Описание устройства
Голосовой контроллер предназначен для звукового оповещения о состоянии систем в автомобилях и других движущихся транспортных средствах. Схема голосового контроллера строится на основе однокристальной микроЭВМ.
Сигналы с внешних датчиков поступают через разъем ХР1 на блок согласования. Блок согласования состоит из компараторов (DA1-DA3, DA5-DA6) и выходных портов (DD8-DD10). Со стабилитрона VD2 снимается образцовое напряжение для установки порога срабатывания компараторов. Сигналы датчиков уровня жидкости - тормозной и стеклоомывателя поступают на триггеры Шмитта DD5. Входы портов DD8,DD10 через резисторные сборки соединены с плюсовым проводом питания, что вместе с защитными диодами позволяет защитить порты от попадания на них напряжения больше 5 вольт. Порт DD9 тоже защищен по входу резистивным делителем.
С портов DD8-DD10 сигналы считываются блоком контроллера. Этот блок состоит из микропроцессора DD1 и регистра DD2. В случае возникновения сигнала о неисправности микропроцессор извлекает из блока памяти (DS1, DS2) соответствующий оцифрованный сигнал звукового сообщения с частотой 8 кГц и передает его в регистр DD3 блока ЦАП. Здесь цифровой сигнал преобразуется в аналоговый. Далее аналоговый сигнал через фильтр поступает на усилитель DD9, усиливается и передается на выход.
Структурная схема системы приведена в приложении А.
Для реализации голосового контроллера выберем микроЭВМ КР1816ВЕ51.
Характеристика МикроЭВМ КР1816ВЕ51:
центральный восьмиразрядный процессор;
память программ объемом 4 Кбайта;
память данных объемом 128 байт;
четыре восьмиразрядных программируемых канала ввода-вывода;
два 16-битовых многорежимных таймера/счетчика;
систему прерываний с пятью векторами и двумя уровнями;
последовательный интерфейс;
тактовый генератор;
8-ми битовый канал данных с возможностью обработки следующих форматов данных: бит, байт, два байта;
Для преобразования оцифрованного звукового сигнала в аналоговый необходим цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП). При работе со звуком основными критериями выбора являются разрядность и время установки ЦАПа. То есть разрядность ЦАПа должна быть не меньше, чем разрядность оцифрованного звукового сигнала, а время установки не менее 1/fоц . В данном устройстве используется оцифрованный звуковой сигнал разрядностью 8 бит и частотой оцифровки 8000 Гц. Таким образом, выбираемый ЦАП должен соответствовать следующим требованиям:
разрядность >= 8 бит;
время установки >= 0,125 мс.
Выберем наиболее распространенную микросхему ЦАП – К572ПА1А. Разрядность этой микросхемы – 10 бит, а время установки – 5мкс, что соответствует предъявленным требованиям.
Схема включения цифро-аналоговогопреобразователя(ЦАП)выбрана стандартная с напряжением питания +5В, что позволяет реализовать сопряжение данной микросхемы с микросхемой ТТЛ без открытого коллекторного выхода.
Большинство автомобильных датчиков устроено так, что при всяком отклонении от нормы разомкнутые контакты замыкают цепь на корпус. Если датчики установленные на автомобиль, формируют сигналы другого уровня, их придется инвертировать. В качестве устройства, индицирующего перегорание ламп используется трехканальный узел. В нем последовательно с каждой контролируемой цепью включен низкоомный резистор, по падению напряжения на котором определяется исправность ламп. Фрагмент схемы этого узла показан на рис. 1
Рис. 1 Фрагмент схемы датчика перегорания ламп.
Датчик освещенности представляет собой фоторезистор СФЗ – 4, смонтированный так, чтобы на него не падал прямой свет фар встречных автомобилей.
Всего датчиков контроля двадцать один.