【正文】 器、中斷系統(tǒng)等，容量不能滿足應用系統(tǒng)的要求時，必須在片外進行擴展，選擇適當?shù)男酒?，設(shè)計恰當?shù)碾娐?；系統(tǒng)配置，即按照系統(tǒng)功能要求配置外圍設(shè)備，如鍵盤、顯示器、打印機、 A/D、 D/A 轉(zhuǎn)換器等，要設(shè)計合適的接口電路。 。 ，例如選用晶振頻率較高時，存儲器存取時間有限，應該選擇允許存取速度較高的芯片；選擇 CMOS 芯片單片機構(gòu)成低功耗系統(tǒng)時，系統(tǒng)的所有芯片都應該選擇 低功耗的產(chǎn)品。 單片機軟件開發(fā)原理 單片機軟件開發(fā)原理：單片機系統(tǒng)軟件是根據(jù)系統(tǒng)功能要求設(shè)計的，應可靠地實現(xiàn)系統(tǒng)的各種功能。 。 。主要任務(wù)是實現(xiàn)簡單錄音和播放功能。 本設(shè)計的主要任務(wù)： 根據(jù)設(shè)計要求，提出基 于單片機的語音錄放器的硬件設(shè)計方案，并應用 Protel 軟件完成硬件電路原理圖設(shè)計。要求掌握該芯片的工作原理，完成其外圍電路和單片機的接口電路，包括話筒和揚聲器的電路設(shè)計。所謂語音芯片，就是在人工或者控制器的控制下可以錄音和放音的芯片。在我的設(shè)計中即采用 這種模擬語音數(shù)據(jù)直接存儲到語音芯片的設(shè)計。 A T 8 9 C 5 2單 片 機按 鍵 控 制 復 位 電 路系 統(tǒng) 時 鐘外 部 R A M 圖 22 單片機最小系統(tǒng)框圖 語音錄放系統(tǒng)則選用專門語音錄放芯片 ISD2560 芯片作為核心，結(jié)合外圍話筒和麥克風來完成語音錄放功能。隨著集成電路工藝的發(fā)展，出現(xiàn)了單片機、 DSP、 ARM 等多種單片機。 AT89C52 是一種帶 8K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（ FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 為微處理，俗稱單片機。 AT89C52 內(nèi)部原理圖，如圖 23 所示： 11 圖 23 AT89C52 內(nèi)部原理圖 語音芯片的選取 目前市場上流行的語音芯片很多，從性價比的角度考慮，美國ISD 公司的 ISD 系列語音芯片可謂一枝獨秀。 ，控制引腳與 TTL 電平兼容?？紤]到經(jīng)濟原因，最后選用 ISD2560。 ISD2560 省去了 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換器，集成度較高，內(nèi)部包括前置放大器、內(nèi)部時鐘、定時器、采樣時鐘、濾波器、自動增益控制、邏輯控制、模擬收發(fā)器、解碼器和 480KB 的 EEPROM。 ISD2560 可不分段，也可按最小段長為單位來任意組合分段。 ? 錄音時間可達 60s。 ? 信息可無電保存 100 年。 ? +5V 供電。錄入時， 14 語音信號經(jīng)過換能器 MIC 轉(zhuǎn)變?yōu)樾盘?，該信號?jīng)過隔直電容去除直流分量后送入前置放大器，由于器件具有高輸入阻抗，故耦合電容容量很小，可為 ，微弱 的電信號經(jīng)過前置放大后由 ANAOUT 腳輸出，經(jīng)過隔直電容后送入 ANAOUT 腳，這種配置方式可以方便用戶自行設(shè)計性能更加優(yōu)良的前置放大器代替芯片內(nèi)部已有的功能部件，另外 ANAIN 可作為線輸入口，直接輸入電聲信號，既而信號進入自動增益 AGC 放大器，信號電平得到調(diào)理，使其符合存儲電路的動態(tài)范圍， AGC 響應時間由連接在 AGC 腳的外界電阻、電容值確定。如圖 25所示。其中單片機最小系統(tǒng)包括電源電路，復位電路和時鐘電路。并且利用 Keil 與 Proteus 對系統(tǒng)進行仿真調(diào)試。注意，錄音時間不能超過預先設(shè)定的每段語音的時間。最新 版本的 Protel 軟件可以毫無障礙地讀 Orcad、 Pads、 Accel（ PCAD）等知名 EDA 公司設(shè)計文件，以便用戶順利過度到新的 EAD 平臺。 AT89C52 單片機最小系統(tǒng) 繪制原理圖 完成 PCB 印制電路版繪制 17 單片機是實現(xiàn)語音錄放的硬件設(shè)計的核心器件之一，由它控制語音芯片實現(xiàn)對聲音的存儲和播放。單片機可 18 以配置 ISD2560的操 作模式。 