基于單片機(jī)的語(yǔ)言存儲(chǔ)與復(fù)讀系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)題 目：基于單片機(jī)的語(yǔ)音存儲(chǔ)與 復(fù) 讀 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì)學(xué) 院：專(zhuān) 業(yè)：信 息 工 程年 級(jí)：學(xué) 生：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師：完成日期： PAGE III基于單片機(jī)的語(yǔ)音存儲(chǔ)與復(fù)讀系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要：本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)和復(fù)讀等功能。該系統(tǒng)通過(guò)話(huà)筒錄入語(yǔ)音數(shù)據(jù)，然后經(jīng)過(guò)放大電路、濾波電路和A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再通過(guò)單片機(jī)控制將信號(hào)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中。復(fù)讀時(shí)，再由單片機(jī)控制提取存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)，通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，再通過(guò)濾波電路和功率放大電路將語(yǔ)音信號(hào)還原后在揚(yáng)聲器上輸出語(yǔ)音。同時(shí)系統(tǒng)將按鍵與數(shù)碼管、液晶顯示模塊配合，可以達(dá)到對(duì)系統(tǒng)的實(shí)

2、時(shí)控制。關(guān)鍵詞：語(yǔ)音存儲(chǔ)，模數(shù)與數(shù)模轉(zhuǎn)換，帶通濾波，復(fù)讀系統(tǒng)Abstract：This design has realized the voice acquisition, storage and playback and so on. The system uses the microphone input voice, Then the analog signal through the amplifying circuit, the filter circuit and the A/D switch, is transformed into the digital signal and

3、is stored in the memory. When this system needs to playback, data is gotten from the memory, and it transforms into the analog signal through the D/A switch. Moreover through the filter circuit and the power amplifier, the voice signal can be recovered and output voice on the loudspeaker. Simultaneo

4、usly the system realizes real-time control with key and nixie-tube，liquid-crystal display.Keywords：Phonetic Memory，D/A and A/D Converter ，Band-pass Filter，Playback System目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc201076524 1前言 PAGEREF _Toc201076524 h 1 HYPERLINK l _Toc201076525 1.1設(shè)計(jì)背景 PAGEREF _Toc20107652

5、5 h 1 HYPERLINK l _Toc201076526 1.2實(shí)施計(jì)劃 PAGEREF _Toc201076526 h 2 HYPERLINK l _Toc201076527 2總體方案設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc201076527 h 3 HYPERLINK l _Toc201076528 2.1方案比較 PAGEREF _Toc201076528 h 3 HYPERLINK l _Toc201076529 2.1.1方案一 PAGEREF _Toc201076529 h 3 HYPERLINK l _Toc201076530 2.1.2方案二 PAGEREF _Toc201076

6、530 h 4 HYPERLINK l _Toc201076531 2.2方案論證 PAGEREF _Toc201076531 h 4 HYPERLINK l _Toc201076532 2.3方案選擇 PAGEREF _Toc201076532 h 4 HYPERLINK l _Toc201076533 3單元模塊設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc201076533 h 5 HYPERLINK l _Toc201076534 3.1各單元模塊功能介紹及電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc201076534 h 5 HYPERLINK l _Toc201076535 3.1.1主控制器設(shè)計(jì) PAGE

7、REF _Toc201076535 h 5 HYPERLINK l _Toc201076536 3.1.2基于ZLG7289的鍵盤(pán)電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc201076536 h 6 HYPERLINK l _Toc201076537 3.1.3前置放大電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc201076537 h 8 HYPERLINK l _Toc201076538 3.1.4帶通濾波器設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc201076538 h 9 HYPERLINK l _Toc201076539 3.1.5A/D采樣電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc201076539 h 11 HYPER

8、LINK l _Toc201076540 3.1.6數(shù)據(jù)存取電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc201076540 h 12 HYPERLINK l _Toc201076541 3.1.7D/A轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc201076541 h 14 HYPERLINK l _Toc201076542 3.1.8后置功率放大電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc201076542 h 14 HYPERLINK l _Toc201076543 3.1.9顯示電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc201076543 h 15 HYPERLINK l _Toc201076544 3.1.10電源電路

9、 PAGEREF _Toc201076544 h 16 HYPERLINK l _Toc201076545 3.2電路參數(shù)的計(jì)算及元器件的選擇 PAGEREF _Toc201076545 h 17 HYPERLINK l _Toc201076546 3.2.1電源電路 PAGEREF _Toc201076546 h 17 HYPERLINK l _Toc201076547 3.2.2時(shí)鐘電路 PAGEREF _Toc201076547 h 19 HYPERLINK l _Toc201076548 3.2.3復(fù)位電路 PAGEREF _Toc201076548 h 19 HYPERLINK l

10、_Toc201076549 3.3特殊器件的介紹 PAGEREF _Toc201076549 h 19 HYPERLINK l _Toc201076550 3.3.1ZLG7289 PAGEREF _Toc201076550 h 19 HYPERLINK l _Toc201076551 3.3.2ADC0809 PAGEREF _Toc201076551 h 27 HYPERLINK l _Toc201076552 4軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc201076552 h 30 HYPERLINK l _Toc201076553 4.1軟件設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)所用工具 PAGEREF _Toc20

11、1076553 h 30 HYPERLINK l _Toc201076554 4.2軟件結(jié)構(gòu)圖 PAGEREF _Toc201076554 h 31 HYPERLINK l _Toc201076555 4.3軟件流程框圖 PAGEREF _Toc201076555 h 31 HYPERLINK l _Toc201076556 4.3.1總體流程圖 PAGEREF _Toc201076556 h 31 HYPERLINK l _Toc201076557 4.3.2基于ZLG7289的鍵盤(pán)軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc201076557 h 33 HYPERLINK l _Toc2010765

12、58 4.3.3顯示電路程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc201076558 h 33 HYPERLINK l _Toc201076559 5系統(tǒng)調(diào)試 PAGEREF _Toc201076559 h 35 HYPERLINK l _Toc201076560 5.1硬件調(diào)試 PAGEREF _Toc201076560 h 35 HYPERLINK l _Toc201076561 5.2軟件調(diào)試 PAGEREF _Toc201076561 h 37 HYPERLINK l _Toc201076562 6結(jié)論 PAGEREF _Toc201076562 h 39 HYPERLINK l _Toc20

13、1076563 7總結(jié)與體會(huì) PAGEREF _Toc201076563 h 40 HYPERLINK l _Toc201076564 8謝辭 PAGEREF _Toc201076564 h 41 HYPERLINK l _Toc201076565 9參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc201076565 h 42 HYPERLINK l _Toc201076566 附1 系統(tǒng)的原理電路圖 PAGEREF _Toc201076566 h 43 HYPERLINK l _Toc201076567 附2 系統(tǒng)的相關(guān)軟件 PAGEREF _Toc201076567 h 44 HYPERLINK l _

