【正文】 享 ”的乘積項(xiàng)能夠連接到同一個(gè) LAB 中任何其他乘積項(xiàng)上。每個(gè)觸發(fā)器也支持異步清除和異步置位功能，乘積項(xiàng)選擇矩陣分配乘積項(xiàng)去控制這些操作。 （ 3）擴(kuò)展乘積項(xiàng) 大多數(shù)邏輯函數(shù)雖然能夠用宏單元中的 5 個(gè)乘積項(xiàng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，但某些邏輯函數(shù)較為復(fù)雜，要附加乘積項(xiàng)。每個(gè)共享擴(kuò)展乘積項(xiàng)可被 LAB 內(nèi)任意（或全部）宏單元使用和共享，以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯函數(shù)。 EPROM 單元控制 2 輸入 “與 ”門(mén)的一個(gè)輸入端 ，以選擇驅(qū)動(dòng) LAB 的 PIA 信號(hào)。該 I/O 控制塊由兩個(gè)全局輸出使能信號(hào) OE1n， OE2n 來(lái)驅(qū)動(dòng)。 圖 是 EPM7128SLC8415 器件與下載電纜的插座連線圖，該插座安裝在用戶PCB 板上，用于連接下載線纜和復(fù)雜可編程邏輯器件 EPM7128SLC8415。 ISD1420 可分段存貯 20 秒語(yǔ)音信息，按每秒鐘可讀 3 個(gè)漢字計(jì)算， 20 秒可分段貯存 609 多個(gè)漢字語(yǔ)音 [10]。 以下將詳細(xì)介紹 ISD1420 語(yǔ)音芯片的功能特性和應(yīng)用方法。錄音內(nèi)容存入 E2PROM永久存儲(chǔ)單元，具有零功率信息存儲(chǔ)功能，這個(gè)獨(dú)一無(wú)二的方法是借助于美國(guó) ISD公司的專利 ——直接模擬存儲(chǔ)技術(shù)（ DAST TM）實(shí)現(xiàn)的。在錄放音操作結(jié)束后，芯片自動(dòng)進(jìn)入低功耗節(jié)電模式，功耗僅為 。 ●采用直接模擬量存貯技術(shù) DAST（ Direct Analog Strorage Technology），再現(xiàn)優(yōu)質(zhì)原聲，沒(méi)有常見(jiàn)的背景噪聲。 ●較強(qiáng)的選址能力，可把存儲(chǔ)器分成 160 段來(lái)進(jìn)行管理。A. ●工作電流 IOP：典型值 15mA,最大值 30mA[10] 2． 引腳功能說(shuō)明 下圖為 ISD1420 的 引腳圖 [10] 圖 ISD1420 引腳圖 表 各管腳功能表 名稱 管腳 功能 名稱 管腳 功能 A0~A5 1~6 地址 ANA OUT 21 模擬輸出 A A7 10 地址（ MSB） ANA IN 20 模擬輸入 VCCD 28 數(shù)字電路電源 AGC 19 自動(dòng)增益控制 VCCA 16 模擬電路電源 MIC 17 麥克風(fēng)輸入 VSSD 12 數(shù)字地 MIC REF 18 麥克風(fēng)參考輸入 VSSA 13 模擬地 PLAYE 24 放音（邊沿觸發(fā)） SP+、 1 15 喇叭輸出 +、 REC 27 錄音 XCLK 26 外接定時(shí)器（可選） RECLED 25 發(fā)光二極管接口 NC 122 空腳 PLAYL 23 放音（電平觸發(fā)） 2021 屆電子信息工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 各管腳功能描述如下 [10]： （ 1） A0～ A7： 地址輸入端 。 此端 內(nèi)置 片內(nèi)前置放大器。 此端是前置放大器的反向輸入。 （ 5） ANA OUT： 來(lái)自駐極體話筒的輸入信號(hào)被放大輸出至該端，前 置放大器的電壓增益取決于 AGC電平，對(duì)于小信號(hào)輸入電平，其最大增益為 24dB。 （ 7） SP＋、 SP－ ： 喇叭輸出端 。 （ 8） XCLK： 外接時(shí)鐘振蕩端 。 如果需要更高的計(jì)時(shí)精度，該端可外接時(shí)鐘電路。 （ 10） PLAYE： 邊沿觸發(fā)放音控制端 。 注： 放音過(guò)程中當(dāng)遇到 EOM 或內(nèi)存結(jié)束時(shí)，如果 /PLAYE 或 /PLAYL 仍處在高電平，芯片雖然也進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)（內(nèi)部震蕩器和時(shí)鐘停止工作），但是由于芯片沒(méi)有對(duì) /PLAYE 和 /PLAYL 的上升沿進(jìn)行消顫，隨后在這兩個(gè)引腳 上出現(xiàn)的下降沿（例如釋放按鍵時(shí)的抖動(dòng)）都會(huì)觸發(fā)放音。如果在放音期間，遇 REC接低電平，放音立即停止，自動(dòng)進(jìn)入錄音狀態(tài)。 芯片內(nèi)部的模擬和數(shù)字電路使用不同的電源總線，并且分別引到外封裝上，這樣可使噪聲最小。根據(jù) PLAYE、PLAYL 或 REC 的下降沿信號(hào)，地址輸入被鎖定。當(dāng)電路中錄放音轉(zhuǎn)換將進(jìn)入省電 狀態(tài)時(shí)，地址計(jì)數(shù)器復(fù)位為 0。 A0：信息檢索（僅用于放音工作狀態(tài)）。 A1 可使錄入的分段信息成為連續(xù)的信息，使用 A1 可刪除掉每段中間信息捷的 EOM標(biāo)志，僅在所有信息后留一個(gè) EOM標(biāo)志。一條信息可以完全占滿存儲(chǔ)空間，那么循環(huán)就可以眾頭至尾進(jìn)行工作，并由始至終反復(fù)重放。 當(dāng)芯片既非錄音又非放音時(shí)，將 A4 短暫拉低可使地址計(jì)數(shù)器復(fù)位為 0。 2021 屆電子信息工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 圖 為 ISD1420 分段原理圖 [12]： 圖 ISD1420 分段原理圖 圖中 A0～ A2 置為低電平，此時(shí)電路共分為四段。錄制其它段的方法相同。但在 1 腳和 8 腳之間增加一只外接電阻和電容，便可將電壓增益調(diào)為任意值，直至 200[13]。引腳 2 為反相輸入端， 3 為同相輸入端；引腳 5 為輸出端；引腳 6 和 4 分別為電源和地；引腳 1 和 8 為電壓增益設(shè)定端；使用時(shí)在引腳 7 和地之間接旁路電容，通常取 10μF。 圖 LM386 典型應(yīng)用電路 2021 屆電子信息工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 顯示 芯片的選擇 本設(shè)計(jì)中需要按站顯示站點(diǎn)，故需要設(shè)置簡(jiǎn)單的顯示模塊。 1. CD4511 CD4511能將四位二進(jìn)制數(shù)編碼轉(zhuǎn)換為七段 LED顯示器的字段碼，同時(shí)具有鎖存和驅(qū)動(dòng)能力。 當(dāng) BI=0 時(shí)，不管其它輸入端狀態(tài)如何，七段數(shù)碼管均處于熄滅（消隱）狀態(tài)，不顯示數(shù)字。 LE： 鎖定控制端 。 2021 屆電子信息工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 圖 CD4511 邏輯圖 CD4511真值表如下 [14]： 表 CD4511真值表 2. LED七段顯示器 (共陰 ) LED 顯示器是由發(fā)光二極管作為為顯示字段的數(shù)碼顯示器件，圖 為 一位 LED顯示器的外形和引腳圖，其中七只發(fā)光二極管 (a~g 七段 )構(gòu)成字型 “8”，另外還有一只發(fā)光二極管 dp 作為小數(shù)點(diǎn)。 如 圖 ，在共陰極結(jié)構(gòu)中，各段發(fā)光二極管的陰極連在一起，將此公共點(diǎn)接地，某一段發(fā)光二極管的陰極為高電平時(shí)，該段發(fā)光。 