基于AT89S51和ISD1420的家庭語音報警系統設計

AT89S51單片機是一款低功耗，高性能CMOS的8位單片機，片內含4KB在線可編程(ISP)的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器。ISD1420芯片待機時低功耗(0.5W)，放音電流15mA;放音時間20s,可擴充級聯;可持續放音，也可分段錄放，最小分段：20s/160段=0.125s,可分段160段;錄、放次數達10萬次;斷電信息存儲，無需后備電池，信息可存儲100年;不需要專用的編程器及語音開發器;高優先級錄音，低電平或負邊沿放音。其引腳中SP+、SP-為音頻信號輸出端，可以驅動8~16Ω揚聲器;MIC為話筒輸入端，可用駐極體話筒，通過電容耦合;MICREF為話筒輸入參考端，若不用應懸空。

通常ISD1420的驅動能力有限(0.5W)，直接接到揚聲器上效果不太理想，若接1W以上的揚聲器將發生失真。通常1W以下的揚聲器可用LM386、D2283、D2822、MC34119及TA7368等芯片驅動。本電路選用1W以下的揚聲器，用低電壓通用集成功率放大器LM386作為揚聲器的驅動芯片，其電路如圖5所示。1W~10W的揚聲器用TDA2003、LA4440芯片驅動。選用TDA2003作為揚聲器驅動芯片的電路如圖6所示。

鍵盤和顯示電路

鍵盤采用4×4行列式;顯示采用HT1621液晶顯示驅動芯片，該驅動芯片是帶32×4顯存的多功能LCD驅動器，只需4條接口與控制器相連并可提供看門狗時鐘。液晶顯示屏除4位數字外，還有報警、火警、未準備、旁路、布防等多達16個漢字的內容，以構成直觀的漢字顯示。在設置設防點時顯示監視點號、時間、設防標志等，在查詢事故報警記錄時顯示日期、時分、事故點。同時利用HT1621液晶顯示驅動芯片提供的看門狗時鐘，實現對鍵盤系統崩潰時的自動復位，使鍵盤系統恢復工作。

本系統的電源由市電和備用蓄電池兩部分組成。在正常情況下，市電通過整流、濾波、穩壓后向報警系統提供直流電源，并且向蓄電池自動穩流充電。當市電出現故障，蓄電池自動投入使用，以保證報警系統能正常工作，同時向外界發送電源故障預警信息。

系統軟件設計

軟件設計的基本任務是實現用戶保安功能的可編程，對警戒防區實時監控報警。本軟件設計采用結構化程序設計方法。軟件設計中的主要工作是完成單片機對紅外傳感信號處理器BISS0001輸出的數字信號VO2的處理，語音服務的軟件實現和適時的語音錄放。軟件設計流程框圖如圖7所示。

BISS0001芯片已經對傳感器傳出的信號進行了抗干擾處理，得到了信號VO2.為了提高系統檢測的可靠性，用單片機對VO2進一步處理。對語音芯片1420編程時按照其工作過程進行編寫。錄音時按住“REC”鍵不放，指示燈亮，即可對著板上話筒講話錄音，松鍵時錄音停止并形成一段。放音時按一下“PE”鍵將一段錄音全部播放出來，一段結束后自動停止放音。按住“PL”鍵即放音，松鍵即停止。ISD1420的地址線有8位，有6位接到了AT89S51的I/O口。最小每段語音長度為125ms,每段語音都可由地址線控制輸出，每125ms為一個地址，由A2~A7六根地址線控制。用戶錄制的語音每一段結束后芯片自動設有段結束標志(EOM)，芯片錄滿后設有溢出標志(OVF)，單片機控制電路按某一段的起始地址進行放音操作，遇到段結束標志(EOM)即自動停止放音，單片機收到段結束標志(EOM)就開始觸發下一段語音的起始地址。如此控制，可以達到將很多不同段的語音組合在一起成一句話放音出來，實現語音的自動組合。

結 語

本系統實現了家庭語音報警功能，經過多次測試，該系統工作情況穩定。用戶可以個性化地通過鍵盤設置外出、免打擾等不同的模式，實現語音服務功能。該報警系統具有結構簡單、成本低、新穎等優點，適用于家庭使用。