14、Toc201076568 附3 外文文獻(xiàn)翻譯譯文 PAGEREF _Toc201076568 h 52 HYPERLINK l _Toc201076569 附4 外文文獻(xiàn)翻譯原文 PAGEREF _Toc201076569 h 59第 PAGE 74 頁(yè)前言傳統(tǒng)的磁帶語(yǔ)音錄放系統(tǒng)因其體積大、使用不便，在電子與信息處理的使用中受到許多限制。體積小巧，功耗低的語(yǔ)音存儲(chǔ)與復(fù)讀系統(tǒng)將完全可以替代它。80年代以來(lái)，美、日等國(guó)的數(shù)字語(yǔ)音技術(shù)的研究工作進(jìn)入了應(yīng)用階段，相繼研制的大規(guī)模集成電路語(yǔ)音芯片已經(jīng)供應(yīng)市場(chǎng)，并不斷推出新的品種。數(shù)字語(yǔ)音技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，首先是數(shù)字通信系統(tǒng)。當(dāng)通過(guò)數(shù)字通信系統(tǒng)傳送語(yǔ)

15、音信號(hào)時(shí)，語(yǔ)音數(shù)字化技術(shù)就是必不可少的了。在我們的日常生活中，語(yǔ)音存儲(chǔ)與復(fù)讀技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，諸如公交車(chē)報(bào)站器，采訪筆，MP3播放器，手機(jī)等，使得產(chǎn)品的功能強(qiáng)大，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(huì)的進(jìn)步?，F(xiàn)有語(yǔ)音技術(shù)會(huì)在未來(lái)幾年在嵌入式系統(tǒng)、無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)以及語(yǔ)音翻譯應(yīng)用起來(lái)，這對(duì)信息產(chǎn)業(yè)將產(chǎn)生的深刻影響。將來(lái)用戶(hù)無(wú)論是在辦公室、家中，還是在旅行的路上都可以通過(guò)移動(dòng)或者固定電話(huà)與語(yǔ)音門(mén)戶(hù)網(wǎng)站進(jìn)行自動(dòng)對(duì)話(huà)，傾聽(tīng)語(yǔ)音門(mén)戶(hù)為您提供的服務(wù)，得到感興趣的諸如天氣、航班、酒店、交通和股市行情等各種信息，使瀏覽互聯(lián)網(wǎng)的過(guò)程不再局限于計(jì)算機(jī)。語(yǔ)音存儲(chǔ)與復(fù)讀系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)具有多種方式，一種是利用

16、單片集成的語(yǔ)音存儲(chǔ)與復(fù)讀芯片，如美國(guó)ISD公司的ISD1420等；另一種以微控制器為核心，輔以A/D轉(zhuǎn)換，D/A轉(zhuǎn)換以及大容量的存儲(chǔ)器。而單片集成的語(yǔ)音存儲(chǔ)與復(fù)讀芯片，一般智能性較差，不容易解決音量的問(wèn)題，同時(shí)錄放錄制的時(shí)間有限，不能靈活地變化?；谖⒖刂破鞯恼Z(yǔ)音存儲(chǔ)與復(fù)讀系統(tǒng)具有錄制方便、回放靈活、無(wú)磨損、可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際生活中得到了廣泛的應(yīng)用，如公共設(shè)備、智能儀表儀器、小家電等。因此，在多數(shù)需要語(yǔ)音的存儲(chǔ)與復(fù)讀的場(chǎng)合中，采用了基于微控制器的語(yǔ)音存儲(chǔ)與復(fù)讀系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)選擇了以單片機(jī)為核心來(lái)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音存儲(chǔ)與復(fù)讀系統(tǒng)。以AT89C51芯片為核心的單片機(jī)小系統(tǒng)，用它來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)語(yǔ)音存儲(chǔ)與復(fù)讀系統(tǒng)

17、的邏輯控制。單片機(jī)將通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)送入外部存儲(chǔ)器中，在復(fù)讀時(shí)，單片機(jī)再?gòu)拇鎯?chǔ)器中讀出，送到數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)輸出。設(shè)計(jì)背景從磁帶、錄像帶到CD、VCD、DVD；從黑白電視機(jī)、彩色電視機(jī)、高清晰度電視機(jī)（HDTV）到具有數(shù)字信號(hào)處理功能的電視機(jī)；從留聲機(jī)、錄音機(jī)到語(yǔ)音信箱；現(xiàn)在正處在模擬信息到數(shù)字信息的變革之中，傳統(tǒng)的磁帶語(yǔ)音錄放系統(tǒng)因其體積大，使用不便，在電子與信息處理的使用中受到許多限制。雖然，目前廣播電視系統(tǒng)尚未實(shí)現(xiàn)真正的數(shù)字化，相信在不久的將來(lái)，真正的數(shù)字電視機(jī)、數(shù)字收音機(jī)、數(shù)字收錄機(jī)將進(jìn)入家庭。所以，研究音頻信號(hào)的數(shù)字化存儲(chǔ)、處理和回放系統(tǒng)有著很重要的現(xiàn)

18、實(shí)意義。實(shí)施計(jì)劃3月24至4月2日，查閱和收集文獻(xiàn)資料；4月3至4月17日，提出設(shè)計(jì)方案，并對(duì)方案進(jìn)行比較和論證，選出最佳方案；4月18至5月2日，完成硬件電路設(shè)計(jì)；5月3至5月15日，完成相關(guān)軟件編程；5月16至5月30日，進(jìn)行系統(tǒng)的模擬測(cè)試；5月31至6月9日，撰寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告，并準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯?？傮w方案設(shè)計(jì)方案比較方案一圖2-1 方案一的原理框圖圖2-2 方案二的原理框圖方案一：本方案使用凌陽(yáng)單片機(jī)SPCE061A自帶的LineIN輸入語(yǔ)音信號(hào)，將ADC的結(jié)果進(jìn)行數(shù)字濾波，然后存放到存儲(chǔ)器中，播放時(shí)從存儲(chǔ)器中讀取數(shù)據(jù)，直接送到凌陽(yáng)單片機(jī)SPCE061A自帶的DAC進(jìn)行播放。其原理圖如圖2-

19、1所示。方案二方案二：本方案主要包括微控制器、LCD顯示、鍵盤(pán)、麥克風(fēng)、前置放大器、前置帶通濾波器、A/D、外擴(kuò)存儲(chǔ)器、D/A、后置帶通濾波器、后置放大器的喇叭。該方案將語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)放大、濾波后，送入A/D轉(zhuǎn)換器。A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字化語(yǔ)音信號(hào)，通過(guò)單片機(jī)寫(xiě)入片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，完成語(yǔ)音數(shù)字化存儲(chǔ)。復(fù)讀時(shí)，單片機(jī)從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中將數(shù)據(jù)讀出，送入D/A轉(zhuǎn)換器，并經(jīng)濾波、功率放大后，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音復(fù)讀。其原理框圖如圖2-2所示。方案論證方案一因?yàn)榱桕?yáng)單片機(jī)SPCE061A的MicIN通道內(nèi)置了帶AGC的放大電路，而LineIN通道需要在芯片外圍搭建這部分電路，而且?guī)GC的放大電路也不是很好調(diào)的。方案二的A/D、

