【正文】 目 錄 [摘要 ] Abstract………………………………………………………………………… (2) 引言……………………………………………………………………………… (2) 一 . AT89C2051概述……………………………………………………………… (2) (－ ).單片機(jī)概述………………………………………………………………… (2) (二 )AT89C51單片機(jī)……………………………………………………………… (3) 主要性能……………………………………………………………………… (3) 引腳功能說(shuō)明…………………………… …………………………………… (4) 二 .語(yǔ)音芯片……………………………………………………………………… (12) 語(yǔ)音芯片的概述……………………………………………………………… (12) ISD1720 簡(jiǎn)介………………………………………………………………… (13) 三 .語(yǔ)音芯片在單片機(jī)中系統(tǒng)的使用…………………………………………… (17) 四 .總體電路設(shè)計(jì)………………………………………………………………… (17) 致謝詞……………………………………………………………………………… (22) 參考文獻(xiàn)………………… ………………………………………………………… (23) 2 單片機(jī)控制語(yǔ)音芯片的錄放音系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [摘 要 ]： 介紹了由 Flash 單片機(jī) AT89C2051及數(shù)碼語(yǔ)音芯片 ISD2560組成的電腦語(yǔ)音系統(tǒng)設(shè)計(jì)出了系統(tǒng)的硬件電路，給出了錄、放音實(shí)用的源程序。 目前基于單片微機(jī)的語(yǔ)音系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，如電腦語(yǔ)音鐘、語(yǔ)音型數(shù)字萬(wàn)用表、手機(jī)話費(fèi)查詢(xún)系統(tǒng)、排隊(duì)機(jī)、監(jiān)控系統(tǒng)語(yǔ)音報(bào)警以及公共汽車(chē)報(bào)站器等等。本文作者用 Flash單片機(jī) AT89C2051 和錄放時(shí)間達(dá) 60s的數(shù)碼語(yǔ)音芯 片 ISD2560設(shè)計(jì)了一套智能語(yǔ)音錄放系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音的分段錄取、組合回放，通過(guò)軟件的修改還可以實(shí)現(xiàn)整段錄取，循環(huán)播放，而且不必使用專(zhuān)門(mén)的 ISD 語(yǔ)音開(kāi)發(fā)設(shè)備。 [關(guān)鍵詞 ]： AT89C2051單片機(jī) ISD2560 語(yǔ)音芯片 分段錄音 組合回放 [Abstract] In the paper, a microputer sound system based on AT89C2051 and ISD2560 is introduced. Hardware circuit of system is designed, and practical programmers are given. Key words: AT89C2051 ISD2560 subsection record bination return play 一 .AT89C2051概述 (一 ).單片機(jī)概述 ? 單片機(jī)的概念 電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展經(jīng)理了從電子管、晶體管、集成電路到大規(guī)模集成電路共四個(gè)階段，即通常所是說(shuō)的第一代、第二代、第三代和第四代計(jì)算機(jī)?，F(xiàn)在廣泛使用的微型計(jì)算機(jī)是大規(guī)模集成電路技術(shù)的產(chǎn)物，因此它屬于第四代計(jì)算機(jī) ，而單片機(jī)則是衛(wèi)星計(jì)算機(jī)的一個(gè)分支。