【正文】 。 DGND： 數(shù)字地 ， 兩種地線在基準(zhǔn)電源處共地比較好 。 Rfb： 反饋信號輸入線 ， 芯片內(nèi)部有反饋電阻 。 Iout2： 電流輸出線。 Iout1： 電流輸出線。 XFER：數(shù)據(jù)傳送控制信號輸入線，低電平有效。 CS：片選信號輸入線，低電平有效。 DI0~DI7：數(shù)據(jù)輸入線， TLL 電平。 ADC 的片選采用單片機(jī) IO口 ，當(dāng) 為低時(shí)有效。 ADC0809 對輸入模擬量要求：信號單極性，電壓范圍是 0－ 5V，若信號太小，必須進(jìn)行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 則需在輸入前增加采樣保持電路。因 ADC0809 的內(nèi)部沒有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號必須由外界提供，通常使用頻率為 500KHZ ADC 與 51 單片機(jī)接口如圖 410，由于只采用 1 個(gè)通道，這里選用 IN0，所以三個(gè)地址線全接地。 D7－ D0 為數(shù)字量輸出線。 OE為輸出允許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 EOC 為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。 ST 為轉(zhuǎn)換啟動信號。當(dāng) ALE 線為高電平時(shí)，地址鎖存與譯碼器將 A， B， C三條地址線 的地址信號進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進(jìn)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 ADC0809 地址輸入和控制線： 4條 。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存 A/D 轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng) OE 端為高電平時(shí)，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。 第四章 硬件介紹 26 ADC0809 由一個(gè) 8 路模擬開關(guān)、一個(gè)地址鎖存與譯碼器、一個(gè) A/D 轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。它是逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器，可以和單片機(jī)直 接接口。 圖 48 放大濾波電路設(shè)計(jì) 由于 語音信號的帶寬為 200Hz3400HZ， 涉及頻譜混疊現(xiàn)象，低通濾波器的過渡帶 衰 必須較快。放大器的放大倍數(shù)設(shè)為 20 倍，調(diào)試時(shí)可適當(dāng)調(diào)整放大倍數(shù)使音量合適。這里用 VREF 作為MICBISE， R3 E5 組成 RC 低通濾波器，為 MIC 提供比較干凈的偏壓。 圖 47 儲存器電路 ． 2 模擬音頻電路設(shè)計(jì) 1． MIC 電路設(shè)計(jì) MIC 采用駐機(jī)體 MIC，當(dāng)駐極體話筒 MIC 拾到微弱聲音信號以后，便在 MIC兩端產(chǎn)生信號電流， R42 將信號電流轉(zhuǎn)裝換成電壓信號，經(jīng)過電容器 C1 C18耦合到運(yùn)算放大器的進(jìn)行放大。 圖 46 數(shù)碼管顯示電路 4． 存儲器設(shè)計(jì) 存儲器采用 2 片 32k*8 的 RAM HY62256 組成，如圖，其中 U9 的地址空間為0000H7FFFH， U10 的地址空間為 8000H0FFFFH，使用 U10 時(shí)，單片機(jī) IO口 必須為高 ， 為低時(shí)選中的是 ADC，與非門輸出高， U10 無效。 從單片機(jī)串口輸出的信號先送到左邊的移位寄存器（ 74HC164） ,由于移位脈沖的作用，使數(shù)據(jù)向右移，達(dá)到顯示的目的。功能分析如下： (1)短擊，用戶快速按下單個(gè)按鍵，然后立即釋放； (2)長擊，用戶長時(shí)間按下一個(gè)按鍵。 