服药语音提示器.doc

王伟蘋：服药语音提示器 服药语音提示器 王伟蘋 （ 吉林大学 仪器科学与电气工程学院,长春 130061） 摘要：老年人由于上了年纪，体质下降，记性不好，生病后总忘记服药，为了帮助老年人按时服药，设计一款服药语音提示器。利用STC89S52来做成的可以红外遥控控制并且录音、定时提示等要求的设备。用单片机编辑程序来控制时间和闹钟，并且设有闹钟的功能，整体分成几个模块共同作用来正常工作，时间模块、红外模块、语音模块。红外模块负责调节闹钟，语音模块提前录制声音，比如药的种类以及药量，闹钟负责定时，时间到后，语音模块循环播放录音一分钟。最终我们可以使用单片机制作定时提醒病人吃药的语音提示器。 关键词：红外遥控；单片机 ；模块作用 ；语音提示器 Take medicine voice cuing component Wang Wei-ping (College of Instrumentation and Electrical Engineering ,Jilin university , changchun 130061,China) Abstract：Use STC89S52 to make it to infrared remote control and recording, timing tip requirements for the equipment. By using single chip processor to editor to control time and alarm clock, and has the function of the alarm clock, the overall is divided into several modules to work together to work, time module, the infrared module, LCD module, voice module. Voice module USES ISD4004 voice chip function, infrared remote control decoding module by buying to realize control, LCD module also by single-chip microcomputer to make their work, and finally we can make use of single chip microcomputer regularly reminded the medicine to the sick voice cuing component. Key words:Infrared remote control; SCM; Module function; Speech cuing component 0 前言收稿日期：2013-02-27 基金项目：创新实验“服药语音提示器”项目 作者简介：王伟蘋（1989- ），男，吉林通化，吉林大学本科生，测控技术与仪器专业（Tel）86-13604435509（E-mail）13604435509@。 现在人们由于生活压力大，而一些老年人由于年老健忘，经常在生病的时候忘记吃药，致使疗效降低甚至使病人的病情加重。为了病人健康着想，我们可以使用单片机制作定时提醒病人吃药的语音提示器。使用者可以将吃药的时间预先录制在提示器中如吃什么药等。当定时的时间到会自动播放自己或者家人事先录制的提示信息，来提示病人吃药。并且可以用红外遥控器来调节时间和控制录音等。 服药语音提示器系统采用单片机为主控芯片，附有语音模块，红外遥控模块和闹钟模块。 1 设计原理与设计方案 系统工作原理框图如图1所示，系统的工作原理是：由红外遥控器发射红外信号，红外接收头接收后，在红外信号处理系统中进行红外解码，并实行相对应的程序，作用到闹钟系统上，进行时钟和闹钟时间的调整，待闹钟时间到后，给语音系统一个信号，语音系统便播放提前录制好的声音。系统采用STC89S52单片机为主要控制芯片。红外遥控模块负责处理和接收红外遥控器发出的红外信号；时钟模块负责设定提醒时间和显示时间；显示模块采用数码管。语音模块的电路原理图如图2所示。用来显示时间和操作内容的提示；语音模块使用了ISD4004语音芯片。单片机通过SPI总线发送操作命令以控制语音芯片的录音以及放音制作。 红外信号处理系统 红外接收 红外遥控 发射 闹钟调节系统 数码管显示 语音录放 图1 系统工作原理框图 图2 语音模块的电路原理图 2 电路功能分析 2.1红外接口电路设计 红外接收头的工作原理是：红外接收管将红外发射管发射出来的光信号转换为微弱的电信号，电信号经过一系列放大滤波整形电路后还原为遥控器发射出的原始编码，经由接收头的信号输出脚输出到单片机中。此设计中，信号输出连接到闹钟部分。 遥控装置以专用发射集成电路TC9012组成，TC9012一帧数据含有32位，包含8位数据码，两次8位用户码和8位数据码的反码以及最后位的同步位。由45ms的载波和45ms的载波关断波形构成引导码，同时引导码作为用户码、数据码以及他们的度码的先导。