【正文】 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。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，使語音播放停止。 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。 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。顯示模塊原理圖如圖 所示 。 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。 放音模塊 報(bào)站模塊采用的芯片是 ISD1420。 為了能正確地進(jìn)行語音播報(bào)，必須將 20秒的語音芯片分段存儲(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)。 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語音芯片的 A0~A7口接 DIP8路開關(guān)， DIP開關(guān)用于產(chǎn)生錄音時(shí)的二進(jìn)制首地址。 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)按鍵開關(guān) ， 分別為 ADD,SUB,CLEAR,REPEAT,REC,PLAY 按鍵 。 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）。 結(jié)合以上章節(jié)的論述，可知道一條語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)，通過主控模塊的作用都會(huì)觸發(fā)一次語音的播報(bào)，按鍵 ADD 通過主控模塊作用可以使主控模塊輸出的語音地址指向下一條語音信息地址表的存儲(chǔ)位置，同理按鍵 SUB 通過主控模塊作用可以使主控模塊輸出的語音地址指向上一條語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音地址以指向當(dāng)前條語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音地址指向第一條語音信息地址表的存儲(chǔ)位置。 有源晶振和無源晶振的選擇依據(jù)主要看 晶振 應(yīng)用到的電路，如果有時(shí)鐘電路，就用無源，否則就用有源。 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。 LE： 鎖定控制端 。 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。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。錄制其它段的方法相同。 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。 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。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。 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。 注： 放音過程中當(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。 如果需要更高的計(jì)時(shí)精度，該端可外接時(shí)鐘電路。 （ 7） SP＋、 SP－ ： 喇叭輸出端 。 此端是前置放大器的反向輸入。A. ●工作電流 IOP：典型值 15mA,最大值 30mA[10] 2． 引腳功能說明 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 。 ●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，沒有常見的背景噪聲。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)一無二的方法是借助于美國 ISD公司的專利 ——直接模擬存儲(chǔ)技術(shù)（ DAST TM）實(shí)現(xiàn)的。 ISD1420 可分段存貯 20 秒語音信息，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)漢字語音 [10]。該 I/O 控制塊由兩個(gè)全局輸出使能信號(hào) OE1n， OE2n 來驅(qū)動(dòng)。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)。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。 （ 2）宏單元 EPM7128SLC8415 芯片宏單元由邏輯陣列、乘積項(xiàng)選擇矩陣和可編程觸發(fā)器 3 個(gè)功能塊組成。芯片放入底座后形式如下圖所示 ： 圖 器件放入 PLCC 座中的正視圖 2021 屆電子信息工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 4. EPM7128SLC8415 內(nèi)部結(jié)構(gòu)說明 [9] 圖 EPM7128SLC8415 器件結(jié) 構(gòu)圖 如圖 所示， EPM7128SLC8415 內(nèi)部結(jié)構(gòu)由 8 個(gè)相似的邏輯陣列塊（ Logic Array Block,LAB）、一個(gè)可編程內(nèi)連矩陣（ PIA）和多個(gè)輸入 /輸出控制塊 (I/O Block)組成 [9]。