【文章內(nèi)容簡介】 N 低電平時為單行顯示高電平時雙行顯示 F 低電平時顯示 57 的點陣字符高電平時顯示 510 的點陣字符 指令 7 字符發(fā)生器 RAM 地址設(shè)置 指令 8DDRAM 地址設(shè)置 指令 9 讀忙信號和光標(biāo)地址 BF 忙標(biāo)志位高電平表示忙此時模塊不能接收命令或者數(shù) 據(jù)低電平表示不忙 指令 10 寫數(shù)據(jù) 指令 11 讀數(shù)據(jù) 與 SMC1602 芯片的時序如表 25 所示 表 25 基本時序表 讀狀態(tài) 輸入 RS LRW HE H 輸出 D0D7 狀態(tài)字 寫指令 輸入 RS LRW LD0D7 指令碼 E 高脈沖 輸出 無 讀數(shù)據(jù) 輸入 RS HRW HE H 輸出 D0D7 數(shù)據(jù) 寫數(shù)據(jù) 輸入 RS HRW LD0D7 數(shù)據(jù) E 高脈沖 輸出 無 233 顯示電路的設(shè)計 如圖 29 所示單片機 AT89C51 與芯片 SMC1602 的顯示電路在本設(shè)計中SMC1602 芯片主要是顯示主人所要 傳達(dá)給來訪者的信息當(dāng)來訪者按下門鈴按鈕時芯片自動提取信息英文提示來訪者主人在不在家的信息并且告知來訪者是否繼續(xù)等待 10 圖 29 AT89C51 與 SMC1602 的顯示電路 24 語音提示電路的設(shè)計 241 ISD 芯片簡介 ISD1420為美國 ISD公司出品的優(yōu)質(zhì)單片語音錄放電路由振蕩器語音存儲單元前置放大器自動增益控制電路抗干擾濾波器輸出放大器組成一個最小的錄放系統(tǒng)僅由一個麥克風(fēng)一個喇叭兩個按鈕一個電源少數(shù)電阻電容組成錄音內(nèi)容存入永久存儲單元提供零功率信息存儲這個獨一無二的方法是借助于美國 ISD 公司的專利 直接模擬存儲技術(shù) DAST TM實現(xiàn)的利用它語音和音頻信號被直接存儲以其原本的模擬形式進(jìn)入 EEPROM 存儲器直接模擬存儲允許使用一種單片固體電路方法完成其原本語音的再現(xiàn)不僅語音質(zhì)量優(yōu)勝而且斷電語音保護(hù) 242 ISD1420芯片特點及引腳介紹 芯片特點及結(jié)構(gòu)簡圖 ISD1420 芯片采用直接模擬存儲技術(shù)且錄放音質(zhì)極好并有一定的混響效果它的外圍元件簡單僅需簡單的阻容元件即可組成簡單的錄放電路單電源供電典型電壓 5V 待機時低功耗 05μ A 放音電流 15mA 放音時間 20s 可擴充級聯(lián)可持續(xù)放音也可分段錄放最小分段 205160 段 01255 段可分段 160 段錄放次數(shù)達(dá) 10 萬次斷電信息存儲無需后備電池信息可存儲 100 年不需要專用的編程器及語音開發(fā)器高優(yōu)先級錄音低電平或負(fù)邊沿放音 ◎使用方便的單片錄放系統(tǒng)外部元件最少重現(xiàn)優(yōu)質(zhì)原聲沒有常見的背景噪音放音可由邊沿或電平觸發(fā)無耗電信息存儲省掉備用電池信息可保存 100 年可反復(fù)錄放 10 萬次無需專用編程或開發(fā)系統(tǒng)較強的分段選址能力可處理多達(dá) 160段信息具有自動節(jié)電模式錄或放后立即進(jìn)入維持狀態(tài)僅需 05μ A電流單一 5伏電源供電 圖 210 ISD1420 功能塊圖 PLAYL 回放電平觸發(fā) 當(dāng)這個引 腳的電平由高變低時回放過程開始回放過程持續(xù)到 PLAYL 由高變低或遇到 EOM RECLED 錄音 LED 輸出 在錄音過程中 RECLED 輸出變低該輸出可用于驅(qū)動一個 LED 以提供正在錄音的提示信息 MIC 話筒輸入 MIC 把其輸入信號傳給片上預(yù)放大器片上自動增益控制 