多功能錄音筆系統(tǒng)設(shè)計(jì)

緒論研究目的及意義智能錄音筆是一種能夠結(jié)合語音識(shí)別技術(shù)、人工智能技術(shù)和音頻處理技術(shù)的智能設(shè)備，可將語音實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換為文字，提高錄音筆的應(yīng)用價(jià)值。目前，智能錄音筆在國(guó)內(nèi)外都得到了廣泛的研究和應(yīng)用。在社會(huì)高速發(fā)展的今天，由于人們生活學(xué)習(xí)工作的需要，錄音設(shè)備在現(xiàn)在起著至關(guān)重要的作用[1]。在智能儀器儀表或自動(dòng)控制設(shè)備中，增加語音功能能極大地提高人機(jī)界面的友好性，方便用戶操作。目前語音服務(wù)行業(yè)越來越廣泛，如電腦語音鐘、語音型數(shù)字萬用表、手機(jī)話費(fèi)查詢系統(tǒng)、排隊(duì)機(jī)、監(jiān)控系統(tǒng)語音報(bào)警以及公共汽車報(bào)站器等。在許多場(chǎng)合，設(shè)計(jì)者需要將語音系統(tǒng)和單片機(jī)結(jié)合在一起學(xué)習(xí)和了解錄音設(shè)備的原理和結(jié)構(gòu)，并且學(xué)習(xí)如何將語音合成、語音識(shí)別、語音存儲(chǔ)和回放技術(shù)和單片機(jī)結(jié)合在一起[2]。數(shù)碼錄音筆對(duì)于我們現(xiàn)如今的人們已經(jīng)是再熟悉不過的產(chǎn)品了，它已經(jīng)應(yīng)用在了很多地方，其中主體部分應(yīng)該是記者了[3]。正是基于錄音筆能夠錄音的特點(diǎn)，在你無法憑借記憶記住重要談話，或者重要會(huì)議的重要內(nèi)容的時(shí)候，它便體現(xiàn)除了它的優(yōu)勢(shì)，清晰完整無誤的記錄下你要記錄的東西，而你能夠拿出更多的時(shí)間來處理其他事情。除此之外錄音筆小巧易于攜帶，存儲(chǔ)內(nèi)容量大，基于這些優(yōu)點(diǎn)，越來越得到人們的青睞?，F(xiàn)在所說的錄音筆指的數(shù)碼錄音筆，也稱為數(shù)碼錄音棒或數(shù)碼錄音機(jī)，數(shù)字錄音器的一種，為了便于操作和提升錄音質(zhì)量造型并非以單純的筆型為主，攜帶方便，同時(shí)擁有多種功能[4]。在近代電子工程應(yīng)用中，錄音系統(tǒng)已經(jīng)越來越多的以數(shù)字信號(hào)形式，并運(yùn)用數(shù)字電路技術(shù)來處理信息。錄音系統(tǒng)作為一種音頻捕獲設(shè)備在音頻信息獲取方面有著廣泛的應(yīng)用[5]。目前，市面上的錄音系統(tǒng)只能提供錄音、監(jiān)聽、查詢、回放和管理等基本功能。傳統(tǒng)的錄音設(shè)備無法滿足野生動(dòng)物保護(hù)等特殊場(chǎng)合對(duì)錄音設(shè)備遠(yuǎn)程可控性的要求，以及記者、警察這類特殊人群對(duì)取證錄音的加密保護(hù)需要。信息的安全性、可控性已成為錄音系統(tǒng)的重要研究?jī)?nèi)容。在快速發(fā)展的社會(huì)中，錄音設(shè)備已經(jīng)成為人們生活、學(xué)習(xí)、工作中不可或缺的工具[6]。特別是在智能儀器、自動(dòng)控制設(shè)備等領(lǐng)域中，加入語音功能可以大大提高用戶界面的友好性和使用便捷性?，F(xiàn)在，語音服務(wù)行業(yè)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，如電腦語音鬧鐘、語音數(shù)字萬用表、手機(jī)話費(fèi)查詢系統(tǒng)、排隊(duì)機(jī)、監(jiān)控系統(tǒng)語音報(bào)警以及公共汽車報(bào)站器等。為了滿足設(shè)計(jì)者的需求，他們需要學(xué)習(xí)和了解錄音設(shè)備的原理和結(jié)構(gòu)，以及如何將語音合成、語音識(shí)別、語音存儲(chǔ)和回放技術(shù)與單片機(jī)結(jié)合使用?，F(xiàn)在，數(shù)碼錄音筆已經(jīng)成為人們非常熟悉的產(chǎn)品，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)合，尤其是記者使用最為頻繁[7]。數(shù)碼錄音筆的最大優(yōu)點(diǎn)是可以清晰完整地記錄下重要的談話內(nèi)容或會(huì)議內(nèi)容，避免遺漏或者失憶。同時(shí)，它體積小巧，易于攜帶，存儲(chǔ)內(nèi)容量大，因此越來越受到人們的喜愛。數(shù)碼錄音筆，也稱為數(shù)碼錄音棒或數(shù)碼錄音機(jī)，是數(shù)字錄音器的一種。