【正文】 P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， 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 １３ 為輸入。 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 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。當(dāng)P1 口的管腳第一次寫(xiě) 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。此外， 89C51 的時(shí)鐘頻率可為零，即具備可用軟件設(shè)置的睡眠省電功能，系統(tǒng)的喚醒方式有 RAM、定時(shí) /計(jì)數(shù)器 、串行口和外中斷口，系統(tǒng)喚醒后即進(jìn)入工作狀態(tài)，省電模式中，片內(nèi)RAM 將被凍結(jié)，時(shí)鐘停止震蕩，所有功能停止工作，直至系統(tǒng)被硬件系統(tǒng)復(fù)位方可繼續(xù)工作 2. 引腳介紹 Vcc：接 +5V電源正端 GND：接地。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL 的 89C51 是一種高效微控制器，為很 多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 89C51 簡(jiǎn)介 89C51 是一種帶 4K 字節(jié) 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器 ， 且是 高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱(chēng)單片機(jī) [19]。單片機(jī)的應(yīng)用打破了人們傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思想，原來(lái)很多用模擬電路、脈沖數(shù)字電路和邏輯部件來(lái)實(shí)現(xiàn)的功能，現(xiàn)在均可以使用單片機(jī)，使用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。它的特點(diǎn)是：高性能，高速度，體積小，價(jià)格低廉，穩(wěn)定可靠，應(yīng)用廣泛 [18]。 １１ 圖 可調(diào)直流穩(wěn)壓電源 MCS— 51 系列單片機(jī) 單片微 型計(jì)算機(jī)（ SingChip Microputer）簡(jiǎn)稱(chēng)單片機(jī)。輸出端接微型電壓表 PV，可以直觀的指示輸出電壓值。圖中 C2用以消除寄生振蕩 ,C3 的作用是抑制紋波 ,C4 是用以改善穩(wěn)壓電源的的暫態(tài)響應(yīng) ,VD VD7 在輸出端電容漏電或調(diào)整端短路時(shí)起保護(hù)作用。 電路如圖 所示： 220V 交流電經(jīng)變壓器 T 降壓 ,得到 24V 交流電 ,再經(jīng)VD1~VD4 組成的全橋整流 ,由 C1 濾波后得到 33V左右的直流電壓 [17]。 圖 帶通濾波器 這里介紹的穩(wěn)壓電源，采用三端可調(diào)穩(wěn)壓集成電路 LM317，外圍電路十簡(jiǎn)單，便于制作。 圖 ? ? ? ?? ?sV sVsA 10? ， ? ? ? ?ejAjA ?? ? ????j (s= ?j ) 這里 ? ??jA 為傳遞函數(shù)的模， ???? 為其相位角。 通常用幅頻響應(yīng)來(lái)表征一個(gè)濾波器的特征，欲使信號(hào)通過(guò)濾波器的失真很小，則相位和延時(shí)響應(yīng)亦 須考慮。 對(duì)于幅頻響應(yīng)，通常把能夠通過(guò)的信號(hào)頻率范圍定義為通帶，而把受阻和衰減的信號(hào)頻率范圍定義為阻帶，理想濾波電路在通帶內(nèi)應(yīng)具有零衰減的幅頻響應(yīng)和線(xiàn)形的相位響應(yīng)，而在阻帶內(nèi)應(yīng)具有無(wú)限大的幅度衰減（ ? ? 0??jA ）。此外，由于集成運(yùn)放的開(kāi)環(huán)電壓增益和輸入阻抗都很高，輸出阻抗又底，構(gòu)成有源濾波電路后還具有一定的電壓放大和緩沖 作用。這里主要討論模擬濾波器。輸出端接 C R9 串聯(lián)電路，以校正喇叭的頻率特性，防止高頻自激．腳7 接 220uF 去偶電容，以消除低頻自激．為便于該功放在高增益情況下 工作，這里將不使用輸入端腳 2 對(duì)地短路． 圖 輸出放大器 ９ 濾波器是一種能使有用頻率信號(hào)通過(guò)同時(shí)抑制 (或大為衰減 )無(wú)用頻率信號(hào)的電子裝置。電路如圖 。為了將從拾音器獲得的微弱語(yǔ)音信號(hào)放大 ,采用兩極高輸入阻抗的同向放大器 ,電路圖如圖所示 ,每級(jí)放大器的放大倍數(shù)按下式計(jì)算 : 311 /1 RRA PV ?? 522 /1 RRA PV ?? ８ 3261 8574N E 55 3 43261 8574N E 55 3 4P O T 1 P O T 2R2R1R3R4 R5C?1 .0 uFE1C1C2E2 .2 uFM+ 15+ 151 51 5OUT 圖 增益放大器 （２）輸出放大器 經(jīng)帶通濾波器輸出的聲音回放信號(hào)，其幅度為 0～ 5V，足以用耳機(jī)來(lái)接收聽(tīng)，可不接任何放大器。此外，也有將唱針耦合在銜鐵上的稱(chēng)為動(dòng)鐵式，也稱(chēng)可變磁阻式。主要由線(xiàn)圈和磁鋼等組成。其換能裝置主要有壓電式、電磁式、電容式以及半導(dǎo)體等 [11]。感應(yīng)電流的強(qiáng)弱取決于切割磁感線(xiàn)的多寡（振幅）、切割頻率（震動(dòng)頻率）和磁感線(xiàn)自身的強(qiáng)弱。