從 1971年微型計(jì)算機(jī)問(wèn)世以來(lái)，由于實(shí)際應(yīng)用的需要，微型計(jì)算機(jī)向著兩個(gè)不同的方向發(fā)展：一個(gè)是向高速度、大容量、高性能的高檔微機(jī)方向發(fā)展；而另一個(gè)則是想穩(wěn)定可靠、體積小和價(jià)格廉的單片機(jī)方向發(fā)展。但兩者在原理和技術(shù)上是緊密聯(lián)系的。 ? 通用單片機(jī)和專(zhuān)用單片機(jī) 根據(jù)控制應(yīng)用的需要，可以將單片機(jī)分為通用型和專(zhuān)用行。 通用型單片機(jī)是一種基本芯片，它的內(nèi)部資源比較豐富，性能全面且適用性強(qiáng)，能覆蓋多種應(yīng)用需求。用戶可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)成各種不同應(yīng)用的控制系統(tǒng)，即通用單片機(jī)有一個(gè)再設(shè)計(jì)過(guò)程，通過(guò) 用戶的進(jìn)一步設(shè)計(jì)，才能組建成一個(gè)以單片機(jī)為核心再配以其他外圍電路的應(yīng)用控制系統(tǒng)。 專(zhuān)用型的單片機(jī)主要是應(yīng)用在專(zhuān)門(mén)針對(duì)某個(gè)特定產(chǎn)品的，例如電鍍表和 IC 卡讀寫(xiě)器上的單片機(jī)等。這種應(yīng)用的最大特點(diǎn)是針對(duì)性強(qiáng)而且數(shù)量巨大。 本電路所使用的是通用型的單片機(jī) AT89C2051 3 89系列單片機(jī)有 AT89C系列的標(biāo)準(zhǔn)型及抵擋型，還有 AT89S系列的高檔型。 AT89C單片機(jī)的結(jié)構(gòu)圖如下。它主要由下面幾部分組成： 1個(gè) 8位中央處理器、片內(nèi) RAM、 4個(gè) 8位的雙向可尋址 I/O口、 1個(gè)全雙工 UART（通用異步接收發(fā)送器）的串行接口、 2個(gè) 16位的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、多個(gè)優(yōu)先級(jí)的嵌套中斷結(jié)構(gòu)，以及一個(gè)片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。 在 AT89C 單片機(jī)結(jié)構(gòu)中，最顯著的特點(diǎn)是內(nèi)部含有 FLASH存儲(chǔ)器，而在其他方面的結(jié)構(gòu)，則和 INTEL公司的 8051的結(jié)構(gòu)沒(méi)有太大的區(qū)別。 (二 ).AT89C2051單片機(jī) AT89C2051是一帶有 2KBFLASH可編程、可檫除只讀存儲(chǔ)器的低壓、高性能 8位 CMOS微型計(jì)算機(jī)，它采用 ATMEL的高密非 易失存儲(chǔ)器技術(shù)制造，不并和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) MCS51指令集和引腳結(jié)構(gòu)兼容。通過(guò)在單塊芯片上組合通用的 CPL1和 FLASH存儲(chǔ)器，使 AT89C2051 成為一強(qiáng)勁的微型計(jì)算機(jī)。 AT89C2051提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 2KBFLASH 存儲(chǔ)器； 128字節(jié) RAM； 15條 I/O口引線； 2個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器； 1個(gè) 5向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)； 1個(gè)全雙工串行口； 1個(gè)精密模擬比較器以及片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。此外， AT89C2051是用可降到 0頻率的靜態(tài)邏輯操作設(shè)計(jì)的，并自持兩種可選的軟件節(jié)電工作方式。掉電方式保存 RAM內(nèi)容，但振蕩器停止 工作，并禁止所有其他部件的工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。 1． 主要性能 ? 和 MCS51產(chǎn)品兼容 ? 2KB可重編程 FLASH存儲(chǔ)器 ? 