20、D/A采用并行轉(zhuǎn)換器，占用單片機(jī)口線資源較多，但其數(shù)據(jù)傳送速度快，有利于采用頻率與復(fù)讀質(zhì)量的提高。方案選擇語(yǔ)音存儲(chǔ)與復(fù)讀系統(tǒng)能夠?qū)⒄Z(yǔ)音先進(jìn)行錄制，然后再?gòu)?fù)讀，適合應(yīng)用在一些需要語(yǔ)音播報(bào)功能的設(shè)備上，如公交車(chē)報(bào)站器、智能小家電、智能玩具等。在一些實(shí)際應(yīng)用中，一般錄制是在產(chǎn)品出廠時(shí)，由專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行錄制，而在實(shí)際應(yīng)用中只需要播放，如公交車(chē)報(bào)站器。但在另外一些實(shí)際應(yīng)用中，則需要用戶(hù)既能隨意地錄制，又能隨意地播放，如智能玩具。 語(yǔ)音存儲(chǔ)與復(fù)讀系統(tǒng)比較重要的兩個(gè)指標(biāo)是語(yǔ)音的最大錄制時(shí)間和語(yǔ)音復(fù)讀的質(zhì)量。語(yǔ)音的最大錄制時(shí)間是由語(yǔ)音存儲(chǔ)設(shè)備的容量與復(fù)讀系統(tǒng)的存儲(chǔ)設(shè)備的容量來(lái)決定的，一般采用的RAM，即為系統(tǒng)R

21、AM的容量。在一般的單片機(jī)系統(tǒng)中，RAM的容量非常有限，需要擴(kuò)展一定容量的RAM。而語(yǔ)音復(fù)讀的質(zhì)量主要由系統(tǒng)中A/D以及D/A來(lái)決定，A/D與D/A的精度越高，語(yǔ)音的質(zhì)量越好，同時(shí)系統(tǒng)的噪聲抑制能力，如帶通濾波器的優(yōu)劣等，也會(huì)影響到語(yǔ)音的質(zhì)量。綜上所述，本設(shè)計(jì)選擇方案二。單元模塊設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的硬件主要有AT89C51單片機(jī)系統(tǒng)，基于ZLG7289的鍵盤(pán)，NE5532組成的前置放大器，NE5532與R、C組成的前置/后置帶通濾波器，ADC0809組成的A/D轉(zhuǎn)換電路，IS61LV2568組成的數(shù)據(jù)存取電路，DAC0832組成的D/A轉(zhuǎn)換電路，LM386組成的后置功率放大器電路，LCD顯示電路等。各

22、單元模塊功能介紹及電路設(shè)計(jì)本系統(tǒng)主要分為九個(gè)單元模塊，它們分別是：主控制器模塊、基于ZLG7289的鍵盤(pán)電路模塊、前置放大電路模塊、帶通濾波器模塊、A/D采樣電路模塊、數(shù)據(jù)存取電路模塊、D/A轉(zhuǎn)換電路模塊、后置功率放大電路模塊和顯示電路模塊。主控制器設(shè)計(jì)主控制器即為一個(gè)51系統(tǒng)單片機(jī)的最小系統(tǒng)，在此單片機(jī)選擇了Atmel公司的AT89C51，主控制器電路如圖3-2所示。微控制器主要負(fù)責(zé)錄音、復(fù)讀中對(duì)外部命令的響應(yīng)，同時(shí)需要對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)操作。本語(yǔ)音存儲(chǔ)與復(fù)讀系統(tǒng)采用51系列單片機(jī)，負(fù)責(zé)控制與協(xié)調(diào)其他各個(gè)模塊的工作，并進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)字信號(hào)處理。在整個(gè)語(yǔ)音存儲(chǔ)與復(fù)讀系統(tǒng)中，微控器是系統(tǒng)的控制中心，

23、其工作效率的高低關(guān)系到系統(tǒng)效率的高低以及系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。而51系列單片機(jī)具有成本低，穩(wěn)定性好，且運(yùn)行速度基本能滿(mǎn)足該系統(tǒng)的要求。圖3-1 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理框圖單片機(jī)最小系統(tǒng)主要是以51系列單片機(jī)作為核心，再附帶一些使單片機(jī)能夠運(yùn)行的最小資源，主要包括電源、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路和擴(kuò)展接口電路等部分，其結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。電源、時(shí)鐘等電路是使單片機(jī)能運(yùn)行的必備條件，可以作為應(yīng)用系統(tǒng)的核心部分，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行存儲(chǔ)器擴(kuò)展、A/D擴(kuò)展等，使單片機(jī)完成較復(fù)雜的功能。因此，51單片機(jī)最小系統(tǒng)的功能主要如下：?jiǎn)纹瑱C(jī)能夠運(yùn)行用戶(hù)程序、用戶(hù)可以復(fù)位單片機(jī)、具有相對(duì)強(qiáng)大的外部擴(kuò)展功能。圖3-2 主控制器電路單片機(jī)作

24、為一種微控制器，在日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，而在基于單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)，單片機(jī)本身正常運(yùn)行所需要的資源基本上是固定不變的，而單片機(jī)的最小系統(tǒng)就是一個(gè)能夠滿(mǎn)足單片機(jī)本身運(yùn)行要求的基本系統(tǒng)，因此，設(shè)計(jì)最小系統(tǒng)對(duì)于基于單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有很大的意義?；赯LG7289的鍵盤(pán)電路設(shè)計(jì)在語(yǔ)音存儲(chǔ)與復(fù)讀系統(tǒng)中，需要采用鍵盤(pán)對(duì)語(yǔ)音的錄制以及復(fù)讀進(jìn)行控制。在分段錄制與播放中，同時(shí)還需要段號(hào)的輸入等。而在本系統(tǒng)中，由于需要的按鍵數(shù)量較多，因此，選用了基于專(zhuān)用鍵盤(pán)管理芯片ZLG7289的鍵盤(pán)。鍵盤(pán)電路采用按鍵掃描管理集成芯片ZLG7289，在本系統(tǒng)中需要用到015等16個(gè)按鍵，同時(shí)需要兩個(gè)開(kāi)關(guān)

25、來(lái)選擇錄音或者復(fù)讀，基于ZLG7289鍵盤(pán)電路設(shè)計(jì)如圖3-3所示。圖3-3 基于ZLG7289鍵盤(pán)電路設(shè)計(jì)該電路中，數(shù)碼管必須是共陰型的，不能直接使用共陽(yáng)型的。數(shù)碼管在工作時(shí)要消耗較大的電流，R19R26是限流電阻，典型值是270。如果要增大數(shù)碼管的亮度，可以適當(dāng)減小電阻值，最低200。16只按鍵中，左下角是S0,右上角是S15。為了使鍵盤(pán)掃描得以正常進(jìn)行，下拉電阻R11R18和位選電阻R27、R28是必需的。他們之間還要遵從一定的比例關(guān)系，比值在5:150:1之間，典型值是10:1。下拉電阻取值范圍在10100k之間，位選電阻取值范圍在110k之間。本系統(tǒng)中，需要兩個(gè)按鍵來(lái)控制語(yǔ)音錄入與播放

