基于单片机的烟雾检测系统,毕业论文 联系客服

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图2-8 AT89C51复位电路

按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。其中电平复位是通过RST端经电阻与电源Vcc接通而实现的。时钟频率选用6MHZ时,C取22uF,Rs取200Ω,RK取1KΩ。

2.6 报警部分

美国 ISD 公司于 2001 年最新推出一种单片 8~20 秒单段语音录放电路 ISD1810,它的基本 结构与 ISD1110、1420完全相同,采用 CMOS 技术,内含振荡器,话筒前置放大,自动增益控制,防混淆滤波器,扬声器驱动及 FLASH 阵列[9]。

一、 主要特性:

(1)使用方便的单片8至20秒语音录放;

(2)外接电阻调整录音时间,高质量,自然的语音还原技术; (3)内置喇叭驱动放大电路;

(4)边沿、电平触发放音 10000次录音周期(典型); (5)自动节电,维持电流0.5uA,3-5v单电源工作;

(6)不耗电信息保存100年(典型值) ,借助专用设备可以批量拷贝。 二、 封装形式:

现在有四种形式的封装供客户选择:

(1)通用的,硬包封双列直插 14脚的 DIP14,字符标记为 ISD1820P; (2)通用的,软包封单列直插 12脚的 COB12,字符标记为 1810COB; (3)录音喊话器及录音门铃专用的,软包封单列直插 10脚的,字符标记

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为 VT8375;

(4)通用的,软包封双列直插 12脚的组件板 M12,字符标记为 ISD1810M。 在此选用的是第3种封装方式如下

图2-9 元件的封装

三、使用操作

电源电压3-5V,在录放模式下,按住 REC 录音按键不放即录音,RECLED 灯会亮起,录音在该组件只需外 加电池、按键、喇叭、话筒即可使用。

松开按键时停止,放音有三种情况:

1、边沿触发放音,按 PE 键一下即将全段语音放出,除非断电或语音结束不能停止放音;

2、电平触发放音,按住 PL 键时即放音,松开按键即停止;

3、循环放音,置循环放音开关闭合,按动 PE 键即开始循环放音,只能断电才能停止。

在直通模式下,直通开关闭合,对话筒说话会从喇叭里扩音播放出来,构成喊话器功能,由于该模式下的话筒放大同时经过AGC 自动增益调节和带通滤波器,其音质比通常的话筒放大器要好很多,而且不会出现喇叭过载的情况。

如果用户不需要直通模式,而且对电路的静态耗电有要求,就可以改变话筒的接入方 式,将话筒下端的偏置电阻接到 RECLED 端,这样,在平时由于 RECLED 端为高电平话筒没有电压电流,整个电路的耗电几乎为零。但这种方式下直通模式不能工作。如果用户只需要电路做放音用,可以在芯片录好音测试无误后,将芯片的 REC 端长期接低电平。取消 REC 按键,这样可以防止意外抹音

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表2-7 工作环境

条件 工作温度 录放音电源电压 地电平 参数 0℃~+50℃ +2.7 ~+4.5V 0V 如果用户想制作变调电路,现在 ISD 芯片也可以了,原来的 ISD 系列芯片的内部时钟固定,几乎不能产生变调效果,而 ISD1820P可以方便的实现,只需要录音和放音时的外部振荡电阻不同就能改变声音的录入和播放速度,详见振荡电阻和取样率表。将 ROSC 端所接的振荡电阻改为电位器可以无级调节语音的快慢,录入的时间越短音质越好,录入的时间越长音质越差。

表2-8 录音采样

Rosc 80KΩ 100KΩ 120KΩ 160KΩ 200KΩ 录放时间 8 10 12 16 20 采样频率 8.0KHZ 6.4KHZ 5.3KHZ 4.0KHZ 3.2KHZ 典型带宽 3.4KHZ 2.6KHZ 2.3KHZ 1.7KHZ 1.3KHZ ISD1820P 的批量拷贝,可以借助 ISD1425 编程拷贝机加 ISD1820P 拷贝模块的方案。用户可以先将需要的语音编程制作在ISD2532或 ISD2560 芯片上,然后即可向 ISD1820P拷贝模块上的芯片拷贝即可,时间长度在模块上事先设定。

2.7 软件系统工作流程

在硬件设计完毕之后,接下来就是设计中最核心和最为主要的软件部分设计。所谓软件设计就是把软件需求变换成软件的具体设计方案(即模块结构)的过程。产品犹如我们人类一样,硬件系统是整个外形,软件系统则是大脑,程序犹如思维。整个系统的工作流程,保证了系统的正常运行;想要充分利用好MCU,就要将其资源按需分配,有条有理,这就需要将MCU的内存详细合理分配,各个单元各尽其责;MCU的端口分配,不仅有助于程序控制,而且对PCB制版大

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有裨益。

2.7.1 工作过程及程序设计

本系统主要分为2个状态:烟雾浓度较低时的正常状态和烟雾浓度较高时的报警状态。

正常状态时,为了能够指示整个系统是在正常工作的,采用绿色LED指示此状态,同时考虑到功耗问题,控制绿色LED一秒钟闪烁一次,定时器T0配合工作;报警状态时,红色有警示作用,所以利用红色LED指示此状态,并使其一直亮着,同时,控制语音芯片放音,通过喇叭音频输出。定时器T0配合工作,报警状态时,若烟雾浓度一直较高,则只报警一次。10秒钟后,若烟雾浓度较低,则恢复正常状态;若烟雾浓度仍较高,则再报警。

图2-10为整个系统工作的主流程。MCU初始化完成了内存清空,端口配置,AD配置,定时、中断设置等操作;AD转换包括通道0、通道1的采样;数据处理包括报警值的滑动滤波、烟雾浓度信号的滑动滤波、有符号增量计算等一系列计算。放音和LED控制由MCU通过I/O口直接控制[10]。

START初始化MCU初始化传感器A/D转换N数据处理是否有烟?Y放音LED显示

图2-10 系统流程图

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