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文檔簡介
1、摘 要語音集成電路的出現(xiàn)是傳統(tǒng)語音錄放設(shè)備的革新,最近幾年深受人們的歡迎,并得到迅猛的發(fā)展。相對于傳統(tǒng)的錄音方式,它只需很少的電子器件,就能實(shí)現(xiàn)錄放功能,可以永久保存數(shù)據(jù)。目前,在國外,語音錄放電路已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用,在國內(nèi),語音錄放應(yīng)用電路的高潮正在逐步形成。在我們的日常生活中,語音存儲回放技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用,諸如公交車報(bào)站器,采訪筆,mp3播放器,電話語音自動(dòng)轉(zhuǎn)接留言等,使得產(chǎn)品的功能強(qiáng)大,逐步淘汰了磁帶錄音的傳統(tǒng)方式,方便了人們的生活,推動(dòng)了社會進(jìn)步。本論文基于at89s52單片機(jī)與isd4004語音錄放芯片為主要部件,通過硬件與軟件的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)語音錄放的功能。系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)簡單,方便
2、調(diào)試,價(jià)格便宜,實(shí)用性強(qiáng)。關(guān)鍵詞:語音錄放系統(tǒng);單片機(jī)at89s52;isd4004abstractvoiceintegrated circuitis the traditionalvoice recordingequipmentinnovation, in recent years welcomed by the people, and get rapid development. compared with the traditional recording methods, it requires little electronic devices can achieve recordi
3、ng function, you can permanently store data .at present, foreign, voice recording circuit has been widely used in the country, the climax of voice recording application circuit is gradually taking shape. in our daily life, voice storage playback technology get in a wide range of applications, such a
4、s the bus stop, and an interview with recorder, mp3 player, telephone voice messages and other automatic switching, allowing for powerful, out of the tape recording the traditional way to facilitate peoples lives, and promote social progress. this paper based on at89s52 mcu and isd4004 voice recordi
5、ng chips as the main component, voice recording functionality through hardware and software design. system hardware circuit design is simple, easy to debug, cheap and practical.keywords: voice recording systems;at89s52 mcu;isd4004目 錄1 緒論11.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義11.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的11.3 系統(tǒng)采用的實(shí)現(xiàn)方法12 單片機(jī)控制技術(shù)與開發(fā)環(huán)境介紹22.1 單片機(jī)
6、概述22.1.1 at89s52的介紹22.1.2 at89s52主要性能參數(shù)22.1.3 引腳功能說明22.2 keil開發(fā)環(huán)境及流程42.2.1 keil簡介42.2.2 keil工具軟件開發(fā)流程42.3 isd4004介紹52.3.1 性能簡述52.3.2 引腳功能62.4 spi(串行外設(shè)接口)72.4.1 協(xié)議介紹72.4.2 信息快進(jìn)72.4.3上電順序82.4.4 spi端口的控制位92.4.5 spi寄存器92.4.6 時(shí)序103 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)103.1 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)103.1.1 單片機(jī)部分電路圖113.1.2 isd4004部分原理圖123.1.3 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)133.