它的造型不僅以筆型為主，而且還具有多種功能，操作簡(jiǎn)單，可以提升錄音質(zhì)量。智能錄音筆是一種結(jié)合了語音識(shí)別技術(shù)、人工智能技術(shù)和音頻處理技術(shù)的新型智能設(shè)備，可以將語音實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換為文字，提高了錄音筆的應(yīng)用價(jià)值。它的出現(xiàn)可以追溯到語音識(shí)別技術(shù)的不斷進(jìn)步和人工智能技術(shù)的快速發(fā)展。傳統(tǒng)的錄音筆只能記錄聲音，無法將聲音轉(zhuǎn)換為文字，應(yīng)用范圍較為有限。但隨著智能錄音筆的出現(xiàn)，它的實(shí)時(shí)語音識(shí)別功能和文字轉(zhuǎn)換技術(shù)大大提高了其應(yīng)用價(jià)值和便利性[8]。因此，針對(duì)以上闡述，有必要研究一種有具有多種功能的錄音筆。實(shí)現(xiàn)數(shù)字錄音技術(shù)、移動(dòng)通信控制技術(shù)和信息加密技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一款基于STC的專用數(shù)字錄音系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字錄音、實(shí)時(shí)加密以及遠(yuǎn)程控制功能，實(shí)現(xiàn)信息的安全性和可控性[9]。智能錄音筆是一種結(jié)合了語音識(shí)別技術(shù)、人工智能技術(shù)和音頻處理技術(shù)的智能設(shè)備，能夠?qū)⒄Z音實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換為文字，提高了錄音筆的應(yīng)用價(jià)值。其研究背景可以追溯到語音識(shí)別技術(shù)的發(fā)展，隨著語音識(shí)別技術(shù)的不斷進(jìn)步，智能錄音筆逐漸發(fā)展起來。同時(shí)，隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，智能錄音筆也越來越受到關(guān)注。在過去，傳統(tǒng)的錄音筆只能記錄聲音，但是無法將聲音轉(zhuǎn)換為文字，因此其應(yīng)用范圍較為有限。而隨著智能錄音筆的出現(xiàn)，它可以將錄音內(nèi)容轉(zhuǎn)化為文字，并且能夠?qū)崟r(shí)地進(jìn)行語音識(shí)別，大大提高了錄音筆的應(yīng)用價(jià)值和便利性。因此，智能錄音筆成為了一種新型的智能設(shè)備，其研究和發(fā)展已經(jīng)引起了國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)的廣泛關(guān)注[10]。國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)際上對(duì)多功能錄音筆系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究已經(jīng)頗有成效。智能錄音筆是一種結(jié)合了語音識(shí)別技術(shù)、人工智能技術(shù)和音頻處理技術(shù)的智能設(shè)備，能夠?qū)⒄Z音實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換為文字，提高了錄音筆的應(yīng)用價(jià)值。目前，國(guó)內(nèi)外都有大量的研究涉及到智能錄音筆的技術(shù)和應(yīng)用。國(guó)內(nèi)方面，智能錄音筆已經(jīng)開始應(yīng)用于教育、會(huì)議、采訪等領(lǐng)域，受到了廣泛關(guān)注。在技術(shù)研究方面，國(guó)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)對(duì)智能錄音筆的語音識(shí)別精度、實(shí)時(shí)性、用戶體驗(yàn)等方面進(jìn)行了深入研究。此外，也有學(xué)者和企業(yè)探索了智能錄音筆的商業(yè)模式和市場(chǎng)應(yīng)用。在國(guó)外，智能錄音筆的研究和應(yīng)用也非?；钴S。美國(guó)、日本等國(guó)家的企業(yè)已經(jīng)推出了多款智能錄音筆產(chǎn)品，并取得了較好的市場(chǎng)反響。此外，國(guó)外學(xué)者也進(jìn)行了較多的研究，包括語音信號(hào)處理、深度學(xué)習(xí)模型、自然語言處理等方面的研究，旨在提高智能錄音筆的性能和應(yīng)用范圍?？