【正文】 在調整過程中可將布線集中的部。 邵陽學院畢業(yè)設計 (論文 ) 31 ⑥ 自動布線：布線規(guī)則設定好后，執(zhí)行 [Auto Route][All]命令，將按布線規(guī)則和其它參數(shù)的設定對整個電路板進行布線。 ⑤ 規(guī)則設定 ：在布線前要進行配置，配置主要 Design Rules 對話框中進行。 ④ 元件布局：元件布局可采用自動布局和手動布局兩種方式。載入網(wǎng)絡表后，電路板中會出現(xiàn)由元件封裝和連接關系組成的一些凌亂的圖形。在這里系統(tǒng)默認就行。 ② 電路參數(shù)設置：因為設置 PCB 電路參數(shù)，是為了更好地進行設計。但同時自己也可以利用板框向導創(chuàng)建自定義模板。然后在上面繪制一個矩形板框。 PCB 板的規(guī)劃 ① 定義板框：在繪制電路板之前，首先要定義板框，定義板框主要包括：定義定義電路板的層數(shù)、電路板的外形尺寸和形狀等。 ERC 即自動進行，產生一個測試報告，設計者可以根據(jù)該報告從新修改相關的錯誤或疏漏，以后從屬上述同樣的操作。 ② 電氣設計 規(guī)則檢查：在畫完電路原理圖以后，要進行電氣法則測試，于檢驗在電路原理圖繪制的中產生錯誤。在該編輯欄的空白處單擊鼠標右鍵從彈出的菜單中選擇 New，新建 Sheet1 的原理圖文件。 邵陽學院畢業(yè)設計 (論文 ) 29 DTMF 遠程控制裝置的 PCB設計 原理圖繪制 ① 產生原理圖：在進入 Protel 99 后，建立一個數(shù)據(jù)庫文件如取名為 。見附錄。 AT89C51 單片機的指令執(zhí)行時間為1us(12MHz 晶振時 )，而 ISD4004 芯片的 SPI 時在 ns 級的，所以用 NOP指令滿足大部分時延的要求。始終上升沿數(shù)據(jù)輸入 ISD，時鐘下降沿數(shù)據(jù)從 ISD 輸出。具體做法是：用四個普通 I/O 口分別與 ISD 器件的 MISO 、 MOSI、 SCLK 和 SS端相連，其中與 SCLK 相連的 I/O 口負責提供時鐘 脈沖。其中程序和和流程見附錄。此時，地址計數(shù)器當前值與起始值之差值就是該段 所占用的地址單元數(shù)；從而在起始的基礎上計算出結束地址。播放結束時，引發(fā)外部中斷，停止定時器計時。每次播放之前，開放定時和外部中斷。播放遇到 EOM 標記， EOM 引腳信號變底持續(xù) 50ms 之后變高； ISD 器件的播放一直到 EOM 由低電平回到高電平。在這種模式下，定時器是 8 位工作狀態(tài)，最大計時周 期不到 ，為產生 400ms 的定時周期，采用多次定時產生一個周期的方法。為提高計時的精度，使用了自動重載的工作模式，定時器在每個定時周期結束之后立即重新裝入初值開始計時。 單片機控制語音芯片內部地址的獲取 根據(jù) ISD器件的地址形成和分段特性，我們可以連續(xù)錄入多段信息，不用考慮各段的地址；錄制完畢之后，在播放過程中根據(jù)器件的輸出信號，確定各段的起始地址和結束地址。 單片機遵循標準 5V 的 RS232 串口協(xié)議方式（ TDX、 RDX雙線，串口方式一、無校驗），協(xié)議如下： 串口速率： 4800 bit/s 引導碼： AA AA 靜音延遲 秒： DD （在一句話中停頓一會，起逗號作用） 句結束放音存儲碼： FF FF （立刻語音合成放音） TDX 端放音忙信號： 低電平有效 （ 空閑為高電平，語音合成放音期間變?yōu)榈碗娖捷敵?。然后，用戶可按?RS232 標準串口協(xié)議向單片機的 RXD 端發(fā)送合成指令，單片機即將合成命令翻譯成對應的語音芯片中各段語音的起始地址并控制語音芯片發(fā)出需要的語音，一段結束后邵陽學院畢業(yè)設計 (論文 ) 26 立刻又播發(fā)需要的下一段，如此將一句話合成“說”完。 這種控制方式有較強的通用性和方便性，它不需要事先規(guī)定每段語音的時間長度、總 段數(shù)，甚至不需要知道每段語音在 ISD4004 芯片上的具體地址，只要用戶記住錄入語音的段順序即可控制各段語音的自由組合。用戶錄制的語音每一段結束后芯片自動設有段結束標志（ EOM），芯片錄滿后設有溢出標志（ OVF） ?！钡?。