基于AVR單片機的有害氣體紅外檢測及語音警示系統的設計
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1系統總體設計方案
在氣體濃度是現有可利用的數據的基礎上，考慮了系統的銜接性和可移植性。系統總體方案見圖1。
本系統分為四大模塊：核心控制模塊、語音電路模塊、紅外感應模塊以及數據的讀取。在氣體濃度為現有可利用資源的前提下設計了系統如何進行讀取控制。核心控制模塊采用單片機作為控制器件，配合適當的外圍電路，控制整個系統的運行。紅外感應模塊以一個紅外傳感器為核心，配置一定的信號處理電路，往單片機發信號。語音電路以語音芯片為核心，設計了錄音、放音兩種電路。
1.1核心控制模塊的設計
核心控制器件選用了單片機，其最小系統構成如圖2所示。
該模塊是系統的核心，當紅外感應系統感應到人體，會送出中斷信號，單片機得到信號后執行中斷，通過串口通信讀取氣體濃度，然后到語音芯片尋址，并控制語音模塊把氣體濃度報告出來。除了基本的外圍電路，核心控制模塊外主要應用了中斷、串行通信和基本的輸入、輸出功能。
本系統中上位機通過串口實現與單片機通信，然后由單片機進行處理，單片機接受紅外信號后，控制語音芯片工作，播放相應的語音信息。可選的單片機較多，如AVR、AT89C51等。采用單獨的控制芯片的好處是減少主控芯片(CPLD)的工作量，提高系統的性能。我們選用了AVR單片機。AVR是基于RISC(精簡指令集計算機)結構的單片機，簡稱AVR單片機，該系列單片機在吸收PIC及8051單片機優點的基礎上，進行了重大改進。與普通的51系列單片機相比，AVR單片機有很多優點。首先給人最直觀的就是具有JTAG邊界掃描、仿真、編程功能，不會造成以往仿真通過而脫機不行的現象。
1.2紅外感應模塊的設計
該模塊相對簡單，核心用了紅外傳感器，只把信號進行了簡單處理，送給單片機的中斷即可，見圖3。
1.3數據讀取方式的設計
對數據的讀取有兩種方法：一種是直接與硬件電路結合，16位二進制數據讀取過來，進行整理還原；另一種是通過串口通信，把已經由上位機整理好的數據，通過RS-232協議讀取過來。顯然，較第1種方法，通過串口的方式避免了對數據重復整理，編程更簡單。對整個項目而言，設計更合理，縮短了開發周期。
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