它的種類(lèi)很多，按其特點(diǎn)和頻率等，將它劃分為超聲傳感器、聲壓傳感器和聲表面波傳感器 等 。 4 電路設(shè)計(jì) 拾音器是一種聲傳感器， 聲傳感器是把外界聲場(chǎng)中的聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的傳感器。存儲(chǔ)器的容 量選擇視所存語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)間長(zhǎng)短而定。根據(jù)奈奎斯特抽樣定理知欲使采樣信號(hào)無(wú)失真，抽樣頻率最低為 ，考慮到留有一定的余地，這樣就足夠保證語(yǔ)音質(zhì)量。考慮到語(yǔ)音 信號(hào)的固有特點(diǎn)，將低于 300Hz 和高于 的分量濾掉后語(yǔ)音質(zhì)量仍然良好。輸入通道部分由拾音器、前置放大電路和帶通濾波器組成；輸出通道由帶通濾波器、后級(jí)放大電路組成 [9]。 3 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 數(shù)字化語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)的基本思想是通過(guò)拾音器將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)放大器放大，然后通過(guò)帶通濾波器濾波，模擬語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換（ A/D）轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再通過(guò)單片機(jī)控制將數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)器中讀出，然后通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換（ D/A）轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，經(jīng)放大再揚(yáng)聲器或耳機(jī)上輸出。另外，為加長(zhǎng)錄音與回放時(shí)間，我們利用四片622526 組成 RAM 陣列，借助 8031 的 P1 口參與地址選擇，采用分頁(yè)存儲(chǔ)模式，可將系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間擴(kuò)展至 128kB，以 128kB 空間存儲(chǔ) PCM 碼、 M? 和 DPCM碼，語(yǔ)音回放時(shí)間可達(dá) 16s、 32s和 128s，達(dá)到題目要求。 8031的典型時(shí)鐘為 6MHz 指令周期為 8~2 s? 可以在要求的 125 s? 采樣間隔執(zhí)行系統(tǒng)工作還可同時(shí)對(duì) A/D 轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字語(yǔ)音信 號(hào)進(jìn)行增量調(diào)制 ? ?M? 或差分脈碼調(diào)制 ? ?DPCM [8]。存儲(chǔ)器采用 256Kb RAM 可用 628256 實(shí)現(xiàn)。在無(wú)特殊要求下，字長(zhǎng)選取八位即可，但考慮到系統(tǒng)的可擴(kuò)展性所以采用了轉(zhuǎn)換時(shí)間為 此 35 s? 的 AD574。采用 TDA2030A作為功率放大可驅(qū)動(dòng)喇叭發(fā)聲，并具有一定的功率余量 [7]。其有模擬和數(shù)字兩種實(shí)現(xiàn)方式。 控制方式 控制器采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，單片機(jī)人機(jī)界面好，并且具有一定的可編程能力 對(duì)于語(yǔ)音信號(hào)（最高頻率約為 ， 8kHz 采樣頻率）， 6MHz 晶振頻率的 8031以足以勝任（每個(gè)采樣周期 125 s? ，相當(dāng)于 125/2=62 個(gè)機(jī)器周期，平均執(zhí)行 31條指令）。在這里我們選用閃速存儲(chǔ)器 AT29C040 作為存儲(chǔ)器，一片該芯片可存儲(chǔ) 60 秒鐘的語(yǔ)言。 （ 2） D/A轉(zhuǎn)換芯片的選擇 D/A 轉(zhuǎn)換芯片的作用是將存儲(chǔ)的數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬語(yǔ)音信號(hào)，由于一般的模擬轉(zhuǎn)換器都能達(dá)到 1μ s 的轉(zhuǎn)換速率，足夠滿(mǎn)足題目的要求，故我們?cè)诖诉x用了通用 D/A 轉(zhuǎn)換器 DAC0832。目前常用的 A/D 轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的方法有 多種，鑒于轉(zhuǎn)換速度的要求，我們采用 A/D 轉(zhuǎn)換芯片 AD574。 （ 1） A/D 轉(zhuǎn)換芯片的選擇 根據(jù)題目要求采樣頻率 fs=8KHZ，字長(zhǎng) =8位，可選擇轉(zhuǎn)換時(shí)間不超過(guò) 125181。 A/D、 D/A 及存儲(chǔ)芯片的選擇 單片機(jī)語(yǔ)音生成過(guò)程 ,可以看成是語(yǔ)音采集過(guò)程的逆過(guò)程 ,但又不是原封不動(dòng)地恢復(fù)原來(lái)的語(yǔ)音 ,而是對(duì)原來(lái)語(yǔ)音的可控制、可重組的實(shí)時(shí)恢復(fù)。 圖 采樣過(guò)程 具體實(shí)現(xiàn)包括直存取法、欠抽樣采樣法、自相似增量調(diào)制法等三種基本方法。