7、1.4 復(fù)位電路設(shè)計(jì)143.1.5 語音信號拾取電路設(shè)計(jì)143.1.6 音頻放大電路設(shè)計(jì)153.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)153.2.1 內(nèi)部地址單元尋址153.2.2 程序流程圖164 軟件調(diào)試18結(jié) 論20參考文獻(xiàn)21致 謝22附錄a 總電路圖23附錄b 電路實(shí)物圖24附錄c 源程序251 緒論1.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義語音不僅是人與人之間交流和信息交換最直接有效的溝通方式,也是人與機(jī)器之間進(jìn)行信息通信的重要工具。電話的出現(xiàn)是語音處理的重要開端,采用模擬處理技術(shù),極大解決了遠(yuǎn)距離人們之間溝通的障礙,但是還是存在著缺陷。隨著技術(shù)的不斷革新,出現(xiàn)了一種全新的語音處理技術(shù),它可以把語音信號用數(shù)字技術(shù)表現(xiàn)出來,
8、為語音信號的分析提供了有力的支持。對于語音信號來說,數(shù)字處理技術(shù)比模擬技術(shù)優(yōu)點(diǎn)好的多,相對于傳統(tǒng)的磁帶語音錄放系統(tǒng)因其體積大,不方便使用,數(shù)字語音設(shè)備有很多優(yōu)點(diǎn)比如易于集成、體積小、價(jià)格便宜,系統(tǒng)穩(wěn)定,抗干擾能力強(qiáng),并且數(shù)字技術(shù)可以加密處理,安全性上得到保障,能夠解決許多復(fù)雜的信號處理問題。比如公交車報(bào)站器,采訪筆,手機(jī)等電子產(chǎn)品中,而且功能不斷強(qiáng)大,逐步淘汰傳統(tǒng)錄音方式,大大的方便了人們的日常生活。如今單片機(jī)以功能強(qiáng)大、體積小、價(jià)格便宜得要了迅猛的發(fā)展,所以把單片機(jī)和語音芯片連在一起就可以做成一個(gè)結(jié)構(gòu)簡單工作穩(wěn)定的系統(tǒng),而且,只需要簡單的幾個(gè)外圍設(shè)備就可以目標(biāo)需求。廣泛應(yīng)用于比如公交車報(bào)站器
9、,采訪筆,手機(jī)等電子產(chǎn)品中,而且功能不斷強(qiáng)大,逐步淘汰傳統(tǒng)錄音方式,大大的方便了人們的日常生活。1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的設(shè)計(jì)一個(gè)用于語音報(bào)站、語音復(fù)讀、語音記錄、采訪筆等各種電子產(chǎn)品的語音錄放設(shè)備。按鍵操作切換錄放功能。lcd液晶屏顯示錄放狀態(tài)。本次設(shè)計(jì)要求有穩(wěn)定的工作狀態(tài)、擁有良好的播放音質(zhì)效果,語音可以自動(dòng)記錄以及自動(dòng)復(fù)讀。較強(qiáng)的抗干擾能力,同時(shí)便于安裝方便調(diào)試。1.3 系統(tǒng)采用的實(shí)現(xiàn)方法設(shè)計(jì)硬件電路原理圖,畫pcb板,焊接各種電子元器件,包括at89s52芯片、電壓轉(zhuǎn)化芯片、音頻小功率放大器、isd4004芯片、顯示模塊等等。編寫軟件應(yīng)用程序利用單片機(jī)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)語音的錄放功能。2 單片機(jī)
10、控制技術(shù)與開發(fā)環(huán)境介紹2.1 單片機(jī)概述單片機(jī)又稱單片微型計(jì)算機(jī)(mcu)。采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)將cpu、內(nèi)存、內(nèi)部及外部總線系統(tǒng)集成到一塊硅片上構(gòu)成一個(gè)小而完整的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。同時(shí)會集成通訊接口、定時(shí)計(jì)數(shù)器、時(shí)鐘等外為設(shè)備。因此被稱作單片微型計(jì)算機(jī)即單片機(jī)。單片機(jī)主要應(yīng)用于控制領(lǐng)域。這些對外的接口電路已經(jīng)突破了微型計(jì)算機(jī)的傳統(tǒng)體系結(jié)構(gòu),因此最為貼切的反映單片機(jī)本質(zhì)的名字應(yīng)該為微控制器。單片機(jī)主要通過軟件編寫的程序來實(shí)現(xiàn)其控制功能,而且修改十分方便,同時(shí)用戶可以按照自己的想法或要求編寫自己所想要達(dá)到的設(shè)計(jì)的程序,尤其在其他器件很難完成的情況下,只需軟件設(shè)計(jì)單片機(jī)的特殊功能就可以實(shí)現(xiàn)。目前