AGC 電路控制片上預(yù)放大器的增益從 15 至 24 之間變化外部話筒輸入應(yīng)通過電容交流耦合至本引腳電容值和本引腳上的片內(nèi) 10kΩ電阻決定了芯片的低頻截止頻率 MIC REF 話筒基準(zhǔn) MIC REF 輸入是話筒預(yù)放大器的反相端輸入它提供了較好的噪聲抑制比和較 高的共模抑制比 AGC 自動增益控制 AGC 動態(tài)地調(diào)整預(yù)放大器的放大倍數(shù)以擴大話筒輸入的范圍 AGC 功能允許更大范圍的聲音輸入從小聲耳語到很大的聲音都能得到很好的錄音效果并在整個范圍內(nèi)保持小的失真率 ANA OUT 模擬輸出 本引腳向用戶提供預(yù)放大器的輸出預(yù)放大器的電壓放大倍數(shù)由 AGC 引腳的電壓所決定 ANA IN 模擬輸入 ANA IN 引腳把輸入信號傳給片內(nèi)以便錄音對于話筒輸入模式 ANA IN 引腳應(yīng)通過外部電容連接到 ANA OUT 引腳如果外部輸入信號的來源不是話筒則輸入信號可通過電容直接耦合給 ANA IN 圖 211 ISD1420 管腳排列圖 XCLKISD1400 系列對外部的時鐘輸入其內(nèi)部有下拉元件一旦接入外部時鐘內(nèi)部時鐘自動失去作用如果沒有用則該引腳應(yīng)當(dāng)接地另外如不是要求時鐘信號特別精確一般不推薦使用外部時鐘輸入內(nèi)部時鐘已經(jīng)能使芯片很好地工作 SPSP 揚聲器輸出 SP 和 SP引腳提供了揚聲器的直接驅(qū)動功能而輸出電阻只有 16Ω對于直接驅(qū)動的揚聲器來說也可以只用一個輸出端但是雙端極性的輸出比單端輸出的功率高了 4 倍此外當(dāng)使用 SP 和 SP時揚聲器耦合電容就沒有必要了單端連接則需要在 SP 端和揚聲器之間連接交流耦 合電容在錄音期間揚聲器輸出端保持高阻狀態(tài) A0A7 地址輸入 地址輸入用于芯片有分段錄音時不同的地址端口對應(yīng)不同的錄音片斷這是分段錄音和選擇段落回放的保證 242 分段錄音和放音簡介 由于分段錄音和放音涉及到芯片的一些參數(shù)設(shè)定和查表系統(tǒng)介紹需較多篇幅因此本文不再給出詳盡的解釋而只用一些簡單的例子加以說明例子中所涉及到的參數(shù)不作詳細(xì)的說明只求能說明問題即可首先說明地址并不是存儲信息的序號它是芯片存儲區(qū)的指針實際上它和單片機的存儲區(qū)地址是類似的以ISD1420 為例此芯片的存儲時間為 20 秒最小錄音時間為 100ms 因 此可以分段的總數(shù)為 20247。 01 200 段如果想從第 10 秒處開始錄音則所需地址為 10247。 01 100 換算為二進(jìn)制地址 1100100 因此只要按上述給定地址配置芯片地址引腳 A0A6 的狀態(tài)然后按一般情況進(jìn)行錄音即可放音與錄音類似重要的是配置好地址狀態(tài) ISD1420的地址線有 7根很多情況下用不了這么多根地址線而且單片機輸出端口也提供不了如此多的地址線為了解決這個問題我們可以簡單地把一些低位地址線接地而只用高位地址線這樣我們就可以得到大片的而且很實用的錄音區(qū)域并且減小了對單片機的控制線需求以 ISD1420 為例如果我們 把 A0A3 全部接地那末我們得到的最小分段間隔為 2秒而且只需 4根地址線即可選完這幾個區(qū)域如果把 A4 也接地分段間隔則為 4 秒 當(dāng)系統(tǒng)上電時有時會出現(xiàn)意料之外的錄音過程而這個意外的錄音過程會妨礙以前 的聲音進(jìn)行回放一個偽 EOM 標(biāo)記會出現(xiàn)在存儲空間的開始部分為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生在控制端 REC 和 VCC 之間并聯(lián)一個電容 大約為 0001μ F 即可它使控制端的電壓同步拉起一旦電壓變高電壓上拉部分將保持高電平直到人為地使電壓變低從而防止偽 EOM 標(biāo)記的產(chǎn)生既然這種異?