看家狗电路设计

看家狗电路 项目制作书 项目名称:看家狗电路设计 姓名: 孟坤、李平阳 班级: 11机电 所在学院: 机电学院 指导教师: 陈跃 时间:2012年12月 12日 看家狗电路设计 摘要 家庭防盗预警越来越受到居民重视，养狗又受到限制。本开放项目设计模拟狗叫电路，在陌生人未经允许进入时，会触发电路，发出凶恶的狗叫声，既可以提醒主人，又对入侵者起到很大的威慑作用。课题利用语音存储芯片、三极管放大电路、扬声器驱动电路，能够对所学的模拟电路知识进行深入的理解，提高学生的实际电路制作能力。 对于项目前期制作仅将项目简化为语音芯片这一模块，暂时不考虑红外检测障碍物等问题。通过按键控制语音芯片的高低电频实现录放音的功能，操作简单，实用，经济。 关键字:存储芯片、三极管放大电路、扬声器驱动电路 一、总体设计 1、设计要求 (1)、设计家用看门狗电路，来人后能够发出狗叫声音，对陌生人进行警示; (2)、采用语音存储芯片存储狗叫声(模拟信号)，可以自行录 制其它声音; (3)、设计三极管放大电路对狗叫声音进行放大，驱动扬声器发出较大的声音; (4)、采用红外线触发方式(选作)，或用按钮触发狗叫; 2、设计思路 (1)、总设计原理图 (2)、电路工作原理 电源(VCCA，VCCD)芯片内部的模拟和数字电路使用不同的电源总线，并且分别引到外封装上，这样可使口若悬河最小。模拟和数字电源端最好分别走线，尽可能在靠近供电端处相连，而去耦电容应尽量靠近芯片。 地线(VSSA，VSSD)芯片内部的模拟和数字也可使用不同的地线，这两脚最好在引脚焊盘上相连。 节电控制(PD)本端拉高使芯片停止工作， 进入不耗电的节电状态，芯片发生溢出，即/OVF端输出低电平后，要将本端短暂变高复位芯片，才能使之再次工作。 片选(/CE)本端变低后(而且PD为低)，允许进行录放操作。芯片在本端的下降沿锁存地直线和P/-R端的状态。 录放模式(P/-R)本端状态在/CE的下降沿锁存。高电平选择放音，低电平选择录音。录音时，由地址端提供起始地址，录音持续到/CE或PD变高，或内存溢出;如果是前一种情况，芯片自动在录音结束处写入EOM标志。放音时由地址端提供起始地址，放音持续到EOM标志。如果/CE一直为低，或芯片工作在某些操作模式，放音会忽略EOM，继续进行下去。 信息结尾标志(/EOM) EOM标志在录音时由芯片自动插入到该信息的结尾。放音遇到EOM时，本端输出低电平脉冲。芯片内部会检测电源电压以维护信息的完整性，当电压低于3.5V时，本端变低，芯片只能放音。 溢出标志(/OVF)芯片处于存储空间末尾时本端输出低电平脉冲表示溢出，之后本端状态跟随/CE端的状态，直到PD端变高。本端可用于级联。 话筒输入(MIC)本端连至片内前置放大器。片内自动增溢控制电路(AGC)将置增益控制在-15至24dB。外接话筒应通过串联电容耦合 到本端。耦合电容值和本端的10KΩ输入阻抗决定了芯片频带的低频截止点。 话筒参考(MIC REF)本端是前置放大器的反向输入。当以差分形式连接话筒时，可减小噪声，提高共模抑制比。 自动增益控制(AGC) AGC动态调整前置增益以补偿话筒输入电平的宽幅变化，使得录制变化很大的音量(从耳语到喧嚣声)时失真都能保持最小。响应时间取决于本端的5KΩ输入阻抗外接的对地电容(即线路图中C2)的时间常数。释放是境取决于本端外接的并联对地电容和电阻(即线路图中R2和C2)的时间常数。470KΩ和4.7uF的标称值在绝大多数场合下可获得满意的效果. 模拟输出(ANA OUT)前置放大器的输出.前置电压增益取决于AGC端电平. 模拟输入(ANA IN )本端为芯片录音信号输出.对话筒输入来说ANA OUT端应通过外接电容连至本端.该电容和本端的3KΩ输入阻抗给出了芯片频带的附加低端截止频率.其它音源可通过交流耦合直接连至本端(绕过了TER的前置)。 