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1、1、系统的总体设计该系统是基于51单片机控制的智能窗系统,能根据外界的天气情况和室内的气体情况来控制着窗户的开启和关闭。系统主要的模块包括：电机驱动模块、可燃性气体和烟雾检测模块、风用检测模块、红外线防盗探测模块、语音播放模块，稳压模块，按钮模块等。本系统有以下儿个控制要求：1）、当外界刮大风下大雨吋，风雨传感器检测到这一下风雨信号（相当于触发开关）并将信号传送给单片机，单片机控制着电机及时关闭窗户并报警，蓝灯闪烁。防止雨水进入室内损坏室内的装饰和物品，此后每过5分钟重新检测，如果无风无雨窗户自动打
2、开。2）、当室内可燃性气体、烟雾等超过一定的标准时，窗户自动打开，并启动排气扇进行排气，红灯频繁闪烁，此优先级最高，同时报警器也会响起来提醒主人危险的存在，防止煤气中毒或火灾事故的发生。3）、当窗户外有人驻留时，阻断了红外线探测器的发射接收通路，窗户会立刻关闭并发出高分贝声音报警，黄灯闪烁30s起到防盗的作丿IJ。4）、增加了手动按键和机械运动开窗、关窗功能，使产站更具有人性化。2、系统的硬件设计2.1系统所需元器件的选择STC89C52单片机;ISD4004语音芯片;LM324运算放大器；LM31
3、7稳压芯片；LM386功率放大器;L298驱动芯片;NE555定时器；7805,7806稳压芯片;电阻；电容;电位器；11.0592MM晶振；按键，开关；杜邦线；蜂鸣器；排风扇；直流电机；红外对管;发光二极管；三极管；烟雾传感器MQ2；其他硕件支持，在此不一一列举。2.2语音报警电路C1语音录放模块的硬件电路如图3所示。MK1为麦克风，用丁•录入语音，nJ完成普通的现场录音。在放咅电路中，输出端选川低电压通用集成功率放大器LM386M-1的典型应川电路作为扬声器LS1的张动电路。该典型电路屮，LM3
4、86M-1的1脚和8脚间外接10pF的旁路电容，可以使电路的放人倍数提高200倍。ISD4004的工作电压是3V,。可以通过变压电路将5V电压转变为3V.ISD4004语咅芯片采用CMOS技术，内含晶体振荡器、防混叠滤波器、平滑滤波器、自动静噪、音频功率放大器及高密度多电平闪烁存储阵列等，因此只需很少的外围器件就可构成一个完整的声音录放系统。ISD4004语音芯片带SPI接口，录放音时间长，音质好，不需A/D转换，可重复记录10万次，断电后仍可以保存数据100年。语音内容分段存储，。程序可以选定任一
5、段作为录音、放音的起始地址。ISD4004主要引脚说明如下:①片选CS,此端为低电平时选中芯片。②VCCA、VCCD,供电电源3V。③OUT,咅频输出端，可驷动5Q负载。④IN+、IN-,录音信号同相、反相输入端。⑤MOSI,串行输入端。主控器件应在串行时钟上升沿前半个周期将数据放到此端，供ISD4004输入用。⑥SCLK,时钟输入端，。由主控制器产牛，用于同步MOSI和MISO的数据传输。©AMCAP,口动静噪音控制端。⑧VSSA、VSSD,地线。SPI接口是Motorola公司推出的同步串行扩展
6、接口…该接口共使用4条信号线：主机输出片选线CS,串行吋钟线SCLK,主机输出/从机输入的信号线MOSI以及主机输入/从机输出的信号线MISO。SPI接口是申行扩展的全双工同步通信口，主机方式传送数据的最高速率达1.05Mbpso由于AT89S51没有SPI接口，所以采用模拟SPI接口同ISD4004进行数据传输；同时因为无主机输人，所以不需要MISO线。将片选CS、主机输出/从机输入的信号线MOSI、串行时钟SCLK分别接在单片机P0.0、P0.1、P.2口。ISD4004通过SPI接口传输数据的
7、步骤如下：①串行数据传输开始于CS下降沿，在数据传输期间，CS必须保持为低电平；②从控制器发出來并出现在引脚MOSI上的数据，在SCLK上升沿被锁存入ISD4004,在SCLK下降沿,将ISD4004中送出的数据放到引脚MISO,供控制器读取;©ISD4004从控制器输入指令和地址后才能开始录/放操作；④指令格式是8位控制码加16位地址码，或8位控制码（不帯地址码）；⑤ISD4004在进行任何操作吋，如果遇到EOM或VOF,则产生一个中断，该屮断状态在下一个SPI周期开始被清除；⑥所有指令操作都在C
8、S端为高时执行。2.3可燃性气体和烟雾检测电路MQ-2气敏元件的结构和外形如图1所示(结构AorB),由微型AL2O3陶瓷管、Sn02敏感层,测最电极和加热器构成的敏感元件固定在幫料或不锈钢制成的腔体内，加热器为气敏元件提供了必要的工作条件。封装好的气敏元件有6只针状管脚，其中4个用于信号取出，2个用于提供加热电流。MQ-2型传感器的特性及主要技术指标(1)MQ-2型传感器的-•般特点(a)MQ-2型传感器对人然气、液化石汕气等烟雾有很髙的灵敏度，尤其对烷类烟雾更为敏
