基于52單片機語音迎賓器的設(shè)計與制作

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計

目錄

1產(chǎn)品功能分析...............................................................................................................1

1.1設(shè)計背景及內(nèi)容.................................................................................................1

1.2功能分析.............................................................................................................2

2方案設(shè)計.......................................................................................................................2

2.1顯示屏的選擇方案.............................................................................................2

2.2單片機的選擇方案.............................................................................................3

2.3系統(tǒng)框圖............................................................................................................3

3產(chǎn)品硬件設(shè)計...............................................................................................................3

3.1STC89C52系統(tǒng)單片機設(shè)計..............................................................................3

3.2語音播放模塊設(shè)計.............................................................................................4

3.3紅外熱釋電傳感器設(shè)計....................................................................................5

4產(chǎn)品軟件設(shè)計...............................................................................................................5

4.1主程序流程圖.....................................................................................................6

4.2Keil軟件的使用..................................................................................................6

4.3播放語音控制程序.............................................................................................9

5Protues仿真調(diào)試系統(tǒng)組裝.........................................................................................10

5.1電路組裝...........................................................................................................10

5.2電路調(diào)試...........................................................................................................10

5.2.1系統(tǒng)軟件仿真.........................................................................................10

5.2.2電路功能仿真.........................................................................................11

5.3Protues工作界面...............................................................................................11

5.4實物測試...........................................................................................................12

6產(chǎn)品使用說明.............................................................................................................12

參考資料.........................................................................................................................13

附錄1元器件清單.......................................................................................................14

附錄2電路原理圖.......................................................................................................15

I

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計

附錄3PCB設(shè)計圖........................................................................................................16

附錄4作品實物照.......................................................................................................17

附錄5軟件程序代碼...................................................................................................18

II

湖南商職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計

基于52單片機語音迎賓器的設(shè)計與制作

1產(chǎn)品功能分析

在競爭日益激烈的今天，各行各業(yè)為提高競爭力，往往在服務(wù)方面花了很

多心思，推出了各種服務(wù)設(shè)施。比如賓館飯店的房間內(nèi)、飯店的門口都有各種

各樣的迎賓器，如：歡迎光臨、請您稍候等等。這樣做的目的是為了給消費者

留下一個好印象。同時還可以吸引顧客，提高顧客滿意度。隨著市場經(jīng)濟的發(fā)

展，人們生活水平不斷提高，在滿足自身需求后，消費者對服務(wù)提出了更高的

要求。紛紛推出了各種新奇的事物來吸引消費者。經(jīng)過長時間的市場調(diào)查，發(fā)

現(xiàn)各種商場、酒店等場所門口都站著一排或倆排迎賓小姐。這種迎賓器很難讓

顧客有一種愉悅的心情去享受服務(wù)，更別說顧客是否愿意花時間去等待。隨著

經(jīng)濟的發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，人們的消費觀念也發(fā)生了變化，顧客

不再僅僅關(guān)注商品價格，同時還會更加注重商品所帶來的服務(wù)。而這種服務(wù)要

求卻是單一的、重復(fù)的。所以要想給顧客提供最真誠地服務(wù)，就要做到最簡單

有效?？墒沁@種簡單有效又是在哪呢？針對這一現(xiàn)象我們決定開發(fā)設(shè)計一套語

音電子迎賓器裝置，這種設(shè)計不但成本低廉，而且工作性能穩(wěn)定，能夠無時無

刻為顧客提供最真誠的服務(wù)。同時也能使顧客在享受服務(wù)的同時，獲得良好的

視覺感受，從而增加企業(yè)的競爭力。

本次設(shè)計采用了紅外語音識別和無線發(fā)送接收控制兩種技術(shù)，將二者結(jié)合

起來。紅外語音識別技術(shù)，是利用紅外線來獲取人的信息。它具有體積小、成

本低、性能穩(wěn)定等優(yōu)點，使用方便，不受場地限制。無線發(fā)送接收控制能對進

出的人進行識別和控制，具有成本低、結(jié)構(gòu)簡單的特點。它由語音識別模塊、

無線發(fā)送接收控制模塊、電源、紅外語音接口電路等部分組成。該裝置是通過

語音識別來判斷出是走還是不走，從而使其自動開門或關(guān)門，同時還可以播放

優(yōu)美的音樂。整個裝置采用了單片機控制電路為核心，通過各種傳感器和外圍

電路對語音識別模塊進行控制。使其既具有傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)又具備無線發(fā)送接收的

