畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的語(yǔ)音報(bào)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、摘摘 要要 隨著單片機(jī)控制系統(tǒng)的迅速發(fā)展，用單片機(jī)來(lái)控制溫度的問(wèn)題已越來(lái)越受 人們的關(guān)注。各種該類別的系統(tǒng)與產(chǎn)品也層出不窮的出現(xiàn)在工業(yè)、水利、安檢、 旅游等各個(gè)生產(chǎn)和民用行業(yè)措施方面?，F(xiàn)如今，高品質(zhì)的單片機(jī)器件為語(yǔ)音測(cè) 溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與發(fā)展提供了便利的條件，具有極其廣闊的發(fā)展空間。 基于單片機(jī)的語(yǔ)音報(bào)溫系統(tǒng)的研究是基于對(duì)溫度傳感器、a/d 轉(zhuǎn)換、單片 機(jī)、語(yǔ)音芯片及顯示系統(tǒng)的綜合應(yīng)用。本課題欲研究開(kāi)發(fā)一小型基于單片機(jī)的 語(yǔ)音報(bào)溫系統(tǒng)，方便人們?cè)诙喾N環(huán)境下對(duì)溫度的檢測(cè)和應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：溫度傳感器關(guān)鍵詞：溫度傳感器 a/d 轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 語(yǔ)音系統(tǒng)語(yǔ)音系統(tǒng) 單片機(jī)單片機(jī) 實(shí)時(shí)時(shí)鐘實(shí)時(shí)時(shí)鐘 文檔由全能交通旅

2、游搜索引擎專家達(dá)達(dá)搜文檔由全能交通旅游搜索引擎專家達(dá)達(dá)搜 http:/ 分享分享 達(dá)達(dá)搜簡(jiǎn)介：達(dá)達(dá)搜簡(jiǎn)介： 達(dá)達(dá)搜作為新一代的交通搜索引擎，首創(chuàng)結(jié)合三網(wǎng)合一（海、陸、空）的出行搜索方式， 實(shí)現(xiàn)對(duì)全球路徑的搜索和導(dǎo)航、對(duì)票價(jià)、里程、歷時(shí)的比較和排序，旨在為用戶提供不僅 是優(yōu)惠的更是即時(shí)真實(shí)的、方便快捷的出行方式，同時(shí)提供酒店、旅游等配套服務(wù)，達(dá)到 出行各方面的需求。現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)上有著海量的出行、旅游、票務(wù)信息，我們?nèi)ツ膬?，?飛機(jī)、火車、巴士或輪船等，就分別上哪個(gè)網(wǎng)站，沒(méi)有一個(gè)檢索的工具和一站式的服務(wù)； 全國(guó)有超過(guò)十萬(wàn)多個(gè)海陸空交通旅行票務(wù)問(wèn)訊電話，乘巴士、火車、飛機(jī)或輪船就分別撥 打相關(guān)問(wèn)訊，

3、沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的客服（這個(gè)客服不僅僅是全國(guó)某個(gè)交通工具的統(tǒng)一，而是海 陸空全部的統(tǒng)一） 。這就是我們出行面臨的各種問(wèn)題。有沒(méi)有解決問(wèn)題的辦法或你只需按一 下鼠標(biāo)或電話，其余的交給我們呢？達(dá)達(dá)搜可以搜索國(guó)內(nèi)所有城市及海外主要城市間的任 意兩點(diǎn)之間的所有海陸空到達(dá)方式，配套了國(guó)內(nèi)外電子機(jī)票訂購(gòu)、火車票余票查詢和訂購(gòu)、 全國(guó)幾乎所有長(zhǎng)途巴士的全部路徑查詢和主要城市巴士電子客票訂購(gòu)。達(dá)達(dá)搜董事長(zhǎng)劉友 常說(shuō)，海陸空客服中心也推出在即。達(dá)達(dá)搜要做的，是打造行業(yè)的專業(yè)的垂直的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài) 的全球交通搜索引擎和全程一站式的服務(wù)。無(wú)論您在哪里？是直達(dá)或是換乘、是國(guó)內(nèi)還是 國(guó)外，在出發(fā)地都能拿到海陸空全程電子客票。這種

4、服務(wù)不僅可以在網(wǎng)上實(shí)施也可撥打客 服完成。方便所有旅客出行，節(jié)約時(shí)間成本和人力成本。達(dá)達(dá)交通搜索引擎將顛覆人們的 出行方式，帶給我們的將是一個(gè)全新便捷的出行體驗(yàn)和行業(yè)垂直搜索的革命！ 去哪兒？上達(dá)達(dá)搜！ abstract with the quick development of the singe-chip microcomputer control system, the problem that uses a scm to control the temperature are already paid attention to by people more and more. vari

5、ous emergence that the system and product of the category also piles up one after another each produce with the profession measure aspect in the industry,the water conservancy,the safety check,the tour and the public .etc. nowaday,the high-quality scm parts of an apparatus provides the condition of

6、the convenience for the design and development that the speech temperatures measuring system, having an extremely broad space for development. temperature based on single chip voice message system of the study is based on temperature sensor, a / d converter, microcontroller, voice chips and the disp

7、lay system of integrated applications. for research and development of this issue for a small temperature based on single chip voice message system, convenient for people in a variety of environments and applications on the temperature of the test. key words: temperature sensor a/d converter voice s

8、ystem scm， real time clock 目目 錄錄 第一章第一章 緒緒 論論.1 1.1 引言.1 1.2 語(yǔ)音測(cè)溫系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r.1 1.3 論文的研究目的和內(nèi)容.1 第二章第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)各部分理論基礎(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)各部分理論基礎(chǔ).2 2.1 溫度傳感器部分.2 2.2 信號(hào)放大及模數(shù)轉(zhuǎn)換部分.3 2.3 單片機(jī)部分.4 2.4 語(yǔ)音錄放系統(tǒng)部分.5 2.5 電子時(shí)鐘系統(tǒng)部分.12 第三章第三章 硬件部分的設(shè)計(jì)硬件部分的設(shè)計(jì).15 3.1 溫度采集及模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換的設(shè)計(jì).15 3.2 adc0809 與 89c51 的接口設(shè)計(jì).16 3.3 單片機(jī)接口擴(kuò)展設(shè)計(jì).17 3.4 isd1

9、420 與 89c51 的接口設(shè)計(jì).18 3.5 ds12c887 與 89c51 的接口設(shè)計(jì).20 3.6 時(shí)鐘鍵盤、顯示器與 89c51 的接口設(shè)計(jì) .21 第四章第四章 軟件部分的設(shè)計(jì)軟件部分的設(shè)計(jì).22 4.1 a/d 轉(zhuǎn)換及信號(hào)識(shí)別的程序設(shè)計(jì).23 4.2 語(yǔ)音報(bào)警的程序設(shè)計(jì).24 4.3 實(shí)時(shí)時(shí)鐘的程序設(shè)計(jì).27 結(jié)結(jié) 論論.30 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).30 致致 謝謝.31 第一章第一章 緒緒 論論 1.11.1 引言引言 近年來(lái)，隨著工業(yè)生產(chǎn)及人民生活水平的逐步提高，高效與安全越來(lái)越被 人們所重視。生產(chǎn)方面，測(cè)溫系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于在倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存報(bào)溫，電機(jī)工作溫度 報(bào)警，機(jī)車安全系統(tǒng)，地質(zhì)勘

