【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 VDD電源正極7～14DB0～DB7數(shù)據(jù)0～73VL液晶顯示偏壓信號(hào)15BLA背光源正極4RS數(shù)據(jù)/命令選擇16BLK背光源負(fù)極5R/W讀/寫選擇 在表32中，VSS為電源地，VDD接5V正電源。VL為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”。使用時(shí)，一般在該引腳與地之間接一固定電阻或電位器。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。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。E段位使能端，當(dāng)E段由高電平變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。DB0～DB7為8位雙向數(shù)據(jù)線。BLA、BLK用于帶背光的模塊，不帶背光的模塊這兩個(gè)引腳懸空不接。 通信方式單片機(jī)與計(jì)算機(jī)的通信電路有串行通信和并行通信兩種。并行通信的主要特點(diǎn)：一是同時(shí)并行傳送的二進(jìn)制數(shù)就是數(shù)據(jù)寬度；二是在計(jì)算機(jī)與外設(shè)間采用應(yīng)答式的聯(lián)絡(luò)信號(hào)來(lái)協(xié)調(diào)雙方的數(shù)據(jù)操作。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)。串行通信是指一個(gè)數(shù)據(jù)的所有位按一定的順序和方式，一位一位地通過(guò)串行輸入/輸出口進(jìn)行傳送，由于串行通信是數(shù)據(jù)的逐位順序傳送，在進(jìn)行串行通信時(shí)，只需一根傳輸線，傳送的數(shù)據(jù)位多且通信距離長(zhǎng)。串行通信與并行通信相比，具有傳輸距離遠(yuǎn)，接口電路與軟件編程簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，所以本設(shè)計(jì)中采用串行通信。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。10V信號(hào)電平不相容，所以必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換[6]，本設(shè)計(jì)中采用MAXIM公司生產(chǎn)的MAX232芯片。MAX232芯片內(nèi)部有一個(gè)電源電壓變壓器，可以把輸入的+5V電源電壓變換為RS232輸出電平所需的177。10V電壓。所以，采用此芯片接口電路的串行通信系統(tǒng)只需要單一的+5V電源就可以了。此外，為了數(shù)據(jù)傳輸和指令下載方便，我們采用的是USB轉(zhuǎn)串口線。MAX232電路也非常方便，輸出標(biāo)準(zhǔn)的RS232接口信號(hào)，而且RS232芯片價(jià)格不貴。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。SPI總線系統(tǒng)可直接與各個(gè)廠家生產(chǎn)的多種標(biāo)準(zhǔn)外圍器件直接接口，該接口一般使用4條線：串行時(shí)鐘線（SCK）、主機(jī)輸入/從機(jī)輸出數(shù)據(jù)線MISO、主機(jī)輸出/從機(jī)輸入數(shù)據(jù)線MOSI和低電平有效的從機(jī)選擇SS。由于SPI系統(tǒng)總線一共只需三四位數(shù)據(jù)線和控制，即可實(shí)現(xiàn)與具有SPI總線接口功能的各種I/0器進(jìn)行接口，因此，采用SPI總線接口可以簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)，節(jié)省很多常規(guī)電路中的接口器件和I/O口線，提高設(shè)計(jì)的可靠性。由于51單片機(jī)不帶SPI串行總線接口，可以使用軟件來(lái)模擬SPI的操作，～、數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出。對(duì)于不同的串行接口外圍芯片，它們的時(shí)鐘時(shí)序是不同的。對(duì)于在SCK的上升沿輸入（接收）數(shù)據(jù)和下降沿輸出（發(fā)送）數(shù)據(jù)的器件。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，，，（先為高位）至串行接口芯片。至此，模擬1位數(shù)據(jù)輸入輸出便完成。，模擬下一位數(shù)據(jù)的輸入輸出，以此循環(huán)8次，即可完成一次通過(guò)SPI總線傳輸8位數(shù)據(jù)的操作。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)鐘輸出的初始狀態(tài)為0，即在接口芯片允許時(shí)，,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]。如圖316所示，51單片機(jī)與ISD4004接口電路。圖316單片機(jī)與ISD4004接口電路示意圖4軟件設(shè)計(jì) 總體方案 該系統(tǒng)的軟件部分包括語(yǔ)音程序，1602液晶顯示和按鍵控制三部分程序。語(yǔ)音程序主要包括驅(qū)動(dòng)程序，1602液晶顯示部分包括顯示驅(qū)動(dòng)程序，按鍵控制部分包括菜單的選擇，可以選擇錄音模式和放音模式。軟件設(shè)計(jì)采用的是Keil uvision2，C51編程。Keil C51是51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)上、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易懂。