，F(xiàn)象與使用者的印刷線路板的電容有關(guān)因此不是每個人都會遇到 這種情況但為了使電路穩(wěn)定工作這個電容是必須的 1 錄音 把 REC 端信號置低電平就開始了一個從芯片的開始存儲空間錄音的過程如果保持低電平錄音過程會一直保持到存儲空間滿為止 2 邊緣觸發(fā)形式的放音 PLAYE 置低電平就開始了一個回放過程放音從存儲空間的開始部分或選定的段開始放音 PLAYE 變高電平對放音過程沒有影響放音會持續(xù)到遇到 EOM 信號為止 3 電平觸發(fā)形式的放音 PLAYL 置低開始了一個回放過程但在放音過程中PLAYL要一直保持低電平放音過程會持續(xù)到遇到 EOM信號為止如果在遇到 EOM信號之前變高放音即結(jié)束 [12] 243 存儲芯片 AT24C02 簡介 在本設(shè)計中 AT24C02 存儲芯片主要用于保存來訪者的人數(shù) AT24C02 串行EZPROM 以其體積小性能優(yōu)使用靈活和方便而受到人們的青睞廣泛應(yīng)用在測控系統(tǒng)以及各類智能儀表中用于保存特征參數(shù)和各種檢測數(shù)據(jù)使數(shù)據(jù)得到可靠保護(hù)而不會由于停電干擾等原因使其丟失同時在各種便攜式智能儀表中使用因此有著廣泛的應(yīng)用前景 存儲芯片 AT24C02 的引腳圖及性能 DS1302 引腳如圖 212 所示 AT24C02 是一種串行 CMOSEPROM 電擦除只讀存儲器采用總線結(jié)構(gòu)其只要主要指標(biāo)如下 工作 電壓 256V 工作電流 3mA 存貯容量 2568bit 靜態(tài)電流 70μ A 自同步頁寫周期 10ms 數(shù)據(jù)保持時間 100 年 圖 212 AT24C02 引腳圖 2．?dāng)?shù)據(jù)的傳送 EPROM 用兩根線連接到單片機的 PC 總線接口或普通 IO 口線上使單片機與EPROM 兩者之間構(gòu)成了主從關(guān)系數(shù)據(jù)傳送所需的時鐘信號和各種控制信號均由單片機產(chǎn)生在傳送過程中每個動作的執(zhí)行都是在 SCL 為高電平期間進(jìn)行因此在此期間 SDA線上的數(shù)據(jù)必須保持穩(wěn)定數(shù)據(jù)的更迭必須在 SCL為低電平時進(jìn)行 SCL高電平期間 SDA線上的任何變化信號均被理解為控制信號 SDA由高變低意味著讀寫操作的開始 SDA 由低變高則表示讀寫工作的結(jié)束啟動信號發(fā)出后 E2PROM 收到的第一個字節(jié)為指令代碼其中高 4 位 D7D4 為器件標(biāo)志 AT24C02 固定為 1010D3Dl用于器件尋址 D0 指出數(shù)據(jù)傳送的方向 D0 1 為讀模式 D0 0 為寫模式并由此決定后面的數(shù)據(jù)是由單片機發(fā)出還是由 E2PROM 發(fā)出如果是寫模式還需再發(fā)送片內(nèi)地址字節(jié)在數(shù)據(jù)傳送過程中每一個字節(jié)均是從高位到低位順序發(fā)送在每個字節(jié)的結(jié)尾數(shù)據(jù)接收方應(yīng)向數(shù)據(jù)發(fā)送方回送一個應(yīng)答信號以表示讀寫的繼續(xù)肯定應(yīng)答為低電平如果此時單片機回送高電平并且緊接著 發(fā)生停止信號則表示整個過程結(jié)束 244 ISD1420 與單片機連接電路的設(shè)計 由于本設(shè)計只需要錄音和放音故 ISD1420 電路只需要工作在地址模式A7A0A7 全部為地址輸入引腳本設(shè)計設(shè)置三段錄音 4s5s11s00H～ 1FH20H～47H48H～ A0HP26 對應(yīng) A6P25 