10、測(cè)溫度檢測(cè)等多種安全系統(tǒng)中，起到了不可或缺 的作用。生活中，測(cè)溫系統(tǒng)更廣泛的應(yīng)用于住宅家居、商場(chǎng)市場(chǎng)、辦公會(huì)議等 場(chǎng)所的防火防電報(bào)警，水溫、氣溫、保溫控制等。語(yǔ)音測(cè)溫系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與研究 是近幾年新興的科研成果及應(yīng)用，它的語(yǔ)音報(bào)警大量滿足了工業(yè)安全生產(chǎn)和人 民日常生活的及時(shí)性、可靠性與普及性。 1.21.2 語(yǔ)音測(cè)溫系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r語(yǔ)音測(cè)溫系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r 經(jīng)社會(huì)調(diào)查得知了許多語(yǔ)音芯片及傳感器和單片機(jī)之間的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用。 例如，多通道紅外溫度報(bào)警系統(tǒng)曾應(yīng)用于抗非典時(shí)期的各個(gè)交通部門，確保了 我國(guó)的交通運(yùn)輸在特殊情況下的正常運(yùn)作；分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)是近幾年 發(fā)展起來(lái)的一種用于實(shí)時(shí)測(cè)量空間溫度場(chǎng)分布

11、的高新技術(shù)，他能夠連續(xù)測(cè)量光 纖沿線所在處的溫度，測(cè)量距離在幾公里的范圍，空間定位精度達(dá)到米的數(shù)量 級(jí)，能夠進(jìn)行不間斷的自動(dòng)測(cè)量，特別適用于需要大范圍多點(diǎn)測(cè)量的應(yīng)用場(chǎng)合， 曾應(yīng)用于監(jiān)測(cè)三峽大壩混凝土溫度場(chǎng)對(duì)大壩進(jìn)行溫度控制，減小壩體溫度梯度， 防止裂縫，確保了大壩安全。同時(shí)，各種語(yǔ)音芯片的產(chǎn)品也層出不窮，電子語(yǔ) 音萬(wàn)年歷，電子語(yǔ)音保溫杯，電力系統(tǒng)開(kāi)關(guān)柜語(yǔ)音報(bào)警系統(tǒng)等等。可見(jiàn)，測(cè)溫 系統(tǒng)與語(yǔ)音播報(bào)系統(tǒng)的綜合應(yīng)用有著極為廣泛的發(fā)展前景，并能夠在工業(yè)生產(chǎn)， 生活學(xué)習(xí)，旅游交通等各個(gè)方面發(fā)揮著重要的作用。 1.31.3 論文的研究目的和內(nèi)容論文的研究目的和內(nèi)容 本題目是設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的語(yǔ)音報(bào)溫系統(tǒng)

12、，用以對(duì)一個(gè)溫度范圍進(jìn)行 安全控制（溫度范圍的確定可通過(guò)修改程序來(lái)實(shí)現(xiàn)） ，精度為 0.5 攝氏度，誤差 為0.5，要具有較好的快速性與準(zhǔn)確性，具有十進(jìn)制數(shù)顯示所測(cè)量溫度及語(yǔ) 音報(bào)警等功能。例如，水溫在 45 攝氏度到 75 攝氏度之間為正常，當(dāng)溫度低于 45 攝氏度時(shí)語(yǔ)音報(bào)溫“溫度過(guò)低”并用顯示器顯示具體數(shù)值，當(dāng)溫度高于 75 攝氏度時(shí)報(bào)溫“溫度過(guò)高”并顯示具體數(shù)值。 為增強(qiáng)設(shè)計(jì)的多元化和實(shí)用性，另增加一電子日歷時(shí)鐘系統(tǒng)，用以 24 小時(shí) 制顯示年、月、日、時(shí)、分、秒等。 第二章第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)各部分理論基礎(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)各部分理論基礎(chǔ) 2.12.1 溫度傳感器部分溫度傳感器部分

13、.1 溫度傳感器的發(fā)展溫度傳感器的發(fā)展 溫度傳感器，使用范圍廣，數(shù)量多，居各種傳感器之首。溫度傳感器的發(fā) 展大致經(jīng)歷了以下3個(gè)階段： 1.傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器（含敏感元件）熱電偶傳感器，主要是能 夠進(jìn)行非電量和電量之間轉(zhuǎn)換。 熱電偶傳感器是工業(yè)測(cè)量中應(yīng)用最廣泛的一種溫度傳感器，它與被測(cè)對(duì)象 直接接觸，不受中間介質(zhì)的影響，具有較高的精度；測(cè)量范圍廣，可從- 501600進(jìn)行連續(xù)測(cè)量,特殊的熱電偶如金鐵鎳鉻，最低可測(cè)到-269， 鎢錸最高可達(dá)2800。 2.模擬集成溫度傳感器/控制器。 集成傳感器是采用硅半導(dǎo)體集成工藝制成的，因此亦稱硅傳感器或單片集 成溫度傳感器。模擬集成溫度傳感器是在 20

14、世紀(jì) 80 年代問(wèn)世的，它將溫度傳 感器集成在一個(gè)芯片上、可完成溫度測(cè)量及模擬信號(hào)輸出等功能。 模擬集成溫度傳感器的主要特點(diǎn)是功能單一（僅測(cè)量溫度）、測(cè)溫誤差小、 價(jià)格低、響應(yīng)速度快、傳輸距離遠(yuǎn)、體積小、微功耗等，適合遠(yuǎn)距離測(cè)溫，不 需要進(jìn)行非線性校準(zhǔn)，外圍電路簡(jiǎn)單。它是目前在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最為普遍的一種 集成傳感器，典型產(chǎn)品有 ad590、ad592、tmp17、lm135 等。 模擬集成溫度控制器主要包括溫控開(kāi)關(guān)、可編程溫度控制器，典型產(chǎn)品有 lm56、ad22105 和 max6509。某些增強(qiáng)型集成溫度控制器(例如 tc652/653) 中還包含了 a/d 轉(zhuǎn)換器以及固化好的程序，這與智能

15、溫度傳感器有某些相似之 處。但它自成系統(tǒng)，工作時(shí)并不受微處理器的控制，這是二者的主要區(qū)別。 3.智能溫度傳感器。 目前，國(guó)際上新型溫度傳感器正從模擬式想數(shù)字式、集成化向智能化及網(wǎng) 絡(luò)化的方向發(fā)展。智能溫度傳感器(亦稱數(shù)字溫度傳感器）是在 20 世紀(jì) 90 年代 中期問(wèn)世的。它是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)測(cè)試技術(shù)（ate_）的結(jié)晶。 目前，國(guó)際上已開(kāi)發(fā)出多種智能溫度傳感器系列產(chǎn)品。智能溫度傳感器內(nèi)部包 含溫度傳感器、a/d 傳感器、信號(hào)處理器、存儲(chǔ)器（或寄存器）和接口電路。 有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、中央控制器（cpu）、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（ram）和 只讀存儲(chǔ)器（rom）。 智能溫度傳感器能輸出溫

