【正文】 _nop_()。 LCD_EN = 0。 //發(fā)送放音起始地址低位 delay(2)。 SS=1。 //當(dāng) ss=0 時(shí) ,選中 IS4004 芯片，打開 SPI 通信端 啟動(dòng)錄音子程序 發(fā)送 起始地址 低八位發(fā)送ISD4004 發(fā)送 起始地址 高八位發(fā)送ISD4004 發(fā)送錄音指令 啟動(dòng)定時(shí)器 T0 計(jì)時(shí) 發(fā)送停止指令 結(jié)束 啟動(dòng)放音子程序 發(fā)送起始地址低八位發(fā)送ISD4004 發(fā)送起始地址高八位發(fā)送ISD4004 發(fā)送放音指令 等待外部中斷 發(fā)送停止指令 結(jié)束 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 SCLK=0。 對(duì)于在SCK 的下降沿輸入數(shù)據(jù)和上升沿輸出數(shù)據(jù)的器件，則應(yīng)該串行時(shí)鐘輸出的初 始狀C1+1VDD2C13C2+4C25VEE6T2OUT7R2IN8R2OUT9T2IN10T1IN11R1OUT12R1IN13T1OUT14GND15VCC16U1MAX232ACPE162738495J1DB9 KGNDVCC10uFC110uFC210uFC310uFC4GNDVCC10uFC5GNDGND1234P1Header 4VCCGNDUSB轉(zhuǎn)串口杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 態(tài)為 0，即在接口芯片允許時(shí)，先置 ,為 1，以便外圍接口芯片輸出 1 位數(shù)據(jù)，之后再置時(shí)鐘為 0，使外圍接口芯片接收 1 位數(shù)據(jù)，從而完成 1 位數(shù)據(jù)的傳送 [1]。 單片機(jī)與計(jì)算機(jī)的通信采用簡(jiǎn)化三線的串行通信方式，即把單片機(jī)的發(fā)送端TXD 直接和計(jì)算機(jī)的接收端 RXD 相連，單片機(jī)的接收端 RXD 直接和計(jì)算機(jī)的發(fā)送端 TXD 連接，但是 單片機(jī)的 +5V TTL信號(hào)電平與 PC 機(jī)的 177。每一個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符。 通過查表計(jì)算得，設(shè)計(jì)低通濾波器的截止頻率為 3000Hz,高通濾波器的截止頻率為 600Hz。 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 圖 39 ISD400408 SPI 通信工作時(shí)序圖 對(duì)于 ISD4004 而言，器件延時(shí) TPUD(8kHz 采樣時(shí)，約為 25 ms)后才能開始操作；因此，用戶發(fā)完上電指令后，必須等待 。商業(yè)級(jí)芯片在整個(gè)溫度和電壓范圍內(nèi) , 頻率變化在 +%內(nèi)。 （ 7） 串行輸出 (MISO) ISD的串行輸出端。 10KR2300KR310KR5R6MK1Mic2Q18050GND GNDGNDANAINGND1234 5678增益負(fù)輸入正輸入地 輸出電源 Vs旁路增益LM386杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 圖 37 語(yǔ)音輸出級(jí)功率放大電路 ISD4004 語(yǔ)音芯片介紹 芯片性能簡(jiǎn)述和引腳圖 ISD 系列語(yǔ)音芯片是美國(guó) ISD 公司推出的產(chǎn)品。 圖 33 阻容耦合共射極放大電路 1KR110KR2300KR310KR5R6MK1Mic2104C1Q18050C4104GNDVCCGNDGNDANAIN47uFC3杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 該電路可以等效為直流與交流通路：由于電容有隔直流的作用，即對(duì)直流相當(dāng)于開路，因此， MIC 產(chǎn)生的信號(hào)源及負(fù)載對(duì)電路的直流狀態(tài)（即 Q 點(diǎn)）不產(chǎn)生影響。實(shí)現(xiàn)錄音，存儲(chǔ)和放音操作，能錄放 50 以上中文字，并能錄放隨意組合。還有一種就是把采用的模擬信號(hào)直接存儲(chǔ)在帶有 flash 的存儲(chǔ)器中，本系統(tǒng)采用直接存儲(chǔ)的方式， ISD4004 語(yǔ)音芯片是美國(guó) ISD 公司制造的一種新款的語(yǔ)音芯片，芯片采用多電平直接模擬量存儲(chǔ)技術(shù)，每個(gè)采樣值直接存儲(chǔ)在片內(nèi)閃存 flash 中，因此能夠非常真實(shí)、自然地再現(xiàn)語(yǔ)音、音樂、音調(diào)和效果音，避免了一般固體錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪音和 “ 金屬音 ” [4]。 40 年代末 50 年代初 磁性錄音 也進(jìn)入了電影領(lǐng)域，但大量拷貝仍以光學(xué)錄音為主； 80 年代磁性錄音和光學(xué)錄音兩種方法并用。 