26、，錄音/復(fù)讀開(kāi)關(guān)電路如圖3-4所示。 圖3-4 錄音/復(fù)讀開(kāi)關(guān)電路前置放大電路設(shè)計(jì)前置放大電路由基于NE5532的放大電路構(gòu)成，可以分為兩個(gè)部分：放大電路和AGC（自動(dòng)增益控制）電路。放大電路如圖3-5所示，由一級(jí)電壓跟隨器和一級(jí)同相放大器組成。圖3-5 放大電路人耳能聽(tīng)到的聲音的頻率范圍為20Hz20000Hz ,而一般語(yǔ)音頻率最高為3400Hz。語(yǔ)音的采集是指聲音傳入麥克風(fēng)，就變成了電壓信號(hào)，它在時(shí)間上和幅度上都是連續(xù)變化的，也就是說(shuō)，麥克風(fēng)采集到的聲音是一個(gè)模擬信號(hào)。對(duì)這個(gè)模擬信號(hào)進(jìn)行抽樣便得到了時(shí)間上離散的信號(hào)，這些信號(hào)被稱(chēng)為樣本；但是這些樣本的幅度仍然是連續(xù)的，因此需要對(duì)樣本進(jìn)行量化

27、，得到幅度上離散的樣本；最后再對(duì)這些樣本的量化值進(jìn)行編碼，至此我們就得到了數(shù)字化的音頻信號(hào)。語(yǔ)音聲波信號(hào)經(jīng)麥克風(fēng)和放大器轉(zhuǎn)換成有一定幅度的模擬量電信號(hào),然后再轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的全過(guò)程。根據(jù)“奈奎斯特采樣定理”,采樣頻率必須大于模擬信號(hào)最高頻率的兩倍,由于語(yǔ)音信號(hào)頻率為3003400Hz,所以把語(yǔ)音采集的采樣頻率定為8kHz。通常情況下，拾音器輸出的是微弱的電信號(hào)，因此在拾音器的后端需要將該電信號(hào)進(jìn)行放大處理，能完成此功能的電路稱(chēng)為前置放大器。一般情況下，拾音器的輸出為毫伏級(jí)的電壓信號(hào)，需要進(jìn)行放大到伏級(jí)的電壓信號(hào)。在本系統(tǒng)中，采用了運(yùn)算放大器NE5532。麥克風(fēng)的選擇對(duì)語(yǔ)音的質(zhì)量影響比較明顯。麥克

28、風(fēng)的作用是將語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，一個(gè)優(yōu)質(zhì)的麥克風(fēng)可以使得輸出的電信號(hào)的性噪比比較高。在本系統(tǒng)中，采用了TTL電平驅(qū)動(dòng)的普通拾音器。圖3-6 AGC(自動(dòng)增益控制)電路AGC（自動(dòng)增益控制）電路如圖3-6所示，采用模擬方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中，1N4148、R47、C35組成了包絡(luò)檢波，檢波輸出用來(lái)控制N型JFET-3DJ7，使得其電阻變化，這樣就可以自動(dòng)改變放大器的增益，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)增益控制(AGC)。帶通濾波器設(shè)計(jì)語(yǔ)音的頻率范圍一般為300Hz3.4kHz，因此需要在輸入與輸出的回路中設(shè)計(jì)帶通濾波器來(lái)濾除語(yǔ)音頻率范圍以外的頻率成分，以便進(jìn)一步提高語(yǔ)音回放的質(zhì)量。所以帶通濾波器設(shè)計(jì)分為前置帶通濾波器

29、電路與后置帶通濾波器電路。拾音器輸出的電信號(hào)經(jīng)過(guò)放大后，需要再進(jìn)行濾波處理，該濾波器稱(chēng)為前置濾波器。眾所周知，人耳能聽(tīng)到的聲音的頻率范圍為20Hz20kHz,而一般語(yǔ)音的最高頻率為3.4kHz，最低頻率為300Hz，即一般語(yǔ)音的頻率范圍為300Hz3.4kHz，需要將此頻率范圍以外的頻率成分濾除，以提高語(yǔ)音的性噪比。因此，該濾波器又稱(chēng)為前置帶通濾波器，其帶通頻率為300Hz3.4kHz。帶通濾波器可以很方便地由低通濾波器和高通濾波器級(jí)聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了下限頻率為300Hz的高通濾波器和上限頻率為3.4kHz的低通濾波器來(lái)級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)對(duì)放大后的信號(hào)進(jìn)行濾波處理。圖3-7 前置帶通濾波器電路前置帶

30、通濾波器電路如圖3-7所示，其由運(yùn)算放大器NE5532與R、C組成，采用的是一級(jí)低通濾波器和一級(jí)高通濾波器的級(jí)聯(lián)。由于帶通濾波器的通頻帶范圍為300Hz3.4kHz，因此，低通濾波器的上限截止頻率為3.4kHz，高通濾波器的下限截止頻率為300Hz。D/A輸出的模擬信號(hào)含有高頻的噪聲，同樣需要經(jīng)過(guò)頻率范圍為300Hz3.4kHz的帶通濾波器進(jìn)行濾波處理，去除噪聲，使得語(yǔ)音輸出的質(zhì)量得以提高。由于該濾波器所處設(shè)計(jì)中的位置，也被稱(chēng)為后置帶通濾波器。在本設(shè)計(jì)中，置帶通濾波器類(lèi)似于前置帶通濾波器，采用運(yùn)算放大器NE5532與R、C組成的有源帶通濾波器，后置帶通濾波器電路如圖3-8所示。圖3-8 后置帶

31、通濾波器A/D采樣電路設(shè)計(jì)能夠?qū)⒛M量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的元器件稱(chēng)為A/D（模/數(shù)）轉(zhuǎn)換器。包括單片機(jī)在內(nèi)的微機(jī)所能識(shí)別的是數(shù)字量，然而在現(xiàn)實(shí)生活中的物理量都是一些模擬量。對(duì)于這樣的系統(tǒng)，一般利用傳感器將物理量的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，傳輸給微機(jī)進(jìn)行處理。因此，A/D轉(zhuǎn)換器在單片機(jī)系統(tǒng)中是一個(gè)必不可少的組成部分。由奈奎斯特采樣定理可知，A/D的采樣頻率必須滿(mǎn)足信號(hào)最高頻率的2倍以上，即滿(mǎn)足如下關(guān)系： (3-1)其中，為采樣頻率， 為被采樣信號(hào)的最高頻率。一般語(yǔ)音的頻率范圍為300Hz3.4kHz，因此，在語(yǔ)音存儲(chǔ)與復(fù)讀系統(tǒng)中，A/D的采樣頻率必須滿(mǎn)足： (3-2)A/D采

