基于52单片机语音迎宾器的设计与制作

湖南商务职业技术学院毕业设计

目录

1产品功能分析...............................................................................................................1

1.1设计背景及内容.................................................................................................1

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

2方案设计.......................................................................................................................2

2.1显示屏的选择方案.............................................................................................2

2.2单片机的选择方案.............................................................................................3

2.3系统框图............................................................................................................3

3产品硬件设计...............................................................................................................3

3.1STC89C52系统单片机设计..............................................................................3

3.2语音播放模块设计.............................................................................................4

3.3红外热释电传感器设计....................................................................................5

4产品软件设计...............................................................................................................5

4.1主程序流程图.....................................................................................................6

4.2Keil软件的使用..................................................................................................6

4.3播放语音控制程序.............................................................................................9

5Protues仿真调试系统组装.........................................................................................10

5.1电路组装...........................................................................................................10

5.2电路调试...........................................................................................................10

5.2.1系统软件仿真.........................................................................................10

5.2.2电路功能仿真.........................................................................................11

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

5.4实物测试...........................................................................................................12

6产品使用说明.............................................................................................................12

参考资料.........................................................................................................................13

附录1元器件清单.......................................................................................................14

附录2电路原理图.......................................................................................................15

I

湖南商务职业技术学院毕业设计

附录3PCB设计图........................................................................................................16

附录4作品实物照.......................................................................................................17

附录5软件程序代码...................................................................................................18

