工业用智能语音报警控制器的设计

工业用智能语音报警控制器的设计

摘要：本文概述了工业用智能语音报警控制器的设计原理，利用STC单片机和LCD液晶显示器，组成最小单片机显示系统，实现工业现场控制与显示。概述了WT588D语音芯片的功能和使用方法，以及以LM1875T为核心的功放电路的原理。也阐述了STC单片机的功能和特点以及与LCD显示电路原理。通过KEIL 软件进行编程设计，经过制作电路板，完成系统测试，最后给出了软件编程程序。关键字：WT588D语音芯片；STC单片机；LM1875T；LCD显示

Industrial use intelligent voice alarm controller

design

Wang Pengfei Teacher: Shen Hongjun

Abstract: This paper summarizes the industrial use intelligence voice alarm controller design principle, the use of STC single-chip microcomputer and LCD monitor, minimum of single chip microcomputer display system, realize the industrial field control and display. Summarizes the WT588D voice chip of the function and the method of use, and to LM1875T as the core of the power amplifier circuit principle. Also expounds the STC function and characteristic of the single chip microcomputer and LCD display circuit principle. Through the KEIL software programming design, after making circuit boards, complete system test, and finally presents software programming procedures.

Key word: WT588D voice chip; STC single-chip microcomputer; LM1875T; LCD display

前言

随着时代的变迁，科技的发展，工业生产大幅度的提高了社会生产力。关注工业现场的每个细微的环节比如对油压、气压及温度并进行检测，能够及时便捷地将异常情况告知工作人员，最大可能地降低安全隐患十分必要。因此，一种能自动检测温度、压力等系统参量，异常情况时发出语音警报的工业用智能语音报警控制器的设计具有重要意义。

1概述

工业用智能语音报警控制器主要实现工业现场中温度、湿度、液压等模拟量经传感器转换为数字量后，经单片机系统控制部分处理以后，实现LCD显示现场状况和播报现场状况。让现场工作人员实时了解现场状况，及时排除危险。1.1方案论证与比较

本题目是要设计工业智能语音报警器，用在工业现场中，实现工业现场中温度、湿度、液压等模拟量实时语音播报和显示。让现场工作人员实时了解现场状况，及时排除危险。系统结构图如图1-1所示。

图1-1系统结构图

1.2控制器的选择

方案一：采用STC89C52单片机。内部资源比较少,程序下载需要编程器硬件搭建比较复杂,软件实现比较麻烦。另外需要用仿真器来实现软硬件调试。

方案二：采用ATmega16单片机。此单片机具有一整套的编程与系统开发工

具，支持片内调试与编程。该单片机为单调指令，执行速度快，而且IO口驱动能力强，应用灵活，价格低廉。

由于本次设计采用资源较少,STC89C52基本可完成设计需要,所以选择方案一。

1.4播放器的选择

方案一：采用WT588D语音模块。此模块WT588D语音芯片是一款功能强大的可重复擦除烧写的语音单片机芯片。WT588D让语音芯片不再为控制方式而寻找合适的外围单片机电路，高度集成的单片机技术足于取代复杂的外围控制电路。

方案二：采用单片机控制扬声器,作为语音模块.。此方法需要事先在单片机内存入大量代码，而且操作很困难，软件实现较麻烦。

基于上述考虑以及题目要求，故选择方案一。

1.5显示模块的选择

方案一：采用LCD液晶来充当显示模块。该液晶显示器以其微功耗、显示内容丰富、体积小、超薄轻巧等诸多优点在电子设计中被广泛应用。

方案二：采用8段数码管显示。虽然数码管的价格较液晶低廉。但其耗电量大，显示不美观大方。而且动态显示易乱码。

基于上述考虑，故选择方案一。

2 各部分介绍

2.1 STC89C52介绍

STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可檫除只读存储器（FPEROM-Flash Programable and Erasable Read Only Memory ）的低电压，高性能COMOS8的微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL搞密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容[1]。

2.1.1 时钟电路

STC89C52内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚RXD和TXD 分别是此放大器的输入端和输出端。时钟可以由内部方式产生或外部方式产生。内部方式的时钟电路如图2—1(a)所示，在RXD和TXD引脚上外接定时元件，内部振荡器就产生自激振荡。定时元件通常采用石英晶体和电容组成的并联谐振回路。晶体振荡频率可以在1.2～12MHz之间选择，电容值在5～30pF之间选择，电容值的大小可对频率起微调的作用。外部方式的时钟电路如图2—1（b）所示，RXD接地，TXD接外部振荡器。对外部振荡信号无特殊要求，只要求保证脉冲宽度，一般采用频率低于12MHz的方波信号。片内时钟发生器把振荡频率两分频，产生一个两相时钟P1和P2，供单片机使用。

（a）内部方式时钟电路（b）外部方式时钟电路

图2-1时钟电路

2.1.2复位及复位电路

（1）复位操作

复位是单片机的初始化操作。其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需按复位键重新启动。除PC之外，复位操作还对其他一些寄存器有影响，它们的复位状态如表一