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(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。因此本系統(tǒng)采用C51編程語(yǔ)言。 程序流圖單片機(jī)上電后，系統(tǒng)默認(rèn)進(jìn)入放音模式。在放音模式下，可以選擇相應(yīng)段的語(yǔ)音，按下播放按鍵就可以播放語(yǔ)音。當(dāng)按下菜單選擇按鍵時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)切換成錄音模式。在錄音模式下，可以通過(guò)按鍵來(lái)選擇，任意斷的語(yǔ)音進(jìn)行錄音。再次按下菜單選擇的按鍵時(shí)，就會(huì)切換成放音模式。如圖41所示，系統(tǒng)的流程圖，圖42所示，錄放放音子程序。開(kāi)始開(kāi)機(jī)界面錄音模式溫度顯示是否播報(bào)溫度初始化各參數(shù)否是語(yǔ)音播報(bào)溫度進(jìn)入電子時(shí)鐘模式是否播報(bào)時(shí)間語(yǔ)音播報(bào)時(shí)間是否圖41 系統(tǒng)的軟件流程圖啟動(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)束圖42 錄放音子程序 模塊說(shuō)明 ISD4004驅(qū)動(dòng)程序（1）SPI串行發(fā)送函數(shù)/********以下是SPI串行發(fā)送函數(shù)********/void spi_send(uchar isdx){ uchar isd_count。 SS=0。 //當(dāng)ss=0時(shí),選中IS4004芯片，打開(kāi)SPI通信端 SCLK=0。 for(isd_count=0。isd_count8。isd_count++) //先發(fā)低位再發(fā)高位，依次發(fā)送 { if ((isdxamp。0x01)==1) MOSI=1。 //主機(jī)輸出，從機(jī)輸入 else MOSI=0。 isdx=isdx1。//8位數(shù)據(jù)右移一位 SCLK=1。 delay(2)。 SCLK=0。 delay(2)。 }} 單片機(jī)通過(guò)MOSI接口，通過(guò)串行的方式來(lái)發(fā)送八位數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)在是時(shí)鐘的上升沿移入，下降沿移出。在判斷數(shù)據(jù)0或1的采用相與的方式，如果相與條件符合，則MOSI輸出1,，否則輸出0。（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)。 SS=0。 spi_send(0x20)。 SS=1。 Delay_ms(50)。}/********以下是發(fā)送掉電指令函數(shù)********/void isd_poweroff(void){ delay(10)。 spi_send(0x10)。SS=1。Delay_ms(50)。}閱讀ISD4004芯片手冊(cè)知，向語(yǔ)音芯片發(fā)送8位的指令，就能控制其上電與掉電，這應(yīng)用在錄放音的時(shí)序控制中。（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)。 spi_send(adl)。 //發(fā)送放音起始地址低位 delay(2)。 spi_send(adh)。 //發(fā)送放音起始地址高位 delay(2)。 spi_send(0xe0)。 //發(fā)送setplay指令字節(jié) SS=1。}/********以下是發(fā)送setrec(錄音起始地址)指令函數(shù)********/void isd_setrec(uchar adl,uchar adh){ Delay_ms(1)。 spi_send(adl)。 //發(fā)送放音起始地址低位 delay(2)。 spi_send(adh)。 //發(fā)送放音起始地址高位 delay(2)。 spi_send(0xa0)。 //發(fā)送setplay指令字節(jié) SS=1。}與ISD4002不同的是，ISD4004內(nèi)部地址是16位的，分為高位和地位兩部分，在發(fā)送地址時(shí)，要先發(fā)送地位地址，然后再發(fā)送高位地址。 1602液晶底層驅(qū)動(dòng)（1）LCD判忙程序/********以下是LCD忙碌檢查函數(shù)********/bit lcd_busy() { bit result。 LCD_RS = 0。 LCD_RW = 1。 LCD_EN = 1。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 result = (bit)(P2amp。0x80)。 LCD_EN = 0。 return result。 } 當(dāng)模塊在接受指令前，單片機(jī)必須先確認(rèn)模塊內(nèi)部是否處于忙綠狀態(tài)，即讀取lcd_busy()標(biāo)志時(shí)result需為0，方可接受新的指令；如果在送出一個(gè)指令前不檢查result標(biāo)志位，或者延遲時(shí)間不夠長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致接收出錯(cuò)。（2）寫指令、寫數(shù)據(jù)程序/********以下是寫指令寄存器IR函數(shù)********/void lcd_wcmd(uchar cmd) { while(lcd_busy())。 LCD_RS = 0。 LCD_RW = 0。 LCD_EN = 0。 _nop_()。 _nop_()。 P2 = cmd。 _nop_()。