【正文】 生的留聲機(jī)是純機(jī)械錄音技術(shù)，在這之后，錄音技術(shù)發(fā)展為光學(xué)錄音、磁性錄 音和電子錄音。 磁性錄音是應(yīng)非常廣泛的錄音技術(shù)，最具代表性的革新就是 1900 年鋼絲錄音機(jī)的發(fā)明。 通常數(shù)碼錄 音筆的音質(zhì)效果要比傳統(tǒng)的錄音機(jī)要好一些。 SD 卡錄音筆的發(fā)展趨勢 從首款 SD 卡錄音筆上市到現(xiàn)在，短短 4 年內(nèi)成為銷量最大的隨身錄音設(shè)備，證明其有著極高的性能和質(zhì)量，價(jià)格而比較合理。 此外，錄音筆將發(fā)展到一個(gè)全新的階段，錄音 /復(fù)讀， MP3 播放，影像記錄，圖片瀏覽（數(shù)碼伴侶）， TXT 文檔閱讀，移動(dòng)存儲(chǔ)等 多功能于一身的錄音筆將會(huì)出現(xiàn)。 基于單片機(jī)的 SD 卡錄音筆研究意義 本課題主要是研究基于單片機(jī)的 SD 卡錄音筆設(shè)計(jì)，本課題是以單片機(jī)SPCE061A 來實(shí)現(xiàn)一個(gè)錄音筆系統(tǒng)。 因此，基于單片機(jī)的 SD 卡錄音筆將會(huì)是今后最常見的錄音工具。它使用方便，工作穩(wěn)定，可以為嵌入式系統(tǒng)提供大容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)擴(kuò)展，使得系統(tǒng) 有強(qiáng)大 的 錄音 功能。 6 設(shè)計(jì)環(huán)境介紹 系統(tǒng)硬件環(huán)境介紹 本系統(tǒng)的硬件部分采用的是 SPCE061A 單片機(jī)。 7 雙 16 位定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器7 通道 10 位 A DC單通道 A DC+ A GCCP U 時(shí)鐘實(shí)時(shí)時(shí)鐘F L A S HRA M時(shí)基中斷控制IOA 1 5 0IOB 1 5 0鎖相環(huán)振蕩器IOB 0 ( S C K ) IOB 1 (S D A )低電壓監(jiān)測 /低電壓復(fù)位 雙通道10 位 DA C串行輸入輸出接口A UD1A UD2M IC_ IN32 管腳通用輸入輸出端口16 位微控制器u 39。工具界面主要分為主菜單，工具欄，工作區(qū)窗口，編輯區(qū)窗口，輸出區(qū)窗口。單擊 FileView標(biāo)簽 ，用戶可以方便瀏覽到工程內(nèi)的各文件。 Source Files 文件夾用于保存源文件?？梢詥螕粢暣皟?nèi)分支頂部旁邊的＋和－號展開和收縮層次 圖。 圖 Workspace 窗口 9 Output 窗口 ， 如圖 。 Build：顯示編譯和鏈接過程里產(chǎn)生的信息，包括文件編輯過程里的錯(cuò)誤和警告信息等。 圖 Output 窗口 文件編輯器 ，如 圖 。 10 圖 二進(jìn)制代碼 編輯器 工程的操作 創(chuàng)建工程過程 （ 1） 選擇 [File]→[New] ，打開 New 對話框如圖 ，選擇 Project 標(biāo)簽； （ 2） 在 File 文本框內(nèi)輸入工程名稱； （ 3） 在 Location 文本框內(nèi)輸入工程文件的路徑； （ 4） 在 Select Body Here 區(qū)域內(nèi)選擇 Probe； （ 5） 單擊 [OK]，創(chuàng)建工程 。 3 錄音筆總體 設(shè)計(jì)方案及硬件設(shè)計(jì) 總體設(shè)計(jì)方案 硬件設(shè)計(jì)總體框圖 系統(tǒng)采用 SPCE061A 做為主控制器，使用其通用 I/O 口控制 SD 卡設(shè)備，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器擴(kuò)展；利用電路板上的三個(gè)按鍵對錄放音進(jìn)行控制；利用 SPCE061A帶有 AGC 的專用 A/D 轉(zhuǎn)換通道做為音頻輸入，完成語音錄制功能；利用SPCE061A 的 D/A 進(jìn)行音頻輸出，實(shí)現(xiàn)語音播放功能。 SD 卡驅(qū)動(dòng)程序：該部分完成對 SD 卡的初始化、得到卡的容量信息、讀寫操作、擦除操作等。 輸入指令 麥克風(fēng) 揚(yáng)聲器 電源線 錄音 放 音 電源 SD 卡 SPCE061A 儲(chǔ)存或刪除數(shù)字信號 提取數(shù)字信號 按鍵鍵盤 13 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件連接實(shí)物圖 系統(tǒng)主要由 SPCE061A 單片機(jī)，麥克風(fēng)，揚(yáng)聲器，電源及儲(chǔ)存器構(gòu)成。