承諾人（簽名）： 2020 年 5 月 22 日 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 摘 要 本 論文 主要 實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音 錄放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。雖然在有聲電影初期曾使用過唱片配音的方法， 光學(xué)錄音 是以感光材料為 媒介 記錄聲音的方法。信號(hào)傳遞至語(yǔ)音芯片，語(yǔ)音芯片對(duì)連續(xù)的電信號(hào)進(jìn)行采樣，沒有經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換，直接存儲(chǔ)在內(nèi)部的 flash 中 [3]。在實(shí)際生活中，本系統(tǒng)可以應(yīng)用在汽車倒車系統(tǒng)、家庭安防系統(tǒng)、公交車報(bào)站 以及醫(yī)院的病房室等 應(yīng)用之中。 圖 32 駐極體 工作動(dòng)態(tài)原理圖 信號(hào)放大電路 由于駐極體轉(zhuǎn)換的電信號(hào)只有毫伏級(jí)的，應(yīng)該需要將其放大。有時(shí)喇叭放音會(huì)出現(xiàn)失真現(xiàn)象，這是可能是運(yùn)放的增益過高所致，需要在 1 腳和 8 腳之間加一個(gè) 10uF 電容或串聯(lián)一個(gè) 10K 電位器調(diào)整一下。 信號(hào)通過耦合電容輸入 ， 最大幅度為峰峰值 16mV音頻輸出 (AUDOUT) 提供音頻輸出 ，可驅(qū)動(dòng) 5KΩ的負(fù)載 ?？爝M(jìn)模式下 ， RAC 的 ， 為低電平。 SPI協(xié)議是一個(gè)同步串行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，協(xié)議假定微控制器的 SPI移位寄存器在 SCLK的下降沿動(dòng)作。 濾波器分成四種濾波器，分別是：低通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器、高通濾波器，它們的頻域示意圖如圖 311 所示。 P0 口（ Pin39～ Pin32）： 8 位雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P1 口（ Pin1～ Pin8）： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P2 口（ Pin21～ Pin28）： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P3 口（ Pin10～ Pin17）： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ 液晶顯示模塊介紹 1602 液晶也叫 1602 字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊。傳送的數(shù)據(jù)位為 1128 位，一般為 8 位，但是并行通信傳輸距離近，傳送方式單一，每次傳送一個(gè)字或一個(gè)字節(jié)。這樣， MCU 在輸出 1 位 SCK 時(shí)鐘的同時(shí)，將使接口芯片串行左移，從而輸出 1 位數(shù)據(jù)至單片機(jī)的 口，此后再置 為 1，使單片機(jī)從 口，此后再置 為 1，是單片機(jī)從 口輸出 1 位數(shù)據(jù)（先為高位）至串行接口芯片。如圖 41 所示，系統(tǒng)的流程圖 ，圖42 所示，錄放放音子程序。 （ 2） 向 ISD4004 語(yǔ)音芯片發(fā)送上電和掉電指令 /********以下是發(fā)送上電指令 ********/ void isd_powerup(void) { delay(10)。 //發(fā)送 setplay 指令字節(jié) SS=1。 _nop_()。 _nop_()。 LCD_EN = 1。 //指向下一地址 if(count8)count=1。 //關(guān)閉 LED 燈 count++。 //等待 K2 鍵釋放 count++。 //上電 Delay_ms(500)。 //指向下一地址 if(keystate3) keystate=0。 LCD_EN = 0。 _nop_()。 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 LCD_RS = 0。 （ 3） 錄放音函數(shù) /********以下是發(fā)送 setplay(放音起始地址 )指令函數(shù) ********/ void isd_setplay(uchar adl,uchar adh) { Delay_ms(1)。//8 位數(shù)據(jù)右移一位 SCLK=1。因此本系統(tǒng)采用 C51 編程語(yǔ)言 。單片機(jī)與計(jì)算機(jī)的通信接口電路如圖 315 所示： 圖 315 串口電路圖 3． 9． 