偟膩碚f，智能錄音筆作為一種新興的智能設(shè)備，其技術(shù)和應(yīng)用前景都非常廣闊，未來還有很大的發(fā)展空間[11]。2007年，TairaNakajima在《EDUREFLEX:ALIGHTWEIGHTCLASSREFLECTIONTOOLFORTEACHINGIMPROVEMENTTHROUGHVIDEO-RECORDINGWITH'CLICKERS'》中，提出了一個(gè)名為EduReflex的神經(jīng)系統(tǒng)，教師可以在上課期間或課后立即輕松地找到他/他的重要課堂場(chǎng)景。該系統(tǒng)由兩個(gè)子系統(tǒng)組成。Onernis可以在計(jì)算機(jī)上錄制課堂視頻，并通過“點(diǎn)擊器”發(fā)送學(xué)生的實(shí)時(shí)反饋或老師的自我評(píng)價(jià)。另一種方法是立即重播錄制的視頻中的反饋或自我評(píng)估部分。EduReflex的主要貢獻(xiàn)是隨意有效地使用視頻記錄，以幫助教師或教學(xué)助手改善教學(xué)[12]。2012年，SiliconChipGroup在《45svoicerecorderhasglitchproblems》中，提出使用四個(gè)1秒樣本，但它以8聲音模式運(yùn)行。初始加電后，它可以工作幾次，然后停止。一開始它會(huì)在M1上產(chǎn)生一點(diǎn)故障，這就是為什么我在8通道模式下運(yùn)行而不使用M2，而M3.1在使用電信繼電器來激活電路板的原因[13]。2014年，日本《電波新聞》在《ボイスレコーダ新モデル3機(jī)種オリンパス》中，新產(chǎn)品在緊湊的機(jī)身中配備了高性能立體聲麥克風(fēng)。可以通過USB直接連接到PC的IC錄音機(jī)。新開發(fā)的定向立體聲斜接器具有良好的臨場(chǎng)感，而“語音平衡器”功能可自動(dòng)調(diào)節(jié)遠(yuǎn)處的人員音量以使其更易于聆聽，從而提高了錄制質(zhì)量[14]。目前，我國(guó)在多功能錄音筆系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究已經(jīng)處于世界領(lǐng)先地位。在國(guó)內(nèi)方面，智能錄音筆已經(jīng)被應(yīng)用于教育、會(huì)議、采訪等多個(gè)領(lǐng)域，并受到了極大的關(guān)注。研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)在智能錄音筆的語音識(shí)別精度、實(shí)時(shí)性、用戶體驗(yàn)等方面進(jìn)行了深入的研究，并有學(xué)者和企業(yè)探索其商業(yè)模式和市場(chǎng)應(yīng)用。在國(guó)外，美國(guó)、日本等國(guó)家的企業(yè)已經(jīng)推出了多款智能錄音筆產(chǎn)品，并取得了良好的市場(chǎng)反響。此外，國(guó)外的學(xué)者也進(jìn)行了大量的研究，包括語音信號(hào)處理、深度學(xué)習(xí)模型、自然語言處理等方面的研究，旨在提高智能錄音筆的性能和應(yīng)用范圍。智能錄音筆作為一種新興的智能設(shè)備，其技術(shù)和應(yīng)用前景都非常廣闊，未來還有很大的發(fā)展空間。2014年，楊釧釧，王加加，侯長(zhǎng)博在《基于STM32的加密錄音筆設(shè)計(jì)》中，提到采用編、解碼芯片，使系統(tǒng)的功耗大幅降低，其芯片本身有較強(qiáng)的抗干擾能力，使系統(tǒng)可靠性顯著提高。閱讀器采用丙類功率放大電路，效率較高，在系統(tǒng)總功率的限制下仍可提供充足的功率給應(yīng)答器，使閱讀器與應(yīng)答器之間的通信距離得以保證[15]。2016年，徐錦鵬，王道平，劉泓謙在《基于STM32的簡(jiǎn)易數(shù)碼錄音筆設(shè)計(jì)》中，利用32位單片機(jī)STM32F103ＲCT6和高性能數(shù)字音頻解碼芯片VS1053b，配合自主開發(fā)的管理軟件，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一款具有語音的錄制和選擇播放功能的簡(jiǎn)易數(shù)碼錄音筆。經(jīng)過測(cè)試，系統(tǒng)工作方便、性能可靠，是一款實(shí)用的錄音筆[16]。2017年，謝斌在《基于單片機(jī)的錄音筆設(shè)計(jì)》中，從兩個(gè)角度方面完成了所做的設(shè)計(jì):其一，如何實(shí)現(xiàn)語音播報(bào);其二，在完成既定功能的同時(shí)，如何開發(fā)出其它補(bǔ)充功能。在這過程中，我提煉出了具有普遍意義的類似開發(fā)過程的若于條準(zhǔn)則[17]。