16、度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量，適配各種微控制器 （mcu），并且可通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)試功能，即智能化取決于軟件的開(kāi)發(fā)水平。 目前，國(guó)際上新型傳感器正沖模擬式向數(shù)字式、從集成化向智能化的方向 發(fā)展。智能化集成溫度傳感器于20世紀(jì)90年代中期問(wèn)世以來(lái)，正在國(guó)內(nèi)外迅速 推廣應(yīng)用。 .2 集成溫度傳感器集成溫度傳感器 集成溫度傳感器實(shí)質(zhì)上是一種半導(dǎo)體集成電路，它是利用晶體管的b-e結(jié)壓 降的不飽和值v與熱力學(xué)溫度t和通過(guò)發(fā)射極電流i的下述關(guān)系實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的檢測(cè)： （2.1）i q kit vln 式中，k波爾茲常數(shù)； q電子電荷絕對(duì)值。 集成溫度傳感器具有線性好、精度適中、靈敏度高、體積小、使

17、用方便等 優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛應(yīng)用。集成溫度傳感器的輸出形式分為電壓輸出和電流輸出兩 種。電壓輸出型的靈敏度一般為 10mv/k，溫度 0時(shí)輸出為 0，溫度 25時(shí)輸 出 2.982v。電流輸出型的靈敏度一般為 1ma/k。 2.22.2 信號(hào)放大及模數(shù)轉(zhuǎn)換部分信號(hào)放大及模數(shù)轉(zhuǎn)換部分 .1 放大器放大器 能夠把微弱的信號(hào)放大的電路叫做放大電路或放大器。放大器有交流放大 器和直流放大器。交流放大器又可按頻率分為低頻、中頻和高頻；按輸出信號(hào) 強(qiáng)弱分成電壓放大、功率放大等。此外還有用集成運(yùn)算放大器和特殊晶體管作 器件的放大器。它是電子電路中最復(fù)雜多變的電路。 集成運(yùn)算放大器是一種把多級(jí)直流

18、放大器做在一個(gè)集成片上，只要在外部 接少量元件就能完成各種功能的器件。因?yàn)樗缙谑怯迷谀M計(jì)算機(jī)中做加法 器、乘法器用的，所以叫做運(yùn)算放大器。它有十多個(gè)引腳，一般都用有 3 個(gè)端 子的三角形符號(hào)表示。它有兩個(gè)輸入端、1 個(gè)輸出端，上面的輸入端叫做反相 輸入端，用“-”作標(biāo)記，下面的叫同相輸入端，用“+”作標(biāo)記。 集成運(yùn)算放 大器可以完成加、減、乘、除、微分、積分等多種模擬運(yùn)算，也可以接成交流 或直流放大器應(yīng)用。 .2 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 a/d 轉(zhuǎn)換器是將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的器件，這個(gè)模擬量泛指電壓、電阻、 電流、時(shí)間等參量，但在一般情況下，模擬量是指電壓而言的。 a/d 轉(zhuǎn)換器常用

19、以下幾項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)其質(zhì)量水平： 1. 分辨率與量化誤差 分辨率是衡量 a/d 轉(zhuǎn)換器分辨輸入模擬量最小變化程度的技術(shù)指標(biāo)。a/d 轉(zhuǎn)換器的分辨率取決于 a/d 轉(zhuǎn)換器的位數(shù)，所以習(xí)慣上以輸出二進(jìn)制數(shù)或 bcd 碼數(shù)的位數(shù)來(lái)表示。 量化誤差是由于 a/d 轉(zhuǎn)換器有限長(zhǎng)數(shù)字量對(duì)輸入模擬量進(jìn)行離散取樣（量 化）而引起的誤差，其大小在理論上為一個(gè)單位，所以量化誤差和分辨率是統(tǒng) 一的，即提高分辨率可以減小量化誤差。 2. 轉(zhuǎn)換精度 轉(zhuǎn)換精度反映了一個(gè)實(shí)際 a/d 轉(zhuǎn)換器與一個(gè)理想 a/d 轉(zhuǎn)換器在量化值上的 差值，用絕對(duì)誤差或相對(duì)誤差來(lái)表示。轉(zhuǎn)換精度指標(biāo)有時(shí)以綜合誤差指標(biāo)的表 達(dá)方式給出，有時(shí)又以分

20、項(xiàng)誤差指標(biāo)的表達(dá)方式給出。通常給出的分項(xiàng)誤差有： 偏移誤差、滿刻度誤差、非線性誤差、微分非線性誤差等。 3. 轉(zhuǎn)換速率 轉(zhuǎn)換速率是指 a/d 轉(zhuǎn)換器在每秒鐘內(nèi)所能完成的轉(zhuǎn)換次數(shù)。這個(gè)指標(biāo)也可 表述為轉(zhuǎn)換時(shí)間，即 a/d 轉(zhuǎn)換從啟動(dòng)到結(jié)束所需的時(shí)間，兩者互為倒數(shù)。 4. 滿刻度范圍 滿刻度范圍是指 a/d 轉(zhuǎn)換器所允許最大的輸入電壓范圍。如（05） v， （010）v， （-5+5）v 等。 2.32.3 單片機(jī)部分單片機(jī)部分 at89c51 是一種帶 4k 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（fperom falsh programmable and erasable read only memo

21、ry）的低電壓，高性能 cmos8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用 atmel 高密度非易失存儲(chǔ)器制 造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 mcs-51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 cpu 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，atmel 的 at89c51 是一種高效微 控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。其主要特 性為： 圖 2.1 89c51 管腳 8031cpu 與 mcs-51 兼容 4k 字節(jié)可編程 flash 存儲(chǔ)器(壽命：1000 寫/擦循環(huán)) 全靜態(tài)工作：0hz-24khz 三級(jí)程序存儲(chǔ)器保密鎖定 128*8 位內(nèi)部 ram 32 條可編程 i/o

22、線 兩個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 6 個(gè)中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 2.42.4 語(yǔ)音錄放系統(tǒng)部分語(yǔ)音錄放系統(tǒng)部分 isd1420 是美國(guó) isd 公司出品的優(yōu)質(zhì)單片 20s 語(yǔ)音錄放芯片，內(nèi)電路由振 蕩器、語(yǔ)音存儲(chǔ)單元、前置放大器、自動(dòng)增益控制電路、抗干擾濾波器、輸出 放大器等組成。一個(gè)最小的錄放系統(tǒng)僅由一個(gè)話筒、一個(gè)揚(yáng)聲器、兩個(gè)按鍵、 一個(gè)電源及少數(shù)阻容元件便可組成。它采用直接模擬存儲(chǔ)技術(shù)（dasttm）將 錄音內(nèi)容存入永久性存儲(chǔ)單元 feprom 存儲(chǔ)器，提供零功率信息存儲(chǔ)；不僅語(yǔ) 音質(zhì)量好，而且斷電后，語(yǔ)音信息可永久保持。 .1

23、 主要特性主要特性 使用簡(jiǎn)單的單片錄放音電路 高保真語(yǔ)音/音頻處理 開(kāi)關(guān)接口放音可以是脈沖觸發(fā)或電平觸發(fā) 錄放周期為16和20秒 自動(dòng)功率節(jié)約模式 當(dāng)一個(gè)錄音或放音周期結(jié)束后自動(dòng)進(jìn)入掉電狀態(tài) 掉電狀態(tài)的典型電流為0.5ua 零功率存儲(chǔ) 不需要電池備份電路 處理復(fù)雜信息可使用地址操作 100年信息保存典型 片上時(shí)鐘 不需要編程器和開(kāi)發(fā)系統(tǒng) +5v供電 提供裸片dip soic封裝 提供工業(yè)級(jí)別溫度型號(hào)-40到85攝氏度 圖2.2 isd1420內(nèi)部結(jié)構(gòu) .2 功能描述功能描述 1、語(yǔ)音質(zhì)量 isd1420 系列提供 6.4k 和 8.0k 取樣頻率，用戶可以根據(jù)語(yǔ)音質(zhì)量加以選 擇

