【正文】 按下時，錄制第一段語音信息并存放在對應(yīng)的地址中，按下第二下時，錄制第二段語音信息并存放于第二段語音對應(yīng)的地址中，以方便調(diào)用。 總體設(shè)計框圖 按照系統(tǒng)功能的具體要求，在保證實現(xiàn)其功能的然礎(chǔ)上，盡可能降低系統(tǒng)成本。當(dāng) P1口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 RST：復(fù)位輸入。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V編程電源（ VPP）。 同相模擬輸入（ ANA IN+）：這是錄音信號的同相輸入端。 OVF 標(biāo)志一指示 ISD 的錄、放操作已到達(dá)存儲器的未尾。 自動靜噪（ AMCAP）：當(dāng)錄音信號電平下降到內(nèi)部設(shè)定的某一闌值以下時，自動靜噪功能使信號衰弱，這樣有助于養(yǎng)活無信號（靜音）時的噪聲。當(dāng)然，也允許在一個 SPI 周期里，同時執(zhí)行讀狀態(tài)和開始新的操作（即新移入的數(shù)據(jù)與器件當(dāng)前的操作可以不兼容）。輸入端以地為參考同時輸出端被自動偏置到電源電壓的一半，在 6 V電源電壓下，它的靜態(tài)功耗僅為 24mW，使得 LM386 特別適用于電池供電的 場合。 由于單片機(jī)驅(qū)動能力不夠，在處理音符信號時，需加功率放大裝置，因 LM386芯片具有低功耗、高增益的特點，這合 適單片機(jī)低功耗輸出，所以加裝 LM386 音頻信號放大器對信號進(jìn)行放大。調(diào)節(jié)該端的電壓，可以改變顯示屏字符、圖形的顏色深淺。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 19 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 在對所要設(shè)計的課題有了整體的了解之后，需要先建立程序框架的流程圖，對整個設(shè)計劃分模塊，逐個模塊實現(xiàn)其功能，最終把各個子模塊合理的連接起來，構(gòu)成總的程序。 Keil C 程序運行如圖 51 所示 ： 圖 51 keil C運行圖 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 25 圖 52 程序燒錄運行圖 在完成對程序的調(diào)試及燒錄之后，還需要對其進(jìn)行演示，把開發(fā)板與電腦連上，設(shè)置好對應(yīng)的接口，完成供電及下載。 謹(jǐn)在此向致以崇高的敬意！對給予我支持和幫助的所有 老師和 同學(xué)們表示衷心的感謝！ 30 附 錄 附錄 A 外文資料 SingleChip Voice Record/Playback Devices 4, 5, 6, and 8Minute Durations GENERAL DESCRIPTION The ISD4003 ChipCorder174。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 28 參考文獻(xiàn) [1] 陳明熒 .8051單片機(jī)課程設(shè)計實訓(xùn)教材 [M]. 北京：清華大學(xué)出版社， 2021 [2] 徐新艷 .單片機(jī)原理、應(yīng)用 與實踐 [M]. 北京：高等教育出版社， 2021 [3] 吳金戌，沈慶陽，郭庭吉 .8051單片機(jī)實踐與應(yīng)用 [M]. 北京：清華大學(xué)出版社， 2021 [4] 王千 .實用電子電路大全 [M]. 電子工業(yè)出版社， 2021 [5] 馮博琴 .微型計算機(jī)原理與接口技術(shù) [M]. 北京：清華大學(xué)出版社， 2021 [6] 張毅剛 .MCS51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計 [M]. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 2021 [7] 張淑清，姜萬錄等 .單片微型計算機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用 [M]. 國防工業(yè)出版社， 2021 [8] 吳金戌，沈慶陽，郭庭吉 .8051單片 機(jī)實踐與應(yīng)用 [M]. 北京：清華大學(xué)出版社， 2021 [9] 趙亮 ,侯國銳 .單片機(jī) C語言編程與實例 [M]. 北京 :人民郵電出版社 ,2021 [10] 王振紅，李洋，郝承祥 .ISD4004語音芯片的工作原理及其在智能控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 [J]. 電子器件 2021年 3月第 25卷第 1期 [11] IngleChip Voice Record/Playback Devices 4, 5, 6, and 8Minute Durations,1990 [12] ANALOG technology of AT89C51[EB/OL].White Paper,2021 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 29 致 謝 這次畢業(yè)設(shè)計能夠順利完成，要非常感謝電子信息專業(yè)的所有老師和同學(xué)，尤其是我的畢業(yè)論文指導(dǎo)老師 — 高迎霞老師的指導(dǎo)和幫助 ， 高老師在我畢業(yè)論文的撰寫過程中，給我提供了極大的幫助和指導(dǎo)。設(shè)計的首要任務(wù)是安裝和學(xué)習(xí)使用這個軟件，在簡單的學(xué)習(xí)和了解 Keil C 后，我們便可在此環(huán)境下開始了對帶錄音功能的電子琴的設(shè)計工作。 電路原理圖如圖 38： 圖 38 液晶顯示 模塊電路原理圖石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 18 按鍵控制模塊 按鍵控制模塊電路原理圖 按鍵分為兩類：獨立式按鍵和矩陣鍵盤。其詳細(xì)功能如下： 電源部分 VDD 電源正極，通常接 +5V。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 15 語音芯片模塊電路原理圖 STC89C52 和 ISD4004 之間的連接較少，其中 接 ISD4004 的片選引腳 /SS，控制 ISD4004 的 選通與否。 器件便從 00 地址開始錄音，一直到出現(xiàn) OVF（存儲器末尾）時，錄音停止。 指令格式是 (八位控制碼 )加（ 十六位地址碼）。若要求更高精度，可從本端輸入外部時鐘（如前表所列）。 中斷（ INT）：本端為漏極開路輸出。此外， ISD4004 具有記錄時間長（可達(dá) 16 分鐘，本文采用的為 8 分鐘的 ISD4004 語音芯片）的優(yōu)點。