在聽覺表達中最復雜的就是語音的組合，它是將用戶預存的多段語音選擇順序連續(xù)播放，將字或詞素組合成一句話、甚至一段話播放出來，從而實現(xiàn)最準確、定量的語義表達，例如“歡迎使用家電遠程控制系統(tǒng)，請輸入密碼，以 號結束。因此， ISD4004 最多可以分為 2400 段。一個信息段由起始地址指針（ MSP）指定、記錄數(shù)據(jù)和信息結束標志（ EOM）三部分組成。 ISD4004 的錄放時間為 960s，因此它的分辨率為 400ms。 ISD 分段地址不是通常意義上的字節(jié)地址單元，而是信息的基本組成單位，ISD4004 的內部有 2840K 字節(jié)的 Flash Memory 存儲單元，總共可以規(guī)劃為 2400 行。通常情況下只能使用 ISD 器件提供的不許要知道地址的操作模式，這無法滿足復雜或實時操作使用的要求。表明 允許接收數(shù)據(jù)。所以我們利用 StD的下跳變作為單片機外部中斷 INT1的信號源，當 StD 有下降沿到達時，產生外部中斷。 3 系統(tǒng)程序設計 系統(tǒng)流程圖 系統(tǒng)流程圖如下圖圖 初始化 START 振鈴聲 10 次到了？ 摘機、開 0 中斷 調用語音子程序1 密碼輸完了？ N 密碼正確？ 調用語音子程序3 輸入被控設備編號？ 查詢設備是否ON？ 調用語音子程序4 輸入控制碼？ 輸出驅 動 調用語音子程序6 繼續(xù)控制？ 調用語音子程序 5 N N 調用語音子程序2 掛機 調用語音子程序7 掛機 N N Y Y Y Y N Y 邵陽學院畢業(yè)設計 (論文 ) 23 4. 圖 各功能模塊軟件設計 解碼電路數(shù)據(jù)提取程序 關于 MT8870 芯片的各 引腳的功能和相關的解碼電路在前一章的硬件電路己經(jīng)介紹，其工作時序圖如圖 ，其芯片的內部結構見附錄。 綜合三種電源考慮使CS INT CS INT 圖 ISD4004語音芯片與單片機的連接圖 C \ S \M O S IM I S OV S S DNCNCNCNCNCNCV S S AV S S AS C L KV C C DX C L KI \N \ T \R A CV S S ANCNCNCV C C AI N +I N NCP 0 . 4P 0 . 5P 0 . 6P 0 . 7I \N \ T \ 0 \I \N \ T \ 1 \0 .1 U FV C CR E S E TP 0 . 0 ～ 0 . 3Q1 ～ Q4X T A L 1X T A L 230P30PA M C A P1 U FO U T10KI S D 4 0 0 4A T 8 9 C 5 1E A / V p p5V3V邵陽學院畢業(yè)設計 (論文 ) 22 用統(tǒng)一的 +12V 外接電源 ,而系統(tǒng)將自動的把 +12V 轉換成 +5V、 +3V 提供給單片機與ISD4004。 電源模塊設計 任何一個系統(tǒng)都離不開電源的支持，電源 好比人的心臟，給整個系統(tǒng)工作提供動力，電源的品質直接影響到系 統(tǒng)工作的性能，因此電源在系統(tǒng)中占有舉足輕重的地位。 加 LM386 的資料及外圍電路說明 ，加圖。 如下圖 為 ISD4004 語音芯片與單片機的連接情況。 表 3 ISD4004 SPI接口指令表 OVF EO M P0 P 1 P2 P3 P4 P 5 P6 P7 P8 P9 P10 0 0 0 C4 C3 C2 C1 C0 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 MISO MOSI Message Cueing(MC) Ignore Address Bit(IAB) Power UP(PU) Play/Record(P/R) RUM 圖 SPI端口控制位 邵陽學院畢業(yè)設計 (論文 ) 21 A10— A0：輸入地址寄存器。 RUN=1 時，啟動； RUN=0 時，停止。 P/R =1 時，放音； P/R =0 時，錄音。 PU=1 時，上電； PU=0 時，斷電。 MC=1 時，使能信息檢索； MC=0 時，取消信息檢索。同時，行地址時鐘端與 IAB 配合使用進行存儲管理。否則， ISD 芯片將在同一個語音段重復操作。 IAB：忽略地址控制位。讀出中斷數(shù)據(jù)和啟動一個新的操作； （ 7） 運行位（ RUN）置 1 啟動操作，置 0 時結束操作可在同一個 SPI 周期內完成； （ 8） 所有操作都在 SS 端上升沿開始執(zhí)行的。 