基于AT89S51单片机的红外语音报警系统

基于AT89S51单片机的红外语音报警系统

陈明，乔莹

中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏徐州（221008）

E-mail ：srkuu123@https://www.sodocs.net/doc/4210989548.html,

摘要：目前，矿用电机车的启停制动行驶过程均以电机车司机眼力发现危险信号，再行刹车，在这种纯靠眼力的情形下，不可避免的会出现一定的失误，本设计就是为解决矿用电机车在井下行驶的安全性问题。本文研究设计的是由红外传感器实现人靠近电机车车道之危险信号的检测，并自动语音报警的智能报警系统。当热释电红外传感器检测到有人靠近车道的时候，就会向单片机发出中断请求，再由单片机控制语音芯片播放预先录制好的语音信息，实现语音报警，来通知电机车司机以及路人，以便让他们及时的作出相应措施，减少事故的发生。由于来自红外传感器的信号太弱，故加入了信号放大电路，同时用红外传感信号处理器专用芯片处理来自传感器的信号，继而再传给单片机相应I/O 口。本系统的电源由开关电源采用DC/DC 转换得来。

关键词：电机车；热释电红外传感器；单片机；语音电路；开关电源

中图分类号：TP368.2

1．引言

矿用电机车主要用于井下运输大巷和地面的长距离运输。它相当于铁路运输中的电气机车头，牵引着由矿车或人车组成的列车在轨道上行走，完成对煤炭、矸石、材料、设备、人员的运送。电机车启动前应检查各连接部位的螺栓是否松动，各电气元件绝缘是否良好，各操作手把是否灵活。经检查无异常情况后，发出开车信号，提醒附近人员注意。按所需行进方向，操作控制器上的换向手把，确定机车前进方向。操作控制器上的调速手把，缓慢给出速度，完成启动过程。电机车在行进过程中，随时要根据道路坡度情况和生产运输情况进行调速。调速时，操作控制器上的调速手把向加速或减速的方向转动，直到所需的速度。在调速过程中，应注意观察前方的路面状况及行人情况，防止意外事故发生。

目前矿用电机车的启停制动行驶过程均以机车司机眼力发现情况，再行刹车，以防止意外事故发生。当电机车司机处于疲劳或者开小差时候，纯靠眼力，仍然有可能发生事故。本课题主要研究矿用电机车通过红外检测、语音报警解决其在井下行驶安全性问题。此报警装置利用热释电红外传感器作为探头，进行非接触式远距离检测，将感测到的红外信息转换成电压信号，经过单片机处理，完成语音报警功能。当有人在电机车车道上时，语音报警提醒路人离开，司机减速刹车等以确保路人安全，减少事故的发生。

2．系统总体设计方案

此系统是被动式基于热释电红外智能检测的报警装置[1]。当路人所辐射的红外线通过菲涅尔透镜被聚焦在热释电红外传感器的探测元上时，热释电红外传感器将输出电压信号，然后经信号放大电路放大后送入红外传感信号处理器，经处理后向单片机输出高电平。由单片机控制语音芯片放音警醒路人与机车司机。系统主要由红外采集模块，信号处理模块，MCU 控制模块、语音报警模块组成，见图1。

图1系统构成模块

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各模块所用器件及作用为：(1)红外采集模块：红外检测电路的功能是由热释电红外[2]探头P288来实现。它将数据采集、A/D 转换、比较判断等功能集成于一体。

(2)信号处理模块：由于热释电红外传感器输出的探测信号电压十分微弱（通常仅有1mV 左右），而且是一个变化的信号，同时菲涅尔透镜的作用又使输出信号电压呈脉冲形式（脉冲电压的频率由被测物体的移动速度决定，通常为0.1～10Hz 左右），所以应对热释电红外传感器输出的电压信号进行放大。放大后的信号在送入单片机处理控制之前，采用专用红外传感信号处理器BIS001进行预处理，以供单片机使用。

(3)MCU 控制模块：MCU 控制部分是由单片机AT89S51来实现的。它是整个系统的“心脏”，由它来接收报警信号并控制、协调各功能模块的正常工作。

(4)语音报警模块：语音电路采用美国ISD 公司的高保真录放一体化语音芯片ISD1420及一些附属的电阻，电容和扬声器来完成语音报警功能。

3．系统的硬件设计

3.1红外采集及信号处理模块的设计

3.1.1红外传感器的选择

本设计选用热释电红外传感器P288，其中传感器的D 端接电源正极，G 端接电源负极，S 端为信号输出。热释电红外传感器P288外接12V 电源，内部装有菲涅尔透镜，检测区域为球形，有效警戒距离可达15m ，方向角为85°。

3.1.2信号放大电路的设计

由于热释电红外传感器输出的探测信号电压十分微弱（通常仅有1mV 左右），而且是一个变化的信号，同时菲涅尔透镜的作用又使输出信号电压呈脉冲形式（脉冲电压的频率由被测物体的移动速度决定，通常为0.1～10Hz 左右），所以应对热释电红外传感器输出的电压信号进行放大。经过通用集成运算放大器LM324两级放大后获得足够的增益，输出1O V 信号给专用红外传感信号处理器单元电路。在信号放大之前，先将由传感器P288输出的电压信号通过一个由电阻电容组成的带通滤波器，该滤波器的上限截止频率为16Hz ，下限截止频率为0.16Hz 。

下图图2是由集成运放LM324

构成的信号放大电路。

图2信号放大电路

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3.1.3红外传感信号处理器BIS001硬件电路的设计信号放大器传出的信号经红外传感信号处理器BIS001中的运算放大器OP1前置放大后，由电容耦合给运算放大器OP2进行二级放大，再经由电压比较器COP1和COP2构成的双向鉴幅器处理后，检出有效触发信号去启动延迟时间定时器。输出信号经晶体管Q1后接单片机，供其读取。见下图图3为红外传感信号处理器BIS001

及其外围电路。

图3红外传感信号处理器BIS001及其外围电路

3.2MCU 控制模块设计

在本设计中，我们选用了ATMEL 公司的AT89S51[3]。

时钟电路选用12MHz 石英晶体，考虑电容C1、C2的大小会轻微影响振荡频率的高低、振荡器工作的稳定性、起振的难易程度及温度稳定性，选用30PF 。

复位电路由电阻、电容和按键开关构成，具有上电复位和手动复位的功能。单片机的INT0与红外传感器信号处理芯片BIS001输出的电压信号相连。P0.0～P0.5接ISD14202O V 语音芯片的A2～A7，P0.6接ISD1420语音芯片的/PLAYL ，低电平有效。

下图图4是AT89S51单片机及其外围电路。

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图4AT89S51及其外围电路

3.3语音报警电路的设计

本设计中的语音芯片采用ISD1420[4]语音录放芯片。

3.3.1ISD1420工作原理

录音过程中，ISD1420在进行存储操作之前，要分几个阶段对信号进行调整。首先要输入信号放大到存储电路动态范围的最佳电平，这个阶段由前置放大器、放大器和自动增益控制部分来完成。

前置放大器通过隔直流电容与麦克风连接，隔直流电容用来去掉交流小信号中的直流成份(大约2mV~20mV)。信号的放大分两步完成，先经过输入前置放大器，然后经过固定增益放大器。完成信号的通路要在模拟输出端(ANAOUT)和模拟输入端(ANAIN)两个管脚之间连接一个电容器。自动增益控制电路动态的监控放大器输出的信号电平并发送增益控制电压到前置放大器。前置放大器增益自动调节以便维持进入滤波器的信号为最佳电平，这样录音的信号能得到最高电平又使削波减至最小。可以通过选择连接到AGC 管脚的电阻和电容值来调节描述自动增益电路特性的两个时间常量，即响应时间和释放时间。

