【正文】 the function, the software part of the C language used mainly to prepare the master microcontroller chip and EEPROM read and write II control program procedures。系統(tǒng)可以使用單片機的外擴 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換器來實現(xiàn)錄音播放功能，也可以選用專用的語音芯片。 本文從經(jīng)濟實用的角度出發(fā)，設(shè)計了一款具有按鍵控制、錄音、播放模式的單片機語音錄放系統(tǒng)；硬件部分選用美國 Atmel 公司的 AT89C52 單片機作為主控芯片，并與 ISD2560 語音錄放芯片相結(jié)合，添加外圍的控制電路、鍵盤、揚聲器等設(shè)備來實現(xiàn)語音錄放功能，軟件部分主要采用單片機 C 語言來編寫主控芯片的控制程序和 EEPROM 讀寫程序；該設(shè) 計能真實的再現(xiàn)語音的自然效果。 a true representation of the design is the natural effect of voice. Key words ISD2560 voice chip SCM AT89C52 目 錄 摘 要 ................................................ I Abstract ............................................... I 緒 論 ................................................ 1 第 1 章 課題的 技術(shù)發(fā)展 .................................. 2 語音芯片 ..................................... 2 單片機 ....................................... 3 單片機硬件開發(fā)原理 ...................... 4 單片機軟件開發(fā)原理 ...................... 5 第 2 章 課題的任務(wù)分析及總體設(shè)計方案 .................... 7 任務(wù)分析 ..................................... 7 總體方案設(shè)計 ................................. 8 元器件選擇 ................................... 9 單片機選擇 .............................. 9 III 語音芯片的選取 ......................... 11 第 3 章 硬件電路設(shè)計 .................................. 15 AT89C52 單片機最小系統(tǒng) ...................... 16 AT89C52 單片機主要功能特性及引腳分布圖和管腳說明 18 單片機的電源電路 ....................... 21 AT89C52 單片機的復(fù)位電路 ................ 22 AT89C52 單片機時鐘電路 .................. 23 錄音 /播放控制電路 ...................... 24 語音芯片 ISD2560 電路 ........................ 24 ISD2560 主要功能特性及引腳說明 .......... 24 語音錄放電路語音芯片 ISD2560 部分原理圖及說明 28 整體電路圖 .................................. 30 PCB 圖 ...................................... 33 第 4 章 軟件設(shè)計 ...................................... 34 程序流程 .................................... 34 錄音子程序流程圖 ............................ 36 放音子程序流程圖 ............................ 37 第 5 章 設(shè)計仿真結(jié)果與說明 ............................. 38 IV Keil 軟件概述與編譯結(jié)果 ...................... 38 Keil 軟件概述 ........................... 38 Keil 編譯結(jié)果 ........................... 39 Proteus 軟件概述與仿真結(jié)果 ................... 40 Proteus 軟件概述 ........................ 