【正文】 語(yǔ)音復(fù)讀機(jī)——單片機(jī)在語(yǔ)音錄放技術(shù)中的應(yīng)用摘 要本課題設(shè)計(jì)制作了一款具有語(yǔ)音錄放功能的復(fù)讀機(jī)，它具有錄音和放音的功能，設(shè)計(jì)了電路圖，編制了軟件并完成安裝、調(diào)試，形成了樣機(jī)。作品以兩電動(dòng)機(jī)為主驅(qū)動(dòng)，通過(guò)光電三極管來(lái)采集信息，送入主控單元AT89S52單片機(jī)，處理數(shù)據(jù)后完成相應(yīng)動(dòng)作，以達(dá)到自身控制。電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路采用高電壓，高電流，四通道驅(qū)動(dòng)的達(dá)林頓管原理的三極管組合。其中，黑帶檢測(cè)采用紅外線接收三極管完成；將信號(hào)送單片機(jī)處理判別方向。由控制單元處理數(shù)據(jù)后完成相應(yīng)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人控制即可完成一系列動(dòng)作，相當(dāng)于簡(jiǎn)易機(jī)器人。通過(guò)本課題的設(shè)計(jì)，使我們學(xué)習(xí)了單片機(jī)技術(shù)的中斷技術(shù)，更好的掌握了單片機(jī)的核心內(nèi)容。又鞏固了模擬電路中的功率放大電路知識(shí)， 把實(shí)踐和理論更好的結(jié)合。關(guān)鍵字：?jiǎn)纹瑱C(jī) 智能控制光電信號(hào)收發(fā) 尋跡行駛 AbstractThis topicbased group designed manufactures one section to have the intelligent judgment function car, the car has evades automatically bonds the function。 Seeks the mark (Moving in a certain range) function: May study the embedded control as the university student the powerful application example. The work take two electric motors as the focus actuation, gathers the information through the electrooptical sensing ponent, sends in the master control unit AT89S52 monolithic integrated circuit, after processing the data, pletes the corresponding movement, achieves own control. The motordriven electric circuit uses the high voltage, the high electric current, four channels actuate Darington tube. And, the blanking bar examination uses the photosensitive triode to plete。 Delivers the monolithic integrated circuit processing distinction direction the signal. Through this topic39。s design, caused us to study in the monolithic integrated circuit technology interrupt technology, better has grasped monolithic integrated circuit39。s central content. Causes us the theoretical knowledge which studies to apply in the practice, caused the practice and the theory obtained a better union. key words: Monolithic integrated circuit intelligent control electrooptic signal receiving and dispatching seeks the mark travel 第一章 單片機(jī)及其應(yīng)用一、什么是單片機(jī)所謂單片機(jī)就是將計(jì)算機(jī)的基本部件微型化并集成到一塊芯片上，具備獨(dú)特功能的微型計(jì)算機(jī)。