【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 0 的采樣頻率 8K，故實(shí)際應(yīng)用中，為存儲(chǔ)不失真音頻信息，放大后的信號(hào)必須經(jīng)過(guò)一個(gè)低通濾波器后方可送入存儲(chǔ)單元，該濾波器為一五極點(diǎn)抗干擾濾波器，高頻頻限為 ,完全滿足乃奎斯特定律，該器件典型帶寬為 。語(yǔ)音音質(zhì)非常好，調(diào)理完畢的信號(hào)在內(nèi)部時(shí)鐘的作用下以閉環(huán)控制形式送入模擬存儲(chǔ)陣列。如圖 25 所示。11 取樣保持比較器電子泵入模擬存儲(chǔ)圖 25 閉環(huán)存儲(chǔ)電路被采樣信號(hào)經(jīng)采樣電路取樣保持，同時(shí)電子被泵入模擬存儲(chǔ)單元，此時(shí)兩者被送入比較器的比較端，當(dāng)兩者電平相等時(shí)則停止向 EPROM 中寫(xiě)入數(shù)據(jù)，這樣模擬信息得到了存儲(chǔ)。在器件的放音模式下，錄入的模擬電壓在取樣脈沖的作用下，順序的從模擬矩陣中讀出并恢復(fù)為原始波形，經(jīng)五極點(diǎn)平滑濾波器后入混合器，以便與外界其他信號(hào)混合，而后送入功率放大器，并由 SP+，SP 端輸出，可直接驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器 [8]。ISD2560 應(yīng)用電壓：?jiǎn)?5V 供電；錄/放時(shí)間：60s；尋址空間：1024 位；最多語(yǔ)音分段：600 支持 OVF 溢出；支持節(jié)電模式：錄放操作周期外電流僅為：綜合本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案可知：主要的硬件電路有單片機(jī)最小系統(tǒng)和語(yǔ)音模塊的電路及其外圍電路，及其接口電路。其中單片機(jī)最小系統(tǒng)包括電源電路，復(fù)位電路和時(shí)鐘電路。所以根據(jù)上面的內(nèi)容，可以將本例的功能模塊劃分為：?jiǎn)纹瑱C(jī)最小系統(tǒng)：組成系統(tǒng)的控制電路語(yǔ)音錄放電路：包括語(yǔ)音芯片的外圍電路和單片機(jī)的接口電路?？赏瓿蓪?duì)語(yǔ)音的錄音存儲(chǔ)、播放。軟件部分用單片機(jī) C 語(yǔ)言編寫(xiě)程序，單片機(jī)程序控制語(yǔ)音芯片的正常工12作。并且利用 Keil 與 Proteus 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真調(diào)試。第 3 章 硬件電路設(shè)計(jì)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音錄放的硬件電路主要由單片機(jī)和語(yǔ)音芯片構(gòu)成，硬件電路設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是單片機(jī)最小系統(tǒng)以及語(yǔ)音芯片的外圍電路以及他和單片機(jī)的接口電路。單片機(jī)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音錄放的硬件電路由單片機(jī)芯片 AT89C52 和語(yǔ)音芯片ISD2560 及它們的接口帶你路構(gòu)成。電路實(shí)現(xiàn)的功能如下： ，啟動(dòng)錄音；松開(kāi)開(kāi)始健，結(jié)束錄音。注意，錄音時(shí)間不能超過(guò)預(yù)先設(shè)定的每段語(yǔ)音的時(shí)間。，循環(huán)播放所錄聲音 3 次。硬件電路繪圖軟件介紹Protel99SE 是 Protel 公司近 10 年來(lái)致力于 Windows 平臺(tái)開(kāi)發(fā)的最新結(jié)晶，能實(shí)現(xiàn)從電學(xué)概念設(shè)計(jì)到輸出物理生產(chǎn)數(shù)據(jù)，以及這之間的所有分析、驗(yàn)證和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理。因而今天的 Protel 最新產(chǎn)品已不是單純的 PCB（印刷電路）設(shè)計(jì)工具，而是一個(gè)系統(tǒng)工具，覆蓋了以 PCB 為核心的整個(gè)物理設(shè)計(jì)。最新版本的 Protel 軟件可以毫無(wú)障礙地讀 Orcad、Pads 、Accel（PCAD ）等知名EDA 公司設(shè)計(jì)文件，以便用戶順利過(guò)度到新的 EAD 平臺(tái)。Protel99se 就是由早期 protel 版本發(fā)展而來(lái)的基于windows9windows9windows2022 環(huán)境的新一代電路原理圖輔助設(shè)計(jì)與繪制軟件，其功能模塊包括電原理圖設(shè)計(jì)、仿真等，集成電路設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)環(huán)境與一體化。利用 Protel 進(jìn)行電路設(shè)計(jì)需要二個(gè)步驟，如圖 31 所示。圖 31 protel 設(shè)計(jì)電路步驟圖本設(shè)計(jì)利用 protel 軟件畫(huà)的硬件電路圖主要有單片機(jī) AT89C52 的最小系統(tǒng)和語(yǔ)音芯片 ISD2560 電路及它們的接口電路。繪制原理圖 完成 PCB 印制電路版繪制13 AT89C52 單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)是實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音錄放的硬件設(shè)計(jì)的核心器件之一，由它控制語(yǔ)音芯片實(shí)現(xiàn)對(duì)聲音的存儲(chǔ)和播放。該設(shè)計(jì)用 Atmel 公司的 AT89C52 作為單片機(jī)芯片，它完全能夠滿足要求，而且極為常用，價(jià)格便宜，易于獲取。單片機(jī)最小系統(tǒng)，如下圖 32 所示。