11、單片機(jī)的執(zhí)行效率更高,管腳接口的功能更加完善,能完成的復(fù)雜問題也越來越多,??煽啃约胺€(wěn)定性得到提高。 2.1.1 at89s52的介紹芯片at89s52 是美國atmel 公司生產(chǎn)的一種低電壓、高性能、低功耗的cmos 8位單片機(jī),它里面可內(nèi)置8kb的可反復(fù)擦寫的只讀存儲器和256bytes的隨機(jī)存儲器,器件采用atmel 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn),通過把通用的8位cpu與可在線下載的flash集成在一塊芯片上,它就成為了一個(gè)高效的微型計(jì)算機(jī),可以解決很多復(fù)雜的問題。2.1.2 at89s52主要性能參數(shù)芯片at89s52單片機(jī)與mcs-51產(chǎn)品指令和引腳兼容,內(nèi)部含有8k字節(jié)可擦寫
12、falsh閃存,具有1000次擦寫周期。同時(shí)具有全靜態(tài)操作:ohz-24mhz,三級加密程序存儲器, 32個(gè)可編程i/o口線,8個(gè)中斷源,3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器,2568字節(jié)內(nèi)部ram,可編程串行uart通道的功能部件。同時(shí)擁有低功耗空閑以及掉電保護(hù)模式。2.1.3 引腳功能說明引腳圖如圖2-1所示:圖2-1引腳圖功能說明如下: 1(p0 口) p0口是一組8位漏極開路型雙向i/o口,也稱為地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)存儲器時(shí),p0口作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下,p0不具備內(nèi)部上拉電阻。2 (p1-p3) 是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向i/o 口。此外,p3口第二功
13、能的應(yīng)用更為重要與廣泛。p3 口還被用于接收閃存編程及程序校驗(yàn)的控制信號。如表2-1所示:3 (rst) 復(fù)位輸入。4 (ale/prog) 地址鎖存允許端。5 (psen) 外部程序存儲器的讀選通信號可以被程序儲存輸出。6 (ea/vpp) 外部訪問允許。7 (xtal1) 振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。8 ( xtal2) 振蕩器反相放大器的輸出端。表2-1 p3口的第二功能端口引腳第二功能p3.0rxd (串行輸入口)p3.1txd (串行輸出口)p3.2 (外部中斷0)p3.3 (外部中斷1)p3.4t0 (定時(shí)/計(jì)數(shù)器0)p3.5t1 (定時(shí)/計(jì)數(shù)器1)p3.6 (外部數(shù)
14、據(jù)存儲器寫選通)p3.7 (外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通)2.2 keil開發(fā)環(huán)境及流程2.2.1 keil簡介keil c51是keil software公司出品的51系列兼容單片機(jī)c語言軟件開發(fā)系統(tǒng),c語言有很多優(yōu)點(diǎn),比如,有很好的可讀性,結(jié)構(gòu)也比較簡單,便于維護(hù),因此易學(xué)易用。現(xiàn)如今被大量的從事單片機(jī)相關(guān)工作的人們應(yīng)用,方面了他們軟件的設(shè)計(jì)工作,同時(shí)用戶可以利用keil c51軟件豐富的庫函數(shù)以及利用集成開發(fā)調(diào)試工具,它基于windows的軟件平臺。以此方便學(xué)習(xí),自己練習(xí)編程。2.2.2 keil工具軟件開發(fā)流程keil流程圖如圖2-2所示:圖2-2 keil流程圖2.3 isd4004介紹2.
