基于單片機(jī)的語(yǔ)音錄放器設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧
2024-10-21 02:41 本頁(yè)面
【正文】 .......................... 22 附錄一：使用說(shuō)明書 ..................................................................................................... 22 附錄二：元器件及材料清單 .......................................................................................... 23 華北科技學(xué)院課程設(shè)計(jì) 1 基于 APR9600的語(yǔ)音錄放器設(shè)計(jì) 報(bào)告 一、 設(shè)計(jì)要求 選擇適當(dāng)?shù)恼Z(yǔ)音芯片， 在這里 本設(shè)計(jì)采用一塊 APR9600 語(yǔ)音芯片 為電路的核心，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)錄音和放音的功能。使用功放芯片 JRC386Ｄ進(jìn)行音頻放大，以提高音量。語(yǔ)音錄放電路在日常生活中應(yīng)用廣泛，如電話的留言應(yīng)答，游戲機(jī)、玩具錄放音，鐘表報(bào)時(shí)，用于報(bào)警、售貨、家用電器控制，等等。本設(shè)計(jì)電路控制簡(jiǎn)單，音質(zhì)好、音量大，可多次錄放音，可移植性強(qiáng)，稍作改動(dòng)就可以應(yīng)用到其它領(lǐng)域。 本設(shè)計(jì)的原理是 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，采用模塊化設(shè)計(jì)。主要有語(yǔ)音芯片模塊、控制模塊、電源模塊、輸入輸出模塊和音頻功放模塊，添加適當(dāng) 的外圍電路，使之能夠協(xié)調(diào)工作，達(dá)到較好的錄放音效果。設(shè)計(jì)框圖如圖 1所示 ： 圖 1 語(yǔ)音錄放器 基本模塊方框圖 方案以語(yǔ)音芯片為核心，采用話筒輸入音頻信號(hào)進(jìn)行錄音，通過(guò) 開關(guān)和 按鍵控制錄音、放音和錄音、放音時(shí)的相應(yīng)模式，由于語(yǔ)音芯片推動(dòng)的音頻功放較小，為了加大音量增加一級(jí)音頻功放，聲音通過(guò)揚(yáng)聲器輸出。 音頻功放和語(yǔ)音芯片公用一個(gè)電源。 控制 電路 話筒 輸入 語(yǔ)音芯片 音頻功放 揚(yáng)聲器 電 源 華北科技學(xué)院課程設(shè)計(jì) 2 二、 設(shè)計(jì)目的 本設(shè)計(jì)采用一塊 APR9600 語(yǔ)音芯片為電路的核心，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)錄音和放音的功能。 并將本設(shè)計(jì)最終的產(chǎn)品用于日常生活中， 如電話的留言應(yīng)答，游戲機(jī)、玩具錄放音，鐘表報(bào)時(shí) ，用于報(bào)警、售貨、家用電器控制，等等 。 三、設(shè)計(jì)的具體實(shí)現(xiàn) （ 1）語(yǔ)音芯片選擇 方案一：采用 ISD 系列語(yǔ)音芯片。美國(guó) ISD 公司生產(chǎn)的系列語(yǔ)音芯片使用范圍最廣，相關(guān)的設(shè)計(jì)資料也容易找到，但是 ISD 系列芯片價(jià)格高，每片大概需要50 元，錄放控制也比較復(fù)雜 ， 在 ISD 芯片中要實(shí)現(xiàn)某鍵對(duì)某段的多段并行控制是十分 困難 的，一般需要大量的二極管譯碼陣或單片機(jī)來(lái)輔助實(shí)現(xiàn)，另外在分段錄音時(shí)也存在很多困難 。 方案二：采用 APR 系列芯片。 APR 系列芯片是臺(tái)灣地區(qū)生產(chǎn)的模擬存儲(chǔ)芯片，和 ISD 語(yǔ)音芯片的功能大致相同， 但價(jià)格便宜，每片大概 15 元，錄放控制也比較容易， 每段都有對(duì)應(yīng)的鍵控制，按哪一鍵就錄、放哪一段，而且可以方便地對(duì)任意一段重新錄音不影響其它段、對(duì)任意一段循環(huán)放音等。 綜合考慮兩種芯片的優(yōu)缺點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用便宜、便于控制的 APR9600 語(yǔ)音芯片。 （ 2）音頻功放選擇 由于 APR9600 的內(nèi)置音頻功放的功率只有 （揚(yáng)聲器接 16Ω），聲音大概和普通程控電話的免提相當(dāng)，為了獲得較大的聲音，本設(shè)計(jì)外加一級(jí)功率放大。 方案一：采用模擬集成低壓音頻功率放大器。采用集成音頻功放可以把外圍器件減到最少，可以在一定程度 上減少噪聲輸入，也可以方便的進(jìn)行增益調(diào)節(jié)，價(jià)格也不貴，常用的有 LM系列和 JRC 系列低壓音頻功放。 方案二：采用模擬電路實(shí)現(xiàn)。一般情況下會(huì)采用甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路，這樣就需要 至少四個(gè)低噪聲三極管和兩個(gè)二極管，要實(shí)現(xiàn)增益調(diào)節(jié)，元器件會(huì)更多，這樣大大增加了焊接的難度，引入噪聲的機(jī)會(huì)也更多。 