下一个阶段的信号调整是由输入滤波器完成的。由于模拟信号的存储仍然是采用取样技术，因此还需要一个抗混淆滤波器以去掉(或至少减到可忽略不计的程度)取样频率1/2以上的输入频率分量。这样就满足了所有数据采集系统都遵循的奈奎斯特取样定律。语音的质量要想优于电话的音质，取样频率要用8KHz 。低通滤波器的高频频限选在3.4KHz ，可满足奈奎斯特取样定律，而且仍有足够宽的频带以得到高音质的语音。滤波器是一个连续时间五极点低通滤波器，在3.4kHZ 每个倍频程衰减40dB 。

信号的调整完成后，将输入波形通过模拟收发器写入模拟存储阵列中。由8KHz 取样时钟取样，并且经过电平移位而产生不挥发写入过程所需要的高电压，同时补偿与Fowler-Nordheim 隧道效应相关的一些实际因素。取样时钟也用于存储阵列的地址译码，以便输入

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信号顺序的写入存储阵列。

放音时，录入的模拟电压在取样时钟的控制下顺序地从存储阵列中读出，恢复成原来的取样波形。输出通道上的平滑滤波器去掉取样频率分量并恢复原始波形，平滑滤波器的输出通过一个模拟多路开关连接到输出功率放大器，两个输出管脚直接驱动扬声器。

3.3.2ISD1420外围电路设计

图5是ISD1420及其外围电路图。因是单端使用，故在输出端和喇叭间接耦合电容。录音采用事先录音方式，按键K按下时录音开始，RECLED引脚端口被置为低电平，此时发光二极管LED被点亮，提示录音开始，当录音结束时，LED熄灭。录音内容为“车来了，请远离车道”，从MIC1直接输入，经MIC和MICREF引脚输入芯片内部的放大器放大，放大后的输出信号从模拟输出端ANA OUT输出，再经0.1uf电容耦合至模拟输入端ANA IN 再一次放大，经放大音频信号从SP+输出推动扬声器发音。ISD1420语音芯片A2～A7接单片机P0口的P0.0～P0.5，/PLAYL接单片机P0.6口，低电平有效，控制放音时间。一旦开始放音，延时10s后停止，等待下次/PLAYL为“0”时再次放音。

图5语音芯片ISD1420及其外围电路

因为ISD1420的驱动能力有限（0.5W），直接接到扬声器上效果不太理想，若接1W 以上的扬声器将发生失真。通常1W以下的扬声器用LM386、D2822、MC34119及TA368等芯片驱动，见图6（以LM386为例）。1W～10W的扬声器用TDA2003、LA4440芯片驱动，见图7（以TDA2003为例）。

图6选用LM386为扬声器驱动芯片的电路

图7选用TDA2003为扬声器驱动芯片的电路

本设计中采用图7所示电路，以期音响喇叭音量足够大，提醒机车司机、行人。

当在一定情况下所需喇叭功率比较大时，可采用下图图8所示电路联接，可达到高响度音响效果。

图8高响度语音电路设计

3.4电源模块的设计

矿用电机车按其工作电源来源可分为架线式电机车和蓄电池式电机车。为电机车提供牵引力的电源是直流电，架线式电机车电压为250V ～120V ，蓄电池式电机车电压约为110V 。

3.4.1系统电源分析

本设计所涉及到器件的工作电压见下表表1。

从中分析可知道本系统工作电压集中在12V 和5V ，而电机车的工作电压约为110DCV~250DCV 。表1系统涉及到的器件工作电压分析

3.4.2开关电源的选择从开关电源[5]变换电压前后直交流可分为AC/DC 和

DC/DC 两大类，DC/DC 变换器现在已经实现模块化，且

设计技术及生产工艺在国内外均已经成熟和标准化，并已

得到用户的认可，但AC/DC 的模块化，因其自身的特性

使得在模块化的过程中，遇到较为复杂的技术和工艺制造

问题。不管是架线式电机车还是蓄电池式电机车，提供的

都是直流电，那么可以给系统提供供电电源的也就是直流

电，自此，只能利用开关电源DC/DC 转换器转换。图9工矿电机车电源本设计选用沈阳新阳光机电科技有限公司的电源设备产品之工矿电机车电源，见图9。

器件所属系统模块器件名称器件典型工作电压（V ）

红外采集模块

P28812信号处理模块

LM3245BIS0015主控制器

AT89S515语音电路

ISD14205功放模块

LM3865TDA200312

如此，可以从牵引电力网或者蓄电池处获得12V电压，作为系统电源使用。本设计采用LM2575可以将12V转换成5V供系统使用，电路图见下图图10。

图10采用LM2575使得12V转化为5V电路图

在利用LM2575设计电路时，应注意以下几点：

(1)电感的选择

应根据输出的电压档次、最大输入电压(MAX)、最大负载电流(MAX)等参数选择电感。

(2)输入输出电容的选择

输入电容应大于47μF，并要求尽量靠近电路。而输出电容推荐使用的电容量为100μF-470μF，其耐压值应大于额定输出的1.5-2倍。对于5V电压输出，推荐使用耐压值为16V 的电容。

(3)二极管的选择

二极管的额定电流值应大于最大负载电流的1.2倍，但考虑到负载短路的情况，二极管的额定电流值应大于LM2575的最大电流限制；另外二极管的反向电压应大于最大输入电压的1.25倍。

4.系统的软件设计

系统放音程序流程图下图图11。单片机AT89S51接收来自红外传感器信号的中断，启动语音芯片ISD1420报警。

图11系统软件流程图

5．系统的抗干扰措施

本系统运用在矿用电机车上，井下工作环境较恶劣，易受到各种干扰的侵犯。根据其来源不同，主要有空间干扰（通过电磁辐射进入）、过程通道干扰（通过与自动报警器相连的前向和后向通道进入）、供电系统干扰以及印制板与电路间产生的相互干扰。所以在设计上，应该采取必要的措施，免除和减小各种不良因素对系统的影响和损害，从而提高系统的稳定性和可靠性。

本系统在硬件设计过程中，主要考虑采取以下几个硬件方面的措施来提高系统的抗干扰能力：

(1)对于空间辐射干扰的抑制，主要解决办法是屏蔽。静电屏蔽使用导体材料即可。为达到电磁屏蔽的目的，可以把控制系统安装在用铁板做成的封闭机箱内，来屏蔽外部静电和电磁场的干扰。

(2)设计印制电路板时，合理布线，力求将系统中各元件之间、电路之间可能产生的不利影响限制在最低程度：

●元件排列及信号走线尽量有序，短直，简洁，避免相邻电路相互影响。

●尽量避免过长的平行走线，减少布线的分布电容。

●接地线尽量加宽以减少接地电阻，并解决好接地点问题。

●避免印制电路形成环路接受噪声形成干扰。

(3)电源的设计将强弱电严格分开，不把它们设计在一块电路板上，电源线的走向尽量与数据传递的方向一致。在印制电路板的各个关键部位配置去藕电容，电源输入端跨接10pF

的电解电容。每片集成电路电源的引脚上并接0.01pF高频电容。对于抗噪声能力弱、关断时电流变化大的器件或集成块，应在芯片的电源线（VCC）和地线（GND）间直接接入0.01pF 去耦电容。

(4)电路中不使用的输入端不允许悬空，否则会引起逻辑电平不正常。根据实际情况，将多余的输入端与正电源或地相接。实践表明，元器件的质量对系统影响很大。应选择正品元器件。使用前还要进行必要的筛选。对于接插件，应选择抗震性能好，接合可靠，防松的接插件。

