基于51单片机的语音投篮玩具设计毕业论文(编辑修改稿)

基于51单片机的语音投篮玩具设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

343536373839VCC40IC189C51RD+P24P25P26P271122K7 图 23 单片机及外围电路原理图 表 21 单片机管脚分 配 表 名称 分配管脚 备注 ISD_MISO 单片机与 ISD1760 的 SPI接口 ISD_MOSI ISD_SCLK ISD_SS 按键输入 外部清零键 计数器 0 输入 接红外对管传感器 IO 输入 接振动传感器 四位数码管位选 ～ 四位数码管与单片机接口 四位数码管段码 ～ 复位输入 RST 外部复位 语音模块电路设计 语音模块电路采用 ISD1700 芯片，它 是华邦 ISD 公司 20xx 年新推出的单片优质语音录放电路， 该 语音芯片提供多项新功能，包括内置专利的多信息管理系统，新信息提示（ vAlert），双运作模式（独立 amp。 嵌入式），以及可定制的信息操作指示音效。 芯片内部包含有自动增益控制、麦克风前置扩大器、扬声器驱动线路、振荡器与内存等的全方位整合系统功能。 图24 为 ISD1700 系列芯片管脚图 ，它与单片机直接通过 SPI 总线连接。 ISD1700 系列 特点： ●可录、放音十万次，存储内容可以断电保留一百年 ●按键模式和 MCU 串行控制模式 (SPI 协议 ) ● MIC 和 ANAin 两种录音模式 ● PWM 和 AUD/AUX 三种放音输出方式 ●可处理多达 255 段以上信息 ●有丰富多样的工作状态提示 ●多种采样频率对应多种录放时间 本科毕业设计（论文 ） 4 ●音质好，电压范围宽，应用灵活 电特性： ●工作电压： ～ ,最高不能超过 6V ●静态电流： ～ 1 μ A ●工作电流： 20mA 图 24 ISD1700 系列芯片管脚图 本设计中选用 ISD1760 芯片， 8 kHz 采样率下可录音时长为 60 秒。 图 25 为 ISD1760模块 的 电路原理图。 录音可通过麦克风输入也可以通过 Analn 音频接口输入，为了获得良好的声音效果，语音经过 AUX 口经放大后输出给喇叭，选用喇叭为 8 欧姆 ，同时支持SPI 操作和独立按键控制操作。 电路焊接了 RDY、 FWD（快进）、 ERASE（擦写）、 REC（录音、 PLAY（播放）、 FT（直通）和 VOL（音量）等独立操作按键，这些按键使得录放功能变得简单。 单片机通过四线（ MISO、 MOSI、 SCLK、 SS） SPI 协议 对 ISD1760 进行串行通信。 ISD1760 作为从机，单片机通过发送不同的命令来控制 播放不同的语音段。 VCCD1LED2RESET3MISO4MOSI5SCLK6SS7Vssa8Analn9Mic+10Mic11Vssp212SP13Vccp14SP+15Vssp116AUD/AUX17AGC18VOL19Rdsc20Vcca21FT22PLAY23REC24ERASE25FWD26INT/RDY27Vssd28U2ISD1700C7Al_inAl_outC11R31KD1LEDISD_MISOISD_MOSIISD_SCLKISD_SSC4VCCC12C10C14MIC+MICR2R4R6VCC12MIC1Header 2C8C9C5SP+SPAl_out1122K11122K21122K31122K41122K51122K6RDYRDYFWDERASERECPLAYVOLFTVOLPLAYERASERECFWDFT1122K8Q1S8050C15390R8VCCAUX1SpeakerR760KROSC 图 25 ISD1760 模块电路原理图 传感器电路设计 传感器电路包括红外对管传感器和振动传感器电路。 