同步位是标志最后一位编码“0”或“1”的标识位，它只有0.56ms的载波信号构成。发射码格式如图3所示。 S 1 S 2 S 3 S 4 S 5 S 6 S 7 S 0 S 7 S 0 S 1 S 2 S 3 S 4 S 5 S 6 D 0 D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 D 0 D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 S Y 引导码 用户码 用户码 数据码 数据码的反码 图3 TC9012的发射码的格式 遥控器用来产生遥控编码脉冲，用以驱动红外发射管输出红外信号，接收头完成对信号的放大、检波、整形、解调出遥控编码；遥控脉冲是一组串行二进制码，由单片机完威对指令解码,，并执行相应的功能。 2.2闹钟电路设计 如图4所示，闹钟部分由89C51单片机及数码管显示和按键组成。按键可以代替红外遥控器进行时钟的调整。单片机主要负责对时钟闹钟的控制，对按键和红外信号的处理，并进行时间的调节。显示部分使用八位共阴数码管，显示时钟和闹钟。 图4 闹钟部分 3 系统软件设计 系统软件采用模块化，主程序调用几个模块的子程序来完成系统任务。分为红外收发模块、语音模块、时钟模块等。当有语音信号时，单片机接收头产生外部中断请求信号，程序跳转到语音接收模块执行相应的终端服务程序。 此设计中用是电子商店出售的红外遥控器，编写解码程序，将红外遥控器发射的码接收并解码，然后把解码用到电子时钟的调整。此遥控器和下面闹钟部分的按键具有同样的功能，二者皆可用来对时钟进行调整。红外遥控器发射红外码的流程如图5所示。 开始 初始化 是否有键按下 发送红外码 N Y 图5 红外发射软件流程图 单片机和DS1302进行数据变换时，要先发送命令字，如果它为0，则不能把数据写入DS1302中；命令字的最高有效位必须是逻辑1。位0（最低有效位）为0，表示要进行写操作，为1表示进行读操作；位5至位1（A5-A1）表示操作单元的地址。 在命令输入后的下一个时钟的上升沿时,数据被写入,同样,在命令输入后的下个脉冲的下降沿,读出DS1302的数据，读写数据都是从最低位到最高位。 单片机首先判断系统码和引导码调用程序执行相应的操作。红外接收模块的中断服务程序流程图如图6所示。 响应中断 保护现场 恢复现场 中断返回 读取遥控编码 相应按键处理 编码正确否 N Y 图6 红外接收模块的中断服务程序流程图 4 测试结果与分析 设计完成后，可以达到利用红外遥控器调节闹钟，录制声音和播放录音的功能。时钟电路可以正常计时并且成功完成闹钟功能，语音电路可以录放声音，并且在作为闹钟铃声播放。时钟能达到最小单位为秒的调整，闹钟能达到分的调整。所选语音芯片录音时间最长达到20秒，音质较好。 5 结语 提出一个问题往往比解决一个问题更重要，因为解决问题也许仅是一个数学上或实验上的技能而已。而提出新的问题、新的可能性，从新的角度去看旧的问题，都需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步。 本文设计的服药语音提示器，达到了提醒病人服药的目的。实现了红外遥控，设定时间和播放录音，准确计时等功能。 参考文献 [1]单片机实验与实践教程. 夏继强.北京航空航 天大学出版社, 2001 SCM experiment and practice course. XiaJiJiang. Beijing aerospace university press, 2001 [2]单片微型计算机原理接口与应用．徐惠民等． 北京邮电大学出版社，1996 Single chip microcomputer principle and interface application. XuHuiMin etc. Beijing university of posts and telecommunications publishing house, 1996 [3]单片机原理及接口技术. 余发山编著.中国矿 业大学出版社，2003 Single chip microcomputer principle and interface technology. Hair, more than mountains. China mining university press, 2003 [4]MCS-51单片机原理及应用. 赵晓安.天津大学 出版社，2001.3 MCS - 51 single-chip microcomputer principles and applications. ZhaoXiaoAn. Tianjin university press, 2001.3 [5]基于MCS-51系列单片机原理的应用设计. 李玉 梅编著.国防工业出版社，2006 MCS - 51 series microcontroller based on the principle of application design. LiYuMei., defense industry press, 2006