家用智能语音留言系统硬件设计
本课题设计了一种家用智能语音留言系统的硬件部分。该系统能实现访客语音留言，实时时钟，温湿度测量以及红外报警等功能。本设计以单片机作为主控芯片，使用语音录放芯片实现访客的语音留言及回放，使用温湿度传感器和红外传感器实现温湿度的测量以及安防报警功能，通过液晶屏显示相关数据。文中详细阐述了系统各个模块的元器件资料及相关电路的设计及原理和硬件制作的注意事项等。对系统硬件各模块电路进行了测试，与软件部分进行了联调，基本能够实现该设计拟定的功能。最后，分析了该系统的不足之处和尚待解决的问题，提出了进一步研究的设想。关键词 留言系统，单片机，语音芯片，传感器，液晶显示
目 录
1绪论1
1.1研究背景及意义1
1.2目前研究现状和发展趋势1
1.3课题主要研究内容2
2家用智能语音留言系统总体设计2
3家用智能语音留言系统硬件设计3
3.1主控电路设计3
3.2时钟电路设计9
3.3语音模块设计10
3.4温湿度测量模块12
3.5安防报警模块13
3.6显示电路设计15
3.7蜂鸣器电路设计17
3.8 GSM模块设计18
4硬件制作19
4.1硬件电路焊接19
4.2成果功能20
4.3硬件制作注意事项20
5测试与结果分析21
5.1各模块功能测试21
5.2测试结果及分析22
结论 24
致谢 25
参考文献26
1 绪论
1.1 研究背景及意义
随着科技和经济的发展，时代的不断进步，人们对生活水平的要求不断提高，智能产品不断走入人们的生活，为人们的生活提供了诸多便利。用户对电子产品的需求也越来越高，智能化和数字化是现在家用电子设备的发展趋势[1]。
近年来，电子技术和计算机技术发展迅速，人们对智能产品也提出了更高的要求，信息化和智能化的浪潮正席卷时代的每个角落。智能化的家用语音留言系统作为现代家居的一个重要组成部分，逐渐受到用户的欢迎。传统的家用智能语 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
音留言系统结构较简单，功能较单一，性价比不高。而它作为日常生活中较实用且已经普遍被使用的产品，也越来越多样化，如今简单的智能语音留言系统已不足以满足当今用户的需求。
如果能够设计一种全新的家用智能语音留言系统，不仅有传统的访客留言录放功能，还兼具安防报警，温湿度测量和多定时闹钟等众多实用功能，势必会满足更多用户的需求。由此可见，本课题的研究具有重要的理论意义和市场价值。
1.2 目前研究现状和发展趋势
大规模集成技术的高度发展和计算机技术的飞速前进，推动了家用智能语音留言系统的发展。现如今数字音频技术发展迅速，已经广泛应用于各种领域，而传统的磁带式录音已经满足不了人们的需求，逐渐被淘汰。而以语音录放芯片为核心的数字化语音留言系统体积更小，操作更方便，已经逐渐成为该领域的主流产品。
目前市场上数字化语音录放产品种类繁多，满足了一定用户的需求。如今ISD公司已经推出了许多种类的语音芯片，能方便地实现很多语音电路的设计，更复杂的功能也能通过与单片机的配合来实现[2]。各种基于此类芯片的留言系统相继出现，为人们的生活提供着便利。
另外，单片机技术日趋成熟，其便利性和实用性在各个领域得到了充分的体现，集成技术的进步也让其相关应用小型化，从而让单片机的应用得到更大的发挥[3]。单片机技术的不断成熟和发展，使得家用智能语音留言系统从功能到造价，从实用性到稳定性都有了巨大的提高。
现如今，智能化家用电子产品的需求已经变为全世界范围的，而家用智能语音留言系统作为智能化家居系统中必不可少的一部分，也有了强烈的市场需求，但同时也 对家用智能语音留言系统的功能提出了更高的要求。
1.3 课题主要研究内容