15、3.1 性能簡述本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選用的語音芯片是isd4004芯片,工作電壓為3v。之所以選用isd4004芯片是因?yàn)樗シ乓糍|(zhì)好,錄音時(shí)間長可以錄8分鐘到16分鐘,目前,很多的電子產(chǎn)品都會用到此語音芯片。芯片設(shè)計(jì)的操作必須是在微型控制器的控制。同時(shí)它的操作命令可以通過串行接口spi送入。芯片采用是數(shù)字處理技術(shù),相比于我們以前用的固體錄音設(shè)備有很多的優(yōu)勢,它體積小,價(jià)格也比較便宜,存儲空間占用少,而且還可以加密處理,安全方便,滿足了人們的需求。它可以通過處理將錄下的語音或者音樂非常真實(shí)自然的播放出來同一系列的產(chǎn)品采樣頻率越低,錄放時(shí)間越,但通頻帶和音質(zhì)會有所降低。芯片可以反復(fù)錄音,永久的保存(10
16、0年)。 2.3.2 引腳功能語音芯片isd4004的實(shí)物圖如圖2-3所示,引腳圖如圖2-4所示:圖2-3 isd4004實(shí)物圖圖2-4 isd4004引腳圖各個(gè)引腳功能說明如下:1 (vcca,vccd) 電源線,分別是芯片的模擬電路的電源接口和數(shù)字電路的接口,為了使干擾噪音減到最小,應(yīng)注意使用不同的電源總線分開走線,同時(shí)去耦電容應(yīng)盡量靠近器件。2(vssa,vssd)地線,芯片內(nèi)部的模擬和數(shù)字電路都應(yīng)該使用不同的地線。3 (ana,in+)同向模擬輸入,是錄音信號的同相輸入端。4 (ana,in-)反向模擬輸入,這是錄音信號的反相輸入端。5 (ss)片選,當(dāng)此端為低時(shí),向該isd4004芯
17、片發(fā)送指令,兩條指令之間為高電平。6 (mosi)串行輸入,此端為串行輸入端。7 (miso)串行輸出,isd4004的串行輸出端。8 (sclk)串行時(shí)鐘,isd4004的時(shí)鐘輸入端。9 (/int)中斷,本端為漏極開路輸出中斷狀態(tài)也可用rint指令讀取。10 (rac)行地址時(shí)鐘,漏極開路輸出。11 (xclk)外部時(shí)鐘,本端內(nèi)部有下拉元件,在不外接時(shí)鐘時(shí),此端必須接地。12 (amcap)自動(dòng)靜噪,本端接vcca則禁止自動(dòng)靜噪。2.4 spi(串行外設(shè)接口)2.4.1 協(xié)議介紹 spi口是一個(gè)重要的可同步語音數(shù)據(jù)串行傳輸?shù)膮f(xié)議,isd4004芯片就在此spi協(xié)議串行接口中工作。當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸
18、時(shí),串行數(shù)據(jù)會從ss的下降沿處傳出,當(dāng)ss在傳輸期間中她的狀態(tài)必須為低電平有效,然而在它們這兩條指令之間則保持為高電平有效。數(shù)據(jù)要在時(shí)鐘順序的上升沿加入進(jìn)去,在時(shí)鐘的下降沿狀態(tài)移出來。int具有一個(gè)特殊的功能,當(dāng)isd4004的任意操作時(shí),如果遇到了int就會產(chǎn)生一個(gè)中斷,該中斷將在下一個(gè)時(shí)鐘周期的開始階段被清除掉。運(yùn)行位置1時(shí)操作才可以運(yùn)行,置0時(shí)停止操作。同時(shí)它是由八位和十六位作為指令的格式。所有指令都在ss端上升沿開始執(zhí)行。2.4.2 信息快進(jìn) 信息快進(jìn)不需要用戶去了解其中的工作原理,只需一個(gè)按鍵就能完成其操作,方便了用戶的實(shí)際需求,但是這種功能只能應(yīng)用在放音的模式下。2.4.3上電順序
19、器件延時(shí)tpud后才能開始操作。所以,當(dāng)用戶發(fā)完上電指令后,必須等待tpud,才能發(fā)出一條操作指令。如果從00處錄音的話,首先發(fā)送power up命令,接著等待tpud(期間上電延時(shí)),發(fā)power up命令,等待兩倍的tpud,發(fā)地址為00的setrec命令,最后發(fā)rec命令,器件便會從00地址處開始錄音,一直到出現(xiàn)ovf時(shí)錄音停止。如果從00處發(fā)音的話,首先發(fā)power up命令,然后等待tpud(期間上電延時(shí)),接著發(fā)地址值為00的setplay命令,接著發(fā)送play命令,此時(shí)器件會從00處地址開始放音操作,當(dāng)出現(xiàn)eom時(shí)立即中斷,然后停止放音。指令表如表2-2所示:表2-2 指令表指令