但對(duì)于單片機(jī)，由于處理數(shù)據(jù)能力底，該方法不易實(shí)現(xiàn)。結(jié)合實(shí)際情況，提出以下幾種可實(shí)現(xiàn)的方案。但要將之運(yùn)用于單片機(jī)，顯然信號(hào)波形表示法相對(duì)簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)。根據(jù)“奈奎斯特采樣定理” , 采樣頻率必須大于模擬信號(hào)最高頻率的兩倍， 由于語(yǔ)音信號(hào)頻率為 300～ ４ 3 400 Hz ,所以把語(yǔ)音采集的采樣頻率定為 8 kHz。 2 方案比較與論證 語(yǔ)音編碼方案： 人耳能聽(tīng)到的聲音是一種頻率范圍為 20 Hz～ 20200 Hz ,而一般語(yǔ)音頻率最高為 3400 Hz。 自從愛(ài)迪生 1877年 發(fā)明留聲機(jī)以來(lái)，音響技術(shù)已有百余年的發(fā)展歷史，這期間，記錄存儲(chǔ)各種 聲音的載體，傳輸與播放語(yǔ)音技術(shù)的發(fā)展可謂日新月異。 所以數(shù)字化存儲(chǔ)方式是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。本系統(tǒng)采用另 外一種方案，以 AT89C51 單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)了一套可靈活實(shí)現(xiàn)錄、放音，音量自動(dòng)控制的新的語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)。因而在各類(lèi)公共設(shè)施、智能儀表、家用電子產(chǎn)品等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用 [1]。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 指導(dǎo)教師評(píng)閱書(shū) 指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)： 一、撰寫(xiě)（設(shè)計(jì)）過(guò)程 學(xué)生在論文（設(shè)計(jì)）過(guò)程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生掌握專(zhuān)業(yè)知識(shí)、技能的扎實(shí)程度 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)技能分析和解決問(wèn)題的能力 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線(xiàn)路的可行性；設(shè)計(jì)方案的合理性 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）期間的出勤情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量 論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫(xiě)規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設(shè)計(jì)）水平 論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文 的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績(jī)： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫(huà)“√”） 指導(dǎo)教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 評(píng)閱教師評(píng)閱書(shū) 評(píng)閱教師評(píng)價(jià)： 一、 論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量 論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫(xiě)規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計(jì)）水平 論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績(jī)： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫(huà)“√”） 評(píng)閱教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 １ 教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見(jiàn) 教研室（或答辯小組）評(píng)價(jià)： 一、答辯過(guò)程 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的基本要點(diǎn)和見(jiàn)解的 敘述情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 對(duì)答辯問(wèn)題的反應(yīng)、理解、表達(dá)情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生答辯過(guò)程中的精神狀態(tài) □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量 論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