外圍模塊有：電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路板、鎖相環(huán)外圍電路（ PLL）、復(fù)位電路（ RESET）等。通過本系統(tǒng)中的音頻輸入電路和 MIC，可以采集語音信號并處理。 Key1 為 “下一曲 ”鍵， Key2 為 “上一曲 ”鍵， Key3 為 “錄音鍵 ”。圖 為音頻輸出電路圖。 圖 SD 卡模組電路圖 16 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 主程序設(shè)計(jì) 主程序 采用的是匯編語言和 C 語言混合編程 。同時(shí)，在循環(huán)中對系統(tǒng)當(dāng)前的狀態(tài)進(jìn)行檢測，控制系統(tǒng)在錄制語音時(shí)不至于超出存儲(chǔ)器容量限制，或控制系統(tǒng)在放音時(shí)播放至文件尾部自動(dòng)停止播放。 // 語音初始化 if(0 == SD_ChkCard()) // 檢測卡是否插入 PlaySnd(VOICE_ATTENTION, DAC1 + DAC2)。 else FS_Init()。 // 系統(tǒng)狀態(tài)處理 SACM_DVR1600_ServiceLoop()。KeyType)。 SACM_DVR1600_Stop()。 Status = RECORD。 21 圖 上一曲鍵流程圖 部分程序如下 : 當(dāng)按下下一曲鍵，短按鍵（小于一秒）播放下一曲，長按鍵停止放音。 else if(RECORD == Status) // 如果正在錄音則不處理 if(C_LReleaseKeyState == KeyType)//長按鍵，擦除所有語音段 FS_Init()。 正在錄音？ 當(dāng)前有錄音片段？ 是 是 停止播放 正在播放？ 否 否 短按鍵？ 否 長按鍵？ 否 系統(tǒng)狀態(tài)置空閑 是 啟動(dòng)聲音播放下一曲 系統(tǒng)狀態(tài)置播 放 否 是 是 開始 返回 case C_Next: // Play Next if((C_SReleaseKeyState != KeyType) amp。 else if(RECORD == Status) // 如果正在錄音則不處理 if(C_LReleaseKeyState == KeyType)// 長按鍵，停止當(dāng)前播放 Status = IDLE。 case PLAY: if(FS_CheckFileEnd()) // 檢測當(dāng)前語音是否播放完畢 SACM_DVR1600_Stop()。使用變量 KeyScanState 記錄當(dāng)前按鍵的掃描狀態(tài)，并對掃描狀態(tài)進(jìn)行計(jì)時(shí)，通過判斷計(jì)時(shí)變量 KeyCount 的值來判斷按鍵的類型 KeyState（短按鍵、長按鍵等）。此時(shí)如果檢測到 鍵抬起，則進(jìn)入 ReleaseDebounce 狀態(tài)，對按鍵抬起進(jìn)行去抖，去抖成功后則可以認(rèn)為形成了一個(gè)抬起的短按鍵（ KeyState = SKeyRelease）。 功 能：按鍵掃描初始化。= ~KEY_PORT_MASK。= ~KEY_PORT_MASK。通過自行定義這兩個(gè)函數(shù)，即可將語音庫錄制的語音資料存儲(chǔ)至 SD卡，或從 SD卡讀取語音資料給語音庫解碼播放。這里，需要調(diào)用 “從語音文件中讀取多個(gè) word 數(shù)據(jù)的函數(shù) ”FS_ ReadingFile ()以完成從 SD 卡中讀取數(shù)據(jù)。 *KeyType = ui_KeyState。 26 單片機(jī)通過 SPI 總線向 SD 卡發(fā)送命令，控制 SD 卡的動(dòng)作，并通過 SPI總線讀取 SD 卡返回的數(shù)據(jù)。 SD 卡進(jìn)入 SPI 模式后，用戶可以通過調(diào)用 SD_SendCmd()函數(shù)發(fā)送命令對SD 卡進(jìn)行控制。 為了解決這個(gè)矛盾，需要首先來看一下 SD 卡 Block 讀寫的過程。 F_USER_DVR1600_WriteData: Adr:R1。 讀 Block 操作： 1）發(fā)送 CMD17，啟動(dòng)讀 Block 操作； 2）接收數(shù)據(jù)，直至接收完畢 Block Size 個(gè)數(shù)據(jù)； 3）接收 CRC 校驗(yàn)，結(jié)束讀 Block 操作。 最后，單片機(jī)發(fā)送 CRC 校驗(yàn)，并等待 SD 卡完成這些數(shù)據(jù)的燒寫。 // 語音文件的起始 Block 地址 .public _SPI_RecByte _SPI_RecByte: .proc r1 = 0 r2 = 8 ?L_SPI_RecByte_Loop: SPI_SCK_CLR SPI_SCK_SET r1 = r1 lsl 1 r3 = [SD_BUS_Data] test r3, SD_BUS_Din jz ?L_SPI_RecByte_NoAdd r1 += 1 ?L_SPI_RecByte_NoAdd: r2 = 1 jnz ?L_SPI_RecByte_Loop retf .endp 29 unsigned long int EndSec。 // 文件索引表 語音文件操作管理相關(guān)函數(shù)中通過定義一個(gè)全局變量 CurOffset 存儲(chǔ)當(dāng)前Block 已經(jīng)寫入的數(shù)量，以便在寫入（讀?。┬碌臄?shù)據(jù)時(shí)對是否超出 Block 進(jìn)行判斷。壓縮算法中 SACMA1600、 SACMS5SACMS480/S7 SACMS200主要是用來放音，可用于語音提示，而 DVR1600則用來錄 /放音。 SD_WriteFinished()。 CurFileSec++。 i = 1。 else SD_WritingBlockData((unsigned long int)Len, (unsigned char *)Buf)。 if(Len = (SD_BLOCKSIZE CurOffset)) SD_ReadingBlockData((unsigned long int)(SD_BLOCKSIZE CurOffset), (unsigned char *)Buf)。 CurOffset = Len i。Buf[i])。 步驟 1：接通電源，用萬用表測量喇叭的正負(fù)極看是否有電壓。 現(xiàn)象 2：程序下載并運(yùn)行后，聲音能正常播放。打開電池盒開關(guān)，POWER 指示燈和 LCD 液晶顯示屏上的電源指示燈都被點(diǎn)亮，證明系統(tǒng)連接正常，可以開始下載。下載進(jìn)程如 圖 。此時(shí)，用戶需要去除 SD 卡寫保護(hù)，并重新運(yùn)行程序； 如果 SD 卡正常插入并且沒有寫保護(hù)，等待 SD 卡初始化成功后會(huì)有 “就緒 ”的提示音。 34 結(jié)論 本課題是基于單片機(jī)的 SD 卡錄音筆設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，根據(jù)課題的要求設(shè)計(jì)了SD 卡數(shù)碼錄音筆，在設(shè)計(jì)中主要完成了以下幾個(gè)方面的內(nèi)容： 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： SPCE061A 開發(fā)板， SD 卡模組。這些問題可以通過外接 SPR 模組擴(kuò)充系統(tǒng)存儲(chǔ)空間來解決。一直以來，邢老師不但為我們創(chuàng)造了良好的學(xué)習(xí)氛圍而且給我們提供了畢業(yè)設(shè)計(jì)的設(shè)備。同時(shí)我也真誠的感謝我的班級導(dǎo)師邢志強(qiáng)老師，從剛進(jìn)大學(xué)的毛頭小子成長到現(xiàn)在，都得到了邢老師熱情的幫助和無微不至關(guān)懷。 參考文獻(xiàn) [1] 姜志玲 .用凌陽單片機(jī)實(shí)現(xiàn)多路數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng) [J]. 西華大學(xué)學(xué)報(bào) .2021 [2] 王素珍，田振清 .用 ISP 實(shí)現(xiàn)對 ISD25120 語音芯片的錄放音控制 [J].電聲技術(shù) .2021 [3] 林陽 .凌陽 16位單片機(jī)與其它主流單片機(jī)的比較 [J]. 電子世界 . 2021 [4] 王竹便 .錄音技術(shù)及技巧淺議 [J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì) .2021 [5] 孟憲超 . 數(shù)碼錄音筆原理及應(yīng)用 [J].信息時(shí)代導(dǎo)刊 .2021 [6] 薛駒義，張彥斌等 .凌陽 16 位單片機(jī)原理及應(yīng)用 [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2021 [7] 羅亞非 等編 .凌陽 16 位單片機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ) [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 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