另外，因为本系统中用到开关电源，故要考虑到开关电源的电磁兼容性问题。电磁兼容性的解决方法：从电磁兼容的三要素讲，要解决开关电源的电磁兼容性问题，可从三个方面入手：第一，减小骚扰源产生的骚扰信号；第二，切断骚扰信号的传播途径；第三，增强受骚扰体的抗骚扰能力。在解决开关电源内部的兼容性时，可以综合利用上述三个方法，以成本效益比及实施的难易性为前提。因而，开关电源产生的对外骚扰，如电源线谐波电流、电源线传导骚扰、电磁场辐射骚扰等只能用减小骚扰源的方法来解决。一方面，可以增强输入/输出滤波电路的设计，改善APFC电路的性能，减小开关管及整流、续流二极管的电压、电流变化率，采用各种软开关电路拓扑及控制方式等；另一方面，加强机壳的屏蔽效果，改善机壳的缝隙泄漏，并进行良好的接地处理。而对外部的抗骚扰能力（如浪涌、雷击）应优化交流电输入及直流输出端口的防雷能力。通常，对1.2/50开路电压及8/20短路电流的组合雷击波形，因能量较小，通常采用氧化锌压敏电阻与气体方电管等的组合方法来解决。对于静电放电，通常在通信端口及控制端口的小信号电路中，采用TVS管及相应的接地保护、加大小信号电路与机壳等的电距离来解决或选用具有抗静电骚扰的器件。快速瞬变信号含有很宽的频谱，很容易以共模的方式传入控制电路内，采用与防静电相同的方法并减小共模电感的分布电容、加强输入电路的共模信号滤波（加共模电容或插入损耗型的铁氧体磁环等）来提高系统的抗扰性能。

减小开关电源的内部骚扰，实现其自身的电磁兼容性，提高开关电源的稳定性及可靠性，应从以下几个方面入手：①注意数字电路与模块电路PCB布线的正确分区；②数字电路与模拟电路电源的去耦；③数字电路与模拟电路单点接地、大电流电路与小电流特别是电流电压取样电路的单点接地以减小共阻骚扰，减小地环地影响，布线时注意相邻线间的间距及信号性质，避免产生串扰，减小输出整流回路及续流二极管回路与支流滤波电路所包围的面积，减小变压器的漏电、滤波电感的分布电容，运用谐振频率高的滤波电容器等。

6．总结

基于AT89S51单片机的红外语音报警系统基本上完成了预期的功能。本系统具有可行性与现实研究意义。

参考文献

[1]杨波，陈忧先.热释电红外传感器的原理和应用.仪表技术.2008，(6)：66-68

[2]孟祥忠，宋宝业，许琳.热释电红外传感器及其典型应用.仪器仪表用户.2007，(4)：42-43

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[4]贺忠海，倪勇等．语音芯片ISD及其应用[J]．电子与自动化．2000，(2)：38-40．

[5]王学智．开关电源的原理和发展趋势[J]．科技信息，2007，(11)：18-21

I nfrared Voice Alarm System B ased on AT89C2051

MCU

Chen Ming,Qiao Ying

School of Information and Electrical Engineering,CUMT,Xuzhou,(221008)

Abstract

At present,electrical locomotive’s starting and braking in the running is determined by the motorman’s eyes.In this case of purely eyes,there will be some unavoidable failure.This paper is to solve the security issue of electrical locomotive’s running under the ground.

In this paper,we have researched and designed a kind of intelligent alarm system which can play phonetic information automaticly.Pyroelectric infrared sensor is used for dectecting whether someone is close to the road of the electrical locomotive.When Pyroelectric infrared sensor has detected any abnormality signals that someone is coming to the car road,an interrupt request will be sent to the MCU.Next the MCU control phonetic circuit to play the phonetic information which has been recorded beforehand,to tell the motorman and passerbyes of the emergency which has occurred, so that they can take corresponding step on time to abatement accident.As the signal from the infrared sensor is too weak,so we introduce the signal magnified circuit and dispose it with special CMOS chip,then the signal is sent to the interface of MCU.The power of this system is supplied by DC/DC with switching power supply.

Keywords:electrical locomotive;pyroelectric infrared sensor;MCU;phonetic circuit; switching power supply

单片机试题库分章节答案解析(C语言)

第1部分单片机概述及数学基础 一、填空题 1、十进制255的二进制是11111111，十六进制是FF 。 2、单片机是将CPU、存储器、特殊功能寄存器、定时/计数器和输入/输出接口电路、以及相互连接的总线等集成在一块芯片上。 3、十进制127的二进制是 1111111，十六进制是7F。 4、+59的原码是 00111011，-59的补码是11000101。 5、十进制数100转换为二进制数是1100100；十六进制数100转换为十进制数是256。 6、十进制数40转换为二进制数是101000；二进制数10.10转换为十进制数是 2. 5。 7、十进制99的二进制是 1100 011，十六进制是63。 二、判断题 （×） 1、AT89S51是一种高性能的16位单片机。8位机 （×） 2、有符号正数的符号位是用1表示的。 三、选择题 （）1、计算机中最常用的字符信息编码是（ A） A. ASCII B.BCD码 C. 余3码 D. 循环码 四、简答题 1、何谓单片机？单片机与一般微型计算机相比，具有哪些特点？ 第2部分 51单片机硬件结构、存储系统及

I/O接口 一、填空题 1、AT89S51单片机共有 4 个8位的并行I/O口，其中既可用作地址/数据口，又可用作一般的I/O口的是P0。 2、若采用12MHz的晶振，则MCS-51单片机的振荡周期为__1/12 μS__ ，机器周期为____1μS __。 3、AT89S51单片机字长是___8___位，有___40根引脚。 4．89S51单片机是 8位单片机，其PC计数器是16位。 5．若单片机使用的晶振频率是6MHz,那么一个振荡周期是1/6μS，一个机器周期是2μSμS。 6．89S51单片机是+5 V供电的。4.0-5.5V 7．堆栈是内部数据RAM区中，数据按先进后出的原则出入栈的。8．MSC－51系列单片机具有 4 个并行输入/输出端口，其中＿P0＿口是一个两用接口，它可分时输出外部存储器的低八位地址和传送数据，而＿P1＿＿口是一个专供用户使用的I／O口，常用于第二功能的是P3 口。 9．当单片机系统进行存储器扩展时，用P2口的作为地址总线的高八位，用P0作为地址总线的低八位。 10．半导体存储器分为＿＿＿ROM＿＿＿和＿＿RAM＿＿两大类，其中前者具有非易失性（即掉电后仍能保存信息），因而一般用来存放系统程序，而后者具有易失性，因而一般用来存放经常变动的用户程序．中间结果等。 11．MCS-51系列单片机对外部数据存储器是采用＿DPTR＿＿＿作为指针的，其字长为＿16＿＿位，因而可寻址的数据存储器的最大空间为＿64K＿字节。

单片机实验报告简易报警器

简易报警器 一、本次根据单片机课程设计题目与要求，我选择的是设计一个简易报警器。 二、课程设计要求：自制一个单片机最小系统，包括串口下载、复位电路，采用两路外部中断输入门禁和红外探测两路信号（采用两个小按键模拟），中断信号输入后能将报警信息在四位一体数码管上显示，并输出声光报警信号。 三、设计所需的硬件：的无极性电容五个；10uF的极性电容两个；发光二极管两个；三极管9013四个；千欧的排阻一个；100,1k,10k 的电阻若干；芯片插座若干；的晶振一个；单片机STC89C54RD芯片一块；MAX232串口芯片一块；导线若干； 四、课程设计要求是用按键红外探测和输入门禁。但是由于实验室设备的条件，我采用的是红绿两个二极管代替红外探测的发光显示和输入门禁的报警装置。 五、总体设计思想

六、晶振电路 振荡器是数字钟的核心。振荡器的稳定度及频率的精确度决定了数字钟计时的准确程度，通常选用石英晶体构成振荡器电路。石英晶体振荡器的作用是产生时间标准信号。因此，一般采用石英晶体振荡器经过分频得到这一时间脉冲信号。 七、按键模块

鉴于使用中断电路会增加硬件电路的复杂度，本电路采用独立按键的方法，只需在程序中加入扫描程序即可。其中接按键光标移位，接按键时间加数，接按键时间减数，接按键模拟红外探测，接按键模拟输入门禁，。 九、SPEAKER电路 报警器装置的原理就是利用出来的高低电平交换使得扬声器发出声音。但是由于实验室的器材有限，所以我们改用了发光二极管来代替SPEAKER电路。