20、8 位控制碼操作摘要powerup00100xxx上電:等待 tpud后器件可以工作set play11100xxx從指定地址開始放音。后跟 play 指令可使放音繼續(xù)進(jìn)行下去play11110xxx從當(dāng)前地址開始放音(直至 eom 或 ovf)set rec10100xxx從指定地址開始錄音。后跟 rec 指令可使錄音繼續(xù)進(jìn)行下去rec10110xxx從當(dāng)前地址開始錄音(直至 ovf 或停止)set mc11101xxx從指定地址開始快進(jìn)。后跟 mc 指令可使快進(jìn)繼續(xù)進(jìn)行下去mc11111xxx執(zhí)行快進(jìn),直到 eom.若再無信息,則進(jìn)入 ovf 狀態(tài)stop0x110xxx停止當(dāng)前操作sto
21、p wrdn0x01xxxx停止當(dāng)前操作并掉電rint0x110xxx讀狀態(tài):ovf 和 eom注:快進(jìn)只能在放音操作開始時(shí)選擇。2.4.4 spi端口的控制位spi端口有兩個(gè)硬件控制位miso 和mosi,語音的錄放、信息檢索、上電、掉電、啟動(dòng)和停止等功能都由spi控制寄存器控制。端口功能如圖2-5所示:圖2-5 端口功能2.4.5 spi寄存器spi控制寄存器控制器件有錄放、錄音、信息檢索、上電/掉電、開始和停止操作等功能??刂破鞴δ苋绫?-3所示: 表2-3控制器功能位值功能位值功能run 1 0允許/禁止操作開始 停止pu10電源控制上電 掉電p/-r10錄/放模式放音 錄音iab10
22、操作是否使用指令地址忽略輸入地址寄存的內(nèi)容 使用輸入地址寄存的內(nèi)容mc10快進(jìn)模式允許快進(jìn) 禁止p15-p0a15-a0行指針寄存器輸出輸入地址寄存器 注:當(dāng)iab置0時(shí),錄放操作的地址是a9到a0開始。為了避免器件在同一個(gè)地址上反復(fù)循環(huán)錄放,以及可以連續(xù)的利用后面的存儲空間。所以在操作到達(dá)行地址末尾之前,應(yīng)發(fā)出第二個(gè)spi指令將iab置1。spi端口簡圖如2-6所示: 圖2-6 spi端口2.4.6 時(shí)序 spi總線協(xié)議是由ss(cs)、sck、sdi、sdo構(gòu)成的一個(gè)環(huán)形總線結(jié)構(gòu),其時(shí)序主要是在sck的控制下,兩個(gè)雙向移位寄存器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。假設(shè)下面的8位寄存器裝的是待發(fā)送的數(shù)據(jù)10101
23、010,上升沿發(fā)送、下降沿接收、高位先發(fā)送。那么第一個(gè)上升沿來的時(shí)候數(shù)據(jù)將會是sdo=1;寄存器=0101010x。下降沿到來的時(shí)候,sdi上的電平將所存到寄存器中去,那么這時(shí)寄存器=0101010sdi,這樣在8個(gè)時(shí)鐘脈沖以后,兩個(gè)寄存器的內(nèi)容互相交換一次。這樣就完成里一個(gè)spi時(shí)序。時(shí)序參數(shù)如表2-4所示:表2-4 spi時(shí)序參數(shù)symbolparametersmintypmaxunitstsss/ss setup time500nsectssh/ss hold time500nsectdisdata in setup time200nsectdihdata in hold time200
24、nsectpdoutput delay500nsectdfoutput delay to hiz500nsectssmin/ss high1sectsckhisclk high time400nsectscklowsclk low time400nsecf0clk(frequency)1000khz3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)本系統(tǒng)主要由單片機(jī)控制、錄音、放音這三個(gè)部分組成。采用at89s52單片機(jī)作為主控制芯片,利用isd4004實(shí)現(xiàn)語音錄放,簡單控制方便。系統(tǒng)框圖如圖3-1所示。實(shí)現(xiàn)的功能如下:(1)錄音操作:按住set key鍵就進(jìn)入錄音模式,放開就停止錄音,再按就再進(jìn)入錄音