II

湖南商职业技术学院毕业设计

基于52单片机语音迎宾器的设计与制作

1产品功能分析

在竞争日益激烈的今天，各行各业为提高竞争力，往往在服务方面花了很

多心思，推出了各种服务设施。比如宾馆饭店的房间内、饭店的门口都有各种

各样的迎宾器，如：欢迎光临、请您稍候等等。这样做的目的是为了给消费者

留下一个好印象。同时还可以吸引顾客，提高顾客满意度。随着市场经济的发

展，人们生活水平不断提高，在满足自身需求后，消费者对服务提出了更高的

要求。纷纷推出了各种新奇的事物来吸引消费者。经过长时间的市场调查，发

现各种商场、酒店等场所门口都站着一排或俩排迎宾小姐。这种迎宾器很难让

顾客有一种愉悦的心情去享受服务，更别说顾客是否愿意花时间去等待。随着

经济的发展，人们的生活水平不断提高，人们的消费观念也发生了变化，顾客

不再仅仅关注商品价格，同时还会更加注重商品所带来的服务。而这种服务要

求却是单一的、重复的。所以要想给顾客提供最真诚地服务，就要做到最简单

有效。可是这种简单有效又是在哪呢？针对这一现象我们决定开发设计一套语

音电子迎宾器装置，这种设计不但成本低廉，而且工作性能稳定，能够无时无

刻为顾客提供最真诚的服务。同时也能使顾客在享受服务的同时，获得良好的

视觉感受，从而增加企业的竞争力。

本次设计采用了红外语音识别和无线发送接收控制两种技术，将二者结合

起来。红外语音识别技术，是利用红外线来获取人的信息。它具有体积小、成

本低、性能稳定等优点，使用方便，不受场地限制。无线发送接收控制能对进

出的人进行识别和控制，具有成本低、结构简单的特点。它由语音识别模块、

无线发送接收控制模块、电源、红外语音接口电路等部分组成。该装置是通过

语音识别来判断出是走还是不走，从而使其自动开门或关门，同时还可以播放

优美的音乐。整个装置采用了单片机控制电路为核心，通过各种传感器和外围

电路对语音识别模块进行控制。使其既具有传统的结构又具备无线发送接收的

功能，而且还具有体积小、操作方便的特点。使其在功能上与普通智能迎宾装

置相比具有很大优势。

1.1设计背景及内容

（1）设计内容：

1

湖南商职业技术学院毕业设计

1)系统结构及组成；

2)语音识别控制系统的构成；

3)硬件电路的结构；

4)实物制作及安装：

5）硬件、软件调试。

（2）设计的要求及预期的成果：

1）开关功能：根据当前的距离和温度开关对应位置，从而达到自动开门或

者关门的作用

2）音乐功能：播放音乐，提示当前位置；

3）语音功能：自动播报迎宾语、欢迎语。

4）扩展功能：控制方式为通过RS485接口传输，可以进行距离的设定、开

关的控制等。

1.2功能分析

（1）设有门铃、迎宾和防盗三种模式，可根据需求自行调节

（2）语音音量有五档可调节，满足不同环境以及使用需求，声音清晰强劲，

能150米无线覆盖

2方案设计

2.1显示屏的选择方案

方案一：显示区域为10个，每个显示区都有一块独立的背光灯，可以单独

控制每一个区域的亮度，也可以控制每个区域的亮暗。

优点：价格便宜、可靠性高；缺点：背光灯不能单独控制每个区域的亮度，

且不能单独控制整块区域的颜色；

方案二：

采用液晶屏1602显示，1602液晶也叫1602字符型液晶它是一种专门用来

显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块它由若干个5X7或者5X11等点阵字

符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符。不过占用IO多，体积大，价

格贵。

综合以上二种方案，为了减少硬件资源，节约成本，故我们选择方案一。

2

湖南商职业技术学院毕业设计

2.2单片机的选择方案

方案一：选择普通8051内核的STC89系列单片机，此单片机价格便宜，功

能强大，完全满足本设计要求。

方案二：选择STC12C5A60AS2单片机，STC12C5A60S2单片机是加强型8051

内核，比普通8051内核快8—12倍，具有60K储存空间，能够满足本题要求，

与方案一比较，价格上还是偏贵。

方案三：采用飞思卡尔公司生产的MC9S12XS128单片机，此单片机具有8

路PWM，16路AD采集通道，2个UART，2个硬件SPI，具有背景调试功能，方

便实时查看程序中全局变量的值，具有80个引脚，硬件资源相当丰富。但其价

格相对较高。

综合以上三种方案，为了方便控制，节约成本，故我们选择方案一。

2.3系统框图

图1系统框图

3产品硬件设计

3.1STC89C52系统单片机设计

STC89C52单片机是深圳宏晶科技有限公司生产的一种单片机，STC89C52

是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。

在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众

多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

（1）ST89C52控制电路有电源电路、晶振电路、复位电路、口电路和单片

3

湖南商职业技术学院毕业设计

机组成。

（2）组成部分:40个引脚，32个外部双向输入/输出(I/O)端口，2个双工

串行通信口，2个读写口线。

（3）主要工作参数：

工作电压：5.5V～3.3V（5V单片机）/3.8V～2.0V（3V单片机）

工作频率：0～40MHz

图2STC89C52单片机引脚图

3.2语音播放模块设计

语音模块：它是由WT588D芯片构成的一块电路，有一个发光二极管来分辨

其是否工作，外围电路还有电阻电容及相关芯片。这些器件不仅价格低，功耗

低而且性能高又可靠，并且电路十分简单。依据本课题的要求使用这种控制方

式最为经济。当检测到距离小于所设定值，蜂鸣器就会报警提示我们。它的电

路原理图如图3所示：

图3蜂鸣器音乐播放电路原理图

4

湖南商职业技术学院毕业设计

3.3红外热释电传感器设计

热释电红外传感器能将波长为8~12μm之间的红外信号变化转变为电信号，

并能对自然界中的白光信号具有抑制作用，因此在被动红外探测器的警戒区内，

当无人体移动时，热释电红外感应器感应到的只是背景温度;当人体进入警戒区