它的編程采用了在系統(tǒng)可編程（ ISP）技術(shù)。器件具有在系統(tǒng)可編程能力和邊界掃描能力 ，適合在計(jì)算機(jī)、儀器儀表、通信設(shè)備、雷達(dá)、 DSP 系統(tǒng)和遙測(cè)系統(tǒng)中使用 [7]。當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)整點(diǎn)報(bào)時(shí)，當(dāng)斷開開關(guān)時(shí)，則取消 整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能。 由系統(tǒng)主控模塊產(chǎn)生的 BCD 信號(hào)用來控制顯示模塊，使得系統(tǒng)按站點(diǎn)進(jìn)行顯示。 故 需設(shè)立 6 個(gè)按鍵 ： ADD（用來實(shí)現(xiàn)加、正報(bào)功能）、 PNSELECT（用來實(shí)現(xiàn)正反選擇功能）、REPEAT（用來實(shí)現(xiàn)重復(fù)功能）、 SUB（用來實(shí)現(xiàn)減、反報(bào)功能）、 CLEAR（用來實(shí)現(xiàn)清零功能）、 PLAY（錄音時(shí)用來實(shí)現(xiàn)放音驗(yàn)證）、 REC（用來實(shí)現(xiàn)錄音功能） 。 3． 通過開發(fā)工具在計(jì)算機(jī)上完成設(shè)計(jì)，電路設(shè)計(jì)周 期短。具體的要求如下： 語音信息分 17 段以上，保證 9 站線路的語音播報(bào)信息的存儲(chǔ) ； 通過外部的按鍵控制，它可以實(shí)現(xiàn)鐘表與跑表以及時(shí)間校對(duì)的功能 的切換； 可以對(duì)時(shí)間進(jìn)行校準(zhǔn)調(diào)時(shí) 。 （ 4）原理圖布線 。原理圖的設(shè)計(jì)可按下面過程來完成。 Protel 99SE 主要應(yīng)用于電子電路原理圖的設(shè)計(jì) 。采用傳統(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì)技術(shù)，一旦系統(tǒng)按要求設(shè)計(jì)完成后，若要升級(jí)，進(jìn)行硬件修改，排除硬件故障，是很困難的和不經(jīng)濟(jì)的。 EDA 水平不斷提高，設(shè)計(jì)工具趨于完美的地步。 在 EDA 軟件開發(fā)方面，目前主要集中在美國 [2]。為了與臺(tái)灣和美國的設(shè)計(jì)工程師形成更有力的競(jìng)爭(zhēng)，中國的設(shè)計(jì)隊(duì)伍有必要購入一些最新的 EDA技術(shù) [2]。例如在飛機(jī)制造過程中，從設(shè)計(jì)、性能測(cè)試及特性分析直到飛行模擬，都可能涉及到 EDA 技術(shù)。本文所指的 EDA 技術(shù)，主要針對(duì)電子電路設(shè)計(jì)、 PCB 設(shè)計(jì)和 IC 設(shè)計(jì)。 在信息通信領(lǐng)域，要優(yōu)先發(fā)展高速寬帶信息網(wǎng)、深亞微米集成電路、新型元器件、計(jì)算機(jī)及軟件技術(shù)、第三代移動(dòng)通信技術(shù)、信息管理、信息安全技術(shù)，積極開拓以數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)的新一代信息產(chǎn)品，發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)， 培育新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。但各國也正在努力開發(fā)相應(yīng)的工具。 EDA 市場(chǎng)日趨成熟，但我國的研發(fā)水平沿很有限，需迎頭趕上。然而，采用 ISP器件進(jìn)行設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)、制造完成后，如果需要重新組態(tài)、升級(jí)，只需采用軟盤升級(jí)方法，在現(xiàn)場(chǎng)就可重新組態(tài)邏輯 [4]。 電路板的設(shè)計(jì)和繪制以及電子電路邏輯分析和仿真等 。 （ 1）設(shè)計(jì)圖紙大小 。 利用 Protel 99/Schematic 提供的各種工具，將圖紙上的元件用具有電氣意義的導(dǎo)線、符號(hào)連接起來，構(gòu)成一個(gè)完整的原理圖。 根據(jù)用戶需要，可以對(duì)用戶進(jìn)行整點(diǎn)報(bào)時(shí)提醒，還可 通過按鍵取消報(bào)時(shí)。 4． 不需要設(shè)計(jì)人員了解很深的 IC 知識(shí)， EDA 軟件易學(xué)易用。這些按鍵通過復(fù)雜可編程邏輯器件產(chǎn)生語音芯片和顯示芯片所需要的信號(hào)。 系統(tǒng)工作 過程如下 ：多功能電子秒表一般情況下處于時(shí)鐘狀態(tài) 用來 提供時(shí)間顯示。整點(diǎn)報(bào)時(shí)是由語音芯片提供。 ispLSI1000/E 系列器件是通用器件。 但是 ISPLSI 1032E芯片 的延時(shí)不易于 控制，但我們的系統(tǒng)對(duì)延時(shí)要求較高，而 Altera2021 屆電子信息工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 公司的在系統(tǒng)可編程芯片 EP