25、模式,如此循環(huán)操作,將所有的語言分段一次性錄完。本程序最多錄25段,25段的時(shí)間不超過芯片的總時(shí)間。(2)放音操作:錄好音后,在不斷電或不復(fù)位單片機(jī)的情況下按an鍵就放音,每按一次放一段,錄放音時(shí)操作時(shí),lcd1602會將該段語音的開始和結(jié)束地址進(jìn)行顯示。圖3-1系統(tǒng)框圖3.1.1單片機(jī)部分電路圖單片機(jī)的p1.0引腳控制片選信號,低電平表示選中芯片。p1.1、p1.2分別控制數(shù)據(jù)的輸入與輸出,p1.4控制中斷程序,與isd4004的25引腳int相連,放音是遇到int時(shí),產(chǎn)生低電平脈(約12.5ms),觸發(fā)單片機(jī)中斷。單片機(jī)必須檢測到上升沿后才播放新的錄音,否則錄音不連續(xù)。p2.6、p2.7腳
26、控制語音的錄/放模式選擇。p1.5控制led燈為錄音還是放音操作。rst接復(fù)位電路,xtal1及xtal2接晶振電路。p0引腳與lcd液晶屏相連接。單片機(jī)at89s52部分電路圖如圖3-2所示:圖3-2單片機(jī)部分電路圖3.1.2 isd4004部分原理圖 在設(shè)計(jì)語音芯片isd4004模塊系統(tǒng)時(shí),首先要了解它的功能,了解它的各個(gè)引腳的作用,然后查閱這個(gè)芯片的原理圖和功能圖、時(shí)序圖,然后去根據(jù)這些資料去編寫合適的程序,來調(diào)動(dòng)這些引腳。通過了解,電源以及接地的都分為模擬和數(shù)字部分,為了能減少干擾,所以注意要分開走線,到最后電源處在相連。isd4004芯片是通過spi串口通信的,有幾個(gè)角比如數(shù)據(jù)傳輸s
27、s角、串行輸入mosi角、串行輸出miso角、時(shí)鐘電路sclk角等等。語音芯片包括錄音和放音,所以在芯片要了解一個(gè)錄音器件和放音器件,錄音器件mic采用小體積的柱極電容話筒,采用單端輸入的方式。放音器件采用的是比較常用的外圍電路比較簡單的lm386小功率放大器。語音芯片isd4004部分原理圖如圖3-3所示:圖3-3 isd4004部分的原理圖3.1.3 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)時(shí)鐘電路為at89s52單片機(jī)工作提供所必需的控制信號。at89s52單片機(jī)的內(nèi)部電路在時(shí)鐘信號的嚴(yán)格控制進(jìn)行工作。常用的時(shí)鐘電路分為內(nèi)部時(shí)鐘和外部時(shí)鐘兩種。at89s52內(nèi)部的輸入端引腳xtal1,輸出端引腳xtal2用于構(gòu)成振
28、蕩器的高增益反相放大器,為了能夠構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器,需將這兩個(gè)引腳跨接到石英晶振和微調(diào)電容上。內(nèi)部時(shí)鐘電路如圖3-4所示 :圖3-4內(nèi)部時(shí)鐘方式的電路本次單片機(jī)最小系統(tǒng)晶振為12mhz與兩個(gè)22pf電容的組合,使單片機(jī)能夠高速正常的運(yùn)行。單片機(jī)的處理速度受到晶振的振蕩頻率的影響。3.1.4 復(fù)位電路設(shè)計(jì) 復(fù)位電路可以讓單片機(jī)的內(nèi)部指針恢復(fù)初始化狀態(tài),在本次設(shè)計(jì)中單片機(jī)上電瞬間必須對單片機(jī)復(fù)位。復(fù)位電路上電瞬間可以給復(fù)位引腳rst產(chǎn)生一個(gè)高電平的延時(shí)動(dòng)作,達(dá)到復(fù)位的要求。同時(shí)為了方便測試使用在電路中加了一個(gè)手動(dòng)復(fù)位按鍵。復(fù)位電路如圖3-5所示: 圖3-5按鍵電平復(fù)位電路本次最小系統(tǒng)復(fù)位電路
29、的極性電容c采用20uf,值越大,單片機(jī)的復(fù)位時(shí)間越短。3.1.5 語音信號拾取電路設(shè)計(jì)語音信號拾取采用小體積的柱極體電容話筒,與isd4004的模擬輸入信號端相連接,前置放大采用三極管9014,isd4004聲音輸入端在單端輸入時(shí)一般信號幅度不超過32mv,本次設(shè)計(jì)采用單端輸入方式。如圖3-6所示:圖3-6 語音信號拾取電路3.1.6 音頻放大電路設(shè)計(jì)音頻放大電路采用運(yùn)放電路lm386。該電路外圍電路簡單,放大倍數(shù)為200倍左右,在8歐姆的小喇叭上具有足夠的音頻功率,輸入端的電位器可調(diào)節(jié)放音音量大小。如圖3-7所示:圖3-7 音頻放大電路圖3.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.2.1 內(nèi)部地址單元尋址語音
