【正文】 單片機(jī)原理課程設(shè)計(jì) 公交車語音報(bào)站系統(tǒng)設(shè)計(jì) 班級：＿＿＿＿＿＿＿ 學(xué)號：＿＿＿＿＿＿＿ 姓名：＿＿＿＿＿＿＿ 同組：＿＿＿＿＿＿＿ 日期：＿＿＿＿＿＿＿ 一． 工作原理 1. 人類語音基本概念 語音 即 語言 的聲音，是 語言符號 系 統(tǒng)的載體。它由人的發(fā)音器官發(fā)出，負(fù)載著一定的語言意義。語言依靠語音實(shí)現(xiàn)它的社會功能。語言是音義結(jié)合的符號系統(tǒng)，語言的聲音和語言的意義是緊密聯(lián)系著的，因此，語言雖是一種聲音，但又與一般的 聲音 有著本質(zhì)的區(qū)別． 語音是人類發(fā)音器官發(fā)出的具有區(qū)別意義功能的聲音，不能把語音看成純粹的自然物質(zhì)；語音是最直接地記錄思維活動的符號體系，是語言交際工具的聲音形式。 語音的物理基礎(chǔ)主要有 音高 、音強(qiáng)、音長、音色，這也是構(gòu)成語音的四要素。音高指 聲波 頻率，即每秒鐘振動次數(shù)的多少；音強(qiáng)指聲波振幅的大?。灰糸L指聲波振動持續(xù)時(shí)間的長短，也稱為 時(shí)長 ；音色指聲音的特色和本質(zhì)，也稱作 音質(zhì) 。 人對聲音的感覺有一定 頻率范圍 ，大約每秒鐘振動 20 次到 20210 次范圍內(nèi)，即頻率范圍是 20Hz20210Hz，如果物體振動頻率低于 20Hz 或高于 20210Hz 人耳就聽不到了，高于 20210Hz 的頻率就叫做 超聲波 ，而低于 20Hz 的頻率就叫做次聲波 。所以說不是所有物體的振動所發(fā)出的聲音我們都能聽到的。另外要能聽到聲音也必須有傳播聲音的介質(zhì)。 2. 錄音、放音 基本原理： ISD1420 語音芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 前置放大器對通過麥克風(fēng)送入的語音信號進(jìn)行放大，并受自動 增益電路 AGC 控制，保證輸入信號大小變化時(shí)不失真。前置放大器輸出的信號 可通過電容耦合送入 信號放大器，也可通過電容耦合直接輸入其他模擬信號，如錄音機(jī)等的線路輸出，輸入信號典型值為 50mv（峰值）。 信號 放大器輸出送入濾波器，在采樣時(shí)鐘和模擬收發(fā)器控制下進(jìn)行比較采樣，存入不易失真模擬存貯器單元。 （錄音） 錄入信號輸出經(jīng)濾波器，輸出放大器送到揚(yáng)聲器引腳 SP+、 SP，從而完成語音的重放。 （放音） 地址線經(jīng)緩存器、譯碼器控制管理存儲單元，控制邏輯控制芯片的錄、放和觸發(fā)控制以及輸出指示等。 內(nèi)部時(shí)鐘及定時(shí)器、采樣時(shí)鐘為采樣等提供時(shí)鐘脈沖信號。 3. 基本 設(shè)計(jì)思想 : (1) 手動控制方式，通過 B1 區(qū)按鍵 REC 錄制四個站的站名，通過按鍵 PLAY、 PLAYL 放音 (2)MCU 控制方式，通過 G6 區(qū) 8 個按鍵控制錄放音： 14 號鍵錄制每個站站名各 5 秒 。然后通過 58 號鍵分別放出，放音內(nèi)容分別對應(yīng) 14 號鍵錄制的四個站站名。 二 ． 硬件電路設(shè)計(jì) 1. 主要部件的選用及工作原理 ISD1420 語音存儲模塊 IISD1420 封裝引腳步圖 電源（ VCCA， VCCD）芯片內(nèi)部的模擬和數(shù)字電路使用不同的電源總線，并且分別引到外封裝上， 這樣可使噪聲最小。模擬和數(shù)字電源端最好分別走線，盡可能在靠近供電端處相連，而去耦電 容應(yīng)量靠近芯片。 地線（ VSSA， VSSD）芯片內(nèi)部的模擬和數(shù)字電路也使用不同的地線，這兩個腳最好在引腳焊盤上 相連。 錄音（ /REC）低電平有效。只要 /REC 變低（不管芯片處在節(jié)電狀態(tài)還是正在放音），芯片即開始錄 音。錄音期間， /REC 必須保持為低。 /REC 變高或內(nèi)存錄滿 后，錄音周期結(jié)束，芯片自動寫入一個信息結(jié)束標(biāo)志（ EOM），使以后的重放操作可發(fā)及時(shí)停止。之后芯片自動進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)。 注： /REC 的上升沿有 50 毫秒防顫，防止芯片自動進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)。 邊沿觸發(fā)放音（ /PLAYE）此端出現(xiàn)下降沿時(shí)，芯片開始放音。放音持續(xù)到 EOM 標(biāo)志或內(nèi)存結(jié)束，之后芯片自動進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)。