摘要：本設(shè)計(jì)以8751單片機(jī)為核心構(gòu)成的智能檢測(cè)及語音報(bào)警系統(tǒng)，他能實(shí)現(xiàn)開關(guān)量和模擬量的多路循環(huán)檢測(cè)，使得復(fù)雜的檢測(cè)工作變得簡(jiǎn)單而且迅速。

關(guān)鍵詞：微處理機(jī)技術(shù)，智能檢測(cè)技術(shù)，語音報(bào)警，循環(huán)檢測(cè)，單片機(jī)

1、前言

在工業(yè)生產(chǎn)中、溫度、壓力、高度、開關(guān)量等都是常見的被控參數(shù)，所以常采用一定的裝置對(duì)參數(shù)的超限及開關(guān)開關(guān)量的錯(cuò)誤狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)并及時(shí)、準(zhǔn)確的報(bào)警。而目前大多數(shù)的報(bào)警裝置都采用模擬電路和數(shù)字邏輯電路與有觸點(diǎn)的繼電器控制電路組成，基本上是用一個(gè)信號(hào)反應(yīng)一個(gè)狀態(tài)的一對(duì)一的單點(diǎn)報(bào)警。但這類報(bào)警裝置存在線路復(fù)雜、功能單一、維修不便、可靠性不高等缺點(diǎn)，為止，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種智能型語音報(bào)警儀，從而較好的解決了上述問題。

2、主要特點(diǎn)

系統(tǒng)輸入包括16路開關(guān)量輸入和8路模擬量輸入兩部分。開關(guān)量由兩個(gè)8路模擬開光CD4051經(jīng)鎖存器74LS273與單片機(jī)連接；模擬量為0~5V標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)，輸入系統(tǒng)前先經(jīng)傳感器和放大器等進(jìn)行處理，后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字信號(hào)送入單片機(jī)，8路模擬量輸入量中的每一路均可根據(jù)需要設(shè)置為溫度、壓力或高溫（水位）的檢測(cè)。每種測(cè)量類型均有3個(gè)測(cè)量范圍可供選擇，溫度：0~99.9,100.0~499.9，500.0~999.99，單位為℃；壓力：0~99.9,100.0~499.9,500.0~999.9.單位為KPa;高度：0~9.9/10.0~49.9、50.0~99.9、單位為m.

裝置的核心部分是單片機(jī)8751，主要完成數(shù)據(jù)的處理及系統(tǒng)各個(gè)部分的控制。

系統(tǒng)采用8155來擴(kuò)展L/O口接鍵盤及顯示電路，鍵盤用來設(shè)定模擬量通道的各個(gè)參數(shù)，顯示電路采用LED顯示。報(bào)警電路的核心是ISD2500系列語音芯片中比較常用的ISD2590，其錄放時(shí)間為90秒。本系統(tǒng)中每路通道錄制3秒的報(bào)警語音，共需72秒。

系統(tǒng)正常工作時(shí)，對(duì)24路輸入量進(jìn)行循環(huán)檢測(cè)，當(dāng)開光量發(fā)生狀態(tài)改變，即發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)產(chǎn)生中斷，顯示發(fā)生故障的通道號(hào)，同時(shí)進(jìn)行語音報(bào)警，每一路模擬通道的信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后便向CPU申請(qǐng)中斷，并在中斷服務(wù)子程序中將轉(zhuǎn)換站結(jié)果進(jìn)行標(biāo)度轉(zhuǎn)換，之后與設(shè)定的上下限進(jìn)行比較，若未超限則正常顯示測(cè)量結(jié)果，否則進(jìn)行超限語音報(bào)警和結(jié)果顯示。

3、系統(tǒng)硬件電路

系統(tǒng)硬件電路圖如圖1所示。

3.1 開關(guān)量輸入電路

系統(tǒng)有16路開關(guān)量輸入，用兩片8路多路模擬開關(guān)接入電路中，CD4051的輸出端經(jīng)與門與8751的INTI端相連，CD4051的3位地址選通輸入端經(jīng)74LS273鎖存后與8751的PO口低四位相連。

當(dāng)16路開光量中有一路或多路由高電平跳變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，系統(tǒng)將在INT1端產(chǎn)生一個(gè)低脈沖，從而使8751產(chǎn)生中斷，系統(tǒng)將轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)子程序入口處理中斷子程序，對(duì)產(chǎn)生中斷的開關(guān)量的通道號(hào)進(jìn)行顯示并調(diào)語音芯片中對(duì)地址中的語音進(jìn)行語音報(bào)警。

3.2 模擬量輸入電路

外部模擬信號(hào)經(jīng)放大、整流、濾波后變成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換將模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號(hào)，這里我們選取8路8位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809，轉(zhuǎn)換后的數(shù)量送入三態(tài)輸出數(shù)據(jù)鎖存器，并采用中斷方式和單片機(jī)8751相連。

3.3   I/O口擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)

雖然單片機(jī)8751有四個(gè)8位I/O端口，但真正能夠提供用戶使用只有p1口，因?yàn)?span>P0、P2口通常需要用來傳送外部存儲(chǔ)器的地址和數(shù)據(jù)，P3口也需要使用他的第二功能，因此本設(shè)計(jì)中8155的I/O口需要擴(kuò)展，以連接外設(shè)，這里我們采用可編程器件8155芯片，它可以與單片機(jī)8751直接連接而不需要任何外部邏輯器件。

3.4  鍵盤及顯示器

這里我們采用用軟件來識(shí)別和產(chǎn)生代碼的非編碼鍵盤，其連接方式采用4X4陣列，共16個(gè)健，鍵盤類型設(shè)定鍵B，測(cè)量范圍設(shè)定鍵C，測(cè)量值上下限設(shè)定鍵D，確認(rèn)鍵E和取消鍵F。

本系統(tǒng)采用常用的LED8段數(shù)碼管顯示測(cè)試結(jié)果。

3.5語音報(bào)警電路

本系統(tǒng)采用DIP封裝的ISO2590芯片，其錄放時(shí)間為90秒，最大段數(shù)為600段，最小段長(zhǎng)為150ms內(nèi)部震蕩器頻率為341.3KHz。8751與ISD2590的連接不需要通過鎖存器的鎖存，可以直接將語音芯片的地址端與8751的P1口相連，用8751的P2口接語音芯片的控制端，其工作過程是：

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