24、。取樣的語(yǔ)音直接存儲(chǔ)到片內(nèi)的不揮發(fā)存儲(chǔ)器內(nèi)部，不需要數(shù)字化和壓縮的 其它手段。直接模擬存儲(chǔ)能提供真實(shí)自然的語(yǔ)音、音樂(lè)、聲音，不象其它的固 態(tài)數(shù)字錄音質(zhì)量要受到影響。 2、錄放音時(shí)間 isd1420 能提供 16 秒和 20 秒的錄放音時(shí)間。 3、feprom 存儲(chǔ) isd1420 的 chipcorder 技術(shù)使用片上不揮發(fā)存儲(chǔ)器，斷電后信息可以持續(xù) 保存 100 年。器件可以重復(fù)錄制 10 萬(wàn)次。 4、基本操作 isd1420 chipcorder 系列由一個(gè)單錄音信號(hào) rec 實(shí)現(xiàn)錄音操作，兩個(gè)放音 信號(hào)其中的一個(gè)實(shí)現(xiàn)放音操作，playe（觸發(fā)放音） ，playl（電平放音） 。 isd1

25、420 可以配置成單一信息的應(yīng)用。如果使用地址線也可以用于復(fù)雜信息的 處理。 5、自動(dòng)掉電模式 在錄音或放音操作的結(jié)束，isd1420 將自動(dòng)進(jìn)入低功率等待模式，消耗 0.5ua 電流。在放音操作中，當(dāng)信息結(jié)束時(shí)器件自動(dòng)進(jìn)入掉電模式；在錄音操 作中，rec 信號(hào)釋放變?yōu)楦唠娖綍r(shí)器件進(jìn)入掉電模式。 6、尋址（可選） 作為處理單一信息的補(bǔ)充，isd1420 提供了全地址的尋址功能。 .3 管腳描述管腳描述 圖2.3 isd1420管腳 1、電源輸入 vcca、vccd isd1420 內(nèi)部的模擬電路和數(shù)字電路使用不同的電源回路以減小噪聲的干 擾，這些電源回路通過(guò)不同的引腳引出。 2

26、、地輸入 vssa、vssd 同 vcca，vccd 類似，isd1420 內(nèi)部模擬地和數(shù)子地也使用不同的回路。 3、錄音 rec rec 輸入是低電平有效錄音信號(hào)。當(dāng) rec 為低時(shí)開(kāi)始錄音。在錄音過(guò)程中 rec 必須保持為低電平。rec 信號(hào)優(yōu)先于放音信號(hào)（playe 和 playl） 。如 果在放音過(guò)程中 rec 被拉低，放音將立即終止，錄音開(kāi)始。 當(dāng) rec 變高或內(nèi)部存儲(chǔ)器已錄滿信息，錄音操作結(jié)束。錄制完畢后，在結(jié) 束處會(huì)記錄一個(gè)結(jié)束標(biāo)志，這樣在分段放音時(shí)會(huì)結(jié)束放音。當(dāng) rec 變高后，器 件會(huì)自動(dòng)進(jìn)入掉電模式。 注：rec 信號(hào)將被延遲 50ms 防止開(kāi)關(guān)抖動(dòng)引起重復(fù)觸發(fā)。 4、p

27、laye 觸發(fā)放音 當(dāng)此管腳上檢測(cè)到低電平跳變時(shí)，將開(kāi)始放音操作，遇到結(jié)束標(biāo)志 （eom）或存儲(chǔ)器的尾部放音將停止。結(jié)束放音后，器件自動(dòng)進(jìn)入掉電等待模 式。在放音過(guò)程中將 playe 變高不會(huì)終止當(dāng)前的放音操作。 5、playl 電平放音 當(dāng)此管腳的信號(hào)由高變?yōu)?0 時(shí)，將開(kāi)始放音操作。playl 變?yōu)楦唠娖剑?到結(jié)束標(biāo)志（eom）或存儲(chǔ)器的尾部放音將停止。結(jié)束放音后，器件自動(dòng)進(jìn)入 掉電等待模式。 注：在放音中，如果遇到結(jié)束標(biāo)志或到達(dá)存儲(chǔ)器尾部，如 playl 或 playe 保持為低電平，器件仍將進(jìn)入掉電等待模式，內(nèi)部時(shí)鐘和時(shí)序停止。但 是，playe 和 playl 的上升沿沒(méi)有防抖動(dòng)延

28、遲，任何下降時(shí)序（特別是開(kāi)關(guān) 抖動(dòng)）將會(huì)引起另外一次的放音。 6、錄音 led 輸出（recled） 當(dāng)處于錄音操作時(shí)，recled 輸出為低電平。它可以驅(qū)動(dòng)一個(gè) led 顯示表 明現(xiàn)在正處于錄音狀態(tài)。另外，在放音中，如果遇到結(jié)束標(biāo)志（eom） ， recled 將輸出一個(gè)短的低脈沖。 7、麥克輸入 mic 麥克輸入將信號(hào)傳送到前置放大器，增益由自動(dòng)增益電路（agc） 控制， 增益在-15db 到 24db。外部的麥克必須是 ac 耦合，通過(guò)一個(gè)電容連接到該腳。 電容的數(shù)值和該管腳器件內(nèi)部的電阻（10k）決定 isd1420 輸入的低頻截止頻 率。 8、麥克基準(zhǔn)（mic ref） mic re

29、f 是麥克前置放大的反向輸入。當(dāng)器件使用該輸入腳并以差分形式 連接到麥克時(shí)，能減低噪聲和實(shí)現(xiàn)共模抑制。 9、自動(dòng)增益控制（agc） agc 動(dòng)態(tài)調(diào)整前置放大器的增益，能在一個(gè)很寬的范圍內(nèi)適應(yīng)麥克的輸入 電平。agc 電路能以很小的失真記錄寬范圍的聲音，例如從很低的聲音到很高 的聲音。agc 的起控時(shí)間由電路內(nèi)部的一個(gè) 5k 電阻，和一個(gè)外部連接的電容 （連接在 agc 管腳和和模擬地 vssa 之間）決定，釋放時(shí)間由外部的電阻和電 容決定二者并聯(lián)連接在 agc 管腳和 vssa 模擬地之間。在大多數(shù)應(yīng)用中， 470k 歐姆和 4.7uf 的取值能較好的滿足需要。 10、模擬輸出（ana out

30、） 此管腳為用戶提供前置放大器的輸出。前置放大器的電壓增益由 agc 管腳 上的電平?jīng)Q定。 11、模擬輸入（ana in） ana in 將輸入的信號(hào)傳送到錄音電路。對(duì)于麥克輸入，ana out 腳必須 通過(guò)外部電容連接到 ana in 腳。這個(gè)電容的數(shù)值與 ana in 內(nèi)部的 3.0k 歐姆 的輸入電阻能提供又一個(gè)音頻帶寬的低頻截止頻率。如果輸入信號(hào)來(lái)自麥克以 外，可以通過(guò)電容直接耦合到 ana in 管腳。 12、外部時(shí)鐘輸入（xclk） isd1420 系列的外部時(shí)鐘輸入管腳內(nèi)部設(shè)有下拉電阻。isd1420 在出廠時(shí)配 置成使用內(nèi)部時(shí)鐘，能保證最小的錄放音時(shí)間。以 isd1420 來(lái)講

