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1、XXXXX学院毕业设计论文作者 学号 系部 专业 题目 指导教师 评阅教师 完成时间： 年 月 日 毕业设计(论文)中文摘要(题目)：基于单片机的敲击式语音门铃摘要：敲击式语音门铃摒弃了传统的按钮触发方式,当来访客人习惯性地用手敲三下房门时,它便自动发出“叮咚!”声。这种门铃巧妙地解决了使用普通门铃时须在房门(尤其是铁制门)上打孔、固定安装按钮开关的麻烦和不便,从而杜绝了他人故意破坏按扭开关等现象。该门铃新颖而实用,具有推广价值。本论文设计采用单片机AT89C1051作为中心控制部分芯片，利用集成芯片LM324对振动传感器信号进行处理、模拟输出“叮咚！”音频信号，使用LM386对输出信号进行发
2、大驱动喇叭发音。此外，本设计也可以采用语音集成芯片，利用单片机输出管脚的电平值控制音频输出。还可做成报警设备等多种用途的语音系统。关键词：单片机AT89C1051 振动传感器 LM324 LM386毕业设计(论文)外文摘要Title : PERCUSSION VOICE DOORBELL BASED ON MCU Abstract: Percussion voice doorbell has discarded the traditional trigger manner, when the visiting guests used to knock the door three times,
3、 it will automatically give the “Ding Dong! sound. This doorbell solve the trouble and inconvenience of the use of ordinary doorbell skillfully, the problems include that the door have to be holed (especially iron door), and have the button switch fixed installed. Accordingly putting an end to the p
4、henomenon such as the intended breakage of others, etc. Its innovative and practical with the popularize value. This paper design use the MCU AT89C1051 as the central control chip, process the vibrated sensor signal with the use of integrated chip LM324, simulate output the audio signal as “Ding Don
5、g! sound, and make the use of LM386 to amplify the output signal and drive the loudspeaker.Furthermore, this design can also use voice integrated chip, using the levels from SCM output pins to control audio output. We may also produce all-purpose voice systems such as alarm equipment. keywords: MCUA
6、T89C1051, Vibration sensor, LM324, LM386目录1引言2系统设计2.1 设计要求2.2 总体设计方案3硬件电路设计3.1振动信号电路设计3.1.1振动传感器介绍3.2驱动电路3.2.1 LM324的应用介绍3.2.2信号滤波技术3.2.3信号放大电路3.3语音发声电路3.3.1 LM386应用介绍3.3.2 扬声器电路4软件设计4.1 AT89C1051介绍4.2程序设计方法4.3 源程序清单5系统调试5.1硬件调试5.2软件调试结论致谢参考文献附录一 元器件清单附录二 电路原理图1. 引言敲击式语言门铃摒弃了传统的按钮触发方式,当客人来访习惯性地用手敲三下
7、房门时,它便自动发出叮咚!的声音。这种门铃巧妙地解决了使用普通门铃时须在房门(尤其是铁制门)上打孔、固定安装按钮开关的麻烦和不便,杜绝了他人故意破坏按扭开关等现象,新颖而实用,具有推广价值.本论文设计采用单片机AT89C1051作为中心控制部分芯片，利用集成芯片LM324对振动传感器信号进行处理、模拟输出“叮咚！”的音频信号，使用LM386对输出信号进行发大驱动喇叭发音。本设计也可以采用语音集成芯片，利用单片机输出管脚的电平值控制音频输出。还可做成报警设备等多种用途的语音系统。2系统设计 2.1 设计要求 一.敲击式门铃的信号控制灵敏度要高；二.利用单片机的软件程序消除误抖动；三.信号放大滤波