喇叭输出(SP+、SP-)过对输出端级驱动16Ω以上的喇叭(内存放音时功率为12.2mW,AUX IN 放音时功率为50mW).单端使用时必须在输出端和喇叭间接耦合电容,而双端输出既不用电容又不能将功率提高至4倍.录音和节电模式下,它们保持为低电平.注意:多个芯片的喇叭输出端绝对不能并联,否则可能损坏芯片!不用的喇叭输出端绝对不能接地! 辅助输入(AUX IN)当/CE和P/-R为高,放音不进行,或处入放音溢出状态时,本端的输入信号过内部功放驱动喇叭输出端.当多个2500芯片级联时,后级的喇叭输出通过本端连接到本级的输出放大器,为防止噪声,建议在放内存信息时,本端不要有驱动信号 外部时钟(XCLK)本端内部有下拉元件,不用时应接地。芯片内部的采样时钟在出厂前已调节器校,误差地+1%内.商业级芯片在整个温度和电压范围内,频率变化在+2.25%内.工业级芯片在整个温度和电压范围内，频率变化在+5%内，建议使用稳压电源。若要求更高精度或系统同步，可从本端输入外部时钟，频率如表2~3“外部钟频”所示。由于内部的防混淆及增滑滤波器已设定，故上述推荐的时钟频率不应改京戏。输入时钟的占空比无关紧要，因内部首先了进行分频。 地址/模式输入(AX/MX)地址端有个作用，取决于最高两位(MSB，即2532/2548的A7和A8，或2560/2590/25120的A8和A9)的状态。当最高两位中有一个为0时，所有输入均解释为地址位，作为当前录入操作的起始地址。地址端只作输入，不输出操作过程中的内部地址信息。地址在/CE的下降沿锁存。 3、芯片介绍 表1~1型号与性能对照 型号 时间 输入采样 典型带宽 最大段最小段外部钟频 数 数 2532 32秒 8.0KHz 3.4KHz 320 !00ms 1024.0KHz 2548 48秒 5.3KHz 2.3KHz 320 150ms 682.7KHz 2560 60秒 8.0KHz 3.4KHz 600 100ms 1024.0KHz 2590 90秒 5.3KHz 2.3KHz 600 150ms 682.7KHz 25120 120秒 4.0KHz 1.7KHz 600 200ms 512.0KHz ISD2500系列单片录放时间32秒至120秒，音质好。芯片采用CMOS技术，内含振荡器、话筒前置放大、自动增益控制、防混淆滤波器、平滑滤波器、扬声器驱动及EEPRIM阵列。 图1~1、ISD2560,90,120内部框图 ISD2500系列具备微控制器所需控制接口。通过操纵地址和控制线可完成不同的任务，实现复杂的信息处理，如信息的组合，连接，设定固定的信息段，信息管理等。ISD2500可不分段，也可按最小段长为单位任意组合分段，参见表1~1“最大段数”。 芯片采用多电平直接模拟量存储专利技术，每个采样值接存储在片内单个EEPROM单元中，因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声，避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和“金属声”。采样频率从4.0，5.3，6.4到8.0KHz,同一第列的产品休样频率越低,录放时间越长, 但通频带和音质有所降低。片内信息可保存100年(无需后备电源)，EEPROM单元可反复录音十万次 图1~2、ISD2560,90,120硬封装引脚图 4、 通过了这次看家狗电路设计，我们对语音芯片内部结构和工作原理有了初步了解，通过查阅资料的方式掌握了语音芯片各个引脚功能。在此基础上，运用三极管放大电路、扬声器驱动电路设计出电路图并 用按键控制引脚的高低电平。同时，从这次的制作中，我们发现了许多问题，比如电路理论知识的欠缺，电路图布局的不够紧密。改进方向:设计出由单片机控制的语音芯片或是红外线触发方式，并在此基础上做到美观，精巧。