31、，在參數(shù)規(guī)定 的范圍內(nèi)使用能保證 20 秒的錄放音時(shí)間。在商業(yè)級(jí)溫度范圍內(nèi)和規(guī)定的操作電 壓范圍內(nèi)，取樣時(shí)鐘有2 .25%的變化，但能保證規(guī)定最小的錄放音時(shí)間。對(duì) 于一些器件，實(shí)際的錄放音時(shí)間可能會(huì)比通常的錄放音時(shí)間要多。 13、喇叭輸出（sp+，sp-） sp+和 sp-能直接驅(qū)動(dòng)低至 10 歐姆的喇叭。也可以使用單輸出，但需要注 意：對(duì)于直接驅(qū)動(dòng)發(fā)聲裝置，使用兩個(gè)反極性的輸出的功率是使用單輸出功率 的 4 倍。另外，同時(shí)使用 sp+和 sp-可以不使用喇叭的耦合電容。對(duì)于使用單個(gè) 輸出，必須在 sp+和喇叭之間接一個(gè)耦合電容。在錄音狀態(tài)中，兩個(gè)喇叭輸出 為高阻狀態(tài)；在掉電模式中保持為 vs

32、sa。 14、地址輸入（a0-a7） 根據(jù) a6、a7 的電平不同，電路可以進(jìn)入兩種不同的工作模式：地址模式 和操作模式。如果 a7、a6 至少有一位為低電平，則電路認(rèn)為 a0-a7 全部為地 址位，a0-a7 的數(shù)值將作為本次錄音或放音操作的起始地址。a0-a7 全部為純 輸入引腳，不會(huì)像操作模式中 a0-a7 還可能輸出內(nèi)部地址信息。輸入的 a0- a7 的信息在 palye，playl 或 rec 的下降沿被電路鎖存到內(nèi)部使用。 .4 操作模式操作模式 isd1420 內(nèi)部具備有多種操作模式，并能以最少的元件實(shí)現(xiàn)較多的功能，下 面將詳細(xì)描述。操作模式的選擇使用是使用地址管

33、腳來(lái)實(shí)現(xiàn)，但實(shí)際的地址在 isd1420 的有效地址外部。當(dāng)?shù)刂返淖罡邇晌?a7、a6 為高電平時(shí)，其余的地 址位將被成為狀態(tài)標(biāo)志位而不再是地址位。因此操作模式和尋址模式不能兼容， 也就是說(shuō)不能同時(shí)使用。 在使用操作模式時(shí)必須注意兩點(diǎn)。第一，所有的操作開(kāi)始于地址 0，也就是 isd1420 的起始地址。以后的操作根據(jù)操作模式的不同可以從其它地址開(kāi)始。 另外，在操作模式中當(dāng) a4=1，從錄音變換到放音而不是從放音到錄音，器件地 址指針復(fù)位到 0。第二，操作模式的執(zhí)行必須是 a7、a6 為高電平，在 palyl，playe 或 rec 變?yōu)榈碗娖綍r(shí)開(kāi)始執(zhí)行。當(dāng)前的操作模式將一致有效， 直到下一次的

34、控制信號(hào)變低，并取樣地址線上的信息開(kāi)始新的操作。 操作模式描述： 可以使用微處理器來(lái)控制操作模式，也可以直接使用直接連線來(lái)實(shí)現(xiàn)需要 的功能。 a0 信息檢索 信息檢索允許用戶在內(nèi)容跳轉(zhuǎn)瀏覽，而不必關(guān)系每個(gè)信息的實(shí)際物理位置。 每個(gè)控制信號(hào)的低電平脈沖將內(nèi)部地址指針轉(zhuǎn)移到下一個(gè)信息位置。這種模式 只能在放音中使用，通常與 a4 操作同時(shí)應(yīng)用。 a1 刪除 eom 結(jié)尾標(biāo)志 a1 操作模式允許多次記錄的信息組合成一個(gè)信息，結(jié)束標(biāo)志只出現(xiàn)在最后 錄制信息的結(jié)尾。當(dāng)配置成這種模式后，多次錄制的信息在放音時(shí)會(huì)形成連續(xù) 的信息。 a2 沒(méi)有使用 a3 循環(huán)播放 a3 操作模式能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)連續(xù)的信息播放，播

35、放的信息處于的地址空間的 開(kāi)始。如果一個(gè)信息充滿了 isd1420，則用循環(huán)模式可以從頭到尾連續(xù)的播放。 palye 脈沖可以啟動(dòng)播放，playl 脈沖可以結(jié)束播放。 a4 連續(xù)尋址 在通常的操作中，當(dāng)放音操作遇到結(jié)尾標(biāo)志（eom）時(shí)，地址指針將復(fù)原 到 0。a4 操作模式將禁止地址指針的復(fù)位，允許信息能連續(xù)錄制和播放。當(dāng)電 路處于靜止?fàn)顟B(tài)，不是處于錄音或放音狀態(tài)，即可的設(shè)置該腳為低電平將復(fù)位 地址指針。 a5 沒(méi)有使用 .5 相關(guān)圖相關(guān)圖表表 芯片工作的時(shí)序圖、最大絕對(duì)參數(shù)和操作條件見(jiàn)以下圖表。 圖2.4 錄音時(shí)序圖 圖2.5 放音時(shí)序圖 注： 1 在放音期間rec必須保持為

36、高電平 2 recled在放音期間有結(jié)束標(biāo)志eom的功能 表2.1 最大絕對(duì)參數(shù)（裸片） 注：超出上述范圍將會(huì)引起器件的永久性損壞。處于絕對(duì)值會(huì)引起器件可靠性降低。 在這些條件下器件的參數(shù)將不能得到保證。 表2.2 操作條件(裸片) 注： vcc=vcca=vccd. vss=vssa=vssd. 圖2.6(a) 典型參數(shù)隨電壓和溫度的變化 圖2.6(b) 典型參數(shù)隨電壓和溫度的變化 2.52.5 電子時(shí)鐘系統(tǒng)部分電子時(shí)鐘系統(tǒng)部分 在目前許多的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，通常進(jìn)行一些與時(shí)間有關(guān)的控制測(cè)量， 根據(jù)測(cè)控對(duì)象的不同，可以用兩種方法來(lái)進(jìn)行時(shí)間控制：一是利用單片機(jī)內(nèi)部 的定時(shí)/計(jì)數(shù)器，二是利用單片

37、機(jī)外圍的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 rtc（real time clock） 。前者利用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器，所以無(wú)需再接外圍芯片，只需通過(guò) 軟件編程就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)間的控制和測(cè)量，具有性價(jià)比高、接口電路簡(jiǎn)單等優(yōu) 點(diǎn)，但時(shí)間控制精度受到晶振頻率和所選擇的數(shù)據(jù)傳輸方式等方面的影響，從 而導(dǎo)致精度不高，所以常用于測(cè)控精度不是很高的應(yīng)用控制系統(tǒng)中；而后者是 利用外部實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，雖具有接口電路相對(duì)復(fù)雜等缺點(diǎn)，但是它具有定時(shí)精 度高、掉電保護(hù)、功能強(qiáng)大、使用靈活和誤差較小等優(yōu)點(diǎn)，日益受到用戶的青 睞。 .1 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片的類型實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片的類型 目前的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，根據(jù)芯片與單片機(jī)接口的不同，可以將其分