AT89C52 單片機主要功能特性及引腳分布圖和管腳說明 19 AT89C52 功能管腳，如圖 33 所示： 圖 33 AT89C52 引腳分布圖 可知 AT89C52 單片機包括 GND， VCC 在內(nèi)的 40 個引腳下面著重介紹以下幾個重要的引腳。當 P1 口的管腳第一次寫 1 小時，被定義為高阻輸入。 P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個TTL 門電流，當 P2 口被寫 “1” 時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。在給出地址 “1” 時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。當 P3 口寫入 “1” 后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入，由于外部下拉為低電平， P3口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。當 AT89C52 單片機上電正常工作后， ALE 引腳不斷向外輸出脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的六分之一。因此它可用作外部輸出的脈沖或用于定時目的。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這倆次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。要檢查 AT89C52 的振蕩電路是否正常工作，可用示波器查看 XTAL2 端是否有脈沖信號輸出。 單片機的電源電路 在電源引腳并聯(lián)一個 的小電容目的是：濾波。如圖 34 所示。通過連通一個按鈕開關(guān)，使單片機進入復位狀態(tài)。電容 C1和 C2通常取 22pf左右，可穩(wěn)定頻率并對振蕩頻率有微調(diào)作用。 如圖 所示。最前面的 600 個狀態(tài)作內(nèi)部存儲器的尋址用，最后 256 個狀態(tài)作為操作模式。當 CE 和 P/R 為高，放音不進行或處于放音益處狀態(tài)時，此引腳的輸入信號通過內(nèi)部輸出放大器驅(qū)動揚聲器輸出端。 SP+、 SP(1 15 腳 )：揚聲器輸出。單端輸出時必須在 SP 輸出腳和揚聲器間接耦合電容，雙端輸出既不能用電容由能將輸出功率提高至 4 倍。 MIC IN（ 17 腳）：話筒輸入腳。此引腳是前置放大器的反向輸入，當以差分形式連接話筒時，可減少噪聲，提高共模抑制比。選用標稱值分別為470kΩ 的電阻和 的電容可以得到滿意的效果。其他音源可以通過交流耦合直接連至該端。芯片處于存儲空間末尾時，此引腳輸出低電平脈沖以表示溢出，之后該引腳狀態(tài)跟隨CE 引腳的狀態(tài)，直到 PD 引腳變高復位芯片。芯片在該引腳的下降沿將鎖存地址線和 P/R引腳的狀態(tài)。芯片發(fā)生溢出，即 OVF 腳輸出低電平后，應將此引腳變高以將地址指針復位到錄、放空間的開始位置。當放音遇到 EOM 時，此引腳輸出低電平 脈沖。此腳內(nèi)部有下拉元件，不用時應接地。此引腳在 CE 的下降沿鎖存，高電平選擇放音，低電平選擇錄音。如果 CE 一直為低，或芯片工作在某些操作模式，放音則會忽略 EOM 而持續(xù)進行下去，直到發(fā)生溢出為止。后續(xù)的操作根據(jù)選用的模式可從其他地址開始。 圖 39 語音芯片原理圖 ISD2560 芯片集成度高，內(nèi)部 EEPROM 存儲器單元均分為 600 行，存 600 個地址單元，每個地址單元指向其中一行，每一個地址單元的地址分辨 100ms，此外， ISD2560 還具備微控制器所需的控制接口，通過操縱地址和控制線可完成不同的任務(wù)，以實現(xiàn)復雜的信息處理功能 [9]。 整體電路圖 數(shù)碼錄音機整體電 路圖；如圖 310 和 311 所示。 34 圖 312 語音錄放電路的 PCB 圖 第 4 章 軟件設(shè)計 單片機實現(xiàn)語音錄放的軟件設(shè)計較為簡單，主要通過單片機對ISD2560 的控制實現(xiàn)指定地址入口的錄音和循環(huán)播放。 