2 單片機(jī)與 ISD4004 之間的通信 單片機(jī) ISD4004 之間的通信采用串行外設(shè)接口（ serial peripheral interface， SPI）總線系統(tǒng)是一種同步串行外設(shè)接口，它可以使 MCU 與各種外圍設(shè)備以串行方式通信以交換信息。 R/W 為讀 /寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，地電平時(shí)進(jìn)行寫操作。 如圖314，濾波前后的語(yǔ)音的波形圖及頻譜圖，由下圖可以看出，語(yǔ)音的中一些高頻成分被 濾除 。此外，由于集成運(yùn)放的開環(huán)增益和輸入阻抗均很高，輸出阻抗又低，構(gòu)成有源濾波電路后還具有一定的電壓放大和緩沖作用。通常本端對(duì)地接 1uF的電容 ， 構(gòu)成內(nèi)部信號(hào)電平峰值檢測(cè)電路的一部分。中斷狀態(tài)也可用 RINT 指令讀取。 （ 2） 地線 :(VSSA,VSSD) 芯片內(nèi)部的模擬和數(shù)字電路也使用不同的地線。為使外圍元件最少 ， 電壓增益內(nèi)置為 20。在語(yǔ)音播放的模式下，單片機(jī)向 ISD4004 發(fā)送播放的地址和語(yǔ)音播放指令后，便可以播放相應(yīng)段的語(yǔ)音。系統(tǒng)擴(kuò)展有兩個(gè)可選擇的液晶顯示 LCD1602 和 LCD12864，最終采用LCD1602 液晶顯示器，原因是其體積小，功耗低，具有背光功能，采用通用接口芯片，兼容性高。當(dāng)通過數(shù)字通信系統(tǒng)傳送語(yǔ)音信號(hào)時(shí)，語(yǔ)音數(shù)字化技術(shù) 就是必不可少了。語(yǔ)音模塊對(duì)連續(xù)變化的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行采樣，抽取其中的語(yǔ)音信號(hào)電平，直接存儲(chǔ)在語(yǔ)音芯片 ISD4004 中，因此使得語(yǔ)音自然真實(shí)。傳感器采集的電信號(hào)進(jìn)過放大電路，放大一定倍數(shù)，經(jīng)濾波、耦合之后送至語(yǔ)音模塊。數(shù)字語(yǔ)音技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，首先是數(shù)字通信系統(tǒng)。 系統(tǒng)的液晶選擇 為了實(shí)現(xiàn)更多的功能，本系統(tǒng)加入其他外圍的硬件設(shè)備，需要以菜單的形式選擇功能。最后， ISD4004采樣得到的語(yǔ)音信號(hào) 相對(duì) “ 干凈 ” 。它 是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的音頻功率放大器 ,主要應(yīng)用于低電壓消費(fèi)類產(chǎn)品。 LS1SpeakerGAIN1IN2IN+3GND4VOUT5Vs6BYP7GAIN8U1LM386123P2Header 3GNDGNDGNDVCC220uFC910R7473C8GNDADUOUTC5杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 圖 38 ISD4004 語(yǔ)音芯片引腳圖 ISD4004 芯片主要引腳描述 （ 1） 電源 :(VCCA,VCCD) 為使噪聲最小 ， 芯片的模擬和數(shù)字電路使用不同的電源總線 ,并且分別引到外封裝的不同管腳上 ,模擬和數(shù)字電源端最好分別走線 ,盡可能在靠近供電端處相連 ,而去耦電容應(yīng)盡量靠近器件。中斷狀態(tài)在下一個(gè) SPI 周期開始時(shí)清除。 （ 12） 自動(dòng)靜噪 (AMCAP) 當(dāng)錄音信號(hào)電平下降到內(nèi)部設(shè)定的某一閾值以下時(shí) ,自動(dòng)靜噪功能使信號(hào)衰弱 ， 這樣有助于養(yǎng)活無信號(hào) (靜音 )時(shí)的噪聲。實(shí)際常用是模擬濾波器，這種濾波電路主要采用無源元件 R、 L 和 C 組成， 20 世紀(jì) 60 年代以來，集成運(yùn)放獲得了迅速發(fā)展，由它和 R、 C 組成的有源濾波電路，具有不用電感、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。然后運(yùn)用 matlab 軟件對(duì)語(yǔ)音 讀取和 FFT 變換 ， 對(duì)濾波前后的語(yǔ)音的 時(shí)域與頻域分析比較，這樣可以比較直觀的觀 察語(yǔ)音濾波前后變化。 RS 為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器，低電平時(shí)選擇指令寄存器。 MAX232 電路也非常方便，只需要外接 4 個(gè) 電容即可杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 產(chǎn)生所需的電壓，輸出標(biāo)準(zhǔn)的 RS232 接口信號(hào)，而且 RS232 芯片 價(jià)格不貴。 Keil C51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解，在開發(fā)大型