等待階段 ： 此時(shí)按鍵尚未按下，處于空閑階段； 閉合抖動階段 ： 此時(shí)鍵剛剛按下，但信號處于抖動狀態(tài)，系統(tǒng)在檢測時(shí)應(yīng)消抖延時(shí)，約 5ms 到 20ms； 有效閉合階段 ： 此時(shí)抖動己經(jīng)結(jié)束，一個(gè)有效按鍵動作己經(jīng)產(chǎn)生，系統(tǒng)應(yīng)該在此時(shí)執(zhí)行按鍵功能，或?qū)存I編碼記錄下來，待鍵彈起時(shí)再執(zhí)行其功能； 釋放抖動階段 ： 許多時(shí)候編程人員并不在此時(shí)消抖延時(shí)，但最好也執(zhí)行一次消抖延時(shí)，以防止誤操作； 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 有效釋放階段 ： 若設(shè)計(jì)要 求在按鍵抬起時(shí)才執(zhí)行功能，則應(yīng)當(dāng)在此時(shí)進(jìn)行按鍵功能的處理。 按鍵抖動可能導(dǎo)致單片機(jī)將一次按鍵操作識別為多次操作，一般采用硬件電路或 軟件程序來消除。當(dāng)按鍵被按下或釋放時(shí)，按鍵觸點(diǎn)的彈性會產(chǎn)生抖動現(xiàn)象。 第四章 硬件介紹 22 圖 44 按鍵電路圖 理論上當(dāng)按鍵按下或彈起時(shí)，可以相應(yīng)的產(chǎn)生低電平或高電平，但實(shí)際并非如此。 獨(dú)立式鍵盤電路如圖 44 所示。而行列掃描式鍵盤用在按鍵需求較多的情形下。 常見的鍵盤可分為獨(dú)立按鍵式鍵盤和行列掃描式鍵盤。使用現(xiàn)成的芯片可以節(jié)省 CPU 的開銷，但增加了成本，而用軟件實(shí)現(xiàn)具有較強(qiáng)的靈活性，也只需要很少的 CPU 開銷，可以節(jié)省開發(fā)成本。所以本系統(tǒng)需要三組電源 ，如圖 43 所示 。 74HC573 為地址鎖存器， 51單片機(jī)的低 8位地址總線地址是和數(shù)據(jù)總線復(fù)用的，而 RAM 的地址總線地址和數(shù)據(jù)總線是分開的，所以要用地址鎖存器把低 8位地址和數(shù)據(jù)分開，常用的地址鎖存器有 74LS/HC373 和 74LS/HC573，這里選用74HC573。當(dāng) 此 輸 入端保 持兩個(gè) 機(jī)器周期 (24 個(gè)時(shí)鐘 振 蕩 周期 )的高 電平時(shí) ，可以完成復(fù)位操作。本文從可靠性和成本考慮最終選用電阻電容來搭建復(fù)位電路。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)過一定的延時(shí)才撤銷復(fù)位信號，主要是防止由于電源開關(guān)或插頭分合過程中引起的抖動。復(fù)位電路的好壞決定著單片機(jī)能否正常工作。 時(shí)鐘 電路的晶振采用 12M的晶振，它由 JZ、兩個(gè) 33pF電容和單片機(jī)內(nèi)部的 OSC電路組成，為單片機(jī)提供 12MHz的時(shí)鐘信號源。 第四章 硬件介紹 20 圖 42 單 片機(jī)及外 圍電 路 對于 AT89C51單 片機(jī)，其最小系統(tǒng)只需要電源、上電復(fù)位電路、 時(shí)鐘 電路就能工作。 1. 單片機(jī)最小系統(tǒng) 51 單 片機(jī) 選用 AT89C51。 但是在實(shí)際的安裝調(diào)試時(shí)，并不可能完全和設(shè)計(jì)的一樣。放大后的模擬語音信號送入微機(jī) 實(shí)驗(yàn)臺上的 ADC0809 轉(zhuǎn)換成數(shù)字語音數(shù)據(jù)，然后在程序的控制下以文件的方式存儲到硬盤上。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eCD a t e : 5 J un 2 0 0 8 S he e t o f F i l e : C : \ D o c u m e n t s a n d S e t t i n g s \ A d m i n i s t r a t o r \ 桌面 \畢業(yè)設(shè)計(jì)資料 \語音 .d dbD r a w n B y:E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10u8A T 89 C 5 2A8A9A 1 0A 1 1A 1 2A 1 3A 1 4A 1 5S2S W P BS3S W P BS4S W P BS5S W P BJ Z 16MC 1 03 0PC 1 13 0PR X DT X DV C CP S E NA L ER21KC92 2u FV C CS6RESETRDWRI N 026m s b 2 1212 220I N 