8、电路的运用。.2.2 总体设计方案 本设计分为三个组成部分：振动信号采集处理部分、MCU控制部分、语音信号输出部分。振动信号采集处理单片机控制处理语音信号输出图1（总设计方案原理图）3硬件电路设计 3.1振动信号电路设计 由于考虑到毕业设计论文的学习性原则，本设计采用机械振动式振动传感器，同时辅以LM324放大滤波电路的学习利用，以下章节为详细介绍。3.1.1振动传感器介绍 常用振动传感器有以下几种:一、压电片谐振式：使用压电片接收振动信号，压电片的谐振频率较高，为了降低谐振频率，使用加大压电片振动体的质量来实现，并使用弹簧球代替附加物，降低两谐振频率，增强了振动效果。其优点是灵敏度较高，结构
9、简单。但是需要信号放大后送到TTL电路或者单片机电路中，不过使用一个三极管单级放大即可。图2（压电片谐振式原理图与电路图）二、机械振动式：传统的振动检测方式，受到振动以后，弹簧球在较长的时间内进行减幅振动，这种振动便于被检测电路检测到。振动输出开关信号，输出阻抗与配合输出的电阻阻值所决定，根据检测电路的输入阻抗，可以做成高阻抗输出方式。图3（机械振动式原理图与电路图）三、微型振动传感器：将机械式振动传感器微型化，将振动体碳化并进行密封处理，其工作性能更可靠。输出开关信号直接与TTL电路和或者单片机输入电路相连接，电路结构简单。输出阻抗高，静态工作电流小。右图是说用MOST非门电路组成的震动检测
10、电路，其输出的波形是幅度相同的震动脉冲信号。该信号送到单片机，有单片机软件检测震动信号的真伪，通过脉冲宽度、脉冲数量判断震动的类型。如果使用端口可编程的单片机，端口编程为输入状态时，可以直接检测震动信号，省去整形放大电路。图4（微型震动传感器原理图与电路图及输出信号）3.2驱动电路 3.2.1 LM324的应用介绍 LM324是四运放集成电路，它采用14脚双列直插塑料封装，外形如图所示。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。 每一组运算放大器可用图3.1所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“
11、Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。LM324的引脚排列见图3.2。 图3.1图3.2由于LM324四运放电路具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点，因此被广泛应用在各种电路中。下面介绍其应用实例。 一.反相交流放大器 图3.3此放大器可代替晶体管进行交流放大，可用于扩音机前置放大等。电路无需调试。放大器采用单电源供电，由R1、R2组成1/2V+偏置，C1是消振电容。 放大器电压放大倍数Av仅由外接电阻Ri、Rf决定：Av=-Rf/
12、Ri。负号表示输出信号与输入信号相位相反。按图中所给数值，Av=-10。此电路输入电阻为Ri。一般情况下先取Ri与信号源内阻相等，然后根据要求的放大倍数在选定Rf。Co和Ci为耦合电容。 图3.4二.同相交流放大器同相交流放大器的特点是输入阻抗高。其中的R1、R2组成1/2V+分压电路，通过R3对运放进行偏置。 电路的电压放大倍数Av也仅由外接电阻决定：Av=1+Rf/R4，电路输入电阻为R3。R4的阻值范围为几千欧姆到几十千欧姆。三.交流信号三分配放大器 此电路可将输入交流信号分成三路输出，三路信号可分别用作指示、控制、分析等用途。而对信号源的影响极小。因运放Ai输入电阻高，运放A1-A4均
13、把输出端直接接到负输入端，信号输入至正输入端，相当于同相放大状态时Rf=0的情况，故各放大器电压放大倍数均为1，与分立元件组成的射极跟随器作用相同。 图3.5R1、R2组成1/2V+偏置，静态时A1输出端电压为1/2V+，故运放A2-A4输出端亦为1/2V+，通过输入输出电容的隔直作用，取出交流信号，形成三路分配输出。 四. 测温电路 如图所示，感温探头采用一只硅三极管3DG6，把它接成二极管形式。硅晶体管发射结电压的温度系数约为-2.5mV/，即温度每上升1度，发射结电压变会下降2.5mV。运放A1连接成同相直流放大形式，温度越高，晶体管BG1压降越小，运放A1同相输入端的电压就越低，输出端
14、的电压也越低。图3.6这是一个线性放大过程，在A1输出端接上测量或处理电路，便可对温度进行指示或进行其它自动控制。 五.有源带通滤波器 许多音响装置的频谱分析器均使用此电路作为带通滤波器，以选出各个不同频段的信号，在显示上利用发光二极管点亮的多少来指示出信号幅度的大小。这种有源带通滤波器的中心频率 ，在中心频率fo处的电压增益Ao=B3/2B1，品质因数 ，3dB带宽B=1/（*R3*C）也可根据设计确定的Q、fo、Ao值，去求出带通滤波器的各元件参数值。R1=Q/（2foAoC），R2=Q/（2Q2-Ao）*2foC），R3=2Q/（2foC）。上式中，当fo=1KHz时，C取0.01Uf。此电路亦可用于一般的选频放大。 图3.7此电路亦可使用单电源，只需将运放正输入端偏置在1/2V+并将电阻R2下端接到运放正输入端既可。 六.比较器 当去掉运放的反馈电阻时,或者说反馈电阻趋于无穷大时(即开环状态),理论上认为运放的开环放大倍数也为无穷大(实际上是很大,如LM324运放开环放大倍数为100dB，既10万倍)。此时运放便形成一个电压比较器，其输出