端在傳送工程中應一直保持低電平，在指令間為高電平； （ 2） 時鐘信號在上升沿時鎖存輸入數(shù)據(jù)，時鐘信號在下降沿時輸出數(shù)據(jù)； （ 3） 錄 /放音操作起始于 變低，并通過 MISO 給 ISD 器件輸入操作碼和地址，具體的操作碼如下表 3所表示； （ 4） 操作碼有五位，地址碼十一位 ； （ 5） 每個操作（包括信息快速檢索）結束，出現(xiàn) EOM 標志或溢出時，將產生一次中斷。 為了能夠正確地交換數(shù)據(jù)， SPI 串行外設接口必須遵循一定的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。 因此可以利用 片選線實現(xiàn)多機通信或擴展多片 SPI 芯片，在啟動一次傳送時由主機產生 8 個脈沖傳給從機作為同步時鐘，數(shù)據(jù)由串行數(shù)據(jù)輸出端移出，由串行數(shù)據(jù)輸入端移入，其典型的時序圖如下圖 所示。因此只有在此芯片允許時， SCK 脈沖才把串行數(shù)據(jù)移入該芯片；在禁止時， SCK 對芯片無影響。否則 MCU 的 MISO 端只能連接 1 個輸入芯片。平時未選中芯片時，輸出端應處于高阻態(tài)。 當一個主控機通過 SPI 與幾種不同的串行 I/O 芯片相連時，必須使用每片的允許控制端，這可通過 MCU的 I/O 端口輸出線來實現(xiàn)。其數(shù)據(jù)的傳輸格式是高位（ MSB）在前，低位（ LSB）在后。在大多數(shù)應用場合，可使用 1 個 MCU 作為控機來控制數(shù)據(jù)，并向 1 個或幾 個從外圍器件傳送該數(shù)據(jù)。 圖 SPI組成的系統(tǒng) 利用 SPI 總線可在軟件的控制下構成各種系統(tǒng)。由于 SPI 系統(tǒng)總線一共只需 3～ 4位數(shù)據(jù)線和控制即可實現(xiàn)與具有 SPI總線接口功能的各種 I/O器件進行接口，而擴展并行總線則需要 8根數(shù)據(jù)線、 8～ 16 位地址線、 2～ 3 位控制線，因此，采用 SPI 總線接口可以簡化電路設計，節(jié)省很多常規(guī)電路中的接口器件和 I/O 口線，提高設計的可靠性。 如 外圍設置 FLASHRAM、網(wǎng)絡邵陽學院畢業(yè)設計 (論文 ) 18 控制器、 LCD 顯示驅動器、 A/D 轉換器和 MCU 等。 由于 ISD4004 通過 SPI 接口傳送數(shù)據(jù)， SPI總線即（ Serial Peripheral Interface—串行外設接口）是 MOTOROLA 公司推出的一種串行擴展接口 ,是全雙工同步通信口。隨著集成電路制造工藝的發(fā)展，器件的速度大為提高，串行傳輸?shù)乃俣鹊南拗?，因此出現(xiàn)了大量帶串行外圍接口的集成電路。 3） ISD4004 與 SPI總線的接口技術 數(shù)據(jù)傳輸有串行和并行數(shù)據(jù)傳輸兩種 方式。 AUTCAP：自動靜噪端，用于當沒有信號時自動減少噪音。該端可用于存儲管理技術。該信號 175ms 保持高電平 ,低電平為 25ms。 RAC：行地址時鐘，漏極開路輸出。 OVF 標志 —— 指示 ISD 的錄、放操作已到達存儲器的末尾。中斷狀態(tài)在下一個 SPI 周期開始時清除。 INT: 中斷輸出端，本端為漏極開路輸出。 SCLK：時鐘輸入端，由主控制器產生 ,用于同步 MOSI 和 MISO 的數(shù)據(jù)傳輸。 MOSI：串行輸入端，主控制器應在串行時鐘上升 沿之前半個周期將數(shù)據(jù)放到本端 ,供 ISD 輸入。 ANAIN：錄音信號反相輸入端，信號通過耦合電容輸入 ,最大幅度為峰值 16mV。單端輸入時 ,信號由耦合電容輸入 ,最大幅度為峰值 32mV,耦合電容和本端的 3KΩ電阻輸入阻抗決定了芯片頻帶的低端截止頻率。芯片內部的模擬和數(shù)字 圖 ISD4004引腳分布 邵陽學院畢業(yè)設計 (論文 ) 17 電路也使用不同的地線。模擬、數(shù)字信 號電源正端。其內部結構見附錄。 由于聲音錄放采用了 ChipCorded 專利技術 ,即聲音無須 A/D轉換和壓縮就可直接存儲 ,不存在 A/D轉換誤差 ,在一