40 Proteus 仿真過程 ........................ 41 結(jié) 論 ............................................... 48 致 謝 ............................................... 49 參考文獻 .............................................. 50 附 錄 1 .............................................. 53 附 錄 2 .............................................. 61 1 緒 論 隨著人類社會不斷的進步，隨著語音芯片的普及，語音播報被廣泛應(yīng)用于車站報站器，語音型數(shù)字萬用表，出租車語音報站器，排隊機等，并且面向家庭個人使用的方向發(fā)展，更加人性化。 語音是人類最自然、方便、快捷的交流方式，讓人和機器能夠通過自然語音進行交流是人們長期以來的夢想。與此同時用戶逐步對各種計算機應(yīng)用系統(tǒng) 提出了更高的要求，他們希望自己的系統(tǒng)有更高的自動化程度和更方便的人機界面。 2 第 1 章 課題的技術(shù)發(fā)展 語音芯片 本課題涉及的主要技術(shù)主要包括單片機技術(shù)和語音芯片技術(shù)。像外語復(fù)讀機里的語聲復(fù)讀芯片。 3 IC。 IC，像一些數(shù)碼錄音筆，它以閃爍存儲器（ FLASHRAM） IC 為介質(zhì)，完全斷電后語聲還能保存十年以上。由于該公司的嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)和產(chǎn)品定位， ISD 系列芯片的功能強大、性質(zhì)質(zhì)量優(yōu)越，幾乎是目前能使用在工業(yè)、車用產(chǎn)品中的極少選擇之一 [3]。 單片機硬件開發(fā)原理 單片機系統(tǒng)硬件開發(fā)原理：單片機硬件開發(fā)主要包括設(shè)計系統(tǒng)的電路原理圖，繪制印刷電路板（ PCB 板）、印刷板的焊接 與測試。 滿足應(yīng)用系統(tǒng)的功能要求，并留有適當(dāng)余地，以便進行二次開發(fā)。因此，選擇軟件方案時，要考慮到這些因素。驅(qū)動能力不足時，系統(tǒng)工作不可靠，解決的辦法是增加驅(qū)動能力，曾設(shè)線驅(qū)動器或減少芯片功耗，降低總線負(fù)載。 、數(shù)據(jù)存儲區(qū)規(guī)劃合理，既能節(jié)約內(nèi)存容量，又使操作方便。規(guī)范化的程序便于交流、借鑒，也為今后的軟件模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化打下了基礎(chǔ)。 7 第 2 章 課題的任務(wù)分析及總體設(shè)計方案 任務(wù)分析 設(shè)計基于單片機的數(shù)碼錄音機系統(tǒng)。 基本要求： 有開關(guān)按鍵控制系統(tǒng)； 有錄音、播放模式的控制； 能夠?qū)Σ怀^ 60 秒的語音實現(xiàn)錄音 。 ，采用集成語音芯片來實現(xiàn)語音的錄放功能。 8 總體方案設(shè)計 在聲學(xué)領(lǐng)域，單片機技術(shù)與各種語音芯片相結(jié)合，即可完成語音合成技術(shù)，使得單片機語音系統(tǒng)的實現(xiàn)成為可能。而存在一類語音芯片采用 EEPROM 存儲方法，將模擬語音數(shù)據(jù)直接寫入半導(dǎo)體存儲單元中，不需加 A/D和 D/A 變換電路，使用方便，且語音音質(zhì)自然。如圖 22 所示。 單片機選擇 近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，微型計算機技術(shù)日益發(fā)展，已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 ARM：是 32 位單片機，由于結(jié)構(gòu)和計算速度的原因，目前適合做事物處理或者中低端應(yīng)用，從中高級工控到簡單 /圖片（不含視頻）處理。 51 單片機雖然和 DSP,ARM 相比處理速度和運算速度上都比較慢，但它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜，它的速度可以滿足本設(shè)計的要求，所以我們采用 AT89C52 這款單片機。 （ EEPROM），不再 12 需要擴展存儲器。 因此，在以單片機為核心的語音錄放系統(tǒng)中，選用 ISD 公司的語音系列芯片 ISD2560、 ISD257 ISD2590 和 ISD25120，這 4 種芯片的主要區(qū)別在于存儲語音的時間長度， ISD2560 的錄音時間為60s， ISD25750 的錄音時間為 75s， ISD2590 的錄音時間為 90s，而ISD25120 的錄音時間為 120s。 