主要研究?jī)?nèi)容本畢業(yè)設(shè)計(jì)是一種多功能錄音筆系統(tǒng)設(shè)計(jì)，該套系統(tǒng)使用STC89C51單片機(jī)、ISD4004、麥克風(fēng)、喇叭、按鈕、按鍵、LM386功放、二極管、藍(lán)牙模塊組成。設(shè)置三種播放模式，分別為3種播放模式：1.單段單次播放：選擇一段錄音播放一次。2.單段循環(huán)播放：選擇一段錄音循環(huán)播放。3.多段循環(huán)播放：選擇多段錄音循環(huán)播放。還可以通過按鍵隨時(shí)錄音，可以錄制4段聲音，并可以按鍵控制播放和暫停，最長(zhǎng)可以錄制8分鐘；同時(shí)播放的音量可以通過調(diào)節(jié)電位器改變。4.可以通過藍(lán)牙模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和遠(yuǎn)程控制等功能。

系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)2.1設(shè)計(jì)方案文獻(xiàn)研究法??。通過??查閱文??獻(xiàn)來獲??得多功??能錄音??筆系統(tǒng)??設(shè)計(jì)的??研究資??料，對(duì)??系統(tǒng)設(shè)??計(jì)中所??涉及到??的相關(guān)??內(nèi)容，??初步構(gòu)??想系統(tǒng)??要實(shí)現(xiàn)??的功能??及其運(yùn)??用的技??術(shù)并搜??集相關(guān)??資料，??作為系??統(tǒng)設(shè)計(jì)??的素材。功能分析法。??功能分??析法是??社會(huì)科??學(xué)用來??分析社??會(huì)現(xiàn)象??的一種??方法，??是社會(huì)??調(diào)查常??用的分??析方法??之一。??本系統(tǒng)??通過功??能分析??法，對(duì)??軟件的??各項(xiàng)功??能進(jìn)行??具體分??析，從??而明確開發(fā)目標(biāo)。定性分析法??。通過??對(duì)文獻(xiàn)??的研究??，運(yùn)用??歸納和??演繹、??分析與??綜合以??及抽象??與概括??等方法??，深入??了解軟??件和硬??件開發(fā)??的相關(guān)??技術(shù)，??從而熟??悉系統(tǒng)??中各個(gè)??功能模??塊之間??的關(guān)系??，掌握??系統(tǒng)的??工作原??理及其??本質(zhì)，??確定開發(fā)流程。經(jīng)驗(yàn)總結(jié)法??。希望??通過已??有的每??一塊功??能的結(jié)??合進(jìn)行??總結(jié)，??設(shè)計(jì)出??一套優(yōu)良的系統(tǒng)，并規(guī)范的編寫程序。2.2功能需求分析2.2.1技術(shù)路線硬件部分需要單片機(jī)STC89C51、ISD4004、麥克風(fēng)、喇叭、按鍵、LM386功放、發(fā)光二極管。軟件平臺(tái)程序用keil5。編程語言用C語言。錄音存儲(chǔ)于單片機(jī)內(nèi)。系統(tǒng)可以通過藍(lán)牙模塊連接手機(jī)遠(yuǎn)程控制。2.2.2預(yù)期結(jié)果1.有3種播放模式：?jiǎn)味螁未尾シ拧味窝h(huán)播放、多段循環(huán)播放。2.可以通過按鍵隨時(shí)錄音，可以錄制4段聲音，并可以按鍵控制播放和暫停，最長(zhǎng)可以錄制8分鐘。3.播放的音量可以通過調(diào)節(jié)電位器改變。4.系統(tǒng)可以通過藍(lán)牙模塊連接手機(jī)遠(yuǎn)程控制。 2.3總體方案設(shè)計(jì)第一：理論知識(shí)??準(zhǔn)備階??段，理??解多功??能錄音??筆系統(tǒng)??的設(shè)計(jì)??課題，??認(rèn)真研??究課題??所涉及??到的內(nèi)??容，能??夠較好??的掌握??有關(guān)題??目的知識(shí)；第二：確定系??統(tǒng)各個(gè)??模塊，??理清各??個(gè)模塊??之間的??關(guān)系，??收集相??關(guān)得到??軟硬件??資料；第三：規(guī)劃課題??，確定??系統(tǒng)組??成結(jié)構(gòu)??，勾畫??出大體??系統(tǒng)框??架并在??結(jié)構(gòu)框??架的基??礎(chǔ)上提出原理框圖；第四：利用軟件??完成硬??件電路??部分設(shè)??計(jì)并畫??出各部??分電路??圖，將??系統(tǒng)部??件通過??接口電??路集合??在一起??，并畫??出電路圖；第五：根據(jù)系統(tǒng)??控制過??程完成??軟件設(shè)??計(jì)部分??，繪制??出主流程圖；第六：進(jìn)行模擬??仿真，??檢查系??統(tǒng)是否??能夠按??照要求??實(shí)現(xiàn)控??制功能，整理論文。2.4單片機(jī)型號(hào)選擇主控制芯片??選????擇ST????C??89????C5??1單片機(jī)????。??ST????C8??9????C51R??C/????RD??+????系列單????片??機(jī)是????ST??C????推出的????新??一代????高速??/????低功耗????/??超強(qiáng)????抗干??擾????的單片????機(jī)??，1????2時(shí)??鐘????/機(jī)器????周??期和????6時(shí)??鐘????/機(jī)器????周??期可????以任??意????選擇，????H??D版????本和??9????OC版????本??內(nèi)部????集成??M????AX8????1??0專????用復(fù)??位????電路。????選??用S????TC??單????片機(jī)的????理??由:????降低??成????本，提????升??性能????，原??有????程序直????接??使用????,硬??件????無需改????動(dòng)??。S????TC??公????司鼓勵(lì)????放??心大????膽選??用????LQF????P??44????小型??封????裝單片????機(jī)??,使????產(chǎn)品??更????小，更????輕??,功????耗更??低????。且具????有??在線????編程??可????擦除技????術(shù)??，當(dāng)????在對(duì)??電????路進(jìn)行????調(diào)??試時(shí)????，由??于????程序的????錯(cuò)??誤修????改或??對(duì)????程序的????新??增功????能需??要????燒入程????序??時(shí)，????不需??要????對(duì)芯片????多??次拔????插，??所????以不會(huì)????對(duì)??芯片????造成??損????壞。最????小??系統(tǒng)????原理圖如圖所示。圖2-1STC89C51單片機(jī)原理圖

系統(tǒng)的硬件部分設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)使用STC8??9C5??1單片??機(jī)、I??SD4??004??、麥克??風(fēng)、喇??叭、按??鈕、按??鍵、L??M38??6功放、藍(lán)牙模塊??和二極??管組成??。設(shè)置??三種播??放模式??，分別??為3種??播放模??式：?jiǎn)??段單次??播放、??單段循??環(huán)播放??、多段??循環(huán)播??放；還??可以通??過按鍵??隨時(shí)錄??音，可??以錄制??4段聲??音，并??可以按??鍵控制??播放和??暫停，??最長(zhǎng)可??以錄制??8分鐘??；同時(shí)??播放的??音量可??以通過??調(diào)節(jié)電??位器改??變。最終實(shí)現(xiàn)功能如下：1.有3種播放模式：?jiǎn)味螁未尾シ?、單段循環(huán)播放、多段循環(huán)播放；2.可以通過按鍵隨時(shí)錄音，可以錄制4段聲音，并可以按鍵控制播放和暫停，最長(zhǎng)可以錄制8分鐘；3.播放的音量可以通過調(diào)節(jié)電位器改變；原理圖如下。圖3-1系統(tǒng)總體原理圖

3.2系統(tǒng)的主要功能模塊設(shè)計(jì)3.2.1ISD4004語音模塊設(shè)計(jì)ISD4004語音芯片??與普通??的錄音??/重放??芯片相??比,??ISD??400??4具有??如下優(yōu)??點(diǎn):首先是??記錄聲??音沒有??段長(zhǎng)度??限制,??并且??聲音記??錄不需??要A/??D轉(zhuǎn)??換和壓??縮。其??次,??快速閃??存作為??存儲(chǔ)介??質(zhì),??無需電??源可保??存數(shù)據(jù)??長(zhǎng)達(dá)1??00年??,重復(fù)??記錄1??000??00次??以上。??此外I??SD4??004??具有記??錄時(shí)間??長(zhǎng)(可??達(dá)16??分鐘??,本??論文采??用的為??8分??鐘的I??SD4??004??語音芯??片)的??優(yōu)點(diǎn)。??最后I??SD4??004??開發(fā)應(yīng)??用具有??所需外??圍電路??簡(jiǎn)單的??優(yōu)點(diǎn)。??基于I??SD4??004??以上的??優(yōu)點(diǎn)，??這也是??我這次論文選擇該語音芯片的原因。原理圖如下。圖3-2語音模塊原理圖3.2.2系統(tǒng)的主要功能模塊設(shè)計(jì)LM386聲音傳感??