【正文】 多功能復(fù)讀機(jī)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn) 摘要 07 級計算機(jī)應(yīng)用二班 王賢 1 摘要 本次畢業(yè)設(shè)計的主要目的是設(shè)計并制作一個具有錄音、放音、計時、語音播報和數(shù)碼管顯示的多功能復(fù)讀機(jī)。 設(shè)計階段主要完成了以下功能模塊：提示語音模塊：接通電源后自動播放一段音樂和錄制的提示語音；倒計時模塊：按下錄音鍵， LED 鍵盤模組的第 6 個數(shù)碼管進(jìn)行倒計時，依次顯示 1，間隔為一秒鐘；錄音與計時模塊：倒計時完成（即 1 消失后），操作者可利用麥克風(fēng)進(jìn)行語音錄入，同時，計數(shù)器開始計時，此時間為錄音的時長；語音播報與顯示模塊：按下停止鍵，錄音停止，并語音播報錄音的時長，并在數(shù)碼管上顯示錄音的時長；放音模塊：按 下回放鍵可以回放剛才的錄音。該復(fù)讀機(jī)在功能上有所更新，除了具備基本的錄音、放音功能外，還能播放音樂和提示語音，計時器可記錄錄音的時長，并利用外接的 LED鍵盤模組進(jìn)行顯示，倒計時功能能夠提醒用戶適當(dāng)?shù)匿浺魰r刻，解決了一按錄音鍵就開始錄音而導(dǎo)致聲音無法完全錄入的問題。 本次畢業(yè)設(shè)計選用凌陽 SPCE061A 單片機(jī)， SPCE061A 的語音處理功能是由凌陽公司自行開發(fā)的具有音頻編解碼及各種語音壓縮算法實(shí)現(xiàn)的。 其 CPU 內(nèi)核采用凌陽推出的μ’nSP （ Microcontroller and Signal Processor） 16 位微處理器芯片。凌陽單片機(jī)可以做控制，也可以完成數(shù)據(jù)信息的處理，尤其是語音識別上，有自己的特色。 各種算法相應(yīng)的程序模塊存放在語音算法庫 SCAMLIB 中 , 使用時只需調(diào)用相應(yīng)的模塊就可方便地實(shí)現(xiàn)語音合成、語音播放、錄音、識別等功能 。 凌陽單片機(jī)還采用了 SOC 理念，一顆芯片就是一個系統(tǒng)，把傳統(tǒng)單片機(jī)學(xué)要擴(kuò)展的 AD、 DA、存儲器等器件都做到了芯片內(nèi)部，方便了單片機(jī)的學(xué)習(xí)和項(xiàng)目開發(fā)。 本次設(shè)計主要完成了以下任務(wù)：學(xué)習(xí) 61板和焊接的相關(guān)知識；利用《 Protel 99SE》完成了電路原理圖和印制電路板的設(shè)計 ；獨(dú)立焊接了電路板所有元器件，并順利通過測試和自檢；根據(jù)指導(dǎo)教師分配的任務(wù)完成了程序編寫、修改、調(diào)試、下載，最終完成預(yù)期目標(biāo)。 關(guān)鍵字：凌陽 16位單片機(jī)、復(fù)讀機(jī)、計時、語音播報、數(shù)碼顯示。 多功能復(fù)讀機(jī)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn) 目錄 07 級計算機(jī)應(yīng)用二班 王賢 2 目錄 摘要 ................................................................................... 1 目錄 ................................................................................... 2 第一章 引言 ............................................................................ 3 第二章 概要設(shè)計 ........................................................................ 4 ....................................................................... 4 ....................................................................... 4 ..................................................................... 4 ................................................................. 5 ....................................................................... 6 壓縮分類 ................................................................. 6 凌陽常用的音頻形式和壓縮算法 ............................................. 6 壓縮工具 ................................................................. 7 第三章 詳細(xì)設(shè)計 ........................................................................ 8 ....................................................................... 8 Protel 99SE 簡介 ......................................................... 8 電路原理圖設(shè)計 ........................................................... 8 PCB布局布線規(guī)則 .............................................................. 13 印制電路板設(shè)計主要事項(xiàng) ........................................................ 14 電路板焊接 .................................................................... 14 LED模組介紹 .................................................................. 16 ...................................................................... 18 C 語言簡介 .............................................................. 18 凌陽 μ ’nSP ?匯編語言 ................................................... 18 凌陽 unSPIDE184集成開發(fā)環(huán)境簡介 ............................................... 19 程序設(shè)計 ...................................................................... 