功能，而且還具有體積小、操作方便的特點。使其在功能上與普通智能迎賓裝

置相比具有很大優(yōu)勢。

1.1設(shè)計背景及內(nèi)容

（1）設(shè)計內(nèi)容：

1

湖南商職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計

1)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及組成；

2)語音識別控制系統(tǒng)的構(gòu)成；

3)硬件電路的結(jié)構(gòu)；

4)實物制作及安裝：

5）硬件、軟件調(diào)試。

（2）設(shè)計的要求及預(yù)期的成果：

1）開關(guān)功能：根據(jù)當(dāng)前的距離和溫度開關(guān)對應(yīng)位置，從而達(dá)到自動開門或

者關(guān)門的作用

2）音樂功能：播放音樂，提示當(dāng)前位置；

3）語音功能：自動播報迎賓語、歡迎語。

4）擴展功能：控制方式為通過RS485接口傳輸，可以進行距離的設(shè)定、開

關(guān)的控制等。

1.2功能分析

（1）設(shè)有門鈴、迎賓和防盜三種模式，可根據(jù)需求自行調(diào)節(jié)

（2）語音音量有五檔可調(diào)節(jié)，滿足不同環(huán)境以及使用需求，聲音清晰強勁，

能150米無線覆蓋

2方案設(shè)計

2.1顯示屏的選擇方案

方案一：顯示區(qū)域為10個，每個顯示區(qū)都有一塊獨立的背光燈，可以單獨

控制每一個區(qū)域的亮度，也可以控制每個區(qū)域的亮暗。

優(yōu)點：價格便宜、可靠性高；缺點：背光燈不能單獨控制每個區(qū)域的亮度，

且不能單獨控制整塊區(qū)域的顏色；

方案二：

采用液晶屏1602顯示，1602液晶也叫1602字符型液晶它是一種專門用來

顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊它由若干個5X7或者5X11等點陣字

符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符。不過占用IO多，體積大，價

格貴。

綜合以上二種方案，為了減少硬件資源，節(jié)約成本，故我們選擇方案一。

2

湖南商職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計

2.2單片機的選擇方案

方案一：選擇普通8051內(nèi)核的STC89系列單片機，此單片機價格便宜，功

能強大，完全滿足本設(shè)計要求。

方案二：選擇STC12C5A60AS2單片機，STC12C5A60S2單片機是加強型8051

內(nèi)核，比普通8051內(nèi)核快8—12倍，具有60K儲存空間，能夠滿足本題要求，

與方案一比較，價格上還是偏貴。

方案三：采用飛思卡爾公司生產(chǎn)的MC9S12XS128單片機，此單片機具有8

路PWM，16路AD采集通道，2個UART，2個硬件SPI，具有背景調(diào)試功能，方

便實時查看程序中全局變量的值，具有80個引腳，硬件資源相當(dāng)豐富。但其價

格相對較高。

綜合以上三種方案，為了方便控制，節(jié)約成本，故我們選擇方案一。

2.3系統(tǒng)框圖

圖1系統(tǒng)框圖

3產(chǎn)品硬件設(shè)計

3.1STC89C52系統(tǒng)單片機設(shè)計

STC89C52單片機是深圳宏晶科技有限公司生產(chǎn)的一種單片機，STC89C52

是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。

在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾

多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。

（1）ST89C52控制電路有電源電路、晶振電路、復(fù)位電路、口電路和單片

3

湖南商職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計

機組成。

（2）組成部分:40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出(I/O)端口，2個雙工

串行通信口，2個讀寫口線。

（3）主要工作參數(shù)：

工作電壓：5.5V～3.3V（5V單片機）/3.8V～2.0V（3V單片機）

工作頻率：0～40MHz

圖2STC89C52單片機引腳圖

3.2語音播放模塊設(shè)計

語音模塊：它是由WT588D芯片構(gòu)成的一塊電路，有一個發(fā)光二極管來分辨

其是否工作，外圍電路還有電阻電容及相關(guān)芯片。這些器件不僅價格低，功耗

低而且性能高又可靠，并且電路十分簡單。依據(jù)本課題的要求使用這種控制方

式最為經(jīng)濟。當(dāng)檢測到距離小于所設(shè)定值，蜂鳴器就會報警提示我們。它的電

路原理圖如圖3所示：

圖3蜂鳴器音樂播放電路原理圖

4

湖南商職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計

3.3紅外熱釋電傳感器設(shè)計

熱釋電紅外傳感器能將波長為8~12μm之間的紅外信號變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺?/p>