ISD2560 可重復(fù)播放 10 萬次，它 是一種永久記憶型語音播放電路，它有音質(zhì)自然、使用方便、單片存放、反復(fù)錄音、低功耗、抗斷電等許多特點，因此在許多領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用 [7]。通 過操作地址和控制線可完成不同的任務(wù)，以實現(xiàn)復(fù)雜的信息處理功能，如信息的組合、鏈接、設(shè)定固定的信息段和信息管理等。 13 ? 人工控制或者微控制器控制聲音播放，內(nèi)置微控制器串行通信接口。 ? 直接級聯(lián)可以實現(xiàn)更長的錄音時間。 ? 自動節(jié)電模式，此時電流僅為 1uA。 ISD2560 可進行錄、放兩種操作。語音音質(zhì)非常好，調(diào)理完畢的信號在內(nèi)部時鐘的作用下以閉環(huán)控制形式送入模擬存儲陣列。 ISD2560 應(yīng)用電壓：單5V 供電 ； 錄 /放時間： 60s； 尋址空間： 1024 位 ； 最多語音分段： 600支持 OVF 溢出 ； 支持節(jié)電模式：錄放操作周期外電流僅為： 綜合本設(shè)計的設(shè)計方案可知：主要的硬件電路有單片機最小系統(tǒng)和語音模塊的電路及其外圍電路，及其接口電路。 軟件部分用單片機 C 語言編寫程序，單片機程序控制語音芯片的正常工作。電路實現(xiàn)的功能如下： ，啟動錄音；松開開始健，結(jié)束錄音。因而今天的 Protel 最新產(chǎn)品已不是單純的 PCB（印刷電路）設(shè)計工具，而是一個系統(tǒng)工具，覆蓋了以 PCB 為核心的整個物理設(shè)計。 圖 31 protel 設(shè)計電路步驟圖 本設(shè)計利用 protel軟件畫的硬件電路圖主要有單片機 AT89C52 的最小系統(tǒng)和語音芯片 ISD2560 電路及它們的接口電路。 圖 32 單片機最小系統(tǒng)圖 單片機芯片為 AT89C52，工作于 的時鐘。單片機的 INT0 腳、 和 ISD2560 的 EOM 標(biāo)志輸出相連， EOM 標(biāo)志在錄音時由芯片自動插入到錄音信息的結(jié)尾處，放音遇到 EOM 時，會產(chǎn)生低電平脈沖（約），觸發(fā)單片機中斷，單片機必須在檢測到此輸出的上升沿后才 到播放新的錄音，否則播放的語音就不連續(xù)，而且會產(chǎn)生 “ 啪啪 ”聲。 P0 口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL門電流。 P1 口是一個準(zhǔn)雙向口，用作 I/O 口。 P2 口比 P1 口多了一個 MUX 開關(guān)和轉(zhuǎn)換開關(guān)控制部分。 P2 口當(dāng)用于外部程序器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2 口輸出地址的高八位。 P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電流。 ALE/PROG 為地址鎖存允許信號端。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器 的 1/6。另外，該引腳被略微拉高。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。當(dāng) /EA 端保持高電平時， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的程序。若采用外部時鐘電路，則該引腳懸空。在 采用外部時鐘時，該引腳輸入外部時鐘脈沖。同時也能去耦。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時，且振蕩器穩(wěn)定后，如 RST 引腳上有一個高電平并維持2 個極其周期（ 24 個振蕩周期），則 CPU 就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。輸出端為 XTAL2，兩端跨接石英晶體及兩個電容就可以構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器。 圖 36 時鐘電路圖 24 錄音 /播放控制電路 用 做錄音播放控制電路，加阻值為 1k 的下拉電阻，當(dāng)按鍵未按下時， 為低電平；按鍵按下后為高電平。 25 圖 38 語音芯片 ISD2560 引腳分布示意圖 其引腳功能如下： A0/M0～ A6/M A7～ A9（ 1～ 10 腳）：地址線 /模式輸入，共有1024 種組合狀態(tài)。 AUXIN（ 11 腳）：鋪助輸入。由于芯片內(nèi)部使用不同的模塊和數(shù)字地線，因此這兩腳最好 通過低阻抗通路連接到地。揚聲器輸出腳在錄音和節(jié)電模式時保持為 VSSA 電平，因此，多個 ISD2500 系列器件一起使用時，它們的揚聲器輸出腳不能并接，并行連接可能 26 會造成芯片的損壞。模擬和數(shù)字電源端