耐久性： 1000次寫(xiě) /檫除。 ? ? 全靜態(tài)操作： 0HZ24MHZ ? 2級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 ? 128*8位內(nèi)部 RAM ? 15條可編程 I/O引線 ? 2個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 ? 6個(gè)中斷源 ? 可編程串行 UART通道 4 ? 直接 LED驅(qū)動(dòng)輸出 ? 片內(nèi)模擬比較 ? 低功耗空載和掉電方式 。 圖 1— 1 2．引腳功能說(shuō) 明 ? Vcc: 電源電壓 ? GND：地 ? P1口： P1口是一組 8位雙向 I/O口， ， 拉電阻，主要是考慮它們分別是內(nèi)部精密比較器的同相輸入端（ AIN0）和反相輸入端（ AIN1），如果需要應(yīng)在外部接上拉電阻。 P1 口輸出緩沖器可吸入 20mA電流可直接驅(qū)動(dòng) LED。當(dāng) p1口引腳寫(xiě)入“ 1”時(shí)可作輸入端，當(dāng)引腳 用作輸入并被外部拉低時(shí)，它們將因內(nèi)部的上拉電阻而輸出電流。 P1口還在 Flash閃速變成及程序校驗(yàn)時(shí)接收代碼數(shù)據(jù)。 5 ? P3口： p3口的 、 7個(gè)雙向 I/O口。 ，他作為一個(gè)通用 I/O 口但不可訪問(wèn)，但可作為固定輸入片內(nèi)比較器的輸出信號(hào) ， P3 口緩沖器可吸入 20mA 電流。當(dāng) P3 口寫(xiě)入“ 1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。做輸入時(shí)，被外部拉低的 P3口將用上拉電阻輸出電流。 P3口還用于實(shí)現(xiàn) AT89C2051特殊功能，如下表所示： P3口還接收一些用于 Flash閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。 ? RST：復(fù)位輸入。 RST引腳一旦變成兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平，所有的 I/O口都將復(fù)位到“ 1”狀態(tài)， 當(dāng)振蕩器政治工作時(shí)，持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平便可完成復(fù)位，每個(gè)機(jī)器周期為 12個(gè)振蕩時(shí)鐘周期。 ? XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 ? XTAL2：振蕩器反相發(fā)黨旗的輸出端。 表 1— 1 ? 振蕩器特征： XTAL XTAL2為片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸入和輸出端，如下圖所示?？刹捎檬⒕杌蛱沾烧袷幤鹘M成時(shí)鐘振蕩器，如需從外部輸入時(shí)鐘驅(qū)動(dòng) AT89C2051，時(shí)鐘信號(hào)從 XTAL1 輸入 ， XTAL2應(yīng)懸空。由于輸入靠?jī)?nèi)部電路是經(jīng)過(guò)一個(gè) 2分頻觸發(fā)器，所以輸入的外部時(shí)鐘信號(hào)無(wú)需特殊要求，但它必須符合電平的最大和最小值及時(shí)序規(guī)范。 圖 1— 2 ? 特殊功能寄存器： 6 片內(nèi)特殊功能寄存器（ SFR）空間存儲(chǔ)區(qū)的影象圖如下表所示。 并非存儲(chǔ)區(qū)中所有的地址單元都被占用，未占用的地址單元亦不能使用，如果對(duì)其進(jìn)行讀訪問(wèn)一般返回為隨機(jī)數(shù)，寫(xiě)訪問(wèn)也不確定。 這些單元是為了以后利用這些未使用的地址單元擴(kuò)展新功能而設(shè)置。所以用戶軟件不要對(duì)它們寫(xiě)“ 1”，在這種情況下，新位的復(fù)位或不激 活值總為“ 0”。 ? 某些指令的約束條件： AT89C2051是經(jīng)濟(jì)型低價(jià)位的微控制器，它含有 2K字節(jié)的 Flash閃速程序存儲(chǔ)器，指令系統(tǒng)與 MCS51 完全兼容，可使用 MCS51指令系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行編程。