30、芯片isd4004能夠準(zhǔn)確的控制語音錄放地址,這就幫助我們可以很方便的對語音信息按照我們的要求進(jìn)行處理。本程序的功能就在這里,可以清晰的知道每段語音的起始地址,并且在不斷電或不復(fù)位單片機(jī)的情況下可進(jìn)行循環(huán)查詢地址。本程序計(jì)算地址的原理:(以isd4004-8為例進(jìn)行介紹)4004-08的錄音時(shí)間是8分鐘,也就是480秒4004-08的開始地址是a0,結(jié)束地址是a15,這樣共有a15-a0=2421個(gè)地址約等于2400個(gè)地址,也就是說時(shí)間480秒,地址是2400個(gè),根據(jù)這個(gè)推論:錄音1秒,就走了2400/480=5個(gè)地址,本程序的編程原理就是由錄音的時(shí)間來推算語音的起始地址和結(jié)束地址,經(jīng)過驗(yàn)證,
31、這樣的編程原理是可行的。本程序只適合知道自己錄音的起始和結(jié)束地址,對芯片原有的語音地址的查找不適合。主意:錄音時(shí),按下錄音鍵要等錄音指示燈亮了才開始錄音,錄音完成后松開錄音鍵顯示的地址才是本段語音的地址放音時(shí),要等本段語音播放完后顯示的地址才是本段的地址。3.2.2 程序總流程圖器件先上電,然后系統(tǒng)進(jìn)行初始化,接著判斷是錄音鍵按下還是放音鍵按下然后進(jìn)入相應(yīng)的程序流程,直至結(jié)束,如圖3-8總體流程圖所示:上電初始化判斷是錄音鍵按下還是放音鍵按下調(diào)用放音放音開始調(diào)用錄音錄音開始結(jié)束圖3-8 總體流程圖錄音操作:按住錄音鍵進(jìn)入錄音模式,放開就停止錄音,如果再按就再進(jìn)入下一段錄音模式,如此循環(huán)操作,將
32、所有的語言分段一次性錄完。本程序最多錄25段,25段的時(shí)間不超過芯片的總時(shí)間。同時(shí),lcd1602會將該段語音的開始和結(jié)束地址進(jìn)行顯示。錄音部分流程圖如圖3-9所示:錄音開始液晶顯示錄音位置發(fā)錄音命令,開錄音燈錄音等待發(fā)停止命令是最后一段嗎返回主程序y修改錄音地址n圖3-9錄音部分流程圖放音操作:錄好因后,在不斷電或不復(fù)位單片機(jī)的情況下按an鍵就放音,每按一次放一段。錄放音時(shí)操作時(shí),1602會將顯示該段語音的開始和結(jié)束地址。放音部分流程圖如圖3-10所示:放音開始液晶顯示放音位置發(fā)放音命令,開放音燈放音等待發(fā)停止命令是最后一段嗎返回主程序y修改放音地址n圖3-10放音部分流程圖4 軟件調(diào)試本系
33、統(tǒng)包括硬件和軟件兩部分,在這里只進(jìn)行軟件仿真,在軟件調(diào)試中,對keil仿真軟件進(jìn)行程序調(diào)試。第一步分別調(diào)試各個(gè)功能程序,然后再對整個(gè)程序進(jìn)行調(diào)試,這樣錯(cuò)誤的代碼就很容易被查找出來,極大的減少了工作量。具體的調(diào)試方法如下:首先在keil軟件中查找at89s52芯片,把它作為控制處理器,然后開始新建一個(gè)工程文件,將之前編寫好的各個(gè)功能程序錄入到軟件中去,在開始編譯之前我會首先檢查程序有沒有明顯錯(cuò)誤的代碼,然后保存過后開始編譯程序,keil會在編譯之后把錯(cuò)誤的程序結(jié)果標(biāo)注出來方便了人們的修改。然后根據(jù)錯(cuò)誤位置提示加以修改,當(dāng)各個(gè)功能程序都編譯完成后,然后再對整個(gè)程序進(jìn)行全速執(zhí)行,再查看整體程序中有哪
34、些地方出現(xiàn)錯(cuò)誤,接著根據(jù)提示加以修改知道全速執(zhí)行整個(gè)程序完全正確無誤。最后軟件調(diào)試成功。最后系統(tǒng)軟件編譯結(jié)果如圖4-1所示: 圖4-1軟件編譯結(jié) 論通過本次設(shè)計(jì)使我對單片機(jī)控制語音錄放系統(tǒng)有了一定的了解,對isd4004的放音質(zhì)量好,能夠非常真實(shí)再現(xiàn)語音、音樂效果,另外,使用單片機(jī)和該芯片去設(shè)計(jì)自己想要達(dá)到的操作效果,方便實(shí)用。 本設(shè)計(jì)是一種基于52單片機(jī)控制的語音錄音/放音系統(tǒng),它采用isd單片語音錄音/放音集成電路系列中的isd4004實(shí)現(xiàn)語音的存儲和播放,isd4004利用數(shù)字技術(shù)省去了模擬電路的a/d,d/a,轉(zhuǎn)換,因此語音自然真實(shí)。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì),我從不管是理論還是實(shí)踐中都學(xué)到了很