圖 32 單片機(jī)最小系統(tǒng)圖 單片機(jī)芯片為 AT89C52，工作于 的時(shí)鐘。單片機(jī)可以配置ISD2560 的操作模式。單片機(jī)的 腳控制語(yǔ)音芯片 ISD2560 的錄∕放模式選擇，低電平置 ISD2560 為錄音狀態(tài)，高電平置 ISD2560 為放音狀態(tài)。單片機(jī)的 腳和 ISD2560 的節(jié)電控制輸入相連，單片機(jī)通過(guò)此引腳可以控制芯片的開(kāi)關(guān)，單片機(jī)的 腳用于控制語(yǔ)音芯片的片選，低電平時(shí)選中芯片。單14片機(jī)的 INT0 腳、 和 ISD2560 的 EOM 標(biāo)志輸出相連，EOM 標(biāo)志在錄音時(shí)由芯片自動(dòng)插入到錄音信息的結(jié)尾處，放音遇到 EOM 時(shí)，會(huì)產(chǎn)生低電平脈沖（約 ） ，觸發(fā)單片機(jī)中斷，單片機(jī)必須在檢測(cè)到此輸出的上升沿后才到播放新的錄音，否則播放的語(yǔ)音就不連續(xù)，而且會(huì)產(chǎn)生“啪啪” 聲。 AT89C52 單片機(jī)主要功能特性及引腳分布圖和管腳說(shuō)明AT89C52 功能管腳，如圖 33 所示：圖 33 AT89C52 引腳分布圖可知 AT89C52 單片機(jī)包括 GND，VCC 在內(nèi)的 40 個(gè)引腳下面著重介紹以下幾個(gè)重要的引腳。P0 口由一個(gè)輸出鎖存器，2 個(gè)三態(tài)級(jí)輸入緩沖器和輸出驅(qū)動(dòng)電路及控制電路組成。驅(qū)動(dòng)電路有上拉場(chǎng)效應(yīng) FETT1 和驅(qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)管 FETT2 組成。P0口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開(kāi)路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門(mén)電流。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫(xiě) 1 小時(shí)，被定義為高阻輸入。P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在 FLASH 編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FLASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。15P1 口是一個(gè)準(zhǔn)雙向口，用作 I/O 口。P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門(mén)電流。P1 口管腳寫(xiě)入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第八位地址接收。P2 口比 P1 口多了一個(gè) MUX 開(kāi)關(guān)和轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)控制部分。P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O，P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個(gè) TTL 門(mén)電流，當(dāng) P2口被寫(xiě)“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2 口當(dāng)用于外部程序器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2 口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3 口是一個(gè)多功能端口。P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL 門(mén)電流。當(dāng) P3 口寫(xiě)入“1” 后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入，由于外部下拉為低電平，P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。P3 口也可作為 AT89C52 的一些特殊功能口，如下所示： RXD (串行輸入口) TXD（串行輸入口）(外部中斷 0)（外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(shí)器 1 外部輸入）(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通)（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接受一些控制信號(hào)。RET：復(fù)位輸入，當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RET 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG 為地址鎖存允許信號(hào)端。當(dāng) AT89C52 單片機(jī)上電正常工作后，ALE 引腳不斷向外輸出脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的六分之一。當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在16FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器的 1/6。因此它可用作外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE 脈沖。如想禁止 ALE 才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無(wú)效。/PSEN 為程序存儲(chǔ)允許輸出信號(hào)端。