一種基于單片機(jī)控制的電梯語音報(bào)站器

1、一種基于單片機(jī)控制的電梯語音報(bào)站器伍萬華,張國忠武漢大學(xué)自動(dòng)化系(430072摘 要:ISD4004語音芯片是美國ISD公司推出的產(chǎn)品,具有無段長限制,可多次重復(fù)錄放,存儲(chǔ)時(shí)間長,使用時(shí)不需擴(kuò)充存儲(chǔ)器,所需外圍電路簡單等特點(diǎn)。本文介紹一種實(shí)用、新型、多功能電梯語音報(bào)站器,采用89C51單片機(jī)控制ISD4004語音芯片電路的即時(shí)播放1。關(guān)鍵詞:單片機(jī) 89C51 ISD4004 語音報(bào)站器1 前言現(xiàn)代建筑物規(guī)模越來越大,樓層越來越高,對(duì)電梯的技術(shù)和質(zhì)量的要求也越來越高?，F(xiàn)代電梯技術(shù)已朝著更快、更穩(wěn)、更安全、更人性化的方向迅速發(fā)展。電梯語音報(bào)站器就是體現(xiàn)其人性化設(shè)計(jì)的一個(gè)具體表現(xiàn)。用語音報(bào)告電梯將

2、要到達(dá)或已到達(dá)的樓層信息、電梯的運(yùn)行狀態(tài)、歡迎詞和音樂等,可避免乘客搭錯(cuò)電梯或樓層、消除人們乘坐電梯時(shí)的寂寞感。2 硬件電路設(shè)計(jì)本系統(tǒng)由信號(hào)采集與隔離電路、單片機(jī)及其外圍電路、語音芯片電路1三大部分組成。電梯的樓層信號(hào)經(jīng)過采集隔離處理后送至單片機(jī),單片機(jī)分析、判斷、提取出有效的信息,再經(jīng)運(yùn)算處理輸出控制信號(hào)控制語音芯片電路實(shí)時(shí)播報(bào)。2.1信號(hào)采集與隔離電路報(bào)站器的正常工作需要采集到電梯運(yùn)行的一些相關(guān)信息,電梯的安全運(yùn)行要求附加系統(tǒng)對(duì)電梯本身不能產(chǎn)生干擾,因此信號(hào)的采集與隔離工作相當(dāng)重要。本系統(tǒng)用到了電梯控制面板上的各樓層按鈕、電梯平層信號(hào)和開關(guān)門信號(hào),如表1所示。表1: 系統(tǒng)用到的電梯信號(hào)樓層

3、信息選中非選中樓層按鈕0.7V 4.8V電梯平層信號(hào)平層非平層平層上、下著床、門區(qū)0V 30V開關(guān)門信號(hào)關(guān)門開門DT 24V0V考慮到信號(hào)的電壓等級(jí)不一,對(duì)于采集到的信號(hào)需經(jīng)過不同的處理。實(shí)驗(yàn)證明,當(dāng)采集電路的輸入端電阻在500K以下時(shí)會(huì)導(dǎo)致信號(hào)的電壓下降2,影響電梯工作;鑒于此,我們采用具有高輸入電阻的集成運(yùn)算放大器2電路,相應(yīng)的處理如表2所示。表2: 對(duì)電梯信號(hào)的處理和用途信號(hào)處理方法用途樓層信息電壓跟隨器計(jì)算目標(biāo)樓層,判斷上、下行平層平層信號(hào)電壓比較器電梯運(yùn)行時(shí)計(jì)算樓層開關(guān)門信號(hào)電壓比較器啟動(dòng)、停止播報(bào)經(jīng)過處理之后的信號(hào)再經(jīng)光電耦合器進(jìn)行隔離處理,送至單片機(jī)。2.2單片機(jī)及其外圍電路本系

4、統(tǒng)采用的是ATMEL公司的AT89C51作主控制器,AT89C51的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3、- 1 -P1.4引腳分別與ISD4004的1、2、3、28、25腳連接,以對(duì)其進(jìn)行控制(1、2、3、28、25分別是ISD4004的片選端SS、串行輸入端MOSI、串行輸出端MISO、串行時(shí)鐘端SCLK、中斷INT,其余的引腳接經(jīng)過處理之后的樓層信息:包括1-23樓樓層信息和平層信號(hào)UP1、DOWN1、DOOR1、DT1,如圖1所示。 圖1 AT89C51引腳接線圖2.3語音芯片電路因ISD4004語音芯片的正常工作電壓為3V2,而系統(tǒng)的使用電壓為12V,我們采用了LM317集成穩(wěn)壓器

5、做電壓轉(zhuǎn)換(如圖2所示。ISD4004的音頻信號(hào)輸出引腳AUDOUT引腳通過一個(gè)濾波電容與揚(yáng)聲器連接,AMCAP為自動(dòng)靜音端1,使用時(shí)通過一個(gè)電容接地,如圖3所示。 圖2 LM317穩(wěn)壓電路- 2 - 圖3 ISD4004連接圖3 軟件設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)(1 上 電:電梯停在一樓時(shí),打開電源開關(guān),播報(bào)歡迎詞。并初始化當(dāng)前樓層為1樓。(2 關(guān)門播報(bào):等待乘客選取樓層、關(guān)門。對(duì)所選樓層信息排序,找到最大目標(biāo)樓層:若最大目標(biāo)樓層大于當(dāng)前樓層,表明電梯上行,播報(bào)最小目標(biāo)樓層信息;若最大目標(biāo)樓層小于當(dāng)前樓層,表明電梯下行,播報(bào)最大目標(biāo)樓層信息。播報(bào)完成,電梯開始運(yùn)行。(3 運(yùn)行計(jì)數(shù):電梯運(yùn)行過程中

6、,根據(jù)采集的平層上、下著床信號(hào),對(duì)當(dāng)前樓層進(jìn)行計(jì)算,即:若電梯上行,則每平層一次,當(dāng)前樓層加一;若電梯下行,則每平層一次,當(dāng)前樓層減一。(4 開門播報(bào):電梯到達(dá)、開門時(shí),播報(bào)當(dāng)前樓層信息,并告知梯外乘客電梯的運(yùn)行狀態(tài),即播報(bào)“電梯 上/下 行”。播報(bào)結(jié)束,返回操作步驟(2。 3.2流程圖系統(tǒng)軟件框圖如圖4所示。- 3 - 圖4 系統(tǒng)軟件框圖4 結(jié)束語本系統(tǒng)經(jīng)過安裝、調(diào)試,可穩(wěn)定、可靠運(yùn)行,對(duì)電梯的安全、穩(wěn)定運(yùn)行無干擾,達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。參考文獻(xiàn)1李朝青。單片機(jī)原理及其接口技術(shù)。北京航空航天大學(xué)出版社,19992童詩白,華成英。模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)第三版。高等教育出版社,2001- 4 -A D

7、evice of Voice Floor-informer Based on Single-ChipMicrocomputerWanHua WU GuoZhong ZHANGDepartment of Automation,Wuhan University, Wuhan, PRC, 430072AbstractISD4004 is a phonetic chip produced by ISD company of America. It has many advantages including recording without length limit, recording and pl

8、aying for many times, using without expansion of the storage. The assistant circuit that the chip needs is simple and the time that the chip can store is long. This article introduces an applied, new style and multifunctional elevator voice floor-informer, which uses 89C51 single-chip microcomputer to control the circuits of phonetic chip ISD4004 informing at the real time.Ke