38、為兩大 類型： 一是串行方式的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，這種芯片大多數(shù)是將地址線、數(shù)據(jù)線、控 制線合為一根串行傳輸數(shù)據(jù)的信號(hào)線，例如：ds1302、pcf8583 等。這種方式 的優(yōu)點(diǎn)是：信號(hào)線少、電路連接簡(jiǎn)單、節(jié)省系統(tǒng)資源和電路板面積等。但是它 的缺點(diǎn)：程序編寫復(fù)雜、工作量比較大和操作速度較慢等。 二是并行方式的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，這種芯片與單片機(jī)的連接是將地址線、數(shù) 據(jù)線、控制線并行與單片機(jī)連接。例如：ds12c887、mc146818 等。這種方式 由于數(shù)據(jù)和地址的并行傳送，所以它具有操作方便、快速、編程簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)， 缺點(diǎn)就是硬件電路相對(duì)的復(fù)雜。 不同的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片具有不同的功能，現(xiàn)在的大多數(shù)時(shí)鐘芯片具有

39、時(shí)鐘日 歷/鬧鐘兩種功能，如 pcf8583。但是在現(xiàn)在的測(cè)控應(yīng)用系統(tǒng)中，只是具有這兩 種功能已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足用戶的需求，所以現(xiàn)在許多芯片增加了方波輸出功能， 使實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片的應(yīng)用更具廣泛。 ds12c887 具有時(shí)鐘、鬧鐘和方波輸出的功能。他具有功能強(qiáng)大、編程簡(jiǎn)單 和定時(shí)精確較高等優(yōu)點(diǎn)，特別適用現(xiàn)在的測(cè)控系統(tǒng)。所以掌握 ds12c887 與單 片機(jī)的接口及編程技術(shù)，把它嵌入到多樣化的應(yīng)用環(huán)境中去，有較大的實(shí)用價(jià) 值。 .2 ds1212c887887 性能簡(jiǎn)介性能簡(jiǎn)介 ds12c887 是 dallas 公司推出的 8 位并行帶 ram 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，它 的功能強(qiáng)大，應(yīng)用廣泛

40、。它是適用于同單片機(jī)接口的新一代實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。 ds12c887 采用 24 引腳雙列直插式封裝。其振蕩電路、充電電路和可充電鋰電 池等一起封裝在芯片的上方。它斷電后能運(yùn)行 10 年之久而不丟失數(shù)據(jù)。 ds12887 時(shí)鐘芯片引腳排列如圖 2.7 所示。 圖 2.7 ds12887 時(shí)鐘芯片引腳 時(shí)鐘芯片 ds12887 共有 24 個(gè)引腳，主要引腳分別為： ds 數(shù)據(jù)讀寫信號(hào)端； r/w 數(shù)據(jù)寫信號(hào)端； as 地址鎖存信號(hào)端； 選通信號(hào)端，低電平有效； cs mot 計(jì)算機(jī)總線選擇端； reset 復(fù)位端； ad0ad7 地址/數(shù)據(jù)（雙向）總線。 地址分配地址分配 ds12887 內(nèi)存由存放

41、實(shí)時(shí)時(shí)鐘的時(shí)間、日歷、鬧鐘 ram 以及用于控制的 狀態(tài)查詢的寄存器和用戶 ram 組成，其中前 10 個(gè)單元用于存放實(shí)時(shí)時(shí)鐘，緊 接著 4 個(gè)單元為 4 個(gè)控制寄存器，余下的 114 字節(jié)為用戶 ram。除以下情況為 只讀狀態(tài)外，所有 128 字節(jié)可直接讀寫： 1. 寄存器 c 和寄存器 d。 2. 寄存器 a 的 bit.7 位。 3. 秒字節(jié)的高位。 寄存器及寄存器及 ram 的說(shuō)明的說(shuō)明 從 00h09h 10 個(gè)單元為時(shí)鐘、日歷、鬧鐘單元，其內(nèi)容可由程序?qū)懭牖?讀出。其初始值在芯片初始化時(shí)由程序?qū)懭?，可用二進(jìn)制值或 bcd 碼表示。時(shí) 間顯示可采用每天 12 小時(shí)制或 24 小時(shí)制。

42、以上功能均由 b 寄存器相關(guān)位決定。 三個(gè)鬧鐘單元（即 01h，03h，05h）有兩種用法： 1. 根據(jù)寫入到三個(gè)鬧鐘單元的值產(chǎn)生中斷。 2. 在各鬧鐘單元寫入“自由（dont care）碼”=0c0h0ffh， ，即最高兩 位為 1 時(shí)為“自由”狀態(tài)，可產(chǎn)生周期性的鬧鐘中斷。 寄存器 a 的主要功能： 1. 提供時(shí)間更新標(biāo)志，確定在何時(shí)讀出正確的時(shí)間。 2. 提供分頻控制功能。 3. 可選擇輸出的方波頻率以及周期中斷頻率。 寄存器 b 的主要功能： 1.具有初始化設(shè)置功能。初始化時(shí)必需將相關(guān)位置 1，才能初始化時(shí)間和 日歷字節(jié)。 2.對(duì)相關(guān)位進(jìn)行設(shè)置，可使系統(tǒng)具有周期中斷、鬧鐘中斷、更新結(jié)束

43、中斷 功能。 3.可控制方波的輸出。 4.可控制時(shí)間的顯示模式，并可自動(dòng)執(zhí)行夏令時(shí)制。 寄存器 c 的主要功能： 提供中斷請(qǐng)求、周期中斷、鬧鐘中斷以及更新結(jié)束中斷標(biāo)志，以及 cpu 查 詢。 寄存器 d 的主要功能： 提供有效 ram 和時(shí)間標(biāo)志。該標(biāo)志位出廠前由 dallas 公司置狀態(tài) 1。這 一位不可寫，應(yīng)總讀出為 1。如果出現(xiàn) 0，表明內(nèi)部電池耗盡。 第三章第三章 硬件部分的設(shè)計(jì)硬件部分的設(shè)計(jì) 根據(jù)以上所總結(jié)調(diào)查的知識(shí)與資料，將本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)構(gòu)思如下圖 所示： 51 單 片 機(jī) 語(yǔ)音播報(bào) 系統(tǒng) 顯 示 電子日歷 時(shí)鐘芯片 檢 測(cè) 電 路 鍵 盤 傳 感 器 放 大 器 圖 3.1

44、 系統(tǒng)原理框圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由信號(hào)采集、模數(shù)轉(zhuǎn)換、單片機(jī)及其擴(kuò)展系統(tǒng)、語(yǔ)音系統(tǒng)及 其鍵盤、時(shí)鐘系統(tǒng)、時(shí)鐘鍵盤、顯示系統(tǒng)幾部分構(gòu)成。這里將分步對(duì)這幾部分 的具體設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述。 參照各單片接口資料設(shè)計(jì)總體電路圖，見(jiàn)附錄二。 3.13.1 溫度采集及模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換的設(shè)計(jì)溫度采集及模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換的設(shè)計(jì) ad590是美國(guó)模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成兩端感溫電流源。它的主要特 性如下： 1、流過(guò)器件的電流值等于期間所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度（開(kāi)爾文）值，即 irt=1，式中：ir為流過(guò)器件（ad590）的電流，單位為a，t為熱力學(xué) 溫度，單位為k。 2、ad590的測(cè)溫范圍為-55+150。 3、ad590的電源電壓

