英语原文共 8 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

---

毕业论文(设计)

英文文献翻译

英文题目 The Design of Voice Alarm Terminal Based on MSP430

中文题目 基于MSP430单片机的语音报警终端

基于MSP430单片机的语音报警终端的设计

Wu Qiyan, Miao Changyun, and Wu Zhigang

School Of Information and Communication Engineering

Tianjin Polytechnic University

Tianjin, China

qiyanwu@fastmail.fm

摘要：本文提出了一种基于MSP430的语音报警终端的设计。它的硬件电路设计是以MSP430F149单片机为核心的，采用程序结构和功能模块化方法设计软件。语音报警终端可以随着企业的VoIP系统整合，也可以发送相应的报警声，可以根据不同的事件VoIP终端和广播使相关人员能够及时着手避免危险。它具有广泛的应用价值。

关键字：MSP430F149, Ml22420, 报警终端, VoIP。

1介绍

随着社会的发展，各种各样的报警器应运而生，并且已经被广泛的应用于工业、农业、交通和医疗。当危险发生的时候它能够提醒我们及时处理危险避免重大损失。很多公司都建立了报警系统为了方便调度，他们也建立了独立于报警系统的VoIP系统。当危险发生时不利于相关人员及时处理，同时也增加了建筑成本。

基于这种情况，我们设计了语音报警终端。它可以连接到VoIP系统。一旦危险发生，报警终端向媒体发送一个请求，网关控制器（MGC）通过报警网关，然后MGC发送PA（功率放大器）调用命令指定的全部或部分的VoIP终端。每个VoIP终端广播所产生的报警声的报警终端及时作出相关处理。因为报警终端结合VoIP系统，所以企业没有必要建立独立的报警系统，建筑成本显著节省。针对VoIP系统的报警系统设计已在企业内部建立且应用范围广泛。

2基于语音报警终端的报警系统设计

报警系统通过VoIP系统的报警网管接入报警终端。它包括VoIP和报警启动。VoIP通过使用简化软交换网络可以完成由MGC和VoIP终端组成的单一呼叫、群组呼叫和所有呼叫等等。报警部分主要主要完成报警声音的产生和访问。报警部分被分成报警网关和报警终端两个部分。本文的重点在报警终端设计。报警的拓扑结构如图2.1所示。

图2.1报警的拓扑结构

媒体网关控制器控制和VoIP的释放的建设终端根据接收信号和报警网关连接。

VoIP终端由媒体网关（MG）和语音终端组成。声音终端负责生成语音。媒体网关负责

媒体转换以及连接PSTN和IP网络。

报警网关是用来请求MGC发送群呼或电话命令使VoIP终端自动摘机进入PA报警状态。

报警终端负责根据报警控制器代码发出报警声音。

3语音报警终端的硬件设计

该语音报警终端硬件电路由单片机控制电路，语音回放电路，语音存储电路，电平转换电路，报警码接入电路，8路手动报警按钮、键盘与显示电路构成，如图3.1所示。

图3.1语音报警终端的硬件电路图

3.1语音录放电路

用ML22420语音芯片进行语音播放电路设计。这是ROM接口内置串行通道混合音频播放，外部ROM存储语音数据的语音播放电路。在报警终端，它的各项操作是由外部单片机控制进行的。单片机串行外设接口（SPI）连接ML22420 SPI，单片机作为主机而ML22420作为从机。单片机发送命令到ML22420从ML22420接收响应控制ML22420语音芯片。一系列不同的命令码被发送到控制语音芯片在具体的时间内来完成不同的操作。语音存储芯片W25X16指挥报警声的响起。它的示意图如图3.1.1所示。

图3.1.1语音回放电路原理图

3.2语音存储电路

语音存储电路主要采用华邦电子股份有限公司的W25X16（16M位）串行闪存记忆。该系列提供的W25X16灵活性也超出普通串行闪存设备，且支持标准的SPI和一个采用四引脚高性能的双输出SPI：串行时钟芯片选择，串行数据输入/输出和串行数据。

W25X16主要是用来存储单片机的SPI发送的语音数据。ML22420没有录音功能。因此，记录在电脑里的报警语音数据存储在W25X16，转换编码的各种格式（如PCM，ADPCM）通过转换软件，分段进入通过RS232。因为录音和放音共用SPI，在单片机的SPI，ml22420和W25X16中添加一个DIP开关。在记录时，第一个四拨开关被拨到开的位置，后面的四拨开关分配给关闭位置。通常在播放时，倾角开关的位置与记录相反。

3.3电平转换电路

在PC机上的plusmn;10V串行RS232水平和一般TTL应用系统单片机的信号电压电平分别为0和5 V。因此，单片机串口不能直接连接到上位机串口。水平必须转变。电平转换电路采用TI公司MAX232芯片实现单片机与PC之间电平转换。