華北科技學(xué)院課程設(shè)計(jì) 3 仔細(xì)比較兩種方案后，本設(shè)計(jì)采用方案一，用最容易買到 JRC386D 模擬低壓集成音頻功放來(lái)實(shí)現(xiàn)音頻放大。 （ 3）電源選擇 查找資料得知， APR9600 的工作電壓為 ~，典型值為 5V； JRC386D的工作電壓為 4~12V，典型值為 6V?？紤]到兩者的電壓要求，電源選擇為 6V。 方案一：采用自制整流電源， 采用自制整流電路 .這種方法簡(jiǎn)單可行 ,可以得到精確的 電壓值 ,而且穩(wěn)定度高 ,可以長(zhǎng)期使用 ，但是造價(jià)比較高，要１５元左右才能實(shí)現(xiàn) 。也可以讓自己所學(xué)的知識(shí)在實(shí)踐中得到很好的運(yùn)用 .其方框圖如圖 2所示 : 圖 2 整流電路方框圖（整流電路部分使用三端穩(wěn)壓器 7806） 方案二：購(gòu)買 6Ｖ電源。市場(chǎng)可以買到６Ｖ電源，但是價(jià)格在１０元左右，穩(wěn)壓性能也不是很好。 方案三：采用４節(jié)５號(hào)電池串聯(lián) 供電。 這種方法簡(jiǎn)單易行，價(jià)格 也不高 ，但是 電池的內(nèi)阻會(huì)隨著電池的放電而迅速增大 ，使用時(shí)必須考慮到。 APR9600 芯片要求供電穩(wěn)定，避免引入交流噪聲，使用市面上買的開關(guān)電源顯然不合適，自制整流濾波電源造價(jià)又較高，所以最終選擇方案三，在使用時(shí) 去耦電路使內(nèi)阻降低 ，效果還是可以得到保證的。 （ 4）控制模塊選擇 APR9600 要實(shí)現(xiàn)串、并行錄放控制，進(jìn)行復(fù)位操作和模式選擇需要大量的開關(guān)，考慮 各引腳觸發(fā)方式，使用頻度 的區(qū)別， 對(duì)模式控制引腳的控制采用指撥開關(guān)，對(duì)錄放段操作引腳 的控制采用按鍵開關(guān)。 （ 5）音 頻輸入 、輸出 模塊 APR9600 芯片錄音時(shí)的 外部音頻信號(hào)可以通過(guò)話筒和線路兩種方式進(jìn)入， 如果信號(hào)幅度在 100mV 左右即可直接進(jìn)入線路輸入端 ，本設(shè)計(jì)采用普通的駐極體話220v 電源 變壓器 整流電路 5V 輸出 華北科技學(xué)院課程設(shè)計(jì) 4 筒輸入音頻信號(hào)。 音頻功放輸出級(jí)采用 4Ω 小喇叭輸出聲音。 2. 系統(tǒng)的最終實(shí)現(xiàn)方案 比 較、分析、論證后得到系統(tǒng)的最終實(shí)現(xiàn)方案。語(yǔ)音芯片采用 APR9600，音頻功放采用 JRC386D 模擬集成塊，電源使用 4 節(jié)干電池串聯(lián)而成的直流電源，采用指撥開關(guān)和按鍵開關(guān)對(duì)電路進(jìn)行控制，用普通駐極體話筒實(shí)現(xiàn)音頻輸入，普通 4Ω 喇叭輸出聲音。 四 、 單元電路設(shè)計(jì) 電路 APR9600 是 中國(guó)臺(tái)灣地區(qū) 近年 推出的低成本、多功能語(yǔ)音錄放器件，其錄放時(shí)間為 40～ 80s。它除了具有常規(guī) 串、并行模式錄放 的直接存取模式的分段功能外，還具有獨(dú)特的磁帶操作模式，即順序存取多段可變長(zhǎng)度信息功能，因而廣泛應(yīng)用在低成本的玩具、便攜式消費(fèi)產(chǎn)品中 。 APR9600 具有高品質(zhì)的語(yǔ)音錄放特性，同時(shí)又具備多種手動(dòng)控制方式，外圍電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，價(jià)格也十分低廉，其在工業(yè)控制、家電、電化教育、游藝等產(chǎn)品、系統(tǒng)中將會(huì)有廣泛的應(yīng)用前景。 語(yǔ)音芯片外部特征 （ 1） APR9600 語(yǔ)音芯片外觀 APR9600 采用 28腳雙列直插式塑料封裝，其外形如圖 3 所 示。 圖 3 APR9600語(yǔ)音芯片外形圖 圖 4 APR9600語(yǔ)音芯片引腳圖 （ 2）引腳及其功能 APR9600 語(yǔ)音芯片的引腳如圖 4 所示， APR9600 語(yǔ)音芯片 的 引腳對(duì)應(yīng)的功能 如 表 1 所示。 華北科技學(xué)院課程設(shè)計(jì) 5 管腳 功能 管腳 功能 /M1 第一段控制或連續(xù)錄放控制（低電平有效） 1 SP 外接喇叭負(fù)端 /M2 第二段控制或快進(jìn)選段控制（低電平有效） 1 VCCA 模擬電路正電源 /M3 第三段控制（低電平有效） 1 MICIN 話筒輸入端 /M4 第四段控制（低電平有效） 1 MICREF 話筒輸入基準(zhǔn)端 /M5 第五段控制（低電平有效） 1 AGC 自動(dòng)增益控制端 /M6 第六段控制（低電平有效） ANAIN 線路輸入端 OSCR 振蕩電阻 2ANAOUT 線路輸出端（話筒放大器輸出端） /M7 第七 段控制及片溢出指示（低電平有效） 2 STROBE 工作期間閃爍指示燈輸出端 （低電平有效） /M8 第八段控制（低電平有效）及操作模
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