32、樣電路如圖3-9所示。A/D采樣電路采用ADC0809來(lái)實(shí)現(xiàn)，ADC0809是一種廣泛應(yīng)用的8位逐位逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，ADC0809的基本特性為：8為分辨率，不可調(diào)誤差在（1/2）LSB和1LSB范圍內(nèi)，典型轉(zhuǎn)換時(shí)間為100，具有鎖存控制的8路模擬開(kāi)關(guān)，具有3態(tài)緩沖輸出，模擬電壓輸入范圍為0V5V，輸出TTL兼容，單+5V電源供電。圖3-9 A/D采樣電路數(shù)據(jù)存取電路設(shè)計(jì)圖3-10 數(shù)據(jù)存取電路在語(yǔ)音存儲(chǔ)與復(fù)讀系統(tǒng)中，采用了ADC0809，假設(shè)其采樣頻率為8kHz，而其分辨率為8位，那么1秒鐘的時(shí)間至少需要8KB 的存儲(chǔ)空間，而單片機(jī)的內(nèi)置存儲(chǔ)器無(wú)法滿(mǎn)足其需求，需要外擴(kuò)存儲(chǔ)器。在本系統(tǒng)中，外

33、擴(kuò)了256K8位的SRAM，這樣就可以錄制至少30秒的語(yǔ)音。SRAM的型號(hào)為IS61LV2568?；贗S61LV2568的數(shù)據(jù)存取電路如圖3-10所示。IS61LV2568的內(nèi)部原理框圖如圖3-11所示，包括解碼器、2568存儲(chǔ)陣列、I/O DATA Circuit、ColumnI/O、控制電路5部分。解碼器2568存儲(chǔ)陣列I/O DATACircuitColumn I/O控制電路A0A17IO0IO7/CE/OE/WE圖3-11 IS61LV2568的內(nèi)部原理框圖IS61LV2568的引腳說(shuō)明如表3-1所示。表3-1 IS61LV2568的引腳說(shuō)明引腳名稱(chēng)引腳功能描述A0A17地址輸入/C

34、E片選信號(hào)輸入/OE輸出使能控制端/WE寫(xiě)入使能控制端IO0IO7輸入輸出出口VCC電源GND地NC懸空D/A轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)能夠處理的是數(shù)字信號(hào)，而實(shí)際系統(tǒng)中的物理量往往是一些連續(xù)變化的模擬量，在單片機(jī)向?qū)嶋H系統(tǒng)發(fā)出控制信號(hào)時(shí)，就需要采用數(shù)/模轉(zhuǎn)換器來(lái)將單片機(jī)輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬信號(hào)，從而完成對(duì)實(shí)際系統(tǒng)的控制任務(wù)。因此，數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(DAC)是單片機(jī)系統(tǒng)中一種常用的外圍器件。語(yǔ)音的復(fù)讀需要將存儲(chǔ)的數(shù)字化了的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，恢復(fù)為模擬信號(hào)才能進(jìn)行播放。D/A轉(zhuǎn)換電路如圖3-12所示。圖3-12 D/A轉(zhuǎn)換電路在本設(shè)計(jì)中，D/A轉(zhuǎn)換電路采用了DAC0832可以完成數(shù)字信號(hào)到

35、模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換，DAC0832是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司推出的一種8位D/A轉(zhuǎn)換器，具有兩個(gè)輸入數(shù)據(jù)寄存器，不需要附加其他I/O接口芯片，能直接與單片機(jī)的I/O口連接。DAC0832的基本特性為：8位分辨率；單一電源供電+5V+15V；可雙緩沖、單緩沖或者直接數(shù)字輸入；電流穩(wěn)定時(shí)間為1；只需要在滿(mǎn)量程下調(diào)整其線性度。后置功率放大電路設(shè)計(jì)語(yǔ)音數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換以及后置帶通濾波器后，其輸出通常情況下不能直接驅(qū)動(dòng)喇叭,即不能滿(mǎn)足喇叭對(duì)功率的要求。完成D/A輸出到喇叭的功率驅(qū)動(dòng)的放大電路稱(chēng)為后置放大器，即為一個(gè)功率放大器。在本設(shè)計(jì)中采用低電壓音頻功率放大器LM386來(lái)實(shí)現(xiàn)功率放大。喇叭是語(yǔ)音的播放回路的最后

36、輸出階段，喇叭質(zhì)量的好壞也會(huì)關(guān)系到語(yǔ)音輸出的質(zhì)量，因此，喇叭的選擇也是很重要的一個(gè)方面。在本設(shè)計(jì)中，采用了一個(gè)8，0.5W的普通喇叭。 圖3-13 基于LM386的功率放大電路基于LM386的功率放大電路如圖3-13所示。其中，調(diào)節(jié)可變電阻器R65，可以使得放大電路的放大增益從20200之間變化。 顯示電路設(shè)計(jì)狀態(tài)指示電路主要完成對(duì)系統(tǒng)當(dāng)前的工作狀態(tài)進(jìn)行指示，是錄音還是復(fù)讀。直接利用單片機(jī)的I/O來(lái)控制兩個(gè)LED，用其中一個(gè)LED來(lái)指示錄音，另一個(gè)用來(lái)指示復(fù)讀，當(dāng)LED亮?xí)r表示系統(tǒng)正處于相應(yīng)的該狀態(tài)，即紅色的LED亮?xí)r表示系統(tǒng)處于錄音狀態(tài)、當(dāng)綠色的LED亮?xí)r表示系統(tǒng)處于復(fù)讀狀態(tài)。狀態(tài)指示電路如

37、圖3-14所示。圖3-14 狀態(tài)指示電路液晶顯示模塊是一種將液晶顯示器件、連接件、集成電路、PCB線路板、背光源、結(jié)構(gòu)件裝配在一起的組件英文名稱(chēng)叫“LCD Module”，簡(jiǎn)稱(chēng)“LCM”，中文一般稱(chēng)為“液晶顯示模塊”。液晶顯示模塊是一種常用的人機(jī)界面，其在單片機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用極為廣泛。液晶顯示模塊可以顯示字符，又可以顯示簡(jiǎn)單的圖形。本設(shè)計(jì)的液晶顯示電路如圖3-15所示。 圖3-15 液晶顯示電路 本設(shè)計(jì)的液晶顯示電路采用的是1602液晶模塊LMA162A，它是一種點(diǎn)陣字符型液晶顯示模塊，可以顯示兩行32個(gè)字符，字符的點(diǎn)陣為58點(diǎn)，是一種很常用的小型液晶顯示模塊。 本設(shè)計(jì)中，當(dāng)錄音按鍵按下時(shí)，液晶

38、顯示模塊顯示“RECORD”字符，當(dāng)復(fù)讀按鍵按下時(shí)，液晶顯示模塊顯示“PLAY”字符，當(dāng)錄音、復(fù)讀按鍵都沒(méi)有按下時(shí)液晶顯示模塊顯示“STOP”字符。電源電路三端穩(wěn)壓器78為固定式穩(wěn)壓器，它只能輸出一個(gè)穩(wěn)定電壓。如7805輸出為5V；79系列穩(wěn)壓器輸出固定的負(fù)電壓，如7905輸出為5V。輸入端接電容Ci可以濾除紋波，輸出端接電容Co能改善負(fù)載的瞬態(tài)影響，使電路穩(wěn)定工作。Ci、Co最好采用漏電流小的鉭電容，Co一般不得小于0.1uF，如采用電解電容。本設(shè)計(jì)中使用的電源為12V、+5V的直流穩(wěn)壓電源，電路圖如圖3-16、3-17所示：圖3-16 12V電源電路圖3-17 +5V電源電路電路參數(shù)的計(jì)算