并能對自然界中的白光信號具有抑制作用，因此在被動紅外探測器的警戒區(qū)內(nèi)，

當(dāng)無人體移動時，熱釋電紅外感應(yīng)器感應(yīng)到的只是背景溫度;當(dāng)人體進入警戒區(qū)

時，通過菲涅耳透鏡，熱釋電紅外傳感器感應(yīng)到的是人體溫度與背景溫度的差

異信號，因此熱釋電紅外傳感器探測的就是移動物體與背景物體的溫度差異。

（1）模塊的組成：

紅外感應(yīng)通常由倆個串聯(lián)或者并聯(lián)的熱釋電元件組成。

（2）模塊的介紹：

這倆個熱釋電元件的電極相反，環(huán)境背景輻射對倆個熱釋元件幾乎具有相

同的作用，使其產(chǎn)生的熱釋電效應(yīng)相互抵消，輸出信號接近為零。一旦有人進

入探測區(qū)域內(nèi)，人體輻射的紅外線就會通過部分鏡面聚焦，并被熱釋電元件接

收。不過由于角度不同，倆片熱釋電元件接收到的熱量不同，熱釋電能量也不

同，不能抵消，經(jīng)過處理電路后輸出控制信號。

（3）主要工作參數(shù)：

工作電壓：3~15V

工作波長：8~12μm

其具體電路原理圖如下圖所示。

+

圖4紅外熱釋電傳感器

4產(chǎn)品軟件設(shè)計

控制系統(tǒng)是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成，硬件部分就是前面提到的

產(chǎn)品設(shè)計，開發(fā)板還有一些元器件組成，在硬件條件充沛的情況下，想要達(dá)到

效果是不可能的，同時也需要各種軟件部分的支持，就像我們平時經(jīng)常應(yīng)用到

的軟件程序。即燒到Keil軟件里即可。

5

湖南商職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計

4.1主程序流程圖

本系統(tǒng)設(shè)計主要采用軟件編寫與調(diào)試程序，系統(tǒng)運行流程圖如下圖所示。

圖5系統(tǒng)運行流程圖

4.2Keil軟件的使用

１.首先在文件夾建立一個文件夾，啟動keil建立一個新的工程，選擇工

程保存位置，選擇單片機（MCU）的型號。

２.Keil彈出對話框詢問是否將初始化代碼一起加入工程，建立main.c文

件，將main.c文件添加到工程之后，開始編寫程序。

6

湖南商職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計

３.最后寫完程序后，點“編譯”“鏈接”，編譯成功后，生成HEX文件，

將生成的HEX裝載到仿真單片機完成相應(yīng)的功能。

圖6打開keil軟件界面

圖7新建一個工程界面

7

湖南商職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計

圖8選擇單片機MCU型號界面

圖9添加main.c文件到工程界面

8

湖南商職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計

圖10最后下載程序，編譯完成即可

4.3播放語音控制程序

方向的判斷，是通過紅外光電開關(guān)檢測到物體的前后順序不同來判斷

的，當(dāng)?shù)谝粋€光電開關(guān)先檢測到人通過，接著第二個光電開關(guān)檢測到有人

通過，說明有人進門，相反，則有人出門。具體控制程序如下：

9

湖南商職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計

5Protues仿真調(diào)試系統(tǒng)組裝

5.1電路組裝

第一步開始焊接：焊接是所有電路組裝中最重要的一步，只有做好這一步，

才能進行下一步，所以在焊接之前必須要將每一個元器件都拆開。

第一步焊接焊錫絲：首先要先焊焊錫絲。

第二步將元件焊接在一起：然后將需要焊接的地方清理干凈，再用烙鐵頭

放在需要焊接的地方，然后用烙鐵頭放到焊錫上進行焊接，在進行下一步之前

要用酒精棉擦拭焊點，然后將元件安裝在電路板上。在焊接過程中，要注意安

全，避免將烙鐵觸碰到手上，如果有焊錯的地方，就把元器件卸掉，重新焊接。

盡量焊的圓潤一點，烙鐵停在板上的時間不宜過長，因為會損壞板子。