對應(yīng) A5P23 對應(yīng) A3ISD1420 的 REC 錄音引腳為低電平時 P24 引腳控制錄音時 00H 或 20H 或 48HP24 引腳為低電平即可錄音用戶錄制的語音每一段結(jié)束后 EOM OVF 利用 ISD1420 的錄音指示端 RECLED 并接發(fā)光二極管可顯示錄音 狀態(tài)平時呈高電平圖 21325 按鍵電路的設(shè)計 在本設(shè)計中將有室內(nèi)機和室外機其中室內(nèi)機一共有三個功能一選擇旋鈕主人選擇 IN 或是 OUT 二錄音按鈕主人可以事先錄制語言提示更人性化三播放按鈕主人播放來訪者留言室外機有一個按鈴按鈕揚聲器語音提示來訪者主人的信息以及 LCD 顯示提示來訪者主人的英文信息按鍵圖如圖 214 所示 a b 圖 214 按鍵電路圖 K1按鍵是錄音鍵主人錄制留言當(dāng)主人按下按鍵時就開始錄音 K2鍵是播放鍵主人按鍵可以聽到來訪者的留言 K3鍵是來訪者的按鈴鍵 K4是主人選擇是否在家按鍵當(dāng)主人在家是將開關(guān) 打在 VCC 鍵盤掃描到高電平時播放主人錄制的留言 1以及顯示留言 1當(dāng)家里沒人時將開關(guān)打在 GND鍵盤掃描到低電平時播放主人錄制的留言 2 以及顯示留言 218 第 3 章 軟件部分設(shè)計 31 主程序設(shè)計 系統(tǒng)應(yīng)用程序由主程序及子程序兩大部分組成主程序流程圖如圖 31 所示主程序主要用來完成系統(tǒng)的初始化時間顯示和按鍵掃描等工作 圖 31 主程序流程圖 先掃描按鍵若沒有按鍵則從時鐘芯片中讀出數(shù)據(jù)顯示時間若有按鍵則跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)按鍵的子程序按鍵主要有 K1 鍵錄音功能 K2 鍵播放功能 K3 鍵門鈴按鍵 K4鍵選擇功能 32 掃描子程序本程序采用非編 碼鍵盤單片機必須對所有按鍵進(jìn)行監(jiān)視一旦發(fā)現(xiàn)有鍵按下單片機然后轉(zhuǎn)入相應(yīng)的處理程序?qū)崿F(xiàn)該鍵功能 圖 32 按鍵掃描子程序 322 門鈴鍵子程序鍵是控制鍵 圖 33 門鈴鍵子程序 1 語音和顯示子程序 1 語音和顯示子程序 1 就是主人不在家時對來訪者的語音提示和顯示提示語音提示為家里沒人請留言姓名謝謝 LCD 顯示 Please visit me later 語音提示是主人錄制進(jìn)去的而 LCD 顯示是 TABLE 表中的代碼顯示 如圖 34 所示語音和顯示子程序 1 流程圖 圖 34 語音和顯示子程序 1 流程圖 2 語音和顯示子程序 2 語音和 顯示子程序 2 是當(dāng)主人在家時來訪者聽到的語音提示以及顯示語其中語音由主人錄制請稍后馬上就來顯示語為 Please wait for a moment 流程圖如圖 35 所示 圖 35 語音和顯示子程序 2 流程圖 333 錄音 RECORD 和播放 PLAY 程序設(shè)計 RECORD 鍵是錄主人留言信息控制鍵主人要把自己不在家的留言信息例如您好是 XX 主人不在家請留言留言時間是 s 和您好請稍等我馬上來開門預(yù)先錄入ISD芯片中以便需要時可以隨時調(diào)用在這里留有 s的時間用來錄這段話具體操作是選按下 RECORD鍵程序檢測到此鍵后便開始示主人 留言信息并啟動單片機的 T0中斷定時 s 后自動停止由于對 ISD 進(jìn)行直接尋址時信息的最小分辨率是 ms 所以將 A0～ A5 都接地將 A6～ A 連到單片機輸出端這樣可以使信息的最小分辨率變?yōu)?6s150ms 26 96s 利用單片機的 T0 中斷定時器從 ISD 的初始地址即 A6～ A 都為0 開始定時 9s 段時間留作主人留言區(qū)剩下大約 06s 不用把接下來的 s 用來錄對方留言信息 PLAY 鍵是播放