45、范圍為430v。電源電壓可在46v范圍變化，電流 ir變化1a，相當(dāng)于溫度變化1k。ad590可以承受44v正向電壓和20v反向電壓， 因而器件反接也不會(huì)被損壞。 4、輸出電阻為710。 5、精度高，ad590共有i、j、k、l、m五檔，其中m檔精度最高，在- 55150范圍內(nèi)，非線行誤差為0.3。 +12v -12v rf2 1k 10k rc2 2 3 6 47 5 8 1 1k rf1 -12v +12v +5v 1k r2 5k r3 -12v +12v rc1 10k 1k r1 ad590 lm324 lm324 lm324 out vcc 2 3 6 47 5 8 1 2 3 6

46、 47 5 8 1 圖3.2 溫度信號(hào)采集轉(zhuǎn)化圖 由于采用的 a/d 轉(zhuǎn)換器 adc0809 分辨率為，且允許%4 . 0%100)2/1 ( 8 的最大輸入電壓為 5v，因此他能分辨輸入模擬電壓的最小變化量為 5v 0.4%=20mv；ad590 的測(cè)量特性為電流 ir 變化 1a，相當(dāng)于溫度變化 1k，因此如要測(cè)量-溫度范圍為 0到 100 ，即流過(guò)傳感器 ad590 的電流為 （273373）a，保留范圍（250400）a。 該電流經(jīng)上圖所示電路應(yīng)得到一個(gè) a/d 可識(shí)別的電壓,即最小電壓變化為 20mv。這里將溫度傳感器 ad590 與 10k 電阻串聯(lián)，取其壓降。測(cè)量溫度范圍 為 0

47、到 100，則電壓為 2.73v 到 3.73v。將壓降送入 lm324 電壓跟隨，送 入第三個(gè)運(yùn)放同相端；利用第二個(gè)運(yùn)放取得 2.73v 參考電壓，送入第三個(gè)運(yùn)放 反相端；第三個(gè)運(yùn)放構(gòu)成減法電路，當(dāng)同相端輸入電阻和反向端輸入電阻相等、 同相端接地電阻和反向端反饋電阻相等時(shí)，輸出電壓為： （3.1）)uu( rf rcrf u 1112 1 22 0 根據(jù)公式（3.1） ，本系統(tǒng)要求運(yùn)放輸出 05v 電壓時(shí)，輸出電壓變化系數(shù) 為 10mv/a，因此，可調(diào)整可變電阻使放大倍數(shù)為 2 倍，即可滿足最小分辨率 20mv/a 的變化。 以上電路系統(tǒng)部分的最主要作用就是生成的減法器將溫度傳感器采集到的

48、開(kāi)爾文溫度值轉(zhuǎn)換為了攝氏溫度值。 3.23.2 adc0809adc0809 與與 89c5189c51 的接口設(shè)計(jì)的接口設(shè)計(jì) oe 1 le 11 d1 3 q1 2 d2 4 q2 5 d3 7 q3 6 d4 8 q4 9 d5 13 q5 12 d6 14 q6 15 d7 17 q7 16 d8 18 q8 19 vcc 20 gnd 10 dm74als373n p0.1 p0.1 p0.2 p0.3 p0.4 p0.5 p0.6 p0.7 add a add b add c ale vcc 1 2 3 mc74ac02n 4 5 6 mc74ac02n start wr rd o

49、e p2.7 in3 1 in4 2 in5 3 in6 4 in7 5 start 6 eoc 7 d3 8 oe 9 clk 10 vcc 11 vref+ 12 gnd 13 d1 14 d2 15 vref- 16 d0 17 d4 18 d5 19 d6 20 d7 21 ale 22 add c 23 add b 24 add a 25 in0 26 in1 27 in2 28 adc0809ccn out 4 clk 3 d 2 1 q 5 q 6 clr pr dm74as74m p0.0 p0.1 p0.2 p0.3 p0.4 p0.5 p0.6 p0.7add a add

50、b add c ale start oe vcc a0 a1 cs 圖 3.3 a/d0809 與單片機(jī)的接口圖 模擬信號(hào)經(jīng) in0 一路通過(guò) a/d 轉(zhuǎn)換器，將數(shù)字信號(hào)送入單片機(jī)。上圖是通 過(guò)查詢方式完成 a/d 啟動(dòng)和轉(zhuǎn)換的。 89c51 提供的地址鎖存允許信號(hào) ale 經(jīng) d 觸發(fā)器二分頻后獲得時(shí)鐘頻率， ale 腳的頻率是單片機(jī)時(shí)鐘頻率的 1/6。地址譯碼引腳 c、b、a 分別與地址總 線的三位 q6、q5、q4 相連，以選通 in0in7 中的一個(gè)通路。本設(shè)計(jì)可使三 位地址全置 0 ，選通 in0。將 p2.7 作為片選信號(hào)，在啟動(dòng) a/d 轉(zhuǎn)換時(shí)，由單 片機(jī)寫信號(hào) wr 和 p2.

51、7 控制 adc 的地址鎖存和轉(zhuǎn)換啟動(dòng)，由于 ale 與 start 相連，因此 adc 在鎖存通道地址的同時(shí)啟動(dòng)并轉(zhuǎn)換。在讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果 時(shí)，用低電平的讀信號(hào) rd 和 p2.7 腳經(jīng)一級(jí)或非門后，產(chǎn)生的正脈沖作為 oe 信號(hào)，用以打開(kāi)三態(tài)輸出鎖存器。 3.33.3 單片機(jī)接口擴(kuò)展設(shè)計(jì)單片機(jī)接口擴(kuò)展設(shè)計(jì) p1.0/t2 1 p1.1/t2ex 2 p1.2/eci 3 p1.3/cex0 4 p1.4/cex1 5 p1.5/cex2 6 p1.6/cex3 7 p1.7/cex4 8 rst 9 p3.0/rxd 10 p3.1/txd 11 p3.2/int0 12 p3.3/int1 1

52、3 p3.4/t0 14 p3.5/t1 15 p3.6/wr 16 p3.7/rd 17 xtal2 18 xtal1 19 vss 20 p2.0/a8 21 p2.1/a9 22 p2.2/a10 23 p2.3/a11 24 p2.4/a12 25 p2.5/a13 26 p2.6/a14 27 p2.7/a15 28 psen 29 ale/prog 30 ea/vpp 31 p0.7/ad7 32 p0.6/ad6 33 p0.5/ad5 34 p0.4/ad4 35 p0.3/ad3 36 p0.2/ad2 37 p0.1/ad1 38 p0.0/ad0 39 vcc 40 p8

53、9c51rc2bn/01 p0.0 p0.1 p0.2 p0.3 p0.4 p0.5 p0.6 p0.7 ale p2.7 vcc wr rd oe 1 le 11 d1 3 q1 2 d2 4 q2 5 d3 7 q3 6 d4 8 q4 9 d5 13 q5 12 d6 14 q6 15 d7 17 q7 16 d8 18 q8 19 vcc 20 gnd 10 dm74als373n p0.1 p0.1 p0.2 p0.3 p0.4 p0.5 p0.6 p0.7 add a add b add c ale vcc8255avcc p2.6 p2.0 rd wr cs a1 a0 p0.0