外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN 有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這倆次有效的/PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。/EA/Vpp 為外部程序存儲(chǔ)器的地址的輸入端/固化編程電壓輸入端。當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000HFFFFH） ，不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。當(dāng)/EA 端保持高電平時(shí)，CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的程序。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（VPP） 。XTAL2 接外部晶體和微調(diào)電容的一端。在 AT89C52 片內(nèi)它是振蕩電路反相放大器的輸出端，振蕩電路的頻率就是晶體的固有頻率。若采用外部時(shí)鐘電路，則該引腳懸空。要檢查 AT89C52 的振蕩電路是否正常工作，可用示波器查看 XTAL2 端是否有脈沖信號(hào)輸出。XTAL1 接外部晶體和微調(diào)電容的另一端。在片內(nèi)，它是振蕩電路反相放大器的輸入端。在采用外部時(shí)鐘時(shí)，該引腳輸入外部時(shí)鐘脈沖。 單片機(jī)的電源電路在電源引腳并聯(lián)一個(gè) 的小電容目的是：濾波。引入濾波電容的原因是要獲得平滑穩(wěn)定的電壓，因?yàn)殡娙輧啥说碾妷翰荒芡蛔?，所以它能抑制電壓的波?dòng)，使電壓變得平穩(wěn)光滑主要作用有兩個(gè)：去除器件之間的交流射頻耦合。它能將器件的電源端上瞬間的尖峰、毛刺對(duì)地短路掉。同時(shí)也能去耦。如圖34 所示。 17圖 34 電源電路 AT89C52 單片機(jī)的復(fù)位電路AT89C52 單片機(jī)在啟動(dòng)時(shí)需要復(fù)位，使 CPU 及各系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從出態(tài)開(kāi)始工作。89 系列單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)是從 RST 引腳輸入到芯片內(nèi)部的斯密特觸發(fā)器中的。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，且振蕩器穩(wěn)定后，如 RST 引腳上有一個(gè)高電平并維持 2 個(gè)極其周期（24 個(gè)振蕩周期） ，則CPU 就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。通過(guò)連通一個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)，使單片機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。如圖 35 所示。圖 35 復(fù)位電路 AT89C52 單片機(jī)時(shí)鐘電路AT89C52 芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器，反相放大器的輸入端為 XTAL1。輸出端為 XTAL2，兩端跨接石英晶體及兩個(gè)電容就可以構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器。電容 C1 和 C2 通常取 22pf 左右，可穩(wěn)定頻率并對(duì)振蕩頻率有微調(diào)作用。震蕩脈沖頻率范圍為 024MHZ。如圖 36 所示。18 圖 36 時(shí)鐘電路圖 錄音/播放控制電路用 做錄音播放控制電路，加阻值為 1k 的下拉電阻，當(dāng)按鍵未按下時(shí)， 為低電平；按鍵按下后為高電平。 如圖 所示。圖 錄音/播放控制電路 語(yǔ)音芯片 ISD2560 電路 ISD2560 主要功能特性及引腳說(shuō)明根據(jù)上面的說(shuō)明，語(yǔ)音芯片選用 ISD 公司的 ISD2560 共有 3 種封裝形式：32 腳的 TSOP 封裝、28 腳的 DIP 封裝和 25 腳的 SOIC 封裝。該設(shè)計(jì)選用SOID 封裝，其引腳分布，如下圖 38 所示。19 圖 38 語(yǔ)音芯片 ISD2560 引腳分布示意圖其引腳功能如下：A0/M0～A6/MA7～A9（1～10 腳）：地址線/模式輸入，共有 1024 種組合狀態(tài)。最前面的 600 個(gè)狀態(tài)作內(nèi)部存儲(chǔ)器的尋址用，最后 256 個(gè)狀態(tài)作為操作模式。當(dāng) A8 或 A9 有一個(gè)為 0 時(shí)，為地址線，作為當(dāng)前錄/ 放操作的起始地址，地址端只作輸入，不輸出操作過(guò)程中的內(nèi)部地址信息，地址輸入在 CE的下降沿，并被鎖存。當(dāng) A8 和 A9 均為 1 時(shí)，為模式輸入，共 6 種操作模式，由 M0～ M6 決定，允許多種模式同時(shí)存在。AUXIN（11 腳）：鋪助輸入。當(dāng) CE 和 P/R 為高，放音不進(jìn)行或處于放音益處狀態(tài)時(shí)，此引腳的輸入信號(hào)通過(guò)內(nèi)部輸出放大器驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器輸出端。當(dāng)多個(gè) ISD1560 芯片級(jí)聯(lián)時(shí)，后級(jí)的揚(yáng)聲器輸出通過(guò)此引腳連接到本級(jí)的輸出放大器。VSSD、VASS（113 腳）：數(shù)字和模塊地。由于芯片內(nèi)部使用不同的模塊和數(shù)字地線，因此這兩腳最好通過(guò)低阻抗通路連接到地。SP+、 SP(115 腳) ：揚(yáng)聲器輸出?？沈?qū)動(dòng) 16Ω 以上揚(yáng)聲器（內(nèi)存放音時(shí)，功率為 ；A