十、实验仿真程序如下： #include <> #include <> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int uchar code table_data[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f, 0x00}; uchar code table_select[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}; uchar table_buffer[]={0,0}; uchar count0,count1; sbit LEDREDCON=P0^0; sbit LEDGREENCON=P0^1; sbit spe=P0^2; sbit Kint0=P3^2;

at89s51单片机试题

一、填空题（37 分） 1. AT89S51单片机芯片共有40个引脚，MCS-51系列单片机为8位单片机。 2. AT89S51的异步通信口为全双工（单工/半双工/全双工）, 3. AT89S51内部数据存储器的地址范围是00H-7FH,位地址空间的字节地址范围是20H-2FH, 对应的位地址范围是00H-7FH,外部数据存储器的最大可扩展容量是 64K字节。 4. 单片机也可称为微控制器—或嵌入式控制器。 5. 当MCS-51执行MOVC A @A+P指令时，伴随着 PSEN控制信号有效。 6. 当单片机复位时PS辟00 H,这时当前的工作寄存器区是_____________________ 0区， R4所对应的存储单元地址为04 Ho 7. MCS-51系列单片机指令系统的寻址方式有—寄存器寻址、直接寻址、寄存器间接寻址、立即寻址、基址加变址、位寻址。（相对寻址也可） 8. 51系列单片机的典型芯片分别为AT89S51 > 8031、AT89C51 o 9. AT89S51的 P3 口为双功能口； 10. 由AT89S51组成的单片机系统在工作时，EA*引脚应该接—地（或0）; 11. AT89S51外部程序存储器的最大可扩展容量是64K ，其地址范围是 0000H - FFFFH。ROMS片2764的容量是 _8 KB，若其首地址为 0000H,则其末地址 1FFFH。 12. AT89S51的中断源有夕卜中断0, T0 ，外中断1，T1，串行口，有_2个中断优先级。 13. AT89S51唯一的一条16位数据传送指令为MOV DPTR data16。 14. LJMP 的跳转范围是64K, AJMP的跳转范围是2K B, SJMP的跳转范围是土128 B （或256B）。 15. 若A中的内容为68H,那么P标志位为 1 o 二、简答题（13分） 1. 采用6MHZ勺晶振，定时2ms用定时器方式1时的初值应为多少？（请给出计算过程）（6 分）答： （1） Ts=2us （216 —X）x 2us=2ms 从而X= 64536 .......... 4分 ⑵ 64536 = FC18H .......... 2 分 2. AT89S51外扩的程序存储器和数据存储器可以有相同的地址空间，但不会发生数据冲突, 为什么？（ 4分） 答：

(完整版)基于单片机的红外报警器的设计

微机原理与单片机系统课程设计 专 班 姓 名: 学 兰州交通大学自动化与电气工程学院 2014 年 12 月 31 日

基于51单片机的红外防盗报警器的设计 1设计说明 1.1设计目的 该设计以单片机AT89C51芯片为核心，加上必要的外围电路，构成了一个基于单片机的红外线防盗报警器。功能主要通过软件编程来实现，降低了硬件电路的复杂性和制作成本。此外，设计中所采用的红外线是不可见光，有很强的隐蔽性和保密性，以满足现代人们住宅防盗的需要。 1.2设计要求 该设计要求当热释电红外线传感器探测到人体辐射的红外线时，单片机控制电路启动声光报警并显示报警次数。此外，用户还可以设定报警时间并手动解除报警。 1.3设计方法 该设计以AT89C51单片机为核心，由时钟电路、复位电路、外部触发电路、报警时间选择电路、声光报警电路、报警次数显示电路和中断报警电路共同组成报警系统。系统具有显示报警次数，设定报警时间，手动解除报警的功能。 2设计方案及原理 2.1设计方案简述 该设计使用AT89C51单片机芯片控制电路，通过热释电红外传感器采集外部触发信号，采用7段LED数码管显示报警次数，采用蜂鸣器和红色发光二极管实现声光报警，手动解除报警功能由单片机外部中断实现，报警时间由单片机内部定时器实现。 2.2热释电红外传感器简单介绍 热释电红外线(PIR)传感器是80年代发展起来的一种新型高灵敏度探测元件。是一种能检测人体发射的红外线而输出电信号的传感器，它能组成防入侵报警器或各种自动化节能装置。它能以非接触形式检测出人体辐射的红外线能量的变化，并将其转换成电压信号输出。将这个电压信号加以放大，便可驱动各种控制电路。 2.3 PIR的原理特性 热释电红外线传感器主要是由一种高热电系数制成的探测元件，在每个探测器内装入一个或两个探测元件，并将两个探测元件以反极性串联，以抑制由于自

基于51单片机的语音控制系统

2009年第1期 TIANJIN SCIENCE&TECHNOLOGY 0引言 目前基于单片微机的语音系统的应用越来越广泛，如电 脑语音钟、语音型数字万用表、手机话费查询系统、排队机、监控系统语音报警以及公共汽车报站器等等。本文主要介绍用Flas h 单片机AT89C51和录放时间达60s 的数码语音芯片ISD2560设计的一套智能语音录放系统。ISD2560是ISD 系列单片语音录放集成电路的一种，这是一种永久记忆型语音录放电路，录音时间为60s ，可重复录放10万次。该芯片采用多电平直接模拟量存储专利技术，每个采样值可直接存储在片内单个EEPROM 单元中，因此能够非常真实、自然地再现语音、 音乐、音调和效果声，从而避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和“金属声”。此外，ISD2560还省去了A/D 和D/A 转换器。其集成度较高，内部包括前置放大器、内部时钟、定时器、采样时钟、滤波器、自动增益控制、逻辑控制、模拟收发器、解码器和480K 字节的EEPROM 。ISD2560内部EEPROM 存储单元均匀分为600行，有600个地址单元，每个地址单元指向其中一行，每一个地址单元的地址分辨率为100ms 。此外，ISD2560还具备微控制器所需的控制接口。通过操纵地址和控制线可完成不同的任务，以实现复杂的信息处理功能，如信息的组合、连接、设定固定的信息段和信息管理等。 1方案设计 自动控制是单片机应用的一个重要领域，在自动控制领 域中，除数字量之外，经常会遇到一种物理量，即模拟量，而声音就是一种模拟量。由于单片机只能处理数字量的转换，因此计算机系统中凡遇到有模拟量的地方，就需要进行模拟量向数字量或数字量向模拟量转换，伴随而来的就出现了单片机的A/D 、D/A 转换的接口问题，虽然这些接口都已集成化，体积小，功耗低，并能方便地与单片机连接，但在转换之后仍然有一定程度的误差，特别是对语音的转换，有明显的失真。因此，使语音能得到更好的还原是方案选择的最终出发点。 图1 方案原理框图 方案中采用了一片ISD2560语音芯片（如图1所示），这种突破性的EEPROM 存储方法可以将模拟语音数据直接写入单个存储单元，不需要经过A/D 或D/A 转换。这种技术产生了2个效果： 比同等的数字方式具有更大的集成度；存储的模拟数据不挥发，而且它具有高质量、自然的语音还原技术。语音芯片的控制采用的是89C51单片机，实现分段存储，本设计实现的是3段录音，由于ISD2560总录放时间是60s ，所以每段的录音时间是20s 。 这一方案的特点：能进行在现场的录音，随录随放，修改语音方便；修改录音内容时，可以通过更改软件程序，从其中任意一段开始修改其后的所有录音内容，不必从第一段开始全部修改；分段灵活，单片ISD 可分1～600个段，若多片级联还可更多，各个录音段的长度任意，只要总录音时间在所用器件的总时间之内即可；价格便宜，录制语音时，只需用软件立即可得到各段的地址进行录音，不需专用的设备。 2 电路设计 2.1 硬件电路设计 图2为AT89C51与ISD2560连接框图，语音芯片的低8 位地址与P0口相连，并有P0口给ISD2560录/放音的初始地址。 图3是89C51单片机的外围电路，用的是12M 晶振，即一个机器周期是1us ，采用的是按键复位方式，复位之后，录音或放音都是从第一段开始。 贾强（天津现代职业技术学院天津300222） 基于51单片机的语音控制系统 【摘要】介绍了由Flash 单片机AT89C51及数码语音芯片ISD2560组成的语音系统，设计出了系统的硬件电路。实现了语音的分段录取、组合回放，通过软件的修改还可以实现整段录取，循环播放，而且不必使用专门的ISD 语音开发设备。ISD2560不需要A/D 和D/A 转换， 并且集成度高，能实现复杂的信息处理功能，真实的再现语音。【关键词】AT89C51ISD2560分段录音组合回放 收稿日期：2009-01-09 创新技术 36