39、及元器件的選擇電源電路1.三端穩(wěn)壓器集成穩(wěn)壓器的輸出電壓Vo應(yīng)與穩(wěn)壓電源要求的輸出電壓的大小及范圍相同。穩(wěn)壓器的最大允許電流，穩(wěn)壓器的輸入電壓Vi的范圍為： (3-3)式中，Vomax為最大輸出電壓；Vomin為最小輸出電壓；(Vi-Vo)min為穩(wěn)壓器的最小輸入輸出壓差；(Vi-Vo)max為穩(wěn)壓器的最大輸入輸出壓差。根據(jù)電路中所需要的電源，選擇7805、7812、7912分別輸出+5V、+12V和-12V，其輸出電壓和輸出電流均滿(mǎn)足指標(biāo)要求。2.輸入輸出電容輸入輸出電容的取值如圖3.16、3.17所示，一般選瓷片電容。3.變壓器二次側(cè)電壓有效值和輸入電壓這兩個(gè)值的取定決定了相關(guān)元器件及參數(shù)

40、的選擇。一般情況下，輸入電壓應(yīng)比輸出電壓高3V左右(太小影響穩(wěn)壓；太大穩(wěn)壓器功耗大，易受熱損壞)。假設(shè)+5V的輸入為V11，輸出為Vo1； +12V的輸入為V12,輸出為Vo2；-12V的輸入為V13， 輸出為Vo3，而它們所對(duì)應(yīng)的變壓器二次側(cè)電壓有效值分別為V21、V22、V23，則有：V11=8V，V12=V13=15V，考慮電網(wǎng)電壓10%的波動(dòng)，最終可取V11=9V，V12=V13=16.5V。由式: (1.11.2) (3-4)可取變壓器二次側(cè)電壓有效值V21=V11/1.1=8.18V，V22=V23=V12/1.1=15V，鑒于變壓器規(guī)格的限制，實(shí)際應(yīng)選V21=10V，V22=V2

41、3=15V。4.濾波電容CL由式RoCL(35)T/2可暫定RoCL =5/2T,則CL=5T/2Ro,式中，Ro為CL右邊的等效電阻，應(yīng)取最小值，T為市電交流電源的周期，T=20ms，取Iomax =1A，因此幾個(gè)電源的Ro分別為: (3-5)所以取: (3-6)同理有: (3-7) (3-8)可見(jiàn)濾波電容容量較大，應(yīng)選電解電容，受規(guī)格的限制，實(shí)際容量應(yīng)選為C58=4700F/25V，C50=C51=4700F/30V，其耐壓值要大于相應(yīng)的輸入電壓的1.5倍。5.整流二極管整流二極管的參數(shù)應(yīng)滿(mǎn)足最大整流電流IFIomax；最大反向電壓VRV2，其中V2為變壓器二次側(cè)電壓有效值。以上四個(gè)橋式的

42、所有整流二極管可選IN4001小功率二極管。6.變壓器由V21、V22、V23值選變壓器繞組輸出電壓為10V和15V。考慮電網(wǎng)電壓10%的波動(dòng)，穩(wěn)壓電路的最大輸入分別為： (3-9)同理有: (3-10)考慮變壓器和整流電路的效率并保留一定的余量，則選變壓器繞組的輸出功率分別為1個(gè)20W和1個(gè)25W。時(shí)鐘電路在時(shí)鐘電路中，與XTAL1腳相接的是振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端，與XTAL2腳相接的是振蕩器反相放大器的輸入端。利用芯片內(nèi)部的振蕩器，然后在引腳TXAL1和TXAL2兩端跨接晶體或陶瓷諧振器，就構(gòu)成了穩(wěn)定的自激振蕩器，其發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部時(shí)鐘電路。外接晶振時(shí)，C2和C3

43、通常選擇為22pF左右，雖然對(duì)電容的值沒(méi)有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會(huì)影響振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性。晶振的振蕩頻率選擇12MHz，晶振的頻率越高，則系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率也就越高，單片機(jī)的運(yùn)行速度也就越快，但反過(guò)來(lái)運(yùn)行速度快對(duì)存儲(chǔ)器的速度要求就高。復(fù)位電路 復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，只需要給單片機(jī)的復(fù)位引腳RST加上大于2個(gè)機(jī)器周期（即24個(gè)時(shí)鐘振蕩周期）的高電平就可使單片機(jī)復(fù)位。復(fù)位時(shí)，PC初始化為0000H，使單片機(jī)從0000H單元開(kāi)始執(zhí)行程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)，為擺脫死鎖狀態(tài)，也需要復(fù)位鍵使RST引腳為高電平使單片機(jī)

44、重新啟動(dòng)。特殊器件的介紹ZLG7289ZLG7289是廣州周立功單片機(jī)發(fā)展有限公司設(shè)計(jì)的LED顯示驅(qū)動(dòng)以及鍵盤(pán)掃描控制芯片，既可以直接驅(qū)動(dòng)8位共陰數(shù)碼管，又可以進(jìn)行64只按鍵的掃描管理。ZLG7289內(nèi)部含有顯示譯碼器，可直接接收BCD碼或十六進(jìn)制碼數(shù)。此外，還具有多種控制指令，如消隱、閃爍、左移、段尋址等。ZLG7289采用SPI串行總線與單片機(jī)等微控制器接口，僅占用少數(shù)幾根I/O口線，就可以進(jìn)行數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)以及按鍵數(shù)據(jù)的傳輸。同時(shí)，利用片選信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)多片ZLG7289并接在一起使用，能夠方便地實(shí)現(xiàn)多于8位的顯示或多于64只按鍵的應(yīng)用。ZLG7289憑借著其優(yōu)勢(shì)被廣泛地應(yīng)用于儀器儀表、

45、工業(yè)控制、條形顯示器、控制面板等領(lǐng)域。表3-2 ZLG7289的引腳功能說(shuō)明引腳序號(hào)引腳名稱(chēng)引腳功能描述1RTCC接電源正極2VCC供電電源，2.76V3NC懸空4GND接地5NC懸空6CSSPI串行總線片選信號(hào)，低電平有效，輸入7CLKSPI串行總線時(shí)鐘信號(hào)，上升沿有效，輸入8DIOSPI串行總線數(shù)據(jù)信號(hào)，雙向傳輸9INT鍵盤(pán)中斷請(qǐng)求信號(hào)，低電平有效，輸出10SG/KR0數(shù)碼管g 段鍵盤(pán)行信號(hào)011SF/KR1數(shù)碼管f 段鍵盤(pán)行信號(hào)112SE/KR2數(shù)碼管e 段鍵盤(pán)行信號(hào)213SD/KR3數(shù)碼管d 段鍵盤(pán)行信號(hào)314SC/KR4數(shù)碼管c 段鍵盤(pán)行信號(hào)415SB/KR5數(shù)碼管b 段鍵盤(pán)行信號(hào)5