程序流程圖如 41 所示： 開 始初 始 化開 始 鍵按 下調(diào) 用 錄 音 函 數(shù)開 始 鍵松 開延 時打 開 外 部 中 斷 0是是否否 外部中斷零服務(wù)子程序關(guān)閉外部中斷0Count=2?Count+延時打開外部中斷調(diào)用播放函數(shù)回主函數(shù) 36 圖 41 語音錄放系統(tǒng)程序流程圖 錄音子程序流程圖 “ 開始 ” 鍵按下后，即系統(tǒng)上電后，系統(tǒng)初始化，然后判斷開始鍵是否按下，如果按下則單片機控制 PD,P/R 引腳低電平，并指向錄音地址，啟動錄音過程。 //非節(jié)電模式 PR=0。 在預定設(shè)定的時間內(nèi)，（小于 60s）結(jié)束錄音 ，松開 “ 開始 ” 鍵單片機控制 P/R 引腳回到高電平，即完成一段語音的錄音。 //非節(jié)電模式 PR=1。 每次放音結(jié)束時， EOM 輸出會觸發(fā)單片機的外部中斷 0，經(jīng)過適當?shù)难訒r后，重新啟動第二次放音，這樣重復三次后關(guān)閉外部中斷 0，流程結(jié)束，等待下一次錄音。 Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成 開發(fā)調(diào)試工具，全 Windows 界面。 40 圖 51 Keil 編譯結(jié)果 Proteus 軟件概述與仿真結(jié)果 Proteus 軟件概述 Proteus 軟件的功能強大，它集電路設(shè)計、制版及仿真等多種功能于一身，不僅能夠?qū)﹄姽?、電子技術(shù)學科涉及的電路進行設(shè)計與分析，還能夠?qū)ξ⑻幚砥鬟M行設(shè)計和仿真，并且功能齊全，界面多彩，是近年來備受電子設(shè)計愛好者青睞的一款新型電子線路設(shè)計與仿真軟件。 ARES高級 PCB布線編輯軟件。 41 ② 支持主流單片機系統(tǒng)的仿真。 ④ 具有強大的原理圖繪制功能。 Proteus 仿真過程 Ptoteus 軟件， 首先進入 Proteus ISIS 編輯環(huán)境。 圖 55 元器件對象 44 ，選中 AT89C52，將鼠標置于圖形編輯窗口該對象的欲放位置，單擊鼠標左鍵，完成該對象的放置，如圖56 所示。單擊鼠標左鍵， 移動鼠標（不用拖動鼠標），將鼠標的指針靠近另一個元器件的連接點時，跟著鼠標的指針就會出現(xiàn)一個 “” 號，表明找到了元器件的連接點，同時屏幕上出現(xiàn)了粉紅色的連接，單擊鼠標左鍵，粉紅色的的連接線變成了深綠色，并且線形由直線自動變成了90176。 圖 57 Options for Target‘Target’ 設(shè)置（ 1） 46 圖 58 Options for Target‘Target’ 設(shè)置（ 2） 仿真結(jié)果，如圖 59 和 510所示。 ISD2560 地址 /模式輸入腳的使用，特別是高 2 位 A A9 的使用。 這次對單片機實現(xiàn)語音錄放功能的設(shè)計，加深了我對單片機的 50 認識，經(jīng)過查閱有關(guān)方面的書籍，使我獲得了許多專業(yè)方面的知識，開拓了視野。 在此要感謝我 的指導老師 焦 老師對我悉心的指導，感謝老師們給我的幫助。 總之，本次畢業(yè)設(shè)計對我是個很好的鍛煉機會，使我在各個方面的能力都有所提高，對將來我們走出校園，從事相關(guān)工作都是一個很好的實踐方式。 //系統(tǒng)是否處于空閑標志 /*定義語音芯片 ISD2560 的控制引腳 */ Sbit START = P1^0。 Sbit CE = P1^7。i++) {} } } /* 外部中斷 0 服務(wù)子程序 */ void out_int0() interrupt 0 using 1 { EX0 = 0。 // 延時 500ms P2 = P2amp。 // 起始地址為 0 playback()。 } } /* 主程序 */ void main() 56 { EA = 1。 while(IdleFlag==1) { if (START) { delay(10)。 // A8=A9=0 P0 = P0amp。 // 開始鍵松開 StartFlag = 0。 // 延時 500ms 再播放錄音 EX0 = 1。0x00。 //片選有效 PD = 0。 //非節(jié)電模式 PR = 1。 // 重復播放次數(shù)計數(shù)器 uchar StartFlag。 sbit PR = P1^5。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 QA9wkxFyeQ^! dj sXuyUP2kNXpRWXm Aamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp