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1、学号14113502817毕业论文题目：口语控制的多路电子开关作 者： 王 凯 届 别： 2015 院 别： 机械学院 专 业： 机械电子工程 指导教师： 余晓峰 职 称： 副教授 完成时间： 2015 年 5 月 8 日 毕业论文诚信声明我声明， 所呈交的毕业设计（论文）是本人在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我查证，除了特别加以标注和致谢的地方外，设计（论文）中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。也不包含为获得其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。我承诺，设计（论文）中的所有内容均真实、可信。毕业设计（论文)作者签名： 年 月 日毕业设计（论文)指导教师签名： 年 月 日
2、摘要本文设计的是一种语音控制的多路电子开关，用于家庭智能家居的电源开关。该开关既可以象传统开关一样手动操作，用户还可以通过口语发出开关闭合和断开的命令，控制家用照明灯等电气产品。本论文研究内容包含对所学的控制工程基础、电子线路、计算机应用技术、检测技术和机电传动技术等相关知识进行灵活运用，包括对编程设置单片机I/O口的输出，从而控制电子开关的开启与关闭。本电子开关还具有万年历功能，使用方便快捷、安全，为 家庭智能家居的电源开关的一种新型电子产品。关键字：LD3320；电子开关；光电隔离；语音识别AbstractThis paper is the design of a multi-channe
3、l voice controlled electronic switch, power switch for the smart home Home Furnishing. The switch can be the same as the traditional manual switch, users can also send commands through oral switch and disconnect, control home lighting and other electrical products. The content of this paper includes
4、 the study of control engineering and electronic circuit, computer application technology, detection technology and electromechanical transmission technology and other related knowledge flexibly, including setting the output of the microcontroller I/O port programming, so as to control the opening a
5、nd closing of the electronic switch. The electronic switch also has a calendar function, convenient use, safety, a new type of electronic products for the power switch of the intelligent home of the family.Keywords: LD3320; electronic switch; photoelectric isolation; speech recognition目录目录摘要.II 目录.
6、第一部分 口语控制的多路电子开关硬件的各部分组成.1 第 1 节 口语控制的短路电子开关概述 .1 1.1.1 多路电子开关概述1 1.1.2 本论文设计任务.1 第 2 节 多路电子开关的硬件设计 .1 1.2.1 硬件构成及其功能1 1.2.2 关于 AT89C51 单片机及其引脚的介绍2 1.2.3 键盘控制和实时显示电路4 1.2.4 光电隔离器.5 1.2.5 电磁继电器.6 1.2.6 电源电路.6 1.2.7 故障报警 .7 第三节 LDCC20 语音芯片7 1.3.1 简介.7 1.3.2 LD332X 芯片的参数描述如下： .8 1.3.3 语音芯片工作原理.9 第二部分 口
7、语控制的多路电子开关的控制部分10 第一节电子时钟设计 .10 2.1.1 由单片机 AT89C51、LCD1602 和外围元件组成的电子时钟 .10 2.1.2 单片机的选择 11 2.1.3 显示模块的选择 11 2.1.4 系统的控制器件 12 2.1.5 电源电路基本要求12 2.1.6 整体方案的选择： 13 2.1.7 软件的流程图 13 第 2 节 按键即控制模块 14 2.2.1 主函数： 14 2.2.2 秒脉冲发生器 14 2.2.3 时间的处理： 15 2.2.4 键盘中断： 15 2.2.5 星期的设置与计算： 15 2.2.6 天数的设置与计算： 16 第 3 节 语
8、音芯片 16 2.3.1 语音芯片的驱动调试步骤 17 第四节 开关控制部分 18 2.4.1 光电隔离器的驱动电路 18 2.4.2 继电器驱动动电路18 2.4.3 单片机定时器定时开关 19 参考文献.22致谢.23 附录 1 .24 附录 2 .33第一部分第一部分 口语控制的多路电子开关硬件的各部分组成口语控制的多路电子开关硬件的各部分组成第第 1 1 节节 口语控制的短路电子开关概述口语控制的短路电子开关概述1. 1.1 多路电子开关概述多路电子开关是由单片机 AT89C51 控制电路、按键电路与 LCD 显示电路和光电隔离以及开关电路组成，电路比较复杂，主要由单片机 C51 芯片