首先我們來(lái)了解一下有源晶振和無(wú)源晶振的區(qū)別 [14]。 有源晶振和無(wú)源晶振的選擇依據(jù)主要看 晶振 應(yīng)用到的電路，如果有時(shí)鐘電路，就用無(wú)源，否則就用有源。 本課題中 4 腳有源晶振的接法 是 有個(gè)點(diǎn)標(biāo)記的為 1 腳，按逆時(shí)針（管腳向下）分別為 4。 結(jié)合以上章節(jié)的論述，可知道一條語(yǔ)音信息播放的原理如下 ：任何時(shí)候只要按下 ADD、 SUB、 REPEAT、 CLEAR 四個(gè)鍵中的一個(gè)，通過(guò)主控模塊的作用都會(huì)觸發(fā)一次語(yǔ)音的播報(bào)，按鍵 ADD 通過(guò)主控模塊作用可以使主控模塊輸出的語(yǔ)音地址指向下一條語(yǔ)音信息地址表的存儲(chǔ)位置，同理按鍵 SUB 通過(guò)主控模塊作用可以使主控模塊輸出的語(yǔ)音地址指向上一條語(yǔ)音信息地址表的存儲(chǔ)位置，而 REPEAT 將不改變主控模塊輸出的語(yǔ)音地址以指向當(dāng)前條語(yǔ)音信息地址表的存儲(chǔ)位置，按鍵 CLEAR 可以使主控模塊輸出的語(yǔ)音地址指向第一條語(yǔ)音信息地址表的存儲(chǔ)位置。當(dāng)?shù)诙蔚牡?8 段播放完后主控模塊將設(shè)法屏蔽 PLAY_END，即將 PLAY_END 置為高電平，使語(yǔ)音播放停止。 結(jié)合 CPLD軟件控制的設(shè)計(jì)和引腳綁定， EPM7128SLC8415芯片的 58腳（ I/O端口）接 PLAY按鍵（ I/O端口）， 57腳接 ADD按鍵（ I/O端口）， 56腳接 REPEAT按鍵（ I/O端口），55腳接 ADD按鍵（ I/O端口）， 54腳接 SUB按鍵（ I/O端口）。 EPM7128SLC8415芯片 7 7 70、 6 6 6 6 64腳和語(yǔ)音芯片 ISD1420的 A0～ A7口連接。 主控模塊 （ EPM7128S） 編程下載接 口模塊 時(shí)鐘模塊 按鍵部分 顯示模塊 (LED CD4511） 報(bào)時(shí)模塊 （ ISD1420） 錄音模塊 （ ISD1420） 2021 屆電子信息工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 按鍵模塊 共有 6 個(gè)按鍵開(kāi)關(guān) ， 分別為 ADD,SUB,CLEAR,REPEAT,REC,PLAY 按鍵 。 當(dāng)單刀雙置開(kāi)關(guān)接通電源報(bào)時(shí) ，當(dāng)接通地時(shí)選擇正報(bào)。 圖 ISD1420 錄音電路 2021 屆電子信息工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 如 圖 ，在錄音電路中， ISD1420語(yǔ)音芯片的 A0~A7口接 DIP8路開(kāi)關(guān)， DIP開(kāi)關(guān)用于產(chǎn)生錄音時(shí)的二進(jìn)制首地址。而每個(gè)地址對(duì)應(yīng)不同的語(yǔ)音輸入。 為了能正確地進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)，必須將 20秒的語(yǔ)音芯片分段存儲(chǔ)所需的內(nèi)容，然后根據(jù)每條播報(bào)信息的要求組合后進(jìn)行播報(bào)。此時(shí)由DIP開(kāi)關(guān)提供地址數(shù)據(jù)，通過(guò)麥克風(fēng)把報(bào)時(shí)語(yǔ)音信 號(hào)錄制到語(yǔ)音芯片中。 放音模塊 報(bào)站模塊采用的芯片是 ISD1420。放音時(shí)，采用 PLAYE 端的下降沿觸發(fā)。 