语音告警电路课程设计

语音告警电路课程设计

湖南第一师范学院课程设计报告

起止日期：自 2013年 12月 02日至 2013 年 12 月 11 日

信息科学与工程系系（部）

罗亦玉

学生姓名

12电子科学与技术1班班级

12403100112

学号

成绩

指导教师(签字)

2013 年 12月 15日

目录

第一章概述 (1)

1.1 HCF5209概述 (1)

1.2 LM386概述 (1)

第二章系统设计方案 (2)

1.1设计思路 (2)

第三章系统硬件模块设计 (3)

3.1 语音告警电路设计 (3)

3.2 运放电路设计 (3)

3.3 稳压电路设计 (4)

3.4 保护电路设计 (4)

第四章制作与调试 (5)

4.1 电路连接 (5)

4.2 系统调试 (5)

第五章设计总结 (6)

5.1功能实现 (6)

5.2 预期结果 (6)

附录1电路原理图 (7)

附录2元器件清单 (8)

第一章概述

1.1HCF5209概述

语音提示、告警电路是一种根据需要可以发出人的语言声音的集成电路。这种电路一般以软封装方式封装在线路板上，它的性能稳定、语言清晰逼真，使用灵活方便，在一些特定场合可以替代人而起到语音提示、告警的作用。例如汽车导航仪在汽车超速时会发出“您已超速”的声音，以提醒驾驶员减速注意安全。再如，为了防止发生触电事故，在一些高压电器、变电所、高压开关柜等危及人身安全的场合，常用到“有电危险，请勿靠近”的语音告警电路。

有一种常用的“有电危险，请勿靠近”语音告警应用电路，型号为HCF5209。

该片有7个引脚，第5、1脚是电源正、负端，第3脚是触发端，低电平有效，触发一次，电路便输出三次“有电危险，请勿靠近”语音信号。若将3脚直接接地，则电路将重复发出上述语音信号。第6、7脚间所接电阻的大小决定语音输出速度，可适当调整。语音信号由第4脚输出，经三极管9013放大后推动扬声器发声。当需要语音告警电路发出宏亮的告警声音时，可另接一功放电路。

1.2 LM386概述

LM386是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器，主要应用于低电压消费类产品。为使外围元件最少，电压增益内置为20。但在1脚和8脚之间增加一只外接电阻和电容，便可将电压增益调为任意值，直至200。输入端以地位参考，同时输出端被自动偏置到电源电压的一半，在6V电源电压下，它的静态功耗仅为24mW,使得LM386特别适用于电池供电的场合。它是专门为低损耗电源所设计的功率放大器集成电路。它的内建增益为20，透过pin 1 和pin8脚位间电容的搭配，增益最高可达200。LM386可使用电池为供应电源，输入电压范围可由4V~12V，无作动时仅消耗4mA电流，且失真低。LM386的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式。

第2章系统设计方案

2.1 设计思路

2.2.1设计原理

语音提示、告警电路是一种根据需要可以发出人的语言声音的集成电路。这种电路一般以软封装方式封装在线路板上，它的性能稳定、语言清晰逼真，使用灵活方便，在一些特定场合可以替代人而起到语音提示、告警的作用。例如汽车导航仪在汽车超速时会发出“您已超速”的声音，以提醒驾驶员减速注意安全。再如，为了防止发生触电事故，在一些高压电器、变电所、高压开关柜等危及人身安全的场合，常用到“有电危险，请勿靠近”的语音告警电路。HCF5209是整个电路发声的核心部分，通过程序的编写和执行，产生报警语音。产生的语音信号经过电容滤波和耦合后，得到较好的信号作为放大电路的输入信号，使放大器稳定工作。最后通过扬声器输出信号，也就是输出所需要的语音。2.2.2系统框架图

本系统主要由二极管保护模块，稳压二极管稳压模块，语音告警模块运放模块四个模块构成。语音告警模块是整个系统的核心部分，其他模块都是围绕这一模块的外围电路，有着不可或缺的作用。系统整体框架如图2-1所示。

保护电路

语音

提示

放大电路

电路

稳压电路

图2-1系统框架图

2.2.3 各功能模块构思

（1）保护模块——电源极性保护，防止接错电源，烧坏电路。

（2）稳压模块——使电源电压降为稳定的低电压（约3V）供给电路使用。（3）语音提示模块——发出语音信号作为放大模块的输入信号。

（4）放大模块——将语音信号放大后经扬声器输出发出语音。

第3章系统硬件模块设计

3.1 语音告警电路设计

电路工作时电流信号从引脚5输入，通过语音芯片处理后，由引脚4输出，引脚6与引脚7接一个电阻，通过改变电阻的大小来调整语音发音的速度。输出的语音信号再经电容滤波，耦合得到较好的稳定的信号，电路如图3—1所示。

图3-1语音告警电路图

3.2 运放电路设计

由语音芯片输出的信号经电容滤波，耦合，使放大器稳定工作，从引脚3输入,LM386芯片将语音信号进行放大，再由电容耦合后，输送至扬声器。电路如图3—2所示。

图3—2运放电路

3.3 稳压电路设计

电流经负载限流，与稳压二极管一起构成稳压电路。稳压二极管利用其反向工作特性稳定电压，当反向加压超过管子的耐压值会将管子烧坏，但若限制反向电流值（在管子与电源之间串联一个电阻）管子不会烧坏。管子反向击穿后，电流从大往小变，电压只有很小的下降，一直降到某个电流值后电压才随电流的下降急剧下降，而电压基本维持不变。电路如图3—3所示。

图3—3稳压电路

3.4 保护电路设计

电源电压经电路中二极管做电源极性保护，即使接错电源，也不至于烧坏整个电路。其原理就是利用二极管的单向导通特性。