54、 p0.1 p0.2 p0.3 p0.4 p0.5 p0.6 p0.7 pc7 pc6 pc5 pc4 pc3 pc2 pc1 pc0 pb7 pb6 pb5 pb4 pb3 pb2 pb1 pb0 pa7 pa6 pa5 pa4 pa3 pa2 pa1 pa0 a0 a1 cs palye vcc 26 rd 5 wr 36 reset 35 cs 6 a1 9 a0 8 gnd 13 d7 34 d6 33 d2 29 d5 32 d4 31 d3 30 d1 28 d0 27 pc7 14 pc6 15 pc5 16 pc4 17 pc3 13 pc2 12 pc1 11 pc0 10

55、pb7 18 pb6 19 pb5 20 pb4 21 pb3 22 pb2 24 pb1 25 pb0 25 pa7 4 pa6 3 pa5 2 pa4 1 pa3 40 pa2 39 pa1 38 pa0 37 rxd txd int 0 圖 3.4 8255a 單片擴(kuò)展接口圖 經(jīng)考慮及之后的設(shè)計(jì)需要，故將 89c51 的 p0 口擴(kuò)展成上圖所示。 上圖中 8255a 只有 3 根線與地址線連接。片選端、地址選擇端cs a1、a0，分別接于 p0.7、p0.1、p0.0，其他地址線全懸空。此時(shí)，只要保證 p0.7 為低電平時(shí)，選中該 8255a，若 p0.1、p0.0 再為“00”則選中

56、8255a 的 a 口；同理，p0.1、p0.0 為“01” 、 “10” 、 “11”則分別選中 b 口、c 口及控制 口。若地址用 16 位表示，其他無(wú)用端全設(shè)為“1” ，則 8255a 的 a、b、c 及控 制口地址分別為：ff7ch、ff7dh、ff7eh、ff7fh。 3.43.4 isd14201420 與與 8989c5151 的接口設(shè)計(jì)的接口設(shè)計(jì) isd1420 的工作過(guò)程為： 1、錄制信息 將rec電平變低，將從內(nèi)部存儲(chǔ)器空間的開(kāi)始錄制信息。如果rec 保持低 電平，錄音一直持續(xù)直到存儲(chǔ)器空間錄滿，這時(shí)錄音結(jié)束。如果rec變?yōu)楦唠?平，電路將自動(dòng)進(jìn)入掉電模式。 2、邊緣啟動(dòng)放

57、音 將playe變低，將從存儲(chǔ)器開(kāi)始或選定的位置開(kāi)始放音。playe 的上升 沿對(duì)操作沒(méi)有影響。如果存儲(chǔ)器內(nèi)部全部錄滿信息，則可以播放內(nèi)部全部的信 息。如果到達(dá)結(jié)束標(biāo)志eom，電路將停止放音并自動(dòng)進(jìn)入掉電模式。一個(gè)新的 playe下降沿將觸發(fā)另外一個(gè)從起始地址的放音。 3、電平觸發(fā)放音 將playe變低，將從存儲(chǔ)器開(kāi)始或選定的位置開(kāi)始放音。如果存儲(chǔ)器內(nèi)部 全部錄滿信息，則可以播放內(nèi)部全部的信息。如果到達(dá)結(jié)束標(biāo)志eom，電路將 停止放音并自動(dòng)進(jìn)入掉電模式。一個(gè)新的playl下降沿將觸發(fā)另外一個(gè)從起始 地址的放音。 4、電平觸發(fā)放音（夭折） 在放音過(guò)程中，如果playl電平變?yōu)楦唠娖?，電路將停止?/p>

58、音進(jìn)入掉電模 式。另一個(gè)playl的下降沿將觸發(fā)另外一次從起始地址的放音操作。 5、錄音（中斷放音） rec引起的錄音操作優(yōu)先與其它操作。任何時(shí)間rec信號(hào)的變低將引起一 次新的錄音操作，地址從起始地址或指定的地址。不管當(dāng)前是否進(jìn)行其它操作。 6、錄制信息，只占用部分地址空間 如果錄制的信息不能占滿整個(gè)存儲(chǔ)空間，可以在錄制中將rec變?yōu)楦唠娖剑?這將導(dǎo)致錄音結(jié)束并放置eom結(jié)束標(biāo)志。電路進(jìn)入掉電模式。 7、播放錄制的信息，整個(gè)信息沒(méi)占滿整個(gè)空間 將palye或playl變?yōu)榈碗娖綄?dòng)一次放音，當(dāng)遇到結(jié)束標(biāo)志eom時(shí)放 音結(jié)束，電路進(jìn)入掉電模式。 8、recled操作 在錄音操作時(shí)，recle

59、d將輸出低電平有效的信號(hào)，可以驅(qū)動(dòng)一個(gè)led， 表明現(xiàn)在正在進(jìn)行錄音操作。如果整個(gè)存儲(chǔ)器空間錄滿，或rec變?yōu)楦唠娖浇Y(jié) 束錄音，則recled將變?yōu)楦唠娖?。另外，在放音過(guò)程中，如果遇到一個(gè)eof 標(biāo)志，recled總是輸出一個(gè)低電平脈沖。 9、時(shí)間顯示錄音設(shè)定 isd1420為20s可分段語(yǔ)音芯片,是一種新型單片語(yǔ)音錄放集成電路. 利用 它,語(yǔ)音和音頻信號(hào)被直接存儲(chǔ),省去了數(shù)字變換、數(shù)字壓縮、語(yǔ)音合成等處理 手段。該器件具有較大的信息存儲(chǔ)量,不需專門的語(yǔ)音編輯開(kāi)發(fā)系統(tǒng)和燒結(jié)固化 器支持,并具有多種信息取址方式可供用戶選用。 片內(nèi)的eeprom陣列通過(guò)地址 a0a7的有效組合最多可分為160個(gè)存

60、儲(chǔ)空間, 實(shí)現(xiàn)分段錄放功能。本系統(tǒng)主要 部分是語(yǔ)音報(bào)溫部分. 對(duì)通常測(cè)溫系統(tǒng)來(lái)說(shuō), 所報(bào)出的語(yǔ)音由以下14個(gè)特征字 組成, 即“零”、“壹”、“貳”、“叁”、“肆”、“伍”、“陸”、“柒” 、“捌”、“玖”、“拾”、“百”、“點(diǎn)”、 “度”等。 即所有的溫度可 由這 14 個(gè)單字組成. 根據(jù)一般的語(yǔ)言速度, 每個(gè)單字語(yǔ)音段需占用0.4s,總 的錄放時(shí)間應(yīng)在6s左右.而isd1416共有160個(gè)存儲(chǔ)單元,其分辨率為100ms, 共計(jì) 可存儲(chǔ)16s的信息。該系統(tǒng)僅需要6s時(shí)間,只需占用160個(gè)存儲(chǔ)單元中的一部分。 按每個(gè)語(yǔ)音段占0.4s計(jì),每個(gè)語(yǔ)音段要占用4個(gè)存儲(chǔ)單元, 共計(jì)414=56個(gè)存儲(chǔ) 單