35、到,在硬件電路圖和實(shí)際電路中,雖然軟件設(shè)計(jì)能夠達(dá)到預(yù)先的控制要求,但對于實(shí)際電路操作中卻會存在很多的問題,這讓我意識到實(shí)際操作中的細(xì)微之處,并進(jìn)一步的提高了我的動(dòng)手能力。本次系統(tǒng)的設(shè)計(jì),使我加深了對單片機(jī)的了解與應(yīng)用,同時(shí)學(xué)著用專業(yè)的keil編程軟件去實(shí)現(xiàn)自己的設(shè)計(jì)要求。開拓自己的編程的思路思想。并明白理論加實(shí)踐的重要性,再好的軟件要應(yīng)用在硬件上,并不斷發(fā)現(xiàn)自己在設(shè)計(jì)上面的不足的地方,再去加以完善和改進(jìn)。不斷提高自己的技術(shù)水平。參考文獻(xiàn)1 潘永雄 單片機(jī)原理與應(yīng)用(第2版)m 電子工業(yè)出版社.2 何立民單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編(8)m 北京航空航天大學(xué)出版社,2000.3 張毅剛單片機(jī)原理及應(yīng)用 m
36、 高等教育出版社.4 戴佳51單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)實(shí)例精講 m電子工業(yè)出版社.5胡漢才 單片機(jī)原理及其接口技術(shù).北京:北京清華大學(xué)和出版社.6甘肅聯(lián)合大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2008年3期 基于單片機(jī)的語音錄放系統(tǒng)設(shè)計(jì).7秦龍. msp430單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用實(shí)例m.北京:中國電力出版社,2005. 8童詩白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ).高等教育出版社第2版. 9 譚浩強(qiáng).c程序設(shè)計(jì)教程.清華大學(xué)出版社.10趙廣林.新型語音芯片應(yīng)用戶手冊.電子工業(yè)出版社,2008.致 謝在論文完成之際,我深深地感受到理論與實(shí)踐相互照應(yīng)的重要性,一個(gè)好的硬件電路離不理論的指導(dǎo)與技術(shù)的支持,同時(shí)光有理論不加以實(shí)際操作,就不
37、能理解其中的奧秘。在這段時(shí)間我收獲了很多,懂得了很多。完善了我這大學(xué)期間的專業(yè)知識,對以前的學(xué)習(xí)有了更好的鞏固與加強(qiáng)。在這次做的課題中,其實(shí)任務(wù)是很繁重的,一個(gè)小的電路的知識需要非常豐富的知識去支持。我要非常謝謝我的畢業(yè)指導(dǎo)老師對我畢業(yè)論文以及課題一直不斷地幫助,幫我開闊思路,對一些難點(diǎn)知識幫我查閱資料,精心指導(dǎo),為我的畢業(yè)論文能夠順利完成傾注了他不少的經(jīng)歷與心血,使我學(xué)到了很多新的知識,新的方法,使我受益匪淺。再次感謝我們的學(xué)校的領(lǐng)導(dǎo),為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)提供的安靜的場所,以及各種操作所需要的工具。同時(shí)也要感謝其他同學(xué)的熱心幫助,感謝他們在繁忙中抽出時(shí)間幫我搜集資料以及對我論文提出諸多寶貴的建議。
38、謝謝你們!附錄a 總電路圖附錄b 電路實(shí)物圖附錄c 源程序主程序:void main(void) led1=0; flag3=0; flag4=0; time_total=340; adds0=170; count=0; lcminit(); init_t0(); displayonechar( 0,5,i); displayonechar( 0,6,s); displayonechar( 0,7,d); displayonechar( 0,8,4); displayonechar( 0,9,0); displayonechar( 0,10,0); displayonechar( 0,11,4); displayonechar( 0,12,-); displayonechar( 0,13,x); while(1) display(); upkey_treat(); setkey_treat(); void setkey_
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