本课题介绍了一种集语音录放、电子时钟、温湿度测量、安防报警和文字纪事功能于一身的家用智能语音留言系统的硬件设计，该设计以STC89C52单片机和ISD1820语音芯片为中心，很好地实现了用户的语音留言存储和播放功能。
家用智能语音留言系统体积小，供电简单，本课题研究的数字式智能语音留言系统最大的特点是操作简单，造价低，为很多场合下的语音留言提供了支持。
此外，该设计集成了DS1302时钟模块，DHT11温湿度测量模块，使用热释电红外传感器的安防报警模块以及LCD12864液晶显示模块，为家用智能语音留言系统增加了许多实用的功能，更好地满足了用户的需求。
硬件部分的设计包括：
（1）提出各模块硬件选择方案。
（2）给出系统各模块的电路设计。
（3）实物的制作。
（4）进行硬件的调试。
（5）实现与软件的联调，最终实现预期功能。
2 家用智能语音留言系统总体设计
家用智能语音留言系统的主要功能是实现访客语音留言的存储与播放。我们可以通过多种方法来实现语音留言的录放，可供我们选择的元器件也是五花八门，如今数字电路和单片机技术的飞速发展也使得语音录放便于实现。本设计也采用单片机作为主控制器，单片机的字长由最初的4位发展到现在的32位，功能和运行速度都有了大幅度的提升，我们可以根据设计的需要去选择合适的型号。该设计选用字长为8位的STC89C52单片机作为控制器，该单片机价格低廉，功能强大，同时具有较高的抗干扰能力，是良好的主控芯片[4]。
市面上可以与配合单片机使用的语音录放芯片有很多，其中美国ISD公司2001年推出的ISD1820就是个不错的选择。它能够真实地再现访客的留言录音，能够符合本设计的需要。
对于系统温湿度测量功能的实现，该设计选用了DHT11温湿度传感器。DHT11温湿度传感器可以直接输出已校准的数字信号，湿度精度±5%RH，温度精度±2℃，湿 度量程20～90%RH，温度量程0～50℃。单总线数字输出只占用单片机很少的资源，而且能够准确给出室内环境温湿度。
另外，为了更好地实现系统的时钟功能，包括日历和多定时闹钟等，我们选用了DS1302时钟芯片，它可以对时钟模块的后备电源进行涓流充电，一方面完善了系统的功能，另一方面减少了单片机资源的占用。
目 录
1绪论1
1.1研究背景及意义1
1.2目前研究现状和发展趋势1
1.3课题主要研究内容2
2家用智能语音留言系统总体设计2
3家用智能语音留言系统硬件设计3
3.1主控电路设计3
3.2时钟电路设计9
3.3语音模块设计10
3.4温湿度测量模块12
3.5安防报警模块13
3.6显示电路设计15
3.7蜂鸣器电路设计17
3.8 GSM模块设计18
4硬件制作19
4.1硬件电路焊接19
4.2成果功能20
4.3硬件制作注意事项20
5测试与结果分析21
5.1各模块功能测试21
5.2测试结果及分析22
结论 24
致谢 25
参考文献26
1 绪论
1.1 研究背景及意义
随着科技和经济的发展，时代的不断进步，人们对生活水平的要求不断提高，智能产品不断走入人们的生活，为人们的生活提供了诸多便利。用户对电子产品的需求也越来越高，智能化和数字化是现在家用电子设备的发展趋势[1]。
近年来，电子技术和计算机技术发展迅速，人们对智能产品也提出了更高的要求，信息化和智能化的浪潮正席卷时代的每个角落。智能化的家用语音留言系统作为现代家居的一个重要组成部分，逐渐受到用户的欢迎。传统的家用智能语 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
音留言系统结构较简单，功能较单一，性价比不高。而它作为日常生活中较实用且已经普遍被使用的产品，也越来越多样化，如今简单的智能语音留言系统已不足以满足当今用户的需求。