器原理??:LM??386??是一??種音頻??集成功??率放大??器，具??有自身??功耗低??、更新??內(nèi)鏈增??益可??調(diào)整、??電源電??壓范圍??大、外??接元件??少和總??諧波失??真小等??優(yōu)點(diǎn)。??主要應(yīng)??用于低電壓??消費(fèi)類??產(chǎn)品。??為使外??圍元件??最少,??電壓增??益內(nèi)置??為2??0。在??1??腳和8腳??之間??增加一??只外接??電阻和??電容，??便可將??電壓增??益調(diào)為??20??0以??內(nèi)的任??意值。??LM3??86是??一種音??頻集成??功放，??具有自??身功耗??低、電??壓增益??可調(diào)整??、電源??電壓范??圍大、??外接元??件少和??總諧波??失真小??等優(yōu)點(diǎn)??，廣泛??應(yīng)用于??錄音機(jī)??和收音??機(jī)之中。原理圖如下。圖3-3LM386功放模塊原理圖3.2.3按鍵模塊設(shè)計(jì)本系統(tǒng)用到??按????鍵??，其????中一??個(gè)????用作系????統(tǒng)??手動(dòng)????復(fù)位??，????其余采用????獨(dú)立??按????鍵，該????種??接法????查詢??簡(jiǎn)????單，程????序??處理????簡(jiǎn)單??,????可節(jié)省????C??PU????資源??，????獨(dú)????立??按鍵????分別??與單片??機(jī)的P????3??.0????、P??3????.1、????P??3.????2接??口相????連。??原????理圖如??下所示。圖3-4按鍵模塊原理圖3.2.4LCD1602顯示屏模塊設(shè)計(jì)LCD1602液晶顯示????模??塊是????一款??4????位/8????位??并行????、2??線????或3線????接??口方????式，??內(nèi)????部含有????國(guó)??際一????級(jí)、??二????級(jí)簡(jiǎn)體????中??文字????庫的??圖????形點(diǎn)陣????液??晶模????塊。??該????型號(hào)液????晶??模塊????具有??接????口方式????簡(jiǎn)??單，????指令??操????作便捷????的??特點(diǎn)????，可??構(gòu)????成全中????文??人機(jī)????交互??圖????形界面????。??可顯????示8??*????4行1????6??*1????6點(diǎn)??陣????的行字????，??也可????完成??圖????形顯示????。??LC????D1??602??分為帶????中??文字????庫和??不????帶中文????字??庫兩????種，??有????并行傳????輸??和串????行傳??輸????兩種方????式??通常????并行??速????度快。????從??電源????地開??始????引腳依????次??為：????電源??地????、電源????正??。其????原理圖如下所示。圖3-5LCD顯示屏模塊原理圖3.2.5藍(lán)牙模組模塊設(shè)計(jì)多功能智能錄音筆是一種集錄音、存儲(chǔ)、播放和傳輸?shù)裙δ苡谝惑w的便攜式設(shè)備。為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和遠(yuǎn)程控制，該錄音筆通常會(huì)集成藍(lán)牙模組模塊。以下是對(duì)藍(lán)牙模組模塊的簡(jiǎn)介，涵蓋了功能、特性和應(yīng)用。藍(lán)牙模組模塊簡(jiǎn)介：藍(lán)牙模組模塊是一種集成了藍(lán)牙通信功能的模塊化設(shè)備。它們通常采用標(biāo)準(zhǔn)化的藍(lán)牙協(xié)議棧，如BluetoothClassic或BluetoothLowEnergy（BLE）。藍(lán)牙模組模塊負(fù)責(zé)與其他藍(lán)牙設(shè)備進(jìn)行通信，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和遠(yuǎn)程控制等功能。功能和特性：藍(lán)牙模組模塊提供了與其他藍(lán)牙設(shè)備進(jìn)行無線通信的能力。它們支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接和多點(diǎn)連接，并能夠通過藍(lán)牙協(xié)議與其他設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。