圖 放音電路 2021 屆電子信息工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 顯示模塊 顯示部分采用的是共陰七段 LED 數(shù)碼管。 顯示模塊由小時(shí) 、分鐘、秒構(gòu)成。顯示模塊原理圖如圖 所示 。 2021 屆電子信息工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 硬件和軟件的結(jié)合 系統(tǒng)的軟件和硬件需要通過(guò)編程下載進(jìn)行結(jié)合。 圖 CPLD 控制邏輯框圖 其中 ， ADD 是加計(jì)數(shù)按鍵輸入； CLEAR 是復(fù)位輸入； REPEAT 是重復(fù)播報(bào)按鍵輸入； CLK16M 是時(shí)鐘輸入端，信號(hào)頻率為 16MHz； PLAY_END 是 ISD1420 的放音結(jié)束信號(hào)，該信號(hào)是低有效； P_N_SELECT 是方向選擇輸入端，當(dāng)該輸入端為低電平時(shí)，播報(bào)信息是正向播報(bào)，反之， 當(dāng)為高電平時(shí)，播報(bào)信息是逆向播報(bào)； SUB 是減計(jì)數(shù)按鍵輸入。 系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)都結(jié)束后 ，就可以進(jìn)行編程下載，使得軟硬件結(jié)合，完成系統(tǒng)功能。 2021 屆電子信息工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 結(jié)合軟硬件，用軟件進(jìn)行引腳鎖定結(jié)果如下： Input Pins Pin Name Pin Attribute ADD LOCK 55, PULLUP CLEAR LOCK 57, PULLUP CLK16MHZ LOCK 33, PULLUP PLAY_END LOCK 75, PULLUP P_N_SELECT LOCK 12, PULLUP REPEAT LOCK 56, PULLUP SUB LOCK 54, PULLUP Output Pins Pin Name Pin Attribute A[0] LOCK 74, PULLUP A[1] LOCK 73, PULLUP A[2] LOCK 70, PULLUP A[3] LOCK 69, PULLUP A[4] LOCK 68, PULLUP A[5] LOCK 67, PULLUP A[6] LOCK 65, PULLUP A[7] LOCK 64, PULLUP BCD[0] LOCK 75, PULLUP BCD[1] LOCK 76, PULLUP BCD[2] LOCK 77, PULLUP BCD[3] LOCK 79, PULLUP PLAY_E LOCK 58, PULLUP 下載結(jié)束后，系 統(tǒng)的總體功能就可以實(shí)現(xiàn)了。通過(guò)按鍵開(kāi)關(guān)給主控模塊（復(fù)雜可編程邏輯器件）送驅(qū)動(dòng)脈沖，使得主控模塊內(nèi)部由軟件編寫(xiě)的計(jì)數(shù)器進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)數(shù)。最后十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器產(chǎn)生的進(jìn)位信號(hào) CO 將屏蔽PLAY_END，使語(yǔ)音播放停止。由于在本設(shè)計(jì)中要用到復(fù)雜可編 程邏輯器件 EPM7128SLC8415，我就選擇了可安裝 PGA84_1313 插座的實(shí)驗(yàn)電路板來(lái)手工布線，進(jìn)行系統(tǒng)性能測(cè)試。布線結(jié)束后我又對(duì)照原理圖檢查了一遍布線是否正確，主要是檢查各個(gè)芯片的接電源、地的引腳是否正確。由于 PROTEL 9