9、编程来实现的，功能齐全，时间精度非常高，是一款很实用的家庭智能家居的电源开关。1.1.2 本论文设计任务控制要求：控制方式：手动方式：手动操作开关的断、合；语音命令方式：通过发口语命令控制开关的断、合；程序控制方式：通过程序定时、预约控制开关的断、合。性能与技术要求：*开关路数：6 路； *开关通断电流：1A；*电源 AC220V10%; *3 路开关设有掉电保护功能第第 2 2 节节 多路电子开关的硬件设计多路电子开关的硬件设计1. 2.1 硬件构成及其功能智能开关控制的原理框图如图 1 所示。根据电子开关的控制要求，确定整个系统的输入、输出设备的数量，确定单片机的人机接口界面，从而确定单片
10、机的 I/O 端口数，以及对单片机特殊功能模块（语音模块）的需求，进行单片机的选型及方案论证并完成语音多路电子开关的设计。图 1-11.22 关于 AT89C51 单片机及其引脚的介绍我们常用的 AT89C51 单片机是 51 系列单片机中的其中一种与 Intel MCS-51 系列单片机的指令和输出管脚相兼容，内部 4K 字节可编程 FLASH 可编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）属于低电压、高性能微处理器，与 Intel MCS-51 系列单片机的指令和输出管脚相兼容。此单片机机构十分简单，价
11、格便宜，属于效率高，功能强大的一种微控制系统，具有很高的性价比。AT89C51 有 40 个引脚，基本结构如下图 1-2图 1-2 AT80C51AT89C51 芯片的部分引脚功能如下（图 1-2）：RST：复位输入。当 RST 变为高电平维持 2 个周期是，I/O 引脚复位至“1” 。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡放大器的输出。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。P1 口8 位准双向 I/O 口(“准双向”是指该口内部有固定的上拉电阻)。位结构如图 2-5 所示。 P1 口能驱动为 4 个 L
12、STTL 门。P2 口8 位准双向 I/O 口。在不并行扩展外存储器(包括并行扩展 I/O口)时, P2 口可用作双向 I/O 口。在并行扩展外存储器(包括并行扩展 I/O 口)时, P2 口可用于传送高 8 位地址(属地址总线) 。P2 口能驱动 4 个 LSTTL 门。P2 口的位结构如图 2-6 所示，引脚上拉电阻同 P1 口。在结构上，P2 口比 P1 口多一个P3 口8 位准双向 I/O 口。可作一般 I/O 口用,同时 P3 口每一引脚还具有第二功能,用于特殊信号输入输出和控制信号(属控制总线)。P3 口驱动能力为4 个 LSTTL 门。表 1 P3 口特殊功能 P3 口引脚特殊功
13、能P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2（外部中断 0）P3.3（外部中断 1）P3.4T0（定时器 0 外部输入）P3.5T1（定时器 1 外部输入）P3.6/WR（外部数据存储器写选通）P3.7/RD（外部数据存储器读选通）电路主要是利用单片机 AT89C51 作为其中的主控制元件，通过外围电路来控制机械元件，以达到定时打开和闭合的目的。AT89C51 具有体积小、功能强大、运行速度快、价格低廉等优点，非常适合制作集成度较高的控制电路。1.23 键盘控制和实时显示电路如图 1-3 采用独立按键，分别与计算机的 I/O 口进行连接。但是为了减少单片机 I/O 口的使
14、用，本次采用了 4X2 式键盘，如下图 3 所示图 1-3 开关电路如图 1-4 控制部分采用了 AT89C51，显示部分为 1602LCD 液晶显示，1602LCD 可以减小系统的功耗，从而不推荐使用数码管作为显示器，并且1602LCD 芯片接通电源可以直接用单片机编程对它进行操作。下图为控制电路以及显示电路原理图 4。图 1-4 显示电路1.2.4 光电隔离器如图 1-5 光电隔离器 OC，也称光耦合器，简称光耦。光耦合器以光为媒介输入电信号，它对电信号具有良好的隔离作用，所以，它在各种电路中使用比较广泛。光耦合器一般组成：如图 5图 1-5 光电耦合器光发射光接收信号放大目前，在 A/D
15、 模拟转换开关，交流继电器等很多方面都应用广泛。1.2.5 电磁继电器如图 1-6 电磁继电器一般由触点片，铁芯，线圈，衔铁等四部分组成。在线圈两端加上一定的电压，产生电流，别可以产生电磁效应，从而使常开触点闭合，断电则电磁效应消失，常闭触点闭合。如图 6图 1-6 电磁继电器1.2.6 电源电路该系统应该自行设计一个稳压电源模块，采用 5V 固定输出，用来减轻有过流、过热和调整管安全工作区的影响，以防过载而是设备损坏。从而为整个系统的工作提供了可靠稳定的环境1.2.7 故障报警图 1-7 报警器如图 1-7 该次仿真采用 ls1 发生器，当系统遇到短路或者过载时给现场人员警示作用，以便维修人
16、员查找故障。第三节第三节 LDCC20LDCC20 语音芯片语音芯片1.3.1 简介LD3320 是一颗基于非特定人语音识别技术的语音识别/声控芯片。真正的提供了语音识别的解决方案。LD3320 的芯片上覆盖高精度的 A/D,D/A 接口，不再需要外接辅助的FLASH 以及 RAM，即可实现语音识别和人机对话功能。重要的是可识别的关键词语列表时可以动态编辑的。在产品中，包括最简单的 C51 单片机为主的控制系统中，可以容易的实现语音识别/人机对话功能。LD332X 芯片是一款“语音识别”专用芯片。该芯片集成了语音识别处理器和一些外部电路，包括 AD、DA转换器、麦克风接口、声音输出接口等。不需要外接任何的辅助芯片如Flash、RAM 等，直接集成在现有的产品中即可以实现语音识别/声控/人机对话功能。真正提供了单芯片的语音识别解决方案。这是一款有关