AT89C51单片机复习题答案(原创)

单片机综合实验总复习题 ———（yuanchuang：mei、fang）1(a)、程序文件名有什么规定？ 答：文件名不能用中文，只能用英文字符、下划线及数字作为文件名，其字符总数不能大于8。 将试验箱与计算机联通有哪些操作步骤？连接失败如何处理 答：复位、编译、调试、运行；重新复位。 1、（b）程序在运行时出现下面提示，要消除提 示框应如何操作？ 2、IN6接模拟量，Y4接地址线，写出启动0809进行A/D转换及读入数据的指令 MOV A,#6 MOV DPTR,#0C000H MOVX @DPTR,A MOVX A,@DPTR (注：8个地址线：Y0——8000H Y7——F000H) 3、欲将8255PA、PB口设为输入（方式0），PC口设为输出，写出相关指令。 MOV DPTR ,#0FF2BH MOV A,,#92H MOVX @DPTR,A 4、已知0809参考电压为5V，输入的模拟电压为3.5V，经A/D转换后，对应的数字量是多少？ B3H 5、已知00H~FFH对应的0832输出模拟量是 -5V~+5V，若要输出2.5V，写出相应指令。（0832片选端接Y4）。 MOV DPTR ,#0C000H MOV A,#0C0H MOVX @DPTR,A 6、用定时/计数器1延时277.1ms，写出其初始化程序。 MOV TMOD ,#10H MOV TH1，#0C9H MOV TL1，#0E1H MOV R0，#10 SETB EA SETA ET1 SETB TR1 7、编写出软件延时270ms的延时子程序（6mhz晶振） DELAY:MOV R6,#27 DELAY1:MOV R6,#10 DELAY2:MOV R7,#250 DJNZ R7,$ DJNZ R6,DELAY2 DYNZ R5,DELAY1 RET ?8、a、计算下列延时子程序的延时时间。 DELAY: MOV R0, #0 1 DEL: NOP 1 NOP 1 DJNZ R0, DEL 2 RET 2 （1+256*4+2）*2us=2.05ms 9、欲在数码管上显示“－5”，写出相应程序指令。 ORG 0000H AJMP START ORG 0030H START:MOV SCON,#00H MOV SBUF,#0B6H MOV R6,#5 DJNZ R6,$ MOV SBUF,#02H END 10、每0.331s读一次开关，当开关K=0时在数码管 上显示片外7003H单元的数据，K=1时显示片内10H单元的数据。用定时器定时。 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 001BH AJMP IN_T0

智能语音防漏水报警系统,告警自动播报

智能语音防漏水报警系统，告警自动播报 智能语音防漏水报警系统实现历史存储、告警分析、语音播报、信息管理的功能，让漏水、渗水、积水等人力难及时管理的环境问题得到有效地监控，对设备错综复杂的机房、电站以及面积大的库房、档案馆等场所起到较好的保护，有效降低、防范因为漏水导致的损失。 【需求分析】 漏水问题影响的领域是很多的，比如机房，机房内设备种类繁多，要是隐秘的位置出现漏水，就难以快速发送，如果是网络设备、供电设备有雨水、管道水等漏水问题发生时，会造成重要数据丢失、电源短路起火等问题。 而在配电房中有着各种高压、低压设备，一出现环境漏水，容易出现漏电、火灾甚至爆炸！ 此外漏水还会引起空气潮湿，如果是在档案馆中，则会破坏纸质材料的结构，引起腐烂、粘结等严重后果。 由此可见漏水带来的危害是比较大的，一旦出现就会给企业造成难以挽回的经济损失。 【系统简述】 智能语音防漏水报警系统是基于区域漏水检测绳、区域漏水控制器、报警控制模块、动环主机等设备而构成。 通过现场的硬件设备实时采集、传输、汇总到动环主机当中分析、处理，当发生漏水、渗液时，能通过电话拨打、多媒体语音等方式通知用户，准确告知漏水的信息。

该系统有着响应快、功能强、灵活部署、使用方便的优势。 【使用领域】 数据机房、计算机机房、铁塔通信基站、三大运营商基站、金融机房、证券机房、大学图书馆、工厂仓库、物流仓库、原材料库房、制药实验室、政府档案馆、博物馆等。 【应用价值】 1、电磁隔离技术，耐腐蚀、氧化，稳定性、精确度高，寿命长，短期投入，长期使用。 2、漏水事件快速响应，减少经济损失，保障设备、物质安全。 智能语音防漏水报警系统有着优良的监控性能，一监测到漏水问题，只需1秒钟就能传出告警，对有着高标准的环境管理要求的场所来说是很有用的助手，确保了机房、配电室、仓库等场所的环境处于稳定状态。

基于单片机的红外感应报警系统设计

1系统设计的目的意义 1.1 目的 报警器在现实生活中应用非常的广泛，家庭防盗，汽车安全防盗，企业内部安全保障，特别是金融行业等。一般传统式的报警器采用机械式的，如压电式报警器，当有入侵者将压力施加与压电传感器时，机械能在压电传感器中转化为电能，通过放大电路，将信号方法，从而带动发声报警装置，这类报警装置通过物体的接触实现信息的采集，容易被发现，隐蔽性能差，容易遭到破坏，而且传统式的报警器使用寿命短，造成不必要的经济浪费。本次设计目的在于设计以红外传感器为基础的红外线传感器，红外线是一种不可见的光，任何物体都会发出红外线，所以其隐蔽性能非常的好。如果采用被动式的红外探测，只需要将红外传感器远探测人体发射的红外线，探测装置无需与被测物体直接接触，就可以感受到入侵者的进入。本设计就才用被动式红外探测的方式，当有入侵者入侵时候，红外探测头会感受到人体发出的红外信号的变化，通过放大电路，将红外传感器中微小的电信号进行放大，并将信号输入到单片机中，单片机中的程序将传感器发送来的信号做处理并发送到光报警系统和声音报警系统中，光报警系统在接受到信号后，红灯亮10S，声音报警系统在接收到信号后，扬声器响10S，当10后，单片机重新检测是否还有红外传感器发送来的信号，如果还有，声光报警系统将继续工作。通过中断系统，可以实现声光报警系统在10S内暂停。这样就可以方便的控制报警系统的中断了。 1.2 国内外进展情况 红外线报警器是紧跟着光敏传感器和物体的红外效应而出现的。美国军方是最早使用红外探测技术的国家，上世纪美国军方研制出以主动红外方式导引的精确制导炸弹，这可能是红外探测物体最早应用的实例。我国发展红外报警系统的时间起步比较晚，直到上世纪末才出现对红外报警系统的研究。但是这并没有阻碍我国红外技术的进步，从

基于单片机的报警系统

毕业设计 热释电人体感应红外报警器设计制作 学生学号：141101043 141101066 学生姓名：张飞鹏白堆兑 导师姓名：杜娟 班级机电一体化（2）班专业名称机电一体化提交日期年月日答辩日期年月日 年月

摘要 热释电红外传感器，它的制作简单、成本低、安装比较方便，而且防盗性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现，便于多用户统一管理。本设计包括硬件和软件设计两个部分。硬件部分包括单片机控制模块、红外探头模块、驱动执行报警模块、LED控制模块等部分组成。处理器采用51系列单片机AT89C51，程序使用C语言编写。 关键字：热释电红外传感器、AT89C51、红外线.