21 主程序模塊 .............................................................. 21 語音提示 ................................................................ 22 倒計時 .................................................................. 25 錄音計時和時長播報 ...................................................... 26 錄音時長顯示 ............................................................ 27 附加功能 ................................................................ 28 程序下載 ................................................................ 28 總結(jié) .................................................................................. 30 致謝 .................................................................................. 31 參考文獻(xiàn) .............................................................................. 32 附錄 .................................................................................. 33 第一章 引言 3 第一章 引言 單片微型計算機(jī)又稱單片微控制器，是微型計算機(jī)發(fā)展中的一個重要分支，其發(fā)展十分迅速。單片機(jī)由于具有高可靠性、集成度高、價格低廉和容易產(chǎn)品化等特點(diǎn)，因此在智能儀器儀表、醫(yī)療器械、工業(yè)實(shí)時控制、智能終端、通信設(shè)備汽車和家用電器等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 集成化性能的發(fā)展越來越明顯的競爭優(yōu)勢也成為諸多商家眼中不可錯失的商機(jī)。其中，凌陽科技有限公司推出的凌陽十六位單片機(jī) u’nSP? 以迅雷不及掩耳的速度 占據(jù)了廣闊的市場。其應(yīng)用領(lǐng)域也逐漸由傳統(tǒng)的控制，擴(kuò)展為控制處理、數(shù)據(jù)處理及數(shù)字信號處理（ DSP,Digital Signal Processing）等領(lǐng)域。該單片機(jī)采用現(xiàn)代電子技術(shù) —— 片上系統(tǒng)SOC（ system on a chip）技術(shù)設(shè)計而成，內(nèi)部集成有 ADC、 DAC、 PLL、 AGC、 DTMF、 LCD DRIVER等電路。采用精簡指令集（ RISC），指令周期均以 CPU時鐘數(shù)為單位。此外內(nèi)置有 16位硬件乘法器和加法器，并配有 DSP擁有的特殊指令，大大的加快了各種演算法的運(yùn)行速度。 根據(jù)本次畢業(yè)設(shè)計的要求， 我們選擇了凌陽公司的 SPCE061A單片機(jī)，它在 語音播放和語音識別方面很有特色。 它主要包括輸入 /輸出端口，定時器 /計數(shù)器，數(shù) /模轉(zhuǎn)換，模 /數(shù)轉(zhuǎn)換，串行設(shè)備輸入輸出，通用形串行接口，低電壓監(jiān)測和復(fù)位等部分，并且內(nèi)置在線仿真電路ICE 接口，較高的處理速度其能夠快速的處理復(fù)雜的數(shù)字信號。 而且它的體積小，采用電池供電，方便隨身攜帶。 本次設(shè)計從原理圖的繪制（包括元件符號的繪制等）， PCB板的繪制（包括部局布線，規(guī)則檢測等），電路板的焊接，程序編寫，硬件測試，軟件測試到最后實(shí)現(xiàn)功能的整個過程都要求自己完成。 本次設(shè) 計需要學(xué)習(xí)并掌握單片機(jī)應(yīng)用接口技術(shù)、凌陽 SPCE061A單片機(jī)的原理、結(jié)構(gòu)。在《凌陽十六位單片機(jī)原理》、《 C 語言程序設(shè)計》、《匯編語言設(shè)計》、《單片機(jī)原理與接口設(shè)計》、《 Protel 99 se 印制電路板原理》等課程的基礎(chǔ)上，依次完成閱讀 整理資料、電 路原理圖 設(shè)計、 印制電路板設(shè)計、元件的 安裝 焊接、硬件測試、程序調(diào)試、撰寫論文等任務(wù)，以達(dá)到 初步掌握工程設(shè)計方法和實(shí)踐的基本技能，逐步熟悉 電子產(chǎn)品開發(fā) 的步驟和方法 ，強(qiáng)化 綜合運(yùn)用理論知識解決實(shí)際問題的能力 ，在 電 子電 路 設(shè)計和 應(yīng)用方面的 能力 ， 培養(yǎng) 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng) 。 本論文主 要介紹了如何用 C語言 、凌陽匯編語言編程實(shí)現(xiàn)多功能 復(fù)讀機(jī)以及 在調(diào)試過程中遇到的問題和解決方案。 第二章 概要設(shè)計 4 第二章 概要 設(shè)計 設(shè)計要求 （ 1） 接通電源后自動播放一段音樂和自己錄制的提示語音。 （ 2） 按下 錄音 鍵后，鍵盤模組的第 6個數(shù)碼管進(jìn)行倒計時，依次顯示 1間隔為一秒鐘。 （ 3） 倒計時完成后（即 1消失后），可對準(zhǔn)麥克風(fēng)進(jìn)行錄音，按下 停止 鍵錄音停止，并語音播報錄音的時間。 （ 4） 按下 回放 鍵可回放剛才的錄音。 需求分析 用凌陽 SPCE061A單片機(jī)實(shí)現(xiàn)具備錄音、計時、放音功能的多功能復(fù)讀機(jī)?？赏ㄟ^硬件控 制錄，放，也就是通過 SPCE061A的四個按鍵來實(shí)現(xiàn)。在接通電源開機(jī)時自動播放一段語音和提示音，待系統(tǒng)進(jìn)入后通過按鍵控制，該單片機(jī)將在按鍵的作用下實(shí)現(xiàn)其錄音，放音的功能，外接硬件 LED模塊可顯示其錄音時長。 可行性報告 本次設(shè)計我們需要完成復(fù)讀機(jī)功能，經(jīng)過需求分析，我們選擇使用 SPCE061A。它具有以下特點(diǎn)： （ 1） 體積小、集成度高、可靠性好且易于擴(kuò)展； （ 2） 具有較強(qiáng)的中斷處理能力； （ 3） 高性能價格比； （ 4） 功能強(qiáng)、效率高的指令系統(tǒng)； （ 5） 低功耗、低電壓； 經(jīng)驗(yàn)證， SPCE061A具備 8通道 10位 ADC 輸入功能 ,內(nèi)置的具有自動增益控制的麥克風(fēng)輸入功能 ,雙通道 10位 DAC 音頻輸出功能及 A、 B 兩個 I/O口輸入輸出功能。凌陽 SPCE061A單片機(jī)功能對本次畢業(yè)設(shè)計所需是完全滿足的，所以在技術(shù)上是完全可行的。 第二章