46、16SA/KR6數(shù)碼管a 段鍵盤(pán)行信號(hào)617DP/KR7數(shù)碼管dp 段鍵盤(pán)行信號(hào)718KC0/DIG0數(shù)碼管字選信號(hào)0鍵盤(pán)列信號(hào)019KC1/DIG1數(shù)碼管字選信號(hào)1鍵盤(pán)列信號(hào)120KC2/DIG2數(shù)碼管字選信號(hào)2鍵盤(pán)列信號(hào)221KC3/DIG3數(shù)碼管字選信號(hào)3鍵盤(pán)列信號(hào)322KC4/DIG4數(shù)碼管字選信號(hào)4鍵盤(pán)列信號(hào)423KC5/DIG5數(shù)碼管字選信號(hào)5鍵盤(pán)列信號(hào)524KC6/DIG6數(shù)碼管字選信號(hào)6鍵盤(pán)列信號(hào)625KC7/DIG7數(shù)碼管字選信號(hào)7鍵盤(pán)列信號(hào)726OSC2晶振輸出信號(hào)27OSC1晶振輸入信號(hào)28RST復(fù)位信號(hào)，低電平有效1. ZLG7289主要電器特性如下： (1) 直接驅(qū)動(dòng)

47、1英寸以下的共陰式數(shù)碼管，段電流可以達(dá)到15mA以上，字電流可以達(dá)到100mA，利用功率驅(qū)動(dòng)電路，如達(dá)林頓管、MOS管，可以驅(qū)動(dòng)1英寸以上的大型數(shù)碼管。(2) 工作電壓范圍為2.76V(3)能夠直接管理64只按鍵，并且具有自動(dòng)硬件消抖功能。(4)不接收數(shù)碼管而僅使用按鍵管理功能時(shí)，工作電流可以降至3mA.(5)具有兩種譯碼方式對(duì)微控制器輸入的顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼(可以通過(guò)軟件設(shè)置來(lái)選擇)。(6)具有左移、右移、閃爍、消隱、段點(diǎn)亮等強(qiáng)大功能。(7)SPI串行總線接口，操作方便，占用較少的I/O資源。(8)工作溫度范圍為-40度到+85度。(9)封裝形式有SOP-28和DIP28兩種。2. 引腳配置Z

48、LG7289的引腳排列如圖3-18所示。ZLG7289的引腳功能說(shuō)明如表3-2所示。 圖3-18 ZLG7289的引腳排列3. ZLG7289控制指令說(shuō)明一、單字節(jié)純指令 (1)復(fù)位指令 復(fù)位指令格式如表3-3所示。表3-3 復(fù)位指令格式D7D6D5D4D3D2D1D010100100這是一條軟復(fù)位指令，執(zhí)行該指令后會(huì)將數(shù)碼管所有的顯示內(nèi)容清除掉，原來(lái)設(shè)置的所有閃爍、消隱等屬性也一并被清除，就像硬件復(fù)位一樣。(2)測(cè)試指令 測(cè)試指令格式如表3-4所示。表3-4 測(cè)試指令格式D7D6D5D4D3D2D1D010111111測(cè)試指令使所有的數(shù)碼管各段包括小數(shù)點(diǎn)在內(nèi)全部點(diǎn)亮，并處于不斷閃爍之中。該條

49、指令可用于生產(chǎn)測(cè)試，以確定ZLG7289或者數(shù)碼管是否有問(wèn)題。（3）左移指令 左移指令格式如表3-5所示。表3-5 左移指令格式D7D6D5D4D3D2D1D010100000左移指令使數(shù)碼管所有的顯示自右向左移動(dòng)一位，處于閃爍和消隱狀態(tài)的顯示位也一起被移動(dòng)。原來(lái)最左邊的顯示數(shù)據(jù)被移出后自動(dòng)丟棄，最右邊的一位用無(wú)任何顯示的空白代替。每執(zhí)行一次該指令，就左移一位。例如，數(shù)碼管原來(lái)的顯示為：12345678執(zhí)行一次左移指令后，顯示就變成了：2345678（4）右移指令 右移指令格式如表3-6所示。表3-6 右移指令格式D7D6D5D4D3D2D1D010100001右移指令與左移指令類(lèi)似，執(zhí)行該指

50、令后，數(shù)碼管的數(shù)據(jù)顯示向右移動(dòng)一位，原來(lái)最右邊的一位被丟棄，而最左邊的一位用空白代替。例如，數(shù)碼管本來(lái)顯示為“12345678”，左移一位后變成“口1234567”。（5）循環(huán)左移指令循環(huán)左移指令格式如表3-7所示。表3-7 循環(huán)左移指令格式D7D6D5D4D3D2D1D010100010循環(huán)左移指令與左移指令類(lèi)似，唯一不同的是，左移指令中最左邊被移出的顯示數(shù)據(jù)被丟棄，而循環(huán)左移指令則是將其補(bǔ)在最右邊。例如數(shù)碼管原來(lái)的顯示為“12345678”，循環(huán)左移一位后變成“23456781”。（6）循環(huán)右移指令循環(huán)右移指令格式如表3-8所示。表3-8 循環(huán)右移指令格式D7D6D5D4D3D2D1D01

51、0100011循環(huán)右移指令與右移指令類(lèi)似，唯一不同的是，右移指令中最右邊被移出的顯示數(shù)據(jù)被丟棄，而循環(huán)右移指令則是將其補(bǔ)在最左邊。例如數(shù)碼管原來(lái)的顯示為“12345678”，循環(huán)右移一位后變成“81234567”。二、雙字節(jié)帶數(shù)據(jù)指令所有這些指令的長(zhǎng)度都是2個(gè)字節(jié)。第1 字節(jié)是命令字，第2 字節(jié)是輸入或輸出的數(shù)據(jù)。 （1）下載數(shù)據(jù)且按方式0譯碼 下載數(shù)據(jù)且按方式0譯碼指令格式如表3-9所示。表3-9 下載數(shù)據(jù)且按方式0譯碼指令格式D7D6D5D4D3D2D1D0D7D6D5D4D3D2D1D010000a2a1a0dpxxxd3d2d1d0在指令格式中，高5 位的10000 是命令字段；a2、

52、a1、a0 是數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)的位地址，位地址編號(hào)按從左到右的順序依次為0、1、2、3、4、5、6、7。dp控制小數(shù)點(diǎn)是否顯示，dp0 時(shí)該位的小數(shù)點(diǎn)被點(diǎn)亮，dp1 時(shí)該位的小數(shù)點(diǎn)被熄滅；x、x、x是無(wú)關(guān)位；d3、d2、d1、0 是要顯示的數(shù)據(jù)。顯示數(shù)據(jù)按照表3-10的方式進(jìn)行譯碼。表3-10 譯碼方式0d3d2d1d0（二進(jìn)制）d3d2d1d0（十六進(jìn)制）顯示結(jié)果000000H0000101H1001002H2001103H3010004H4010105H5011006H6011107H7100008H8100109H910100AH-10110BHE11000CHHd3d2d1d0（二進(jìn)制）