具體功能和特性可能會(huì)因不同的模組而有所差異，但常見的功能包括：數(shù)據(jù)傳輸：藍(lán)牙模組模塊可以傳輸錄音文件、音頻數(shù)據(jù)和其他相關(guān)數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)錄音筆與其他設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交互。遠(yuǎn)程控制：通過藍(lán)牙模組模塊，用戶可以使用智能手機(jī)或其他藍(lán)牙設(shè)備遠(yuǎn)程控制錄音筆的功能，如啟動(dòng)錄音、停止錄音、調(diào)節(jié)音量等。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳輸：藍(lán)牙模組模塊可以與內(nèi)部存儲(chǔ)器或外部存儲(chǔ)設(shè)備（如SD卡）進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，實(shí)現(xiàn)錄音文件的存儲(chǔ)和傳輸。電源管理：藍(lán)牙模組模塊通常具有低功耗設(shè)計(jì)，以最大程度地延長(zhǎng)錄音筆的電池壽命。應(yīng)用：藍(lán)牙模組模塊廣泛應(yīng)用于各種便攜式音頻設(shè)備中，包括智能錄音筆。通過集成藍(lán)牙模組模塊，智能錄音筆可以實(shí)現(xiàn)與其他設(shè)備的連接，例如智能手機(jī)、平板電腦或電腦。這樣用戶就能夠方便地管理錄音文件、進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸、遠(yuǎn)程控制和分享錄音內(nèi)容?？偨Y(jié)：藍(lán)牙模組模塊是多功能智能錄音筆設(shè)計(jì)中的重要組成部分。通過藍(lán)牙模組模塊，錄音筆可以與其他設(shè)備進(jìn)行無線通信和數(shù)據(jù)交互，為用戶提供更便捷、靈活的操作和管理方式。選擇適合的藍(lán)牙模組模塊將有助于提高錄音筆的功能性和用戶體驗(yàn)。原理圖如下。圖3-6藍(lán)牙模組模塊原理圖

系統(tǒng)的軟件部分設(shè)計(jì)4.1軟件的主要流程設(shè)置三種播放模式，分別為3種播放模式：?jiǎn)味螁未尾シ拧味窝h(huán)播放、多段循環(huán)播放；還可以通過按鍵隨時(shí)錄音，可以錄制4段聲音，并可以按鍵控制播放和暫停，最長(zhǎng)可以錄制8分鐘；同時(shí)播放的音量可以通過調(diào)節(jié)電位器改變，藍(lán)牙模塊可以吧系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息發(fā)送至云端。隨后app遠(yuǎn)程監(jiān)控。流程圖如下。圖4-1系統(tǒng)總體流程圖

4.2ISD4004語音模塊軟件設(shè)計(jì)當(dāng)系統(tǒng)初始化完成后，開始正常工作。按下錄音按鍵選擇錄音模式，ISD4004語音模塊開始工作，最長(zhǎng)可以錄制八分鐘的音頻。并可以通過按鍵控制隨時(shí)繼續(xù)和暫停錄音。流程圖如下。圖4-2語音模塊工作流程圖

4.3LM386功放模塊設(shè)計(jì)當(dāng)系統(tǒng)初始化完成后，開始正常工作。如果選擇播放模式，LM386功放模塊可以將聲音信號(hào)放大處理，最后播放出來。流程圖如下。圖4-3LM386功放模塊流程圖

4.4按鍵電路模塊軟件設(shè)計(jì)當(dāng)系統(tǒng)初始化完成后，開始正常工作。可以通過觸摸按鍵電路選擇錄音模式和播放模式，錄音和播放時(shí)都可以選擇繼續(xù)或暫停。流程圖如下。圖4-4按鍵模塊流程圖

4.5顯示屏模塊設(shè)計(jì)當(dāng)單片機(jī)初始化完成后，系統(tǒng)開始正常工作。顯示屏?xí)盏絹碜詥纹瑱C(jī)的數(shù)據(jù)信息，并顯示出來，方便使用查看。工作流程圖如下。圖4-5顯示屏模塊流程圖

4.6藍(lán)牙模組模塊軟件設(shè)計(jì)當(dāng)系統(tǒng)初始化成功后，開始正常工作。藍(lán)牙模組模塊將獲取來自單片機(jī)的系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)時(shí)信息，例如當(dāng)前播放音頻信息和選擇工作模式等。隨后手機(jī)app上位機(jī)可從云端獲取這些信息進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。流程圖如下。圖4-6藍(lán)牙模組模塊流程圖