如果能够设计一种全新的家用智能语音留言系统，不仅有传统的访客留言录放功能，还兼具安防报警，温湿度测量和多定时闹钟等众多实用功能，势必会满足更多用户的需求。由此可见，本课题的研究具有重要的理论意义和市场价值。
1.2 目前研究现状和发展趋势
大规模集成技术的高度发展和计算机技术的飞速前进，推动了家用智能语音留言系统的发展。现如今数字音频技术发展迅速，已经广泛应用于各种领域，而传统的磁带式录音已经满足不了人们的需求，逐渐被淘汰。而以语音录放芯片为核心的数字化语音留言系统体积更小，操作更方便，已经逐渐成为该领域的主流产品。
目前市场上数字化语音录放产品种类繁多，满足了一定用户的需求。如今ISD公司已经推出了许多种类的语音芯片，能方便地实现很多语音电路的设计，更复杂的功能也能通过与单片机的配合来实现[2]。各种基于此类芯片的留言系统相继出现，为人们的生活提供着便利。
另外，单片机技术日趋成熟，其便利性和实用性在各个领域得到了充分的体现，集成技术的进步也让其相关应用小型化，从而让单片机的应用得到更大的发挥[3]。单片机技术的不断成熟和发展，使得家用智能语音留言系统从功能到造价，从实用性到稳定性都有了巨大的提高。
现如今，智能化家用电子产品的需求已经变为全世界范围的，而家用智能语音留言系统作为智能化家居系统中必不可少的一部分，也有了强烈的市场需求，但同时也 对家用智能语音留言系统的功能提出了更高的要求。
1.3 课题主要研究内容
本课题介绍了一种集语音录放、电子时钟、温湿度测量、安防报警和文字纪事功能于一身的家用智能语音留言系统的硬件设计，该设计以STC89C52单片机和ISD1820语音芯片为中心，很好地实现了用户的语音留言存储和播放功能。
家用智能语音留言系统体积小，供电简单，本课题研究的数字式智能语音留言系统最大的特点是操作简单，造价低，为很多场合下的语音留言提供了支持。
此外，该设计集成了DS1302时钟模块，DHT11温湿度测量模块，使用热释电红外传感器的安防报警模块以及LCD12864液晶显示模块，为家用智能语音留言系统增加了许多实用的功能，更好地满足了用户的需求。
硬件部分的设计包括：
（1）提出各模块硬件选择方案。
（2）给出系统各模块的电路设计。
（3）实物的制作。
（4）进行硬件的调试。
（5）实现与软件的联调，最终实现预期功能。
2 家用智能语音留言系统总体设计
家用智能语音留言系统的主要功能是实现访客语音留言的存储与播放。我们可以通过多种方法来实现语音留言的录放，可供我们选择的元器件也是五花八门，如今数字电路和单片机技术的飞速发展也使得语音录放便于实现。本设计也采用单片机作为主控制器，单片机的字长由最初的4位发展到现在的32位，功能和运行速度都有了大幅度的提升，我们可以根据设计的需要去选择合适的型号。该设计选用字长为8位的STC89C52单片机作为控制器，该单片机价格低廉，功能强大，同时具有较高的抗干扰能力，是良好的主控芯片[4]。
市面上可以与配合单片机使用的语音录放芯片有很多，其中美国ISD公司2001年推出的ISD1820就是个不错的选择。它能够真实地再现访客的留言录音，能够符合本设计的需要。
对于系统温湿度测量功能的实现，该设计选用了DHT11温湿度传感器。DHT11温湿度传感器可以直接输出已校准的数字信号，湿度精度±5%RH，温度精度±2℃，湿 度量程20～90%RH，温度量程0～50℃。单总线数字输出只占用单片机很少的资源，而且能够准确给出室内环境温湿度。
另外，为了更好地实现系统的时钟功能，包括日历和多定时闹钟等，我们选用了DS1302时钟芯片，它可以对时钟模块的后备电源进行涓流充电，一方面完善了系统的功能，另一方面减少了单片机资源的占用。
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