通常一個(gè)最基本的單片機(jī)片內(nèi)都含有CPU、ROM、RAM、并行I/O口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷控制、系統(tǒng)時(shí)鐘及系統(tǒng)總線等。單片機(jī)全稱為單片微型計(jì)算機(jī)（SingleChip Microputer），又稱微控制器或嵌入式控制器。二、單片機(jī)的發(fā)展與系列產(chǎn)品單片機(jī)發(fā)展可分為三個(gè)主要階段：（1） 低性能初級(jí)階段以1976年Intel公司推出的MCS—48系列為代表，采用將8位CPU、8位并行I/O接口、8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、RAM和ROM等集成于一塊半導(dǎo)體芯片上的單片結(jié)構(gòu)，雖然其尋址范圍有限（不大于4KB），也沒(méi)有串行I/O口，而且RAM、ROM容量小，中斷系統(tǒng)簡(jiǎn)單，指令系統(tǒng)功能也不強(qiáng)，但功能可滿足一般工業(yè)控制和智能化儀器、儀表等需要。（2） 高性能提高階段以Intel公司的MCS—51系列為代表，在這一階段推出的單片機(jī)普遍帶有串行I/O接口，有多級(jí)中斷處理系統(tǒng)及16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。片內(nèi)RAM、ROM容量加大，且尋址范圍可達(dá)64KB,有的片內(nèi)還帶有A/D轉(zhuǎn)換接口。（3）8位機(jī)鞏固發(fā)展及多品種共存階段1983年，Intel推出MCS—96系列單片機(jī)是最具代表性的，片內(nèi)集成16位的CPU,RAM和ROM的容量也進(jìn)一步增大，并且?guī)в懈咚買/O接口，帶有多通道A/D轉(zhuǎn)換器，8級(jí)中斷處理能力使其具有更強(qiáng)的實(shí)時(shí)處理功能。近年來(lái)，已有32位單片機(jī)進(jìn)入試用階段。同時(shí)高檔8位單片機(jī)也在不斷改善其結(jié)構(gòu)，各廠家紛紛以MCS—51為內(nèi)核，融入自身的優(yōu)勢(shì)，推出了許多的MCS—51兼容機(jī)，強(qiáng)化了微型控制器的特征，進(jìn)一步鞏固和發(fā)展了8位機(jī)的主流地位。單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)（1）低功耗CMOS化在許多應(yīng)用場(chǎng)合，單片機(jī)不僅要有小的體積，而且還需要較低的工作電壓和極小的功耗?，F(xiàn)在各個(gè)單片機(jī)制造商都采用了CMOS工藝，并設(shè)有空閑和掉電兩種工作方式。（2）內(nèi)部資源豐富、外部電路內(nèi)裝化，整體微型化（3）大容量、高性能單片機(jī)系列產(chǎn)品Intel公司的MCS—51系列單片機(jī)Intel公司的MCS—51系列、增強(qiáng)系列和16位單片機(jī)MCS—96系列。Atmel公司融入Flash存儲(chǔ)技術(shù)的AT89系列和AT90系列。8052/8752/8032將原來(lái)的8051/8751/8031進(jìn)行了擴(kuò)展，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量增至256字節(jié)，程序存儲(chǔ)容量增至8KB，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器增至三個(gè)16位計(jì)數(shù)器，有6個(gè)中斷源。80C51/87C51/80C31采用低功耗地CMOS工藝，允許電源波動(dòng)的范圍較大，并有三種功耗控制方式。8XC52系列在8052的基礎(chǔ)上，采用CHMOS工藝將MCS—96系列中的一些高速輸出、脈沖寬度調(diào)制、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器移植進(jìn)來(lái)構(gòu)成新一代MCS—51高性能產(chǎn)品。三、單片機(jī)的特點(diǎn)與應(yīng)用單片機(jī)與通用微機(jī)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1） 控制功能強(qiáng) CPU可以直接對(duì)I/O端口進(jìn)行操作，位操作能力更是其他計(jì)算機(jī)無(wú)法比擬的。