基于AVR单片机的有害气体红外检测及语音警示系统的设计
1系统总体设计方案
在气体浓度是现有可利用的数据的基础上，考虑了系统的衔接性和可移植性。系统总体方案见图1。
本系统分为四大模块：核心控制模块、语音电路模块、红外感应模块以及数据的读取。在气体浓度为现有可利用资源的前提下设计了系统如何进行读取控制。核心控制模块采用单片机作为控制器件，配合适当的外围电路，控制整个系统的运行。红外感应模块以一个红外传感器为核心，配置一定的信号处理电路，往单片机发信号。语音电路以语音芯片为核心，设计了录音、放音两种电路。
1.1核心控制模块的设计
核心控制器件选用了单片机，其最小系统构成如图2所示。
该模块是系统的核心，当红外感应系统感应到人体，会送出中断信号，单片机得到信号后执行中断，通过串口通信读取气体浓度，然后到语音芯片寻址，并控制语音模块把气体浓度报告出来。除了基本的外围电路，核心控制模块外主要应用了中断、串行通信和基本的输入、输出功能。
本系统中上位机通过串口实现与单片机通信，然后由单片机进行处理，单片机接受红外信号后，控制语音芯片工作，播放相应的语音信息。可选的单片机较多，如AVR、AT89C51等。采用单独的控制芯片的好处是减少主控芯片(CPLD)的工作量，提高系统的性能。我们选用了AVR单片机。AVR是基于RISC(精简指令集计算机)结构的单片机，简称AVR单片机，该系列单片机在吸收PIC及8051单片机优点的基础上，进行了重大改进。与普通的51系列单片机相比，AVR单片机有很多优点。首先给人最直观的就是具有JTAG边界扫描、仿真、编程功能，不会造成以往仿真通过而脱机不行的现象。
1.2红外感应模块的设计
该模块相对简单，核心用了红外传感器，只把信号进行了简单处理，送给单片机的中断即可，见图3。
1.3数据读取方式的设计
对数据的读取有两种方法：一种是直接与硬件电路结合，16位二进制数据读取过来，进行整理还原；另一种是通过串口通信，把已经由上位机整理好的数据，通过RS-232协议读取过来。显然，较第1种方法，通过串口的方式避免了对数据重复整理，编程更简单。对整个项目而言，设计更合理，缩短了开发周期。
评论