目录 一、引言 (1) 二、设计任务分析 (1) 三、技术方案的详细设计（实施） (2) （一）本系统的设计方案 (2) 1.系统概述 (2) （二）硬件电路设计 (2) （三）单片机部分 (8) 1.AT89C51单片机简介 (10) 2.单片机最小系统 (11) 3.按键部分电路 (11) 4.报警电路 (12) 5.红外感应部分 (13) 6.主程序工作流程图 (13) 四、调试及调试中遇到的问题 (14) 五、总结评价 (15) 致谢 (16) 参考文献 (17) 附件一：总体原理图设计 (22) 附件二：实物图 (23) 附件三：程序源代码 (23)

一、引言 随着科技的提高，电子电器飞速发展，人民生活水平有了很大提高。各种高档家电和贵重物品为许多家庭所拥有。然而一些不法分子也越来越多。这点就是因为不法分子看到了大部分人防盗意识不够强所造成的结果。因此越来越多的居民家庭对财产安全问题十分担忧。报警系统这时为人们解决了大部分问题。但是市场上的报警系统大部分是适用于一些大公司的重要机构。其价格昂贵，使普通家庭难以承受。如果设计一种价格低廉，性能可靠、智能化的报警系统，必将在私人财产的防盗领域起到巨大作用。由于红外线是不可见光，隐蔽性能良好，因此在防盗、警戒等安保装置中被广泛应用。而本设计的电路包括硬件和软件两个部分。硬件部分包括红外感应部分与单片机控制部分，整个系统电路可划分为：电源部分、传感器模块部分、单片机控制电路，而单片机控制由最小系统和指示灯电路、报警电路等子模块组成。主要工作由热释电红外感应器完成信息采集、处理、数据传送经过单片机功能设定到达报警模块这一过程。就此设计的核心模块来说，单片机就是设计的中心单元。单片机应用系统也是由硬件和软件组成。硬件包括单片机、输入/输出设备、以及外围应用电路等组成的系统，软件是主要是工作的程序通过编写程序来控制输入的信号。 二、设计任务分析 1.该设计包括硬件和软件设计两个部分。模块划分为数据采集、按键设定、报警等。 2.本红外线防盗报警系统由热释电红外传感器、蜂鸣器、单片机控制电路、LED指示电路及软件组成。 3.系统可实现功能。当人员外出时，可把报警系统设置在外出布防状态，探测器工作起来,当有人闯入时，热释电红外传感器将探测到动作，设置在监测点上的红外探头将人体辐射的红外光谱变换成电信号，红外热释电模块送出TTL 电平至AT89C51单片机，经单片机处理运算后驱动执行报警电路使警号发声。

AT89S51单片机期末考试复习资料

单片机复习资料 一、填空题 1. 80C51的Po 口作为输出端口时，每位能驱动_8 ________ 个SL型TTL负载。 2. 当80C51引脚ALE _______ 信号有效时,表示从Po 口稳定地送出了低8位地址。 3. 一个机器周期等于_6 _____ 个状态周期，振荡脉冲2分频后产生的时钟信号的周期定 义为状态周期。 4. 在80C51单片机内部RAM中字节地址范围是20H ~ 2FH的区域称为位寻址区，而 字节地址范围是30H ~ 7FH的一段区域称为通用RAM区____________ 。 5. 80C51系列单片机内部数据存储器，即内RAM中位寻址区的地址范围是20H~2FH 工作寄存器区的地址范围是00H“FH。内ROM中寻址区的地址范围是 OOOOH~OFFFH _______ 。 6. 80C51有__4_________ 个并行1\0 口,其中P0~P3是准双向口，所以由输出转输入时必 须先写入_J ____________ 。 7. 80C51串行接口有4种工作方式，这可在初始化程序中用软件填写特殊功能寄存器_ SCON _______ 加以选择。 8. 若不使用80C51片内存器引脚_EA _________ 必须接地。 9. 80C51的堆栈是软件填写堆栈指针临时在片内RAM 内开辟的区域。 10. 80C51有4组工作寄存器，它们的地址范围是00H7FH 。 11. 80C51片内20H~2FH 范围内的数据存储器，既可以字节寻址又可以位寻址。 12. 计算机的系统总线有数据总线、地址总线、控制总线。 13. 80C51在物理有_4 ______ 个独立的存储空间。 14. 程序状态标志字寄存器PSW中的PSW.7的含义是进/借位标志；PSW.0的含义是_ 奇偶标志位。 15. 通常单片机上电复位时PC= 0000H SP= 07H,通用寄存器采用第0组，这一 组寄存器的地址范围是从00H?07H。 16. 单片机的存储器设计采用哈佛结构，它的特点是将程序存储器空间和数据存储器空间在 物理上截然分开，分别寻址 ___________ 。 17. 单片机系统的复位方式有上电复位和手动按键复位两种。 18. 80C51单片机的内部硬件结构包括了：运算器、控制器、存储器、和寄存 器—以及并行I/O 口、串行口、中断控制系统、时钟电路、位处理器等部件，这些部件通过总线相连接。 19. 80C51单片机的P0~P3 口均是准双向I/O 口，其中的P0 口和P2 口除了可以进行数 据的输入、输出外，通常还用来构建系统的地址线和数据线。 20. 80C51单片机的时钟电路包括两部分内容，即芯片内的振荡器___________ 和芯片外跨接的 晶振与电容。 二、判断题 1. 程序存储器和数据存储器的作用不同，程序存储器一般用存放数据表格和程序，而数据 存储器一般用来存放数据。（对） 2. 80C51的特殊功能寄存器分布在60H~80H（80~FFH地址范围内。（错） 3. 8051单片机的P0 口既可以做数据口线又可以做为地址口线。（对）

智能语音报警论文正文..

毕业设计论文课题：智能语音拨号报警系统 Intelligent anti-theft alarm system 学院：物理与信息工程学院 专业：电子信息工程（光电信息工程）姓名：程剑 学号：200507303133 指导教师：李建民 2009年5月

摘要 本文主要介绍了语音拨号报警系统的组成及其工作原理。重点是如何实现在有危险情况，如火灾、非法入室、视频丢失等时实现语音拨号报警功能。使用AT89C51单片机为核心，利用MT8880，模拟开关芯片CD4067，可编程并行接口芯片8255等芯片制作成了可广泛用于各种对安防要求较高的场合, 如智能楼宇、商场、银行和工厂等的智能语音拨号报警系统。系统自动化程度高、适用性强、功能灵活多样，可广泛应用于商店现代化。 关键词: 单片机自动拨号语音芯片信号音检测

Abstract This paper mainly introduces the voice dial-up warning system and its working principle. Focus on how to achieve in a hazardous situation, such as fires, illegal entry, video loss alarm when the voice dialing function. AT89C51 single-chip microcomputer used as the core, the use of MT8880, analog switch chip CD4067, programmable 8255 parallel interface chip such as chip production has become widely used for a variety of occasions, high security requirements, such as intelligent buildings, shopping malls, banks and factories, such as the intelligent voice dialing alarm system. A high degree of automation systems, the application of strong, flexible and diverse functions, can be widely used in modern shops Key words：Single-chip；automatic dial-up voice sound chip；signal detection

单片机控制红外线防盗报警器电路设计

单片机控制红外线防盗报警器 一、硬件电路 电路原理图如图1所示。可将该电路分为以下三个部分。 用当今最流行的A T89C2051单片机控制，体积小，成本低；用红外线收发管进行检测，安装隐蔽，不易被发现；探测信号采用脉冲信号，节能且抗干扰；当有人试图闯入室内时，能自动进行声光报警。现将该报警器原理介绍如下，供广大单片机爱好者参考。 1、单片机系统。U1为A T89C2051单片机。C1，R0，R1和复位按钮RESET组成手动电平复位和上电自动复位电路；C2，C3以及晶振JT1组成时钟电路；C4，C5为+5V电源滤波电容。U2为CMOS6反相器CC4069，起驱动作用。VD1~VD6为红外发射管，其负极端接与P1口，P1口设置为输出状态，当P1口为“0”时，VD1~VD6发红外光。VD7~VD12为红外接收管，当接收到红外光时导通，+5V电源通过VD7~VD12加到反相器CC4069的输入端，经反相为低电平，这时P3.0~P3.5为低电平。发射管和接收管分别安装在门和窗口的适当位置，当有人闯入时遮挡了红外线，接收管截止，反相器输入端为低电平，这时U1的P3.0~P3.5为高电平。当在一定时间内检测到位于不同位置的光束被遮挡时，则由P3.7口输出报警信号（高低电平间隔1S的脉冲信号）。驱动声光报警电路，进行声光报警，直至按复位按钮RESET或电源开关S1。由于红外收发管之间没有遮挡时为正常，有遮挡时为异常，则当P1口输出00H时，P3口的正常状态数据为00H。 2、电源电路。220V交流市电经变压器T降压，桥式整流器D1整流，电解电容C7滤波，三端稳压器78L05稳压，最后得到整机要求的+5V稳定直流电源。 3、声光报警电路。555定时器U4，扬声器BY，普通红色发光二极管VD13等组成声光报警电路。其中555定时器接成了一个低频多谐振荡器，其控制电压输入端5脚与单片机A T89C2051的P3.7脚相连，受P3.7脚输出的高低电平间隔1S的脉冲信号控制。当P3.7为

