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1、一种基于单片机控制的电梯语音报站器 伍万华，张国忠 武汉大学自动化系(430072) 摘 要：摘 要：ISD4004 语音芯片是美国ISD公司推出的产品，具有无段长限制，可多次重复录放， 存储时间长， 使用时不需扩充存储器， 所需外围电路简单等特点。 本文介绍一种实用、 新型、 多功能电梯语音报站器，采用 89C51 单片机控制ISD4004 语音芯片电路的即时播放1。 关键词：关键词：单片机 89C51 ISD4004 语音报站器 1 前前 言言 现代建筑物规模越来越大，楼层越来越高，对电梯的技术和质量的要求也越来越高。现 代电梯技术已朝着更快、更稳、更安全、更人性化的方向迅速发展。 电梯语
2、音报站器就是体现其人性化设计的一个具体表现。 用语音报告电梯将要到达或已 到达的楼层信息、电梯的运行状态、欢迎词和音乐等，可避免乘客搭错电梯或楼层、消除人 们乘坐电梯时的寂寞感。 2 硬硬 件件 电电 路路 设设 计计 本系统由信号采集与隔离电路、单片机及其外围电路、语音芯片电路1三大部分组成。电梯的楼层信号经过采集隔离处理后送至单片机，单片机分析、判断、提取出有效的信息， 再经运算处理输出控制信号控制语音芯片电路实时播报。 2.1 信号采集与隔离电路信号采集与隔离电路 报站器的正常工作需要采集到电梯运行的一些相关信息， 电梯的安全运行要求附加系统 对电梯本身不能产生干扰，因此信号的采集与隔离
3、工作相当重要。 本系统用到了电梯控制面板上的各楼层按钮、 电梯平层信号和开关门信号， 如表 1 所示。 表 1： 系统用到的电梯信号 楼楼 层层 信信 息息 选中选中 非选中非选中 楼层按钮 0.7V 4.8V 电梯平层信号电梯平层信号 平层平层 非平层非平层 平层上、下着床、门区0V 30V 开关门信号开关门信号 关门关门 开门开门 DT 24V 0V 考虑到信号的电压等级不一，对于采集到的信号需经过不同的处理。实验证明，当采集 电路的输入端电阻在 500K以下时会导致信号的电压下降2，影响电梯工作；鉴于此，我们采用具有高输入电阻的集成运算放大器2电路，相应的处理如表 2 所示。 表 2：
4、对电梯信号的处理和用途 信信 号号 处理方法处理方法 用用 途途 楼层信息 电压跟随器 计算目标楼层，判断上、下行 平层平层信号 电压比较器 电梯运行时计算楼层 开关门信号 电压比较器 启动、停止播报 经过处理之后的信号再经光电耦合器进行隔离处理，送至单片机。 2.2 单片机及其外围电路单片机及其外围电路 本系统采用的是 ATMEL 公司的 AT89C51 作主控制器， AT89C51 的 P1.0、 P1.1、 P1.2、 P1.3、- 1 -P1.4 引脚分别与 ISD4004 的 1、2、3、28、25 脚连接，以对其进行控制（1、2、3、28、25 分别是 ISD4004 的片选端 S
5、S、串行输入端 MOSI、串行输出端 MISO、串行时钟端 SCLK、中断 INT） ， 其余的引脚接经过处理之后的楼层信息： 包括1-23楼楼层信息和平层信号UP1、 DOWN1、 DOOR1、DT1，如图 1 所示。 图 1 AT89C51 引脚接线图 2.3 语音芯片电路语音芯片电路 因ISD4004 语音芯片的正常工作电压为 3V2，而系统的使用电压为 12V，我们采用了LM317 集成稳压器做电压转换（如图 2 所示）。ISD4004 的音频信号输出引脚AUDOUT引脚通 过一个滤波电容与扬声器连接，AMCAP为自动静音端1，使用时通过一个电容接地，如图 3所示。 图 2 LM317
6、 稳压电路 - 2 -图 3 ISD4004 连接图 3 软软 件件 设设 计计 3.1 系统功能的实现系统功能的实现 （1） 上 电：电梯停在一楼时，打开电源开关，播报欢迎词。并初始化当前楼层为 1 楼。 （2） 关门播报：等待乘客选取楼层、关门。对所选楼层信息排序，找到最大目标楼层： 若最大目标楼层大于当前楼层，表明电梯上行，播报最小目标楼层信 息；若最大目标楼层小于当前楼层，表明电梯下行，播报最大目标楼 层信息。播报完成，电梯开始运行。 （3） 运行计数：电梯运行过程中，根据采集的平层上、下着床信号，对当前楼层 进行计算，即：若电梯上行，则每平层一次，当前楼层加一；若电梯 下行，则每平层
7、一次，当前楼层减一。 （4） 开门播报：电梯到达、开门时，播报当前楼层信息，并告知梯外乘客电梯的运行 状态，即播报“电梯 上/下 行”。播报结束，返回操作步骤（2）。 3.2 流程图流程图 系统软件框图如图 4 所示。 - 3 -图 4 系统软件框图 4 结结 束束 语语 本系统经过安装、调试，可稳定、可靠运行，对电梯的安全、稳定运行无干扰，达到了预期的设计要求。 参考文献 1李朝青。单片机原理及其接口技术。北京航空航天大学出版社，1999 2童诗白，华成英。模拟电子技术基础第三版。高等教育出版社，2001 - 4 -A Device of Voice Floor-informer Based
8、 on Single-Chip Microcomputer WanHua WU GuoZhong ZHANG Department of Automation,Wuhan University, Wuhan, PRC, 430072 Abstract ISD4004 is a phonetic chip produced by ISD company of America. It has many advantages including recording without length limit, recording and playing for many times, using wi
9、thout expansion of the storage. The assistant circuit that the chip needs is simple and the time that the chip can store is long. This article introduces an applied, new style and multifunctional elevator voice floor-informer, which uses 89C51 single-chip microcomputer to control the circuits of phonetic chip ISD4004 informing at the real time. Keywords: Single-Chip Microcomputer 89C51 ISD4004 Voice Floor-informer 作者简介：伍万华，男，1984 年生，本科，主要研究方向是 PC/104、单片机等控制器的开 发与应用，嵌入式系统的应用。 - 5 -