近期推出的單片機(jī)產(chǎn)品，擴(kuò)展了接口電路功能。如增加了高速I/O接口，擴(kuò)展了I/O口引線數(shù)目，在部分型號(hào)中，集成了ADC轉(zhuǎn)換器、PWM脈沖寬度調(diào)制輸出接口、可編程計(jì)數(shù)陣列PCA。（2） 抗干擾性強(qiáng)，可靠性高，工作溫度范圍寬 CPU、存儲(chǔ)器及I/O接口集成在同一芯片內(nèi)，各部件的連接緊湊，數(shù)據(jù)在傳送時(shí)受干擾的影響較小，且不易受環(huán)境條件的影響，可靠性非常高。目前單片機(jī)適用的環(huán)境溫度劃分為三個(gè)等級(jí)：民用級(jí)0℃–+70℃，工業(yè)級(jí)40℃+85℃，軍用級(jí)65℃ +125℃。（3） 開發(fā)周期短，性價(jià)比高，易于產(chǎn)品化 將不同功能的接口電路嵌入基本型單片機(jī)芯片后，用戶就可以根據(jù)用途選擇相應(yīng)型號(hào)的單片機(jī)芯片，無(wú)須通過(guò)外部擴(kuò)展，減少了芯片數(shù)目，從而減少了印刷電路板的面積。接插件減少，安裝簡(jiǎn)單方便，價(jià)格明顯降低，開發(fā)周期短，在達(dá)到同樣功能的條件下，具有很高的性價(jià)比。單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域單片機(jī)主要面向控制領(lǐng)域，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的在線控制。目前，單片機(jī)的應(yīng)用日益廣泛，下面簡(jiǎn)單介紹其典型的應(yīng)用領(lǐng)域。（1）單機(jī)應(yīng)用在一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)中，只使用一片單片機(jī)，這是目前應(yīng)用最多的方式，單片機(jī)應(yīng)用的主要領(lǐng)域：（2）測(cè)控系統(tǒng)用單片機(jī)可以構(gòu)成各種工業(yè)控制系統(tǒng)、自適應(yīng)控制系統(tǒng)等。例如，溫室人工氣候控制、水閘自動(dòng)控制、電鍍生產(chǎn)線自動(dòng)控制、汽輪機(jī)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)、車輛檢測(cè)系統(tǒng)、機(jī)器人軸處理器等。（3）智能儀表用單片機(jī)改造原有的測(cè)量、控制儀表,能促進(jìn)儀表向數(shù)字化、智能化、多功能化、綜合化、柔軟化發(fā)展。如溫度、壓力、流量、濃度顯示、控制儀表等。通過(guò)采用單片機(jī)軟件編程技術(shù)，使長(zhǎng)期以來(lái)測(cè)量?jī)x表中的誤差修正、線性化處理等難題迎刃而解。（4）機(jī)電一體化產(chǎn)品單片機(jī)與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品結(jié)合，使傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，控制智能化，構(gòu)成新一代的機(jī)、電一體化產(chǎn)品。例如，在電傳打字機(jī)的設(shè)計(jì)中由于采用了單片機(jī)，取代了近千個(gè)機(jī)械部件；在數(shù)控機(jī)床的簡(jiǎn)易控制機(jī)中，采用單片機(jī)可提高可靠性及增強(qiáng)功能，降低控制機(jī)成本。（5）智能接口在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，特別是較大型的工業(yè)測(cè)、控系統(tǒng)中，如果用單片機(jī)進(jìn)行接口的控制與管理，單片機(jī)與主機(jī)可并行工作，可以大大提高系統(tǒng)的運(yùn)行速度。例如，在大型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，用單片機(jī)對(duì)模/數(shù)轉(zhuǎn)換接口進(jìn)行控制不僅提高采集速度，還可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，如數(shù)字濾波、線性化處理、誤差修正等。四、MCS51系列單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)8051是MCS51系列單片機(jī)的一個(gè)產(chǎn)品。MCS51系列單片機(jī)是Intel公司推出的通用型單片機(jī)。它的基本型產(chǎn)品是8058031和8751。