系統(tǒng)測(cè)試5.1系統(tǒng)實(shí)物圖基于單片機(jī)的多功能智能錄音筆設(shè)計(jì)是一個(gè)涵蓋錄音、存儲(chǔ)、播放和傳輸?shù)裙δ艿闹悄芑O(shè)備。在設(shè)計(jì)完成后，進(jìn)行實(shí)物測(cè)試是確保其功能和性能正常運(yùn)行的重要步驟。以下是對(duì)基于單片機(jī)的多功能智能錄音筆設(shè)計(jì)的實(shí)物測(cè)試的簡(jiǎn)要介紹。在實(shí)物測(cè)試中，首先進(jìn)行硬件功能測(cè)試。這包括錄音功能的測(cè)試，確保錄音質(zhì)量清晰穩(wěn)定，同時(shí)檢查麥克風(fēng)和音頻輸入輸出接口的工作狀態(tài)。同時(shí)，測(cè)試存儲(chǔ)功能，確認(rèn)錄音文件的保存和讀取過程是否正確無誤。還需要測(cè)試播放功能，確保錄音文件能夠正常播放，音頻輸出質(zhì)量符合要求。接下來，進(jìn)行軟件功能測(cè)試。這包括對(duì)錄音筆控制單元的測(cè)試，確保各個(gè)按鍵和功能按鈕的響應(yīng)正常，能夠?qū)崿F(xiàn)啟動(dòng)錄音、停止錄音、調(diào)整音量等操作。同時(shí)，測(cè)試遠(yuǎn)程控制功能，通過藍(lán)牙模塊與其他設(shè)備進(jìn)行通信，確認(rèn)遠(yuǎn)程控制指令能夠準(zhǔn)確傳輸和執(zhí)行。此外，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸測(cè)試，確保錄音文件可以通過藍(lán)牙或其他傳輸方式與其他設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。另外，進(jìn)行電源管理測(cè)試。測(cè)試錄音筆在正常使用和待機(jī)狀態(tài)下的電池壽命和功耗，確保其能夠滿足長(zhǎng)時(shí)間使用的需求。最后，進(jìn)行整體功能和性能測(cè)試。綜合測(cè)試錄音、存儲(chǔ)、播放、傳輸和控制等功能，確保整個(gè)智能錄音筆系統(tǒng)能夠正常工作，并滿足設(shè)計(jì)要求和用戶期望。在測(cè)試過程中，需要記錄和分析測(cè)試結(jié)果，發(fā)現(xiàn)并修復(fù)可能存在的問題。對(duì)于發(fā)現(xiàn)的問題，可能需要調(diào)整硬件電路、修改軟件代碼或優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)置。系統(tǒng)元器件擺放和引腳焊接圖，如圖5-1。圖5-15.2測(cè)試原理開機(jī)，按下最右側(cè)按鍵進(jìn)入錄音模式，如圖5-2。圖5-2按下左側(cè)按鍵開始錄音，右側(cè)按鍵停止錄音，如圖5-3。圖5-3按下最右側(cè)按鍵開始第二段錄音，一共可以錄四段錄音，如圖5-4。圖5-4

總結(jié)與展望6.1總結(jié)在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，硬件方面主要設(shè)計(jì)了STC89C51單片機(jī)的最小系統(tǒng)、ISD4004語音模塊接口電路、LM386功放模塊接口電路、按鍵電路、麥克風(fēng)接口電路。軟件方面借助各個(gè)渠道的資料，主要設(shè)計(jì)聲音信號(hào)接收程序、聲音信號(hào)處理程序、按鍵觸發(fā)程序。系統(tǒng)的調(diào)試主要是通過一塊STC89C51開發(fā)板，再借助于Keil5以及自己搭建的電路實(shí)現(xiàn)的。分部調(diào)試時(shí)偶爾會(huì)出現(xiàn)一些問題但解決方案都有跡可循。此系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)檢測(cè)后不需要人為干預(yù)，自動(dòng)進(jìn)行操作。節(jié)省了大量人力資源，方便人們生活。6.2展望此次設(shè)計(jì)的智能錄音筆實(shí)現(xiàn)了可以多次錄音以及每次錄音時(shí)長(zhǎng)最多可達(dá)到八分鐘的功能，但可以在此基礎(chǔ)上增加聲控錄音和電話錄音的功能。聲控錄音和電話錄音功能是比較重要的，聲控錄音可以在沒有聲音信號(hào)時(shí)停止錄音，有聲音信號(hào)時(shí)恢復(fù)工作，延長(zhǎng)了錄音時(shí)間，也更省電，相當(dāng)有用。電話錄音功能則為電話采訪及記事提供了方便。除此之外還應(yīng)有錄音標(biāo)記功能，對(duì)錄音數(shù)據(jù)的管理效率比較高，這也是相當(dāng)重要的。此次設(shè)計(jì)的預(yù)計(jì)功能已全部實(shí)現(xiàn)其他功能的實(shí)現(xiàn)有待日后改進(jìn)。

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