基于单片机控制的红外线防盗报警器的设计

目录 1 绪论 (3) 1.1 研究目的和意义 (3) 1.2 研究内容 (3) 1.3研究方法和技术路线 (3) 1.4 预期的研究目标 (4) 2 系统总体设计 (4) 2.1系统概述 (4) 2.2 主要器件介绍 (6) 2.2.1 热释电红外传感器概述 (6) 2.2.2 AT89C51 单片机概述 (9) 2.3 总体设计框图 (14) 3 系统硬件设计 (15) 3.1信号检测与放大模块 (15) 3.1.1电路实现功能 (15) 3.1.2电路图 (15) 3.1.3电子元件介绍 (15) 3.2 LED显示模块 (16) 3.2.1 电路实现功能 (16) 3.2.2电路图 (16) 3.2.3电子元件介绍 (16) 3.3 报警执行模块 (17) 3.3.1 电路实现功能 (17) 3.3.2电路图 (17) 3.3.3电子元件介绍 (17) 3.4 手工暂停模块 (18) 3.4.1 电路实现功能 (18)

3.4.2电路图 (18) 3.5 晶振与复位模块 (18) 3.5.1 电路实现功能 (18) 3.5.2电路图 (19) 3.5.3电子元件介绍 (19) 4 系统软件设计 (21) 4.1 软件设计介绍 (21) 4.2 主程序设计 (21) 4.2.1 实现功能 (21) 4.2.2 流程图 (21) 4.3 定时中断程序设计 (23) 4.3.1 实现功能 (23) 4.3.2 10s定时流程图 (23) 4.3.3 关键技术 (23) 4.3.4 关键代码： (25) 4.4 解除中断程序设计 (26) 4.4.1 实现功能 (26) 4.4.2 程序流程图 (26) 4.4.3 关键技术 (27) 4.4.4 关键代码 (28) 5 实验结论 (29) 结束语 (30) 附录一 (30) 附录二 (33) 附录三 (33) 参考文献 (34) 致谢 (35)

基于AT89S51单片机的红外语音报警系统

基于AT89S51单片机的红外语音报警系统 陈明，乔莹 中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏徐州（221008） E-mail ：srkuu123@https://www.sodocs.net/doc/4210989548.html, 摘要：目前，矿用电机车的启停制动行驶过程均以电机车司机眼力发现危险信号，再行刹车，在这种纯靠眼力的情形下，不可避免的会出现一定的失误，本设计就是为解决矿用电机车在井下行驶的安全性问题。本文研究设计的是由红外传感器实现人靠近电机车车道之危险信号的检测，并自动语音报警的智能报警系统。当热释电红外传感器检测到有人靠近车道的时候，就会向单片机发出中断请求，再由单片机控制语音芯片播放预先录制好的语音信息，实现语音报警，来通知电机车司机以及路人，以便让他们及时的作出相应措施，减少事故的发生。由于来自红外传感器的信号太弱，故加入了信号放大电路，同时用红外传感信号处理器专用芯片处理来自传感器的信号，继而再传给单片机相应I/O 口。本系统的电源由开关电源采用DC/DC 转换得来。 关键词：电机车；热释电红外传感器；单片机；语音电路；开关电源 中图分类号：TP368.2 1．引言 矿用电机车主要用于井下运输大巷和地面的长距离运输。它相当于铁路运输中的电气机车头，牵引着由矿车或人车组成的列车在轨道上行走，完成对煤炭、矸石、材料、设备、人员的运送。电机车启动前应检查各连接部位的螺栓是否松动，各电气元件绝缘是否良好，各操作手把是否灵活。经检查无异常情况后，发出开车信号，提醒附近人员注意。按所需行进方向，操作控制器上的换向手把，确定机车前进方向。操作控制器上的调速手把，缓慢给出速度，完成启动过程。电机车在行进过程中，随时要根据道路坡度情况和生产运输情况进行调速。调速时，操作控制器上的调速手把向加速或减速的方向转动，直到所需的速度。在调速过程中，应注意观察前方的路面状况及行人情况，防止意外事故发生。 目前矿用电机车的启停制动行驶过程均以机车司机眼力发现情况，再行刹车，以防止意外事故发生。当电机车司机处于疲劳或者开小差时候，纯靠眼力，仍然有可能发生事故。本课题主要研究矿用电机车通过红外检测、语音报警解决其在井下行驶安全性问题。此报警装置利用热释电红外传感器作为探头，进行非接触式远距离检测，将感测到的红外信息转换成电压信号，经过单片机处理，完成语音报警功能。当有人在电机车车道上时，语音报警提醒路人离开，司机减速刹车等以确保路人安全，减少事故的发生。 2．系统总体设计方案 此系统是被动式基于热释电红外智能检测的报警装置[1]。当路人所辐射的红外线通过菲涅尔透镜被聚焦在热释电红外传感器的探测元上时，热释电红外传感器将输出电压信号，然后经信号放大电路放大后送入红外传感信号处理器，经处理后向单片机输出高电平。由单片机控制语音芯片放音警醒路人与机车司机。系统主要由红外采集模块，信号处理模块，MCU 控制模块、语音报警模块组成，见图1。 图1系统构成模块 https://www.sodocs.net/doc/4210989548.html, 中国科技论文在线

AT89S51单片机

AT89S51单片机

AT89S51 AT89S51单片机的硬件组成 单片机内硬件组成结构如图2-1所示。 图2-1 AT89S51单片机片内结构有如下功能部件和特性： （1）8位微处理器（CPU）； （2）数据存储器（128B RAM）； （3）程序存储器（4KB Flash ROM）； （4）4个8位可编程并行I/O口（P0口、P1口、P2口 和P3口）； （5）1个全双工的异步串行口； （6）2个可编程的16位定时器/计数器； （7）1个看门狗定时器； （8）中断系统具有5个中断源、5个中断向量； （9）特殊功能寄存器（SFR）26个； （10）低功耗模式有空闲模式和掉电模式，且具有掉电 模式下的中断恢复模式；

（11）3个程序加密锁定位。 与AT89C51相比，AT89S51有更突出的优点： （1）增加在线可编程功能ISP（In System Program），字节和页编程，现场程序调试和修改更加方便灵活；（2）数据指针增加到两个，方便了对片外RAM的访问过程； （3）增加了看门狗定时器，提高了系统的抗干扰能力；（4）增加断电标志； （5）增加掉电状态下的中断恢复模式。 单片机内各功能部件通过片内单一总线连接而成（见图2-1），基本结构依旧是CPU 加上外围芯片的传统微机结构。 CPU对各种功能部件的控制是采用特殊功能寄存器（SFR，Special Function Register）的集中控制方式。单片机内部件功能 1）CPU（微处理器） 8位的CPU，与通用CPU基本相同，同样包括了运算器和控制器两大部分，还有面向控制的位处理功能。 2）数据存储器（RAM） 片内为128B（52子系列为256B），片外最多可扩64KB。片内128B的RAM以高速RAM的形式集成，可加快单片机运行的速度和降低功耗。 3）程序存储器（Flash ROM） 片内集成有4KB的Flash存储器（AT89S52 则为8KB；AT89C55片内20KB），如片内容量不够，片外可外扩至64KB。

