單片機遠程語音報警系統(tǒng)

1 硬件電路設(shè)計

系統(tǒng)工作過程：

單片機AT89C51采集設(shè)備的各種信息，根據(jù)不同設(shè)備和傳感器，可以是壓力、流量、溫濕度、電壓、電流等，然后與預(yù)先存儲在單片機內(nèi)的閾值比較，若超出正常范圍，則通過電話機撥號電路撥打維護人員的固定或移動電話，等待撥通后再控制ISD4004構(gòu)成的數(shù)碼語音電路播放相對應(yīng)的故障信息。維護人員聽到信息后根據(jù)故障優(yōu)先級作相應(yīng)處理。

1．1 語音電路

ISD4004 語音芯片是由美國ISD公司推出的新產(chǎn)品，單片錄放語音時間8-16min，操作簡單，音質(zhì)好。芯片內(nèi)含振蕩器、防混濾波器；平滑濾波器、自動靜噪、音頻放大器及高密度多電平閃爍存貯陣列。芯片設(shè)計是基于所有操作必須由微控制器控制，操作命令通過串行通信接口(SPI或Microwire)送人。芯片采用多電平直接模擬量存貯技術(shù)，每個采樣值直接存貯在片內(nèi)的閃爍存貯器中，因此能夠非常真實＼自然地再現(xiàn)語音、音樂、音調(diào)和效果聲，避免了一般固體錄音電路固置化和壓縮造成的量化噪聲和金屬聲。

采樣頻率可為4．0，5．3，6．4，8．0kHz，頻率越低，錄放時間越長，而音質(zhì)則有所下降，片內(nèi)信息存于閃爍存貯器中，可在斷電情況下保存100年(典型值)，反復(fù)錄音10萬次。

語音電路與單片機接口原理圖如圖2所示。

從圖中可以看出，ISD4004與單片機連接較為簡單，單片機的P1．2～P1．4分別控制ISD4004的片選信號SS、串行輸入引腳MOSI、串行輸出引腳MISO及串行時鐘輸入。值得注意的是ISD4004供電電壓為3 V，需要專門的穩(wěn)壓電路。同相模擬輸入(ANAIN+)和反相模擬輸入(ANAIN一)端最大輸入電平為16mV。音頻輸出可直接接人電話機受話器端代替麥克風(fēng)。

ISD4004工作于SPI串行接口。SPI協(xié)議是一個同步串行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，錄音、放音、停止時序圖如圖3所示。

應(yīng)用注意：

(1)電源(VCCA，VCCD)

為使噪聲最小，芯片的模擬和數(shù)字電路使用不同的電源總線，并分別引到外封裝的不同管腳上，模擬和數(shù)字電源端最好分別走線，盡可能靠近供電電源處相連，而去耦電容應(yīng)盡量靠近器件。

(2)地線(VSSA，VSSD)

芯片內(nèi)的模擬和數(shù)字電路也使用不同的地線。幾個VSSA盡量在引腳焊盤上相連，并用低阻通路連到電源圖上，VSSD也用低阻通路連到電源上。

(3)同相模擬輸入(ANAIN+)

這是錄音信號的同相輸入端。輸入放大器可用單端或差分驅(qū)動。

1．2 電話機與單片機接口電路

電話機電路與單片機AT89C51接口如圖4所示。單片機用于模擬撥打電話動作，摘機一撥號一通話一掛機。摘機動作利用雙組繼電器代替電話機*簧完成，撥號利用單片機I／O口通過軟件控制話機按鍵電路完成，通話則是把語音電路信號輸出接人話機電路麥克風(fēng)的輸入端，達到控制放音。