機對VO2進(jìn)一步處理。對語(yǔ)音芯片1420編程時(shí)按照其工作過(guò)程進(jìn)行編寫(xiě)。錄音時(shí)按住“REC”鍵不放，指示燈亮，即可對著(zhù)板上話(huà)筒講話(huà)錄音，松鍵時(shí)錄音停止并形成一段。放音時(shí)按一下“PE”鍵將一段錄音全部播放出來(lái)，一段結束后自動(dòng)停止放音。按住“PL”鍵即放音，松鍵即停止。ISD1420的地址線(xiàn)有8位，有6位接到了AT89S51的I/O口。最小每段語(yǔ)音長(cháng)度為125ms,每段語(yǔ)音都可由地址線(xiàn)控制輸出，每125ms為一個(gè)地址，由A2~A7六根地址線(xiàn)控制。用戶(hù)錄制的語(yǔ)音每一段結束后芯片自動(dòng)設有段結束標志(EOM)，芯片錄滿(mǎn)后設有溢出標志(OVF)，單片機控制電路按某一段的起始地址進(jìn)行放音操作，遇到段結束標志(EOM)即自動(dòng)停止放音，單片機收到段結束標志(EOM)就開(kāi)始觸發(fā)下一段語(yǔ)音的起始地址。如此控制，可以達到將很多不同段的語(yǔ)音組合在一起成一句話(huà)放音出來(lái)，實(shí)現語(yǔ)音的自動(dòng)組合。

結 語(yǔ)

本系統實(shí)現了家庭語(yǔ)音報警功能，經(jīng)過(guò)多次測試，該系統工作情況穩定。用戶(hù)可以個(gè)性化地通過(guò)鍵盤(pán)設置外出、免打擾等不同的模式，實(shí)現語(yǔ)音服務(wù)功能。該報警系統具有結構簡(jiǎn)單、成本低、新穎等優(yōu)點(diǎn)，適用于家庭使用。