时，通过菲涅耳透镜，热释电红外传感器感应到的是人体温度与背景温度的差

异信号，因此热释电红外传感器探测的就是移动物体与背景物体的温度差异。

（1）模块的组成：

红外感应通常由俩个串联或者并联的热释电元件组成。

（2）模块的介绍：

这俩个热释电元件的电极相反，环境背景辐射对俩个热释元件几乎具有相

同的作用，使其产生的热释电效应相互抵消，输出信号接近为零。一旦有人进

入探测区域内，人体辐射的红外线就会通过部分镜面聚焦，并被热释电元件接

收。不过由于角度不同，俩片热释电元件接收到的热量不同，热释电能量也不

同，不能抵消，经过处理电路后输出控制信号。

（3）主要工作参数：

工作电压：3~15V

工作波长：8~12μm

其具体电路原理图如下图所示。

+

图4红外热释电传感器

4产品软件设计

控制系统是由硬件系统和软件系统两部分组成，硬件部分就是前面提到的

产品设计，开发板还有一些元器件组成，在硬件条件充沛的情况下，想要达到

效果是不可能的，同时也需要各种软件部分的支持，就像我们平时经常应用到

的软件程序。即烧到Keil软件里即可。

5

湖南商职业技术学院毕业设计

4.1主程序流程图

本系统设计主要采用软件编写与调试程序，系统运行流程图如下图所示。

图5系统运行流程图

4.2Keil软件的使用

１.首先在文件夹建立一个文件夹，启动keil建立一个新的工程，选择工

程保存位置，选择单片机（MCU）的型号。

２.Keil弹出对话框询问是否将初始化代码一起加入工程，建立main.c文

件，将main.c文件添加到工程之后，开始编写程序。

6

湖南商职业技术学院毕业设计

３.最后写完程序后，点“编译”“链接”，编译成功后，生成HEX文件，

将生成的HEX装载到仿真单片机完成相应的功能。

图6打开keil软件界面

图7新建一个工程界面

7

湖南商职业技术学院毕业设计

图8选择单片机MCU型号界面

图9添加main.c文件到工程界面

8

湖南商职业技术学院毕业设计

图10最后下载程序，编译完成即可

4.3播放语音控制程序

方向的判断，是通过红外光电开关检测到物体的前后顺序不同来判断

的，当第一个光电开关先检测到人通过，接着第二个光电开关检测到有人

通过，说明有人进门，相反，则有人出门。具体控制程序如下：

9

湖南商职业技术学院毕业设计

5Protues仿真调试系统组装

5.1电路组装

第一步开始焊接：焊接是所有电路组装中最重要的一步，只有做好这一步，

才能进行下一步，所以在焊接之前必须要将每一个元器件都拆开。

第一步焊接焊锡丝：首先要先焊焊锡丝。

第二步将元件焊接在一起：然后将需要焊接的地方清理干净，再用烙铁头

放在需要焊接的地方，然后用烙铁头放到焊锡上进行焊接，在进行下一步之前

要用酒精棉擦拭焊点，然后将元件安装在电路板上。在焊接过程中，要注意安

全，避免将烙铁触碰到手上，如果有焊错的地方，就把元器件卸掉，重新焊接。

尽量焊的圆润一点，烙铁停在板上的时间不宜过长，因为会损坏板子。

第三步焊接元件：在进行完第二步后需要让电路板通电，将所有元件都放

置在PCB板上完成组装的工作。

第四步检查：

最后需要将每一个元件按顺序放入到电路板上，确认所有的元件都已正确

连接到电路板上，确定所有的连接正确。然后就可以把电路板放回原位了。然

后就可以装上了！

5.2电路调试

连接好接线，打开电源，摆正好俩个红外光电开关的位置，水平放置，通

电先等传感器初始化，等待几分钟，依次模拟进门和出门状态，观察进出门计

数数码管的变化和音乐门铃的播放音乐，当有人进门时，进门计数器加一，，

音乐门铃随机播放一首优美的音乐；每当有人出门时，出门计数器加一，音乐

门铃播放另一首优美音乐。

5.2.1系统软件仿真

如果程序编译显示没有错误，就可以通过串口烧写模块烧写程序，检查是

否可以满足功能要求，如果功能还存在问题，那就要调试到没有问题为止。

新建文件；新建一个新的文件夹，文件里面编写程序代码。然后保存到文

件夹。

程序编译和调试；首先第一步就是点编译，然后可以看到提示的信息。如

果有错误的话会提示，我们找出错误并修改。直到没有错误。

10

湖南商职业技术学院毕业设计

5.2.2电路功能仿真

最后就是硬件测试，可以使用万用表等检查所有元器件是不是都可以通电，

都可以正常工作了，主要可以分为以下几种。

（1）调试主要分为以下：

我们先观察，看焊接的是否完整，还有元器件直接有没有焊接好，有没有

遗漏忘记焊的情况，不然会出现短路情况，否则达不到效果。

可以万用表测试，判断电源是否短路，是否通电，然后看测量管脚是否连

接正确，有没有接线错误，避免焊接脚管全部连在一起了，不然达不到工作效

果。

插5V电源线。第一步和第二步如果都没有问题，接下来就可以上电了，上

电以后观看每个器件是否正常工作，二极管是否通电亮灯，是否正常工作。

（2）到了最后一步进行检查，确认每个器件是不是都可以正常工作，能不

能满足开发的效果，在此要好好保护产品，不要让元器件损坏和丢失。

5.3Protues工作界面

图11Protues工作界面

11

湖南商职业技术学院毕业设计

5.4实物测试

测试正常，如下图所示。

图12系统测试图

6产品使用说明

（1）使用前检查产品是否完全接好，有没有脱落的情况，使用时用泡沫纸

垫在产品下面。

（2）5V的电源线给板子上电，通电后需要等待几分钟，让传感器初始化，

传感器先不要对着人，或者用东西给它遮起来，等几分钟后我们去触发传感器，

先触发1传感器再触发2传感器播放谢谢惠顾，反过来先触发2传感器再触发1

传感器播放欢迎光临，实现功能。

（3）不使用时，收好产品，轻拿轻放，切记不要暴力操作。

12

湖南商职业技术学院毕业设计

参考资料

[1]余发山、王福忠.单片机原理及应用技术.中国矿业大学出版社.2008年6月第1版

[2]杨凌霄.微型计算机原理与应用，中国矿业大学出版社.2008年8月第一版

[3]康华光.电子技术基础（数字部分），高等教育出版社.第五版

[4]徐志军,伊廷辉等.EDA技术与PLD设计人民邮电出版社,2006年2月第1版

[5]李朝青.单片机原理及接口技术[M].北京：北京航天航空大学出版色，2001.

[6]胡汉才.单片机原理及其接口技术[M].北京：清华大学出版社，2004.