3.4单片机控制电路

单片机控制电路是由TI公司的MSP430F149单片机和其外围接口电路组成。MSP430F149单片机配置内置16位定时器，快速12位模数转换器，2个通用串行同步/异步通信接口（串口），和48个I / O引脚。它是整个控制的核心系统主要提供了外围电路的接口。图3.4.1为单片机控制电路原理图。

图3.4.1单片机控制电路原理图

在单片机控制电路，P1端口用于接收来自PLC编码信号；P2.0 ~ 2.4端口用于读取功能键输入，实现相应的功能；单片机的SPI与W25X16和ml22420传送语音数据的接收和发送控制语音录放芯片ML22420命令是单片机的UART1口语音存储芯片；UART1口与RS232端口在PC上通过MAX232接收来自上位机的报警语音数据；p4.0~p4.2接口作为一个ML22420和ML2240复位信号的空闲或忙碌。p4.3 ~ p4.6端口连接液晶显示器是用来使液晶显示各种状态。p4.7端口用于生成开机和休眠的信号。信号是通过P5端口从8路手动报警按钮接收的。

3.5其他电路

外部报警信号由可编程控制器转换为相应的报警代码通过光电耦合器TLP521单片机P1端口连接控制实现相应的报警。使用TLP521的目的是实现报警代码和报警电路前端的隔离。

键盘输入电路是用来调节音量、扬声器/线路输出选项和重置。它是通过单片机P2.0 ~ P2.3端口来实现这些功能。手动报警按钮通过TLP521连接到P5端口播放适当的警报声。

显示电路主要采用一种液晶显示模块。在正常工作时，它显示企业名称、地址等状态。在报警终端操作时会显示当前正在进行的操作，比如记录。当危险发生时，它可以显示警报的报警类型，播放模式等。

4语音报警终端

针对语音报警终端的软件设计，采用了程序结构和功能模块化设计方法，并用C 语言编写。总体设计包括主程序、中断服务程序和任务子程序。

4.1主程序

主程序首先完成初始化，该初始化过程包括：时钟模块端口，设置Flash存储器、I/O端口、液晶显示器、定时器、SPI和语音播放芯片ML22420，发送挂机信号VoIP。然后，根据适当的标志位实现设定功能，进入主循环和处理相应的子程序。其流程图如图4.1所示

图4.1主程序流程图

4.2中断服务程序（ISR）

中断服务程序包括定时器A中断服务程序和串口中断服务程序。A中断服务程序主要完成功能键的设置以及手动报警按钮、播放代码、复位标志位、定时计数标志位、播放声音时LED闪光次数以及处理相应进程时音乐播放的开始和警报结束标志位的检测。如图4.2.1所示。

图4.2.1对timer_a中断服务程序的流程图

串口中断服务程序用来完成PC机与单片机之间的数据通信。在主程序中，通过调用适当的子程序来记录报警声音。

4.3任务子程序

任务子程序包括ML22420任务，单片机闪存任务、语音存储任务，显示任务，液晶模块的驱动任务，SPI任务和UART任务等。

ML22420任务子程序主要完成语音数据的读写、语音循环播放、语音广播信道的选择和状态的阅读以及ML22420初始化等等。

通过单片机的任务子程序，实现了对闪存的读取、写入和擦除。

语音存储任务子程序主要用于完成语音存储芯片的读写。

SPI任务子程序实现SPI端口的初始化和单片机、ML22420和W25X16之间的语音数据通信任务的初始化。

UART任务子程序是完成USART端口的初始化以及接收到数据的响应。

5总结

本文中，基于MSP430的语音报警终端不仅可以保护企业的VoIP系统，而且可以实现各种报警、自动报警和手动报警。它的报警声可以通过扬声器和通过线连接到到VoIP终端播放。该终端具有成本低、操作简单、维护方便、扩展灵活的特点。它不仅适合各种类型的工厂，企业和其他工业控制场所，而且在教育系统、科技系统、电气系统、银行系统等有着广泛的推广和应用前景。

参考文献

1. Li, B., Miao, C.-y., Li, Y.-f., Wu, Z.-g.: Research of VOIP Transmission Terminal based on

DSP. Microcomputer Information 26(6-2), 118–119 (2010)

2. Guifu, C., Jun, S., Long, Y.: Design of alert system terminal based on single chip

microcomputer and DTMF. Electronic Test 4, 69–71 (2009)

3. Shen, J., Yang, Y., Zhai, X.: MSP430 series ultra low power 16-bit Microcontroller

Principles and Applications. TsingHua University Press, Beijing (2004)

4. Zhang, X.: MSP430 series of utility C Programming Language. Posts amp; Telecom Press,

Beijing (2005)

5. Lu, C.: The design of multi-channels signal detection and voice alarm system based on

AT89C51. Journal of Jiamusi University (Natural Science Edition) 27(2), 181–184 (2009)

6. Zhang, X., Tong, J., Wang, Z., Jia, J.: An Intelligent Annunciator Based on Public

Telephone Net. Journal of BeiHua University (Natural Science) 5(3), 279–281 (2004)

剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

---

资料编号：[30519]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word