第三步焊接元件：在進行完第二步后需要讓電路板通電，將所有元件都放

置在PCB板上完成組裝的工作。

第四步檢查：

最后需要將每一個元件按順序放入到電路板上，確認(rèn)所有的元件都已正確

連接到電路板上，確定所有的連接正確。然后就可以把電路板放回原位了。然

后就可以裝上了！

5.2電路調(diào)試

連接好接線，打開電源，擺正好倆個紅外光電開關(guān)的位置，水平放置，通

電先等傳感器初始化，等待幾分鐘，依次模擬進門和出門狀態(tài)，觀察進出門計

數(shù)數(shù)碼管的變化和音樂門鈴的播放音樂，當(dāng)有人進門時，進門計數(shù)器加一，，

音樂門鈴隨機播放一首優(yōu)美的音樂；每當(dāng)有人出門時，出門計數(shù)器加一，音樂

門鈴播放另一首優(yōu)美音樂。

5.2.1系統(tǒng)軟件仿真

如果程序編譯顯示沒有錯誤，就可以通過串口燒寫模塊燒寫程序，檢查是

否可以滿足功能要求，如果功能還存在問題，那就要調(diào)試到?jīng)]有問題為止。

新建文件；新建一個新的文件夾，文件里面編寫程序代碼。然后保存到文

件夾。

程序編譯和調(diào)試；首先第一步就是點編譯，然后可以看到提示的信息。如

果有錯誤的話會提示，我們找出錯誤并修改。直到?jīng)]有錯誤。

10

湖南商職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計

5.2.2電路功能仿真

最后就是硬件測試，可以使用萬用表等檢查所有元器件是不是都可以通電，

都可以正常工作了，主要可以分為以下幾種。

（1）調(diào)試主要分為以下：

我們先觀察，看焊接的是否完整，還有元器件直接有沒有焊接好，有沒有

遺漏忘記焊的情況，不然會出現(xiàn)短路情況，否則達(dá)不到效果。

可以萬用表測試，判斷電源是否短路，是否通電，然后看測量管腳是否連

接正確，有沒有接線錯誤，避免焊接腳管全部連在一起了，不然達(dá)不到工作效

果。

插5V電源線。第一步和第二步如果都沒有問題，接下來就可以上電了，上

電以后觀看每個器件是否正常工作，二極管是否通電亮燈，是否正常工作。

（2）到了最后一步進行檢查，確認(rèn)每個器件是不是都可以正常工作，能不

能滿足開發(fā)的效果，在此要好好保護產(chǎn)品，不要讓元器件損壞和丟失。

5.3Protues工作界面

圖11Protues工作界面

11

湖南商職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計

5.4實物測試

測試正常，如下圖所示。

圖12系統(tǒng)測試圖

6產(chǎn)品使用說明

（1）使用前檢查產(chǎn)品是否完全接好，有沒有脫落的情況，使用時用泡沫紙

墊在產(chǎn)品下面。

（2）5V的電源線給板子上電，通電后需要等待幾分鐘，讓傳感器初始化，

傳感器先不要對著人，或者用東西給它遮起來，等幾分鐘后我們?nèi)ビ|發(fā)傳感器，

先觸發(fā)1傳感器再觸發(fā)2傳感器播放謝謝惠顧，反過來先觸發(fā)2傳感器再觸發(fā)1

傳感器播放歡迎光臨，實現(xiàn)功能。

（3）不使用時，收好產(chǎn)品，輕拿輕放，切記不要暴力操作。

12

湖南商職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計

參考資料

[1]余發(fā)山、王福忠.單片機原理及應(yīng)用技術(shù).中國礦業(yè)大學(xué)出版社.2008年6月第1版

[2]楊凌霄.微型計算機原理與應(yīng)用，中國礦業(yè)大學(xué)出版社.2008年8月第一版

[3]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分），高等教育出版社.第五版

[4]徐志軍,伊廷輝等.EDA技術(shù)與PLD設(shè)計人民郵電出版社,2006年2月第1版

[5]李朝青.單片機原理及接口技術(shù)[M].北京：北京航天航空大學(xué)出版色，2001.

[6]胡漢才.單片機原理及其接口技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004.