除片內(nèi)ROM類型不同外，8058038751的其它性能完全相同，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下：8位CPU； 32根I/O線； 片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路；外部存貯器尋址范圍ROM、RAM各64K；2個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；5個(gè)中斷源，2個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)；全雙工串行口； 布爾處理器。單片機(jī)的工作方式包括：復(fù)位方式、程序執(zhí)行方式、單步執(zhí)行方式、低功耗操作方式以及EPROM編程和校驗(yàn)方式。8051的系統(tǒng)擴(kuò)展在很多應(yīng)用場(chǎng)合，8051自身的存貯器和I/O資源不能滿足要求，這時(shí)就要進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展。（1）外部總線的擴(kuò)展 （2）外部程序存貯器的擴(kuò)展（3）外部數(shù)據(jù)存貯器的擴(kuò)展8051指令系統(tǒng)（1）尋址方式： （2）指令說(shuō)明 a. 數(shù)據(jù)傳送指令 b. 轉(zhuǎn)移指令 c. 算術(shù)運(yùn)算指令 d. 邏輯運(yùn)算操作 e. 十進(jìn)制指令 f. 偽指令五、單片機(jī)的工作過(guò)程單片機(jī)的工作過(guò)程實(shí)質(zhì)上是執(zhí)行用戶編制程序的過(guò)程，一般程序的機(jī)器碼都已固化到存儲(chǔ)器中（例如實(shí)訓(xùn)1中的步驟2），因此開機(jī)復(fù)位后，就可以執(zhí)行指令。執(zhí)行指令又是取指令和執(zhí)行指令的周而復(fù)始的過(guò)程。假設(shè)機(jī)器碼74H、E0H已存在0000H開始的單元中，則此表示把E0H這個(gè)值送入A累加器。下面我們來(lái)說(shuō)明單片機(jī)的工作過(guò)程。接通電源開機(jī)后，PC=0000H,取指令過(guò)程如下：（1） PC中的0000H送到片內(nèi)的地址寄存器；（2） PC的內(nèi)容自動(dòng)加一變?yōu)?001H，指向下一個(gè)指令字節(jié)；（3） 地址寄存器中的內(nèi)容0000H通過(guò)地址總線送到存儲(chǔ)器，經(jīng)存儲(chǔ)器中的地址譯碼選中0000H單元；（4） CPU通過(guò)控制總線發(fā)出讀命令；（5） 被選中單元的內(nèi)容74H送內(nèi)部數(shù)據(jù)總線上，該內(nèi)容通過(guò)內(nèi)部數(shù)據(jù)總線送到單片機(jī)內(nèi)部的指令寄存器。到此，取指令過(guò)程結(jié)束，進(jìn)入執(zhí)行指令過(guò)程。執(zhí)行指令的過(guò)程：指令寄存器中的內(nèi)容經(jīng)指令譯碼器譯碼后，說(shuō)明這條指令是取數(shù)命令，即把一個(gè)立即數(shù)送到A中；PC的內(nèi)容為0001H，送地址寄存器，譯碼后選中0001H單元，同時(shí)PC的內(nèi)容自動(dòng)加1變?yōu)?002H；CPU同樣通過(guò)控制總線發(fā)出讀命令；0001H單元的內(nèi)容E0H讀出經(jīng)內(nèi)部數(shù)據(jù)總線送至A。至此，本指令執(zhí)行結(jié)束。PC=0002H，機(jī)器又進(jìn)入下一條指令的取指令過(guò)程。機(jī)器一直重復(fù)上述過(guò)程直到程序中的所有指令執(zhí)行完畢，這就是單片機(jī)的基本工作過(guò)程。第二章 硬件設(shè)計(jì)一、單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)什么是最小系統(tǒng)在智能化儀器儀表中，控制核心均為微處理器，而單片機(jī)以高性能、高速度、體積小、價(jià)格低廉、穩(wěn)定可靠而得到廣泛應(yīng)用，是設(shè)計(jì)智能化儀器儀表的首選微控制器，單片機(jī)結(jié)合簡(jiǎn)單的接口電路即可構(gòu)成單片機(jī)最小系統(tǒng)，它是智能化儀器儀表的基礎(chǔ)，也是測(cè)控。監(jiān)控的重要組成部分。最小系統(tǒng)的構(gòu)成單片機(jī)最小系統(tǒng)可以飛為四個(gè)部分：一是時(shí)鐘系統(tǒng)：一般用12M的晶振。二是復(fù)位系統(tǒng)，