開始放音后，可以釋放 /PLAYE。 電平觸發(fā)放音（ /PLAYL）此端出現(xiàn)下降沿時(shí)，芯片開始放音。放音持續(xù)至端回到高電平，遇到 EOM 標(biāo)志，或內(nèi)存結(jié)束。放音結(jié)束后芯片自動進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)。 注：放音過程中當(dāng)遇到 EOM 或內(nèi)存結(jié)束時(shí)，如果 /PLAYE 或 /PLAYL 仍處在高電平，芯片雖然也進(jìn)入節(jié)電狀態(tài) (內(nèi)部震蕩器和時(shí)鐘停止工作），但是由于芯片沒有對 /PLAYE 和 /PLAYL 的上升沿進(jìn)行消顫，隨后在這兩個引腳 上出現(xiàn)的下隆沿（例如釋放按鍵時(shí)的抖動）都會觸發(fā)放音。 錄音指示（ /RECLED）處于錄音狀態(tài)時(shí)，此端為低，可驅(qū)動 LED。此外，放音遇到 EOM 標(biāo)志時(shí)， 此端輸出低電平脈沖。 話筒輸入（ MIC）此端邊至片內(nèi)前置放大器。片內(nèi)自動增益控制電路（ AGC）將前置增益控制在 15至 24dB。外接話筒應(yīng)通過串聯(lián)電容耦合 到此端。耦合電容值和此端的 10KΩ輸入阻抗決定了芯 片頻帶的低頻截止點(diǎn)。 話筒參考（ MIC REF）此端是前置放大器的反向輸入。當(dāng)以差分形式連接話筒時(shí)，可減小噪聲，提高共模抑制比。自動增益控制（ AGC） AGC 動態(tài)調(diào)節(jié)器整前置境益以補(bǔ)償話筒輸入電平的寬幅變化，使得錄制變 化很大的音量（從耳語到喧嘩囂聲）時(shí)失真都能保持最小。響應(yīng)時(shí)間取決于此端的 5KΩ輸入阻抗和外接的對地電容（即線路圖中的 C6）的時(shí)間常數(shù)。釋放時(shí)間取決于此端外接的并聯(lián)對地電容和電阻（即線路圖中 R5和 C6）的時(shí)間常數(shù)。 470KΩ和 的標(biāo)稱值在絕對大多數(shù)場合下可獲得滿意的效果。 模擬輸出（ ANA OUT）前置放大器輸出。前置電壓增益取決于 AGC端的電平。 模擬輸入（ ANA IN）此端即芯片錄音的輸入信號。對話筒輸入來說， ANA OUT 端應(yīng)通過外接電容連至本端。該電容和本端的 3KΩ輸入阻抗給出了芯片頻帶的附加低端截止頻率。其它音源可通過交流耦合直接連至本端。 喇叭輸出（ SP+、 SP）這對輸出端能驅(qū)動 16Ω以上的喇叭。單端使用時(shí)必須在輸出端和喇叭間接 耦合電容，而雙端輸出既不用電容又能將功率提高 4 倍。錄音時(shí)，它們都呈高阻態(tài)；節(jié)電模式下 ，它們保持為低電平。 外部時(shí)鐘（ XCLK）此端內(nèi)部有下拉元件，不用時(shí)應(yīng)接地。芯片內(nèi)部的采樣時(shí)鐘在出廠前已調(diào)校， 保證了標(biāo)稱的最小錄音時(shí)間。商業(yè)級芯片在整個溫度各電壓范圍內(nèi)，頻率變化在 +%內(nèi) ,并保 證最小錄放時(shí)間，所以有些芯片的錄放時(shí)間比標(biāo)稱的值稍大。工業(yè)級芯片在整個溫度和電壓范 圍內(nèi)， 頻率變化在 +5%內(nèi)，建議使用穩(wěn)壓電源。若要求更高精度或系統(tǒng)同步，可從本端輸入外 部時(shí)鐘，頻率如表 21“外部鐘頻 ”所示。由于內(nèi)部的防混淆及平滑濾波器已設(shè)定，幫上述持 薦的時(shí)鐘頻率不應(yīng)改變。輸入時(shí)鐘的占空比無關(guān)緊要， 因?yàn)閮?nèi)部首先進(jìn)行了分頻。 地址（ A0 ~A7）地址端有兩個作用，取決于最高（ MSB）兩位 A A6 的狀態(tài)。當(dāng) A7或 A6有一個 為 0時(shí)，所有輸入均釋放為地址位，作為當(dāng)前錄放操作的起始地址。地址端只用輸入，不輸出 操作過程的內(nèi)部地址信息。地址在 /PLAYE、 /PLAYL、或 /REC 的下降沿鎖存。 2. 電路圖 三．匯編語言程序設(shè)計(jì) 1. 程序流程圖 2. 匯編語言設(shè)計(jì) NAME ISD1420 。語音模塊操作子程序 PUBLIC ISD_INIT,ISD_MODE,ISD_REC,ISD_PLAY,ISD_STOP 。ISD1420 連接設(shè)置 REC BIT 。錄音接口 PLAYE BIT 。電平觸發(fā)放音接口 PLAYL BIT 。邊沿觸發(fā)放音接口 ISDCOMM XDATA 0F000H 。錄放音地址 /操作模式輸入地址 ,0F000H 是接到 CS1 上的地址 ISD