基于AT89S51和ISD1420的家庭語音報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

AT89S51單片機(jī)是一款低功耗，高性能CMOS的8位單片機(jī)，片內(nèi)含4KB在線可編程(ISP)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器。ISD1420芯片待機(jī)時(shí)低功耗(0.5W)，放音電流15mA;放音時(shí)間20s,可擴(kuò)充級聯(lián);可持續(xù)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(shù)達(dá)10萬次;斷電信息存儲，無需后備電池，信息可存儲100年;不需要專用的編程器及語音開發(fā)器;高優(yōu)先級錄音，低電平或負(fù)邊沿放音。其引腳中SP+、SP-為音頻信號輸出端，可以驅(qū)動8~16Ω揚(yáng)聲器;MIC為話筒輸入端，可用駐極體話筒，通過電容耦合;MICREF為話筒輸入?yún)⒖级耍舨挥脩?yīng)懸空。

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

鍵盤和顯示電路

鍵盤采用4×4行列式;顯示采用HT1621液晶顯示驅(qū)動芯片，該驅(qū)動芯片是帶32×4顯存的多功能LCD驅(qū)動器，只需4條接口與控制器相連并可提供看門狗時(shí)鐘。液晶顯示屏除4位數(shù)字外，還有報(bào)警、火警、未準(zhǔn)備、旁路、布防等多達(dá)16個漢字的內(nèi)容，以構(gòu)成直觀的漢字顯示。在設(shè)置設(shè)防點(diǎn)時(shí)顯示監(jiān)視點(diǎn)號、時(shí)間、設(shè)防標(biāo)志等，在查詢事故報(bào)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(qū)動芯片提供的看門狗時(shí)鐘，實(shí)現(xiàn)對鍵盤系統(tǒng)崩潰時(shí)的自動復(fù)位，使鍵盤系統(tǒng)恢復(fù)工作。

本系統(tǒng)的電源由市電和備用蓄電池兩部分組成。在正常情況下，市電通過整流、濾波、穩(wěn)壓后向報(bào)警系統(tǒng)提供直流電源，并且向蓄電池自動穩(wěn)流充電。當(dāng)市電出現(xiàn)故障，蓄電池自動投入使用，以保證報(bào)警系統(tǒng)能正常工作，同時(shí)向外界發(fā)送電源故障預(yù)警信息。

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)的基本任務(wù)是實(shí)現(xiàn)用戶保安功能的可編程，對警戒防區(qū)實(shí)時(shí)監(jiān)控報(bào)警。本軟件設(shè)計(jì)采用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法。軟件設(shè)計(jì)中的主要工作是完成單片機(jī)對紅外傳感信號處理器BISS0001輸出的數(shù)字信號VO2的處理，語音服務(wù)的軟件實(shí)現(xiàn)和適時(shí)的語音錄放。軟件設(shè)計(jì)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(tǒng)檢測的可靠性，用單片機(jī)對VO2進(jìn)一步處理。對語音芯片1420編程時(shí)按照其工作過程進(jìn)行編寫。錄音時(shí)按住“REC”鍵不放，指示燈亮，即可對著板上話筒講話錄音，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，一段結(jié)束后自動停止放音。按住“PL”鍵即放音，松鍵即停止。ISD1420的地址線有8位，有6位接到了AT89S51的I/O口。最小每段語音長度為125ms,每段語音都可由地址線控制輸出，每125ms為一個地址，由A2~A7六根地址線控制。用戶錄制的語音每一段結(jié)束后芯片自動設(shè)有段結(jié)束標(biāo)志(EOM)，芯片錄滿后設(shè)有溢出標(biāo)志(OVF)，單片機(jī)控制電路按某一段的起始地址進(jìn)行放音操作，遇到段結(jié)束標(biāo)志(EOM)即自動停止放音，單片機(jī)收到段結(jié)束標(biāo)志(EOM)就開始觸發(fā)下一段語音的起始地址。如此控制，可以達(dá)到將很多不同段的語音組合在一起成一句話放音出來，實(shí)現(xiàn)語音的自動組合。

結(jié) 語

本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了家庭語音報(bào)警功能，經(jīng)過多次測試，該系統(tǒng)工作情況穩(wěn)定。用戶可以個性化地通過鍵盤設(shè)置外出、免打擾等不同的模式，實(shí)現(xiàn)語音服務(wù)功能。該報(bào)警系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、新穎等優(yōu)點(diǎn)，適用于家庭使用。