53、d3d2d1d0（十六進(jìn)制）顯示結(jié)果11010DHL11100EHP11110FH(無(wú)) (2)下載數(shù)據(jù)且按方式1譯碼 下載數(shù)據(jù)且按方式1譯碼指令格式如表3-11所示。表3-11 下載數(shù)據(jù)且按方式1譯碼指令格式D7D6D5D4D3D2D1D0D7D6D5D4D3D2D1D011001a2a1a0dpxxxd3d2d1d0表3-12 譯碼方式1d3d2d1d0（二進(jìn)制）d3d2d1d0（十六進(jìn)制）顯示結(jié)果000000H0000101H1001002H2001103H3010004H4010105H5011006H6011107H7100008H8100109H910100AHA10110BHb1

54、1000CHC11010DHd11100EHE11110FHF在指令格式中，高5 位的11001 是命令字段；a2、a1、a0 是數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)的位地址，位地址編號(hào)按從左到右的順序依次為0、1、2、3、4、5、6、7； dp控制小數(shù)點(diǎn)是否顯示，dp0 時(shí)該位的小數(shù)點(diǎn)被點(diǎn)亮，dp1 時(shí)該位的小數(shù)點(diǎn)被熄滅；x、x、x是無(wú)關(guān)位；d3、d2、d1、d0 是要顯示的數(shù)據(jù)。顯示數(shù)據(jù)按照表3-12的方式進(jìn)行譯碼。(3)下載數(shù)據(jù)且不譯碼 下載數(shù)據(jù)且不譯碼指令格式如表3-13所示。表3-13所示 下載數(shù)據(jù)且不譯碼指令格式D7D6D5D4D3D2D1D0D7D6D5D4D3D2D1D010010a2a1a0dpa

55、bcdefg在指令格式中，高5 位的10010 是命令字段；a2、a1、a0 是數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)的位地址，位地址編號(hào)按從左到右的順序依次為0、1、2、3、4、5、6、7；dp控制小數(shù)點(diǎn)是否顯示，dp0 時(shí)該位的小數(shù)點(diǎn)被點(diǎn)亮，dp1 時(shí)該位的小數(shù)點(diǎn)被熄滅；a、b、c、d、e、f、g對(duì)應(yīng)數(shù)碼管內(nèi)部的7 個(gè)LED 字段。不譯碼的數(shù)據(jù)下載方式給用戶(hù)提供了最大的靈活性，dp 連同a、b、c、d、e、f、g 一共有256 種不同的組合，想怎樣顯示就怎樣顯示。(4)閃爍控制 閃爍控制指令格式如表3-14所示。表3-14 閃爍控制指令格式D7D6D5D4D3D2D1D0D7D6D5D4D3D2D1D010001

56、000d7d6d5d4d3d2d1d0該指令控制數(shù)碼管各位的閃爍情況。在指令格式中，第1 字節(jié)“10001000”是命令字段；第2 字節(jié)的d7、d6、d5、d4、d3、d2、d1、d0 分別對(duì)應(yīng)數(shù)碼管的第7 至第0 位，其中0為閃爍，1為不閃爍。復(fù)位后，所有位都不閃爍。 (5)消隱控制 消隱控制指令格式如表3-15所示。表3-15 消隱控制指令格式D7D6D5D4D3D2D1D0D7D6D5D4D3D2D1D010011000d7d6d5d4d3d2d1d0該指令控制數(shù)碼管各位的消隱控制。在指令格式中，第1 字節(jié)“10011000”是命令字段；第2 字節(jié)的d7、d6、d5、d4、d3、d2、d

57、1、d0 分別對(duì)應(yīng)數(shù)碼管的第7至第0 位，其中0為消隱，1為顯示。復(fù)位后，所有位都不消隱。當(dāng)數(shù)碼管的某一位被設(shè)置成消隱屬性后，ZLG7289在進(jìn)行掃描顯示時(shí)將跳過(guò)該位，該位的掃描時(shí)間將分配給其它位。一旦某一位設(shè)置了消隱屬性，則無(wú)論對(duì)該位寫(xiě)入什么樣的數(shù)據(jù)都不會(huì)被顯示出來(lái)。寫(xiě)入的數(shù)據(jù)不是被丟棄，而是保存在內(nèi)部的數(shù)據(jù)寄存器中。如果去掉該位的消隱屬性，則最后一次寫(xiě)入的數(shù)據(jù)有效并立即顯示出來(lái)。消隱功能的用途在于，如果實(shí)際使用的數(shù)碼管位數(shù)不足8 位，則可以將不用的位設(shè)為消隱屬性，這樣可以提高有用位的顯示亮度。需要特別注意的是：至少應(yīng)有1 位保持顯示狀態(tài)。如果在消隱控制指令中所有位全部為0，則該指令將不被接

58、受，ZLG7289仍然保持原有的消隱狀態(tài)不變。(6)段點(diǎn)亮指令 段點(diǎn)亮指令格式如表3-16所示。表3-16 段點(diǎn)亮指令格式D7D6D5D4D3D2D1D0D7D6D5D4D3D2D1D011100000 xxd5d4d3d2d1d0該指令可以單獨(dú)點(diǎn)亮數(shù)碼管中的某一指定的段，或者LED 矩陣中某一指定的LED。在指令格式中，第1 字節(jié)“11100000”是命令字段；x、x 表示無(wú)關(guān)位；d5、d4、d3、d2、d1、d0 是6 位段地址。在某位數(shù)碼管中，各段的點(diǎn)亮順序按照“g、f、e、d、c、b、a、dp”進(jìn)行。(7)段關(guān)閉指令 段關(guān)閉指令格式如表3-17所示。表3-17 段關(guān)閉指令格式D7D6D

59、5D4D3D2D1D0D7D6D5D4D3D2D1D011000000 xxd5d4d3d2d1d0該指令可以單獨(dú)熄滅數(shù)碼管中的某一指定的段，或者LED 矩陣中某一指定的LED。在指令格式中，第1 字節(jié)“11000000”是命令字段；x、x 表示無(wú)關(guān)位；d5、d4、d3、d2、d1、d0 是6 位段控制。在某位數(shù)碼管中，各段的關(guān)閉順序按照“g、f、e、d、c、b、a、dp”進(jìn)行。(8)讀鍵盤(pán)指令格式讀鍵盤(pán)指令格式如表3-18所示。表3-18 讀鍵盤(pán)指令格式D7D6D5D4D3D2D1D0D7D6D5D4D3D2D1D000010101d7d6d5d4d3d2d1d0當(dāng)有鍵按下時(shí)，ZLG7289

60、的INT 引腳會(huì)變成低電平。這時(shí)利用該指令可以讀出當(dāng)前的鍵值。與其它帶數(shù)據(jù)指令不同的是，第2 字節(jié)是ZLG7289向微控制器返回的鍵值，而不是輸入數(shù)據(jù)。正常情況下，鍵值的范圍是063（00H3FH），無(wú)按鍵的狀態(tài)用255（FFH）表示。ADC0809EOC8路模擬量開(kāi)關(guān)地址鎖存與譯碼8位A/D轉(zhuǎn)換器三態(tài)輸出鎖存器IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7CBAALED0D1D2D3D4D5D6D7Vr（+） Vr（-）STCLKOE圖3-19 ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖ADC0809是一種比較典型的8位8通道逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器CMOS管，可實(shí)現(xiàn)8路模擬信號(hào)的分時(shí)采集，片內(nèi)有8路模擬選