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次 PSEN 有效。 P3 口： 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。空閑模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時器 /計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。再者， 由于 執(zhí)行速度 的加快 ，非定時器控制的精確延時 也會受到一定 影響，用 STC 時注意得加長延時，大約是 AT 的 10—30 倍 。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 4 按鍵選擇方案 方案一：采用 STC89C52 的獨立鍵盤，其獨立鍵盤有 4 個按鍵，按鍵數(shù)量 符合錄音和放音兩個按鍵的需要。而通過單片機(jī)和語音芯片的結(jié)合， 使得公交車 到站信息及提示信息以語音和顯示的方式告知乘客， 為市民提供更人性化，完善的服務(wù)，并且節(jié)省了大量的人力資源。 45 附錄 C 程序清單 18 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 6 概述 先將語音內(nèi)容通過錄音鍵錄入語音芯片中，當(dāng)按下放音鍵時，語音模塊進(jìn)行放音同時通過液晶屏顯示對應(yīng)的文字信息 。 3 顯示模塊選擇方案 5 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 9 ISD4004芯片簡介 24 第 6 章 結(jié)論與展望 本設(shè)計的軟件設(shè)計主要包括系統(tǒng)的初始化設(shè)計、延時子程序的設(shè)計、錄音子 程序 的設(shè)計、放音子 程序 的設(shè)計、 液晶屏 的顯示設(shè)計、中斷程序設(shè)計、以及 主程序 設(shè)計等。 芯片選擇方案 方案一： AT89C51 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS 型 8 位單片機(jī)，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù) 生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器 (CPU)和 Flash 存儲單元，功能強(qiáng)大?？傮w設(shè)計方案圍繞上述思想，初步確定系統(tǒng)的方案如圖 21 所示 ： 圖 21 系統(tǒng)初步方案 從圖中可以看出，系統(tǒng)有微處理器模塊、 液晶屏 顯示模塊、 獨立按鍵 模塊和 語音模塊組成。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的 低 八位。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。 XTAL1：反 相 振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。輸入放大器可用單端或差分驅(qū)動。 EOM標(biāo)志一只在放音中檢測到內(nèi)部的 EOM 標(biāo)志時此狀態(tài)位才置 1。通常本端對地接1mF 的電容，構(gòu)成內(nèi)部信號電平峰值檢測電路的一部分。 所有操作在運行位（ RUN）置 1 時開始，置 0 時結(jié)束。 LM386 是一種音頻集成功放，具有自身功耗MOSI MISOOO C3 C4 X C0 C2 OVF EOM P0~P15 0 0 0 0 0 0 C1 X X A15~A0 快進(jìn)模式 操作是否使用指令地址 電源控制 錄 /放模式 允許 /禁止操作 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 14 低、電壓增益可調(diào)整、電源電壓范圍大、外接元件少和總諧波失真小等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于錄音機(jī)和收音機(jī)之中 [6]。 語音芯片模塊電路原理圖如圖 37 所示 ： 圖 37 語音芯片模塊電路原理圖 LCD 液晶 顯示模塊 液晶顯示器 LCD（ Liquid Crystal Display） 廣泛應(yīng)用于微型計算機(jī)系統(tǒng)中，與 LED相比，具有功率低，抗干擾能力強(qiáng)，體積小，價 格低廉 等 優(yōu) 點。 數(shù)據(jù)線 DB0～ DB7 數(shù)據(jù)總線，雙向。主程序首先要對整個系統(tǒng)進(jìn)行初始化 ，然后將指令傳給芯片，設(shè)置按鍵功能，按下按鍵，看其對應(yīng)的按鍵，完成預(yù)期的功能。按下按鍵，判斷是否為抖動，若不為抖動， 則執(zhí)行按鍵按下的功能， 再判斷是為何種按鍵，是錄音鍵還是播放鍵， 當(dāng)判斷完成后，對其程序進(jìn)行執(zhí)行。 Products provide highquality,3volt, singlechip Record/Playback solutions for 4 to 8minute messaging applications which are ideal for cellular phones and other portable products. The CMOSbased devices include an onchip oscillator, antialiasing filter, smoothing filter, AutoMute? feature, audio amplifier, and high density, multilevel Flash storage array. The ISD4003 series is designed to be used in a microprocessor or microcontrollerbased system. Address and control are acplished through a Serial Peripheral Interface (SPI) or Microwire Serial Interface to minimize pin count. Recordings are stored in onchip nonvolatile memory cells, providing zeropower message storage. This unique, singlechip solution is made possible through ISD’s patented multilevel storage tech