单片机语音报警系统设计

单片机语音报警系统设计 1 硬件电路设计（图） 系统工作过程： 单片机AT89C51采集设备的各种信息，根据不同设备和传感器，可以是压力、流量、温湿度、电压、电流等，然后与预先存储在单片机内的阈值比较，若超出正常范围，则通过电话机拨号电路拨打维护人员的固定或移动电话，等待拨通后再控制ISD4004构成的数码语音电路播放相对应的故障信息。维护人员听到信息后根据故障优先级作相应处理。 1．1 语音电路 ISD4004语音芯片是由美国ISD公司推出的新产品，单片录放语音时间8-16min，操作简单，音质好。芯片内含振荡器、防混滤波器；平滑滤波器、自动静噪、音频放大器及高密度多电平闪烁存贮阵列。芯片设计是基于所有操作必须由微控制器控制，操作命令通过串行通信接口(SPI或Microwire)送人。芯片采用多电平直接模拟量存贮技术，每个采样值直接存贮在片内的闪烁存贮器中，因此能够非常真实＼自然地再现语音、音乐、音调和效果声，避免了一般固体录音电路固置化和压缩造成的量化噪声和金属声。 采样频率可为4．0，5．3，6．4，8．0kHz，频率越低，录放时间越长，而音质则有所下降，片内信息存于闪烁存贮器中，可在断电情况下保存100年(典型值)，反复录音10万次。 ISD4004与单片机连接较为简单，单片机的P1．2～P1．4分别控制ISD4004的片选信号SS、串行输入引脚MOSI、串行输出引脚MISO及串行时钟输入。值得注意的是ISD400

4供电电压为3 V，需要专门的稳压电路。同相模拟输入(ANAIN+)和反相模拟输入(ANAI N一)端最大输入电平为16mV。音频输出可直接接人电话机受话器端代替麦克风。 ISD4004工作于SPI串行接口。SPI协议是一个同步串行数据传输协议，录音、放音、停止时序图 应用注意： (1)电源(VCCA，VCCD) 为使噪声最小，芯片的模拟和数字电路使用不同的电源总线，并分别引到外封装的不同管脚上，模拟和数字电源端最好分别走线，尽可能靠近供电电源处相连，而去耦电容应尽量靠近器件。 (2)地线(VSSA，VSSD) 芯片内的模拟和数字电路也使用不同的地线。几个VSSA尽量在引脚焊盘上相连，并用低阻通路连到电源图上，VSSD也用低阻通路连到电源上。 (3)同相模拟输入(ANAIN+) 这是录音信号的同相输入端。输入放大器可用单端或差分驱动。 1．2 电话机与单片机接口电路 电话机电路与单片机AT89C51接口如图4所示。单片机用于模拟拨打电话动作，摘机一拨号一通话一挂机。摘机动作利用双组继电器代替电话机叉簧完成，拨号利用单片机I／O口通过软件控制话机按键电路完成，通话则是把语音电路信号输出接人话机电路麦克风的输入端，达到控制放音。 2 系统软件设计 检测电路程序因所连接设备而异，故不做介绍，重点介绍ISD4004录放音程序和电话机拨号程序。

(完整版)AT89S51单片机简介

一、AT89S51单片机简介 AT89S51 为 ATMEL 所生产的可电气烧录清洗的 8051 相容单芯片，其内部程序代码容量为4KB （一）、AT89S51主要功能列举如下： 1、为一般控制应用的 8 位单芯片 2、晶片内部具时钟振荡器（传统最高工作频率可至 12MHz ） 3、内部程式存储器（ROM ）为 4KB 4、内部数据存储器（RAM ）为 128B 5、外部程序存储器可扩充至 64KB 6、外部数据存储器可扩充至 64KB 7、32 条双向输入输出线，且每条均可以单独做 I/O 的控制 8、5 个中断向量源 9、2 组独立的 16 位定时器 10、1 个全多工串行通信端口 11、8751 及 8752 单芯片具有数据保密的功能 12、单芯片提供位逻辑运算指令 （二）、AT89S51各引脚功能介绍： VCC ： AT89S51 电源正端输入，接+5V 。 VSS ： 电源地端。 XTAL1： 单芯片系统时钟的反相放大器输入 端。 XTAL2： 系统时钟的反相放大器输出端，一 般在设计上只要在 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振荡晶体系统就可以动 作了，此外可以在两引脚与地之间加入 一 20PF 的小电容，可以使系统更稳定， 避免噪声干扰而死机。 RESET ： AT89S51的重置引脚，高电平动作， 当要对晶片重置时，只要对此引脚电平 提升至高电平并保持两个机器周期以上 的时间，AT89S51便能完成系统重置的 各项动作，使得内部特殊功能寄存器之

内容均被设成已知状态，并且至地址0000H处开始读入程序代码而执行程序。EA/Vpp： "EA"为英文"External Access"的缩写，表示存取外部程序代码之意，低电平动作，也就是说当此引脚接低电平后，系统会取用外部的程序代码（存于外部EPROM中）来执行程序。因此在8031及8032中，EA引脚必须接低电平，因为其内部无程序存储器空间。如果是使用8751 内部程序空间时，此引脚要接成高电平。此外，在将程序代码烧录至8751内部EPROM时，可以利用此引脚来输入21V的烧录高压（Vpp）。 ALE/PROG： ALE是英文"Address Latch Enable"的缩写，表示地址锁存器启用信号。AT89S51可以利用这支引脚来触发外部的8位锁存器（如74LS373），将端口0的地址总线（A0～A7）锁进锁存器中，因为AT89S51是以多工的方式送出地址及数据。平时在程序执行时ALE引脚的输出频率约是系统工作频率的1/6，因此可以用来驱动其他周边晶片的时基输入。此外在烧录8751程序代码时，此引脚会被当成程序规划的特殊功能来使用。 PSEN： 此为"Program Store Enable"的缩写，其意为程序储存启用，当8051被设成为读取外部程序代码工作模式时（EA=0），会送出此信号以便取得程序代码，通常这支脚是接到EPROM的OE脚。AT89S51可以利用PSEN及RD引脚分别启用存在外部的RAM与EPROM，使得数据存储器与程序存储器可以合并在一起而共用64K的定址范围。 PORT0（P0.0～P0.7）： 端口0是一个8位宽的开路汲极（Open Drain）双向输出入端口，共有8个位，P0.0表示位0，P0.1表示位1，依此类推。其他三个I/O端口（P1、P2、P3）则不具有此电路组态，而是内部有一提升电路，P0在当做I/O用时可以推动8个LS的TTL负载。如果当EA引脚为低电平时（即取用外部程序代码或数据存储器），P0就以多工方式提供地址总线（A0～A7）及数据总线（D0～D7）。设计者必须外加一锁存器将端口0送出的地址栓锁住成为A0～A7，再配合端口2所送出的A8～A15合成一完整的16位地址总线，而定址到64K的外部存储器空间。 PORT2（P2.0～P2.7）： 端口2是具有内部提升电路的双向I/O端口，每一个引脚可以推动4个LS 的TTL负载，若将端口2的输出设为高电平时，此端口便能当成输入端口来使用。P2除了当做一般I/O端口使用外，若是在AT89S51扩充外接程序存储器或数据存储器时，也提供地址总线的高字节A8～A15，这个时候P2便不能当做I/O 来使用了。 PORT1（P1.0～P1.7）： 端口1也是具有内部提升电路的双向I/O端口，其输出缓冲器可以推动4个LS TTL负载，同样地若将端口1的输出设为高电平，便是由此端口来输入数据。如果是使用8052或是8032的话，P1.0又当做定时器2的外部脉冲输入脚，而P1.1可以有T2EX功能，可以做外部中断输入的触发脚位。 PORT3（P3.0～P3.7）： 端口3也具有内部提升电路的双向I/O端口，其输出缓冲器可以推动4个TTL负载，同时还多工具有其他的额外特殊功能，包括串行通信、外部中断控制、