【正文】 目 錄 [摘要 ] Abstract………………………………………………………………………… (2) 引言……………………………………………………………………………… (2) 一 . AT89C2051概述……………………………………………………………… (2) (－ ).單片機概述………………………………………………………………… (2) (二 )AT89C51單片機……………………………………………………………… (3) 主要性能……………………………………………………………………… (3) 引腳功能說明…………………………… …………………………………… (4) 二 .語音芯片……………………………………………………………………… (12) 語音芯片的概述……………………………………………………………… (12) ISD1720 簡介………………………………………………………………… (13) 三 .語音芯片在單片機中系統(tǒng)的使用…………………………………………… (17) 四 .總體電路設(shè)計………………………………………………………………… (17) 致謝詞……………………………………………………………………………… (22) 參考文獻………………… ………………………………………………………… (23) 2 單片機控制語音芯片的錄放音系統(tǒng)的設(shè)計 [摘 要 ]： 介紹了由 Flash 單片機 AT89C2051及數(shù)碼語音芯片 ISD2560組成的電腦語音系統(tǒng)設(shè)計出了系統(tǒng)的硬件電路，給出了錄、放音實用的源程序。 目前基于單片微機的語音系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，如電腦語音鐘、語音型數(shù)字萬用表、手機話費查詢系統(tǒng)、排隊機、監(jiān)控系統(tǒng)語音報警以及公共汽車報站器等等。本文作者用 Flash單片機 AT89C2051 和錄放時間達 60s的數(shù)碼語音芯 片 ISD2560設(shè)計了一套智能語音錄放系統(tǒng)，實現(xiàn)了語音的分段錄取、組合回放，通過軟件的修改還可以實現(xiàn)整段錄取，循環(huán)播放，而且不必使用專門的 ISD 語音開發(fā)設(shè)備。 [關(guān)鍵詞 ]： AT89C2051單片機 ISD2560 語音芯片 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 ).單片機概述 ? 單片機的概念 電子計算機的發(fā)展經(jīng)理了從電子管、晶體管、集成電路到大規(guī)模集成電路共四個階段，即通常所是說的第一代、第二代、第三代和第四代計算機?，F(xiàn)在廣泛使用的微型計算機是大規(guī)模集成電路技術(shù)的產(chǎn)物，因此它屬于第四代計算機 ，而單片機則是衛(wèi)星計算機的一個分支。從 1971年微型計算機問世以來，由于實際應(yīng)用的需要，微型計算機向著兩個不同的方向發(fā)展：一個是向高速度、大容量、高性能的高檔微機方向發(fā)展；而另一個則是想穩(wěn)定可靠、體積小和價格廉的單片機方向發(fā)展。但兩者在原理和技術(shù)上是緊密聯(lián)系的。 ? 通用單片機和專用單片機 根據(jù)控制應(yīng)用的需要，可以將單片機分為通用型和專用行。 通用型單片機是一種基本芯片，它的內(nèi)部資源比較豐富，性能全面且適用性強，能覆蓋多種應(yīng)用需求。用戶可以根據(jù)需要設(shè)計成各種不同應(yīng)用的控制系統(tǒng)，即通用單片機有一個再設(shè)計過程，通過 用戶的進一步設(shè)計，才能組建成一個以單片機為核心再配以其他外圍電路的應(yīng)用控制系統(tǒng)。 專用型的單片機主要是應(yīng)用在專門針對某個特定產(chǎn)品的，例如電鍍表和 IC 卡讀寫器上的單片機等。這種應(yīng)用的最大特點是針對性強而且數(shù)量巨大。 本電路所使用的是通用型的單片機 AT89C2051 3 89系列單片機有 AT89C系列的標準型及抵擋型，還有 AT89S系列的高檔型。 AT89C單片機的結(jié)構(gòu)圖如下。它主要由下面幾部分組成： 1個 8位中央處理器、片內(nèi) RAM、 4個 8位的雙向可尋址 I/O口、 1個全雙工 UART（通用異步接收發(fā)送器）的串行接口、 2個 16位的定時器 /計數(shù)器、多個優(yōu)先級的嵌套中斷結(jié)構(gòu)，以及一個片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。 在 AT89C 單片機結(jié)構(gòu)中，最顯著的特點是內(nèi)部含有 FLASH存儲器，而在其他方面的結(jié)構(gòu)，則和 INTEL公司的 8051的結(jié)構(gòu)沒有太大的區(qū)別。 (二 ).AT89C2051單片機 AT89C2051是一帶有 2KBFLASH可編程、可檫除只讀存儲器的低壓、高性能 8位 CMOS微型計算機，它采用 ATMEL的高密非 易失存儲器技術(shù)制造，不并和工業(yè)標準 MCS51指令集和引腳結(jié)構(gòu)兼容。通過在單塊芯片上組合通用的 CPL1和 FLASH存儲器，使 AT89C2051 成為一強勁的微型計算機。 AT89C2051提供以下標準功能： 2KBFLASH 存儲器； 128字節(jié) RAM； 15條 I/O口引線； 2個 16位定時器 /計數(shù)器； 1個 5向量 2 級中斷結(jié)構(gòu)； 1個全雙工串行口； 1個精密模擬比較器以及片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。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硬件復位。 1． 主要性能 ? 和 MCS51產(chǎn)品兼容 ? 2KB可重編程 FLASH存儲器 ? 耐久性： 1000次寫 /檫除。 ? ? 全靜態(tài)操作： 0HZ24MHZ ? 2級加密程序存儲器 ? 128*8位內(nèi)部 RAM ? 15條可編程 I/O引線 ? 