但是在使用某些有關(guān)指令進(jìn)行編程時(shí)，需要注意一些事項(xiàng)。 和跳轉(zhuǎn)或分支有關(guān)的指令有一定的空間約束，使目的地址能安全在 AT89C2051的 2K字節(jié)的物理程序存儲(chǔ)器空間內(nèi)，必須注意這一點(diǎn)。對(duì)于 2K字節(jié)存儲(chǔ)器的 AT89C2051來(lái)說(shuō)， LJMP 7E0H是一條有效指令，而 LJMP 900H則為無(wú)效指令。 1. 分支指令 對(duì)于 LCALL、 LJMP、 ACALL、 AJMP、 SJMP、 JMP@A+DPTR 等指令 ，只要記住這些分支指令的目的地址在程序存儲(chǔ)器大小的物理范圍內(nèi)（ AT89C2051程序空間為： 000H7FFH單元），這些無(wú)條件分支指令就會(huì)正確執(zhí)行，超出物理空間的限制會(huì)出現(xiàn)不可預(yù)知的程序錯(cuò)誤。 CJNE[? .]、 DJNZ[? .]、JB、 JNB、 JC、 JNC、 JBC、 JZ、 JNZ等這些條件轉(zhuǎn)移指令的使用與上述原則一樣，同樣，超出物理空間的限制引起不可預(yù)知的程序錯(cuò) 誤。至于中斷的使用， 80C51 系列硬件結(jié)構(gòu)中已保留標(biāo)準(zhǔn)中斷服務(wù)子程序的地址。 2. 與 MOVX相關(guān)的指令，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 AT89C2051 包含 128 字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，這樣， AT89C2051 的堆棧深度局限與內(nèi)部 RAM128字節(jié)范圍內(nèi)，它既不支持外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的訪問(wèn)，也不支持外部程序存儲(chǔ)器的執(zhí)行，因此程序中不應(yīng)有 MOVX[? .]指令。 ? 程序存儲(chǔ)器的加密： AT89C2051使用對(duì)芯片上的兩個(gè)加密進(jìn)行編程或不編程來(lái)得到如下表所示的功能： 表 1— 2 ? 空閑模式： 在空閑模式下 ， CPU保持睡眠狀態(tài)而所有片內(nèi)的外設(shè)仍保持激活狀態(tài)，這種方式由軟件產(chǎn)生。此時(shí)，片內(nèi) RAM和所有特殊功能寄存器的內(nèi)容保持不變?？臻e模式可由任何允許的中斷請(qǐng)求或硬 7 件復(fù)位終止。 “ 0”，或者在使用上拉電阻的情況下設(shè)置為“ 1”。 應(yīng)注意的是：在 用硬件復(fù)位終止空閑模式時(shí)， AT89C2051通常從程序停止一直到內(nèi)部復(fù)位獲得控制之前的兩個(gè)機(jī)器周期處恢復(fù)程序執(zhí)行。在這種情況下片內(nèi)硬件禁止對(duì)內(nèi)部 RAM的讀寫(xiě)，但允許對(duì)端口的訪問(wèn)，要消除硬件復(fù)位終止空閑模式對(duì)端口意外寫(xiě)入的 可能，原則上進(jìn)入空閑模式指令的下一條指令不 應(yīng)對(duì)端口引腳或外部存儲(chǔ)器進(jìn)行訪問(wèn)。 ? 掉電模式 在掉電模式下，振蕩器停止工作，進(jìn)入掉電模式的指令是最后一條被執(zhí)行的指令，片內(nèi) RAM和特殊功能寄存器的內(nèi)容在終止掉電模式前被凍結(jié)。退出掉電模式的唯一方法是硬件復(fù)位，復(fù)位后將重新定義全部特殊功能寄存器但不改變 RAM中的內(nèi)容，在 VCC恢復(fù)到正常的工作電平前，復(fù)位應(yīng)無(wú)效，且必須保持一定時(shí)間以使振蕩器重啟并穩(wěn)定工作。 “ 0”，或者在使用外部上拉電阻時(shí)應(yīng)設(shè)為“ 1”。 表 1— 3 ? Flash閃速存儲(chǔ)器的編程： AT89C2051是在擦除狀態(tài)下（也即所有單元內(nèi)容均為 FFH時(shí)）用 2K字節(jié)內(nèi) PEROM代碼存儲(chǔ)陣列進(jìn)行封裝微控制器，其程序存儲(chǔ)器是可反復(fù)編程的。代碼存儲(chǔ)陣列依次編程一個(gè)字節(jié)，