红外对管传感器部分 ：该传感器电路对环境光线适应能力强，其具有一对红外线发射与接收管，发射管发射出一定频率的红外线，当检测方向遇到障碍物（反射面）时，红外线反射回来被接收管接收，经过 LM393 比较器电路处理之后，指示灯会亮起，同时信号输出接 本科毕业设计（论文 ） 5 口输出数字信号（一个低电平信号），可通过电位器旋钮调节检测距离，有效距离范围 2～30cm，工作电压为。 该传感器的探 测距离可以通过电位器调节、具有干扰小、便于装配、使用方便等特点，可以广泛应用于机器人避障、避障小车、流水线计数及黑白线循迹等众多场合。 振动传感器电路：该电路由 SW420 常闭型震动传感器和宽电压 LM393 比较器组成，可用于各种震动触发作用，报盗报警，智能小车，地震报警，摩托车报警等。 当传感器不震动时，震动开关呈闭合导通状态，输出端输出低电平，指示灯亮；当传感器震动时，震动开关瞬间断开，输出端输出高电平，指示灯不亮；输出端可以与单片机直接相连，通过单片机来检测高低电平，由此来检测环境是否有震动。 图 26 为 传感器 电路原理图。 32184U3AOPA2227567U3BOPA2227R10100JX1R11100R1210KJX2VCC VCCVCC VCCR9100D2LEDC18P34R14100R1510KVCCVCC VCCR13100D3LEDC2012SW1C19P36 图 26 传感器电路原理图 （上为红外对管传感器、下为振动传感器） 在实际使用过程中发现， SW420 常闭型震动传感器稳定性差，为了提高振动感应效果。 采用蜂鸣片及触点弹簧组成的振动传感 器（如图 27 所示），它 具有高灵敏、快速、高性能等特点 ， 广泛用于汽车防盗及其它安防产品上。 它 内部用压电陶瓷片加弹簧重锤结构检测振动信号，并通过 LM358 等运放放大并输出控制信号，具有成本低、灵敏度高、工作稳定可靠，振动检测可调节范围大的优点。 该传感器共有三根接线， 蓝线为信号输出经 358 运放输出，没有 震动时为高电平 （ 注意输出脚要上拉一个电阻 ） ，有震动时为低电平 ， 红色线电源 ， +5V 黑线为地线。 本科毕业设计（论文 ） 6 图 27 振动传感器实物图 四位数码管电路设计 为了实现投篮得分的显示功能，设计了四位数码管电路。 数码管选用 MT03641BR 四位共阳数码管。 位选端都经过 2N3904 三极管驱动。 图 27 为 四位数码管电路原理图。 abfcgdeDPY11 7 4 2 1 10 5a b c d e f g3dpdpabfcgdedpabfcgdedpabfcgdedpC16C28C39C412LED_DPY1DPY 4LEDP20P21P22P23P24P25P26P271234 5678RP14x4701234 5678RP34x4701234 5678RP24x1kQ22N3904VCC4led_cs14led_cs24led_cs34led_cs1P10P1_4_2P11P12P13Q42N3904VCC4led_cs2P1_5_2Q32N3904VCC4led_cs3P1_6_2Q52N3904VCC4led_cs4P1_7_2P1_4_2P1_5_2P1_6_2P1_7_2 图 27 四位数码管电路原理图 电源电路设计 电源电路采用三端稳压管 7805 进行 5V 电压的稳压输出供给单片机电路， 这种稳压用的集成电路芯片，只有三条引脚输出，分别是输入 端、接地端和输出端 ， 标准封装 为 TO 220。 用 78 系列三端稳压 IC 来组成稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜。 因为三端固定集成稳压电路的使用方便，电子制作中经常采用。 图 28 为电源 电路原理图。 实际焊接中发现，语音模块工作时瞬间电流很大，导致供给单片机的电压下降而复位单片机，因此在 7805 的输出端接 2 个470uF 的电解电容。 本科毕业设计（论文 ） 7 INPUT1GND2OUTPUT3U1 7805+C110uF/25V+C2470uF/25VGNDVCC132POWER1DC10B231S1SWSPDTPWR1R11K+C3470uF/25V 图 28 电源电路原理图。