2個 16位定時器 /計數(shù)器 ? 6個中斷源 ? 可編程串行 UART通道 4 ? 直接 LED驅(qū)動輸出 ? 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 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 LED。當 p1口引腳寫入“ 1”時可作輸入端，當引腳 用作輸入并被外部拉低時，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時接收代碼數(shù)據(jù)。 5 ? P3口： p3口的 、 7個雙向 I/O口。 ，他作為一個通用 I/O 口但不可訪問，但可作為固定輸入片內(nèi)比較器的輸出信號 ， P3 口緩沖器可吸入 20mA 電流。當 P3 口寫入“ 1”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。做輸入時，被外部拉低的 P3口將用上拉電阻輸出電流。 P3口還用于實現(xiàn) AT89C2051特殊功能，如下表所示： P3口還接收一些用于 Flash閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。 ? RST：復位輸入。 RST引腳一旦變成兩個機器周期以上高電平，所有的 I/O口都將復位到“ 1”狀態(tài)， 當振蕩器政治工作時，持續(xù)兩個機器周期以上的高電平便可完成復位，每個機器周期為 12個振蕩時鐘周期。 ? XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時鐘發(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成時鐘振蕩器，如需從外部輸入時鐘驅(qū)動 AT89C2051，時鐘信號從 XTAL1 輸入 ， XTAL2應(yīng)懸空。由于輸入靠內(nèi)部電路是經(jīng)過一個 2分頻觸發(fā)器，所以輸入的外部時鐘信號無需特殊要求，但它必須符合電平的最大和最小值及時序規(guī)范。 圖 1— 2 ? 特殊功能寄存器： 6 片內(nèi)特殊功能寄存器（ SFR）空間存儲區(qū)的影象圖如下表所示。 并非存儲區(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，如果對其進行讀訪問一般返回為隨機數(shù)，寫訪問也不確定。 這些單元是為了以后利用這些未使用的地址單元擴展新功能而設(shè)置。所以用戶軟件不要對它們寫“ 1”，在這種情況下，新位的復位或不激 活值總為“ 0”。 ? 某些指令的約束條件： AT89C2051是經(jīng)濟型低價位的微控制器，它含有 2K字節(jié)的 Flash閃速程序存儲器，指令系統(tǒng)與 MCS51 完全兼容，可使用 MCS51指令系統(tǒng)對其進行編程。但是在使用某些有關(guān)指令進行編程時，需要注意一些事項。 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)的物理程序存儲器空間內(nèi)，必須注意這一點。對于 2K字節(jié)存儲器的 AT89C2051來說， LJMP 7E0H是一條有效指令，而 LJMP 900H則為無效指令。 1. 分支指令 對于 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器大小的物理范圍內(nèi)（ AT89C2051程序空間為： 000H7FFH單元），這些無條件分支指令就會正確執(zhí)行，超出物理空間的限制會出現(xiàn)不可預(yù)知的程序錯誤。 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 誤。至于中斷的使用， 80C51 系列硬件結(jié)構(gòu)中已保留標準中斷服務(wù)子程序的地址。 2. 與 MOVX相關(guān)的指令，數(shù)據(jù)存儲器 AT89C2051 包含 128 字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器，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)存儲器的訪問，也不支持外部程序存儲器的執(zhí)行，因此程序中不應(yīng)有 MOVX[? .]指令。 ? 程序存儲器的加密： AT89C2051使用對芯片上的兩個加密進行編程或不編程來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，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求或硬 7 件復位終止。 “ 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 用硬件復位終止空閑模式時， AT89C2051通常從程序停止一直到內(nèi)部復位獲得控制之前的兩個機器周期處恢復程序執(zhí)行。在這種情況下片內(nèi)硬件禁止對內(nèi)部 RAM的讀寫，但允許對端口的訪問，要消除硬件復位終止空閑模式對端口意外寫入的 可能，原則上進入空閑模式指令的下一條指令不 應(yīng)對端口引腳或外部存儲器進行訪問。 ? 掉電模式 在掉電模式下，振蕩器停止工作，進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位，復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恢復到正常的工作電平前，復位應(yīng)無效，且必須保持一定時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應(yīng)設(shè)為“ 1”。 表 1— 3 ? Flash閃速存儲器的編程： AT89C2051是在擦除狀態(tài)下（也即所有單元內(nèi)容均為 FFH時）用 2K字節(jié)內(nèi) PEROM代碼存儲陣列進行封裝微控制器，其程序存儲器是可反復編程的。代碼存儲陣列依次編程一個字節(jié)，