1272 3192 418I N 2282 582 615I N 312 714l s b 2 817I N 42E O C7I N 53A D D A25I N 64A D D B24A D D C23I N 75A L E22r e f ( )16E N A B L E9S T A R T6r e f ( + )12C L O C K10U6A D C 08 0 9 EA L E32184I C 1 AL M 3 58R 3 81kC71 00 n123U 7 A7 4H C 0 2456U 7 B7 4H C 0 2WRRDA 1 5D0D1D2D3D4D5D6D7P 10P 11P 12P 13P 14P 15P 16P 17abfcgdeV C C1 2 3 4 5 6 7a b c d e f g8dpdp9D S 1R3330x8R7 R8 R9 R10R11R12R13A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR9U27 4A H C 1 6 4abfcgdeV C C1 2 3 4 5 6 7a b c d e f g8dpdp9D S 2R4330x8R14R15R16R17R18R19R20A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR9U37 4A H C 1 6 4abfcgdeV C C1 2 3 4 5 6 7a b c d e f g8dpdp9D S 3R5330x8R21R22R23R24R25R26R27A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR9U47 4A H C 1 6 4abfcgdeV C C1 2 3 4 5 6 7a b c d e f g8dpdp9D S 4R6330x8R28R29R30R31R32R33R34A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR9U57 4A H C 1 6 4V C CV C CV C CV C CRXTX數(shù)碼管顯示電路 7 4HC1 64 為串并轉(zhuǎn)換芯片傳感器低通濾波ADCKEY P ADM CURE SET amp。 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 第四章 硬件設(shè)計(jì) 總體設(shè)計(jì) 經(jīng)過第二章的方案論證以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)，現(xiàn)在設(shè)計(jì)的 這個(gè) ADC+MCU+DAC 語音存儲與回放系統(tǒng)，理論上可以實(shí)現(xiàn)語音的采集與生成功能了。 對 于 沒 有看 門 狗定 時(shí) 器的 單 片機(jī)或是 認(rèn)為 內(nèi) 部看 門 狗不可靠 時(shí) ，可以采用外部看 門 狗定 時(shí) 器。 看 門 狗 電 路可以分 為內(nèi) 看 門 狗和外看 門 狗。 這 種方式中，看 門 狗能否可靠有效地工作，與 硬件組 成及 軟 件 的控制策略都有密切 的關(guān) 系。 從實(shí)現(xiàn) 角度上看，該 方式是一種 軟 件與片外 專用電 路 相結(jié)合 的技 術(shù) ，硬件 電 路 連 接好后，在程序中適 當(dāng) 地插入一些看 門 狗復(fù)位的指令，保 證 程序正常 運(yùn) 行 時(shí) 看 門 狗不溢出。 當(dāng)然 ，如果 片內(nèi) 的定 時(shí) 器 /計(jì)數(shù)器 被占用，就需要 尋 求其它的 設(shè)計(jì) 方式了。 時(shí) 器的中 斷 服 務(wù) 程序 中設(shè) 置一 條無條 件 轉(zhuǎn) 移指令， 將 程序 計(jì)數(shù)器 PC轉(zhuǎn) 移到初始化程序的入口。 中設(shè) 置好定 時(shí) 器 /計(jì)數(shù)器 的方式控制寄存器 (TMOD) 和定時(shí)時(shí)間 的初值，并 開 中 斷 。 軟 件看 門 狗 軟 件看 門 狗是利用 單片機(jī)片內(nèi)閑 置的定 時(shí) 器 /計(jì)數(shù)器單 元作 為 看 門 狗，在 單片機(jī)程序中適 當(dāng) 的插入 監(jiān) 控指令， 當(dāng) 程序出 現(xiàn) 異?；?進(jìn) 入死循 環(huán)時(shí) ，利用 軟 件 將程序 計(jì)數(shù)器 PC 賦 予初始值， 強(qiáng) 制性的使程序重