【正文】 32 圖 311 數(shù)碼錄音機整體電路圖（二） 33 PCB 圖 由于要求最終實現(xiàn)實物演示，因而根據(jù)原理圖畫出如下圖，將PCB 圖送至工廠加工成印制電路板，完成對應(yīng)器件焊接，燒寫程序后即可完成實物演示。 VSSA、 VSSD 兩引腳最好通過低阻抗通路連接到地平面； VCCA 和 VCCD 最好也分別走線，并應(yīng)盡可能在靠近供電端處相連，電源腳附近的去耦電容應(yīng)盡量靠近芯片。 由于 ISD2560 是數(shù)?；旌系男酒虼藢?shù)字信號和模擬信號的處理是 PCB 設(shè)計需要著重考慮的問題。 語音錄放電路語音芯片 ISD2560 部分原理圖及說明 29 語音錄放電路語音芯片 ISD2560 原理圖；如圖 39 所示。但是，電路由錄轉(zhuǎn)放或由放轉(zhuǎn)錄（ M6 模式除外），或都執(zhí)行了掉電周期 后，地址計數(shù)器將復(fù)位為 0。使用操作模式要注意兩點 : 0 地址（即存儲空間的起始端）開始。 由于 ISD2560 內(nèi)置了若干種操作 模式，因而可用最少的外圍器件實現(xiàn)最多的功能。放音時，由地址輸入提供起始地址，放音持續(xù)到 EOM 標(biāo)志。錄音時，由地址線提供起始地址，直到錄音持 續(xù)到 CE 或 PD 變高，或內(nèi)存溢出。 P/R（ 27 腳）：錄、放模式選擇腳。芯片內(nèi)部的采樣時鐘在出廠前已經(jīng)調(diào)節(jié)校準(zhǔn)，誤差在 1%以內(nèi)。 XCLK（ 26 腳）：外部時鐘輸入腳。另外， ISD2560 芯片內(nèi)部會自動檢測電源電壓以維護信息的完整性，當(dāng)電壓低于 時，此引腳變低， 此時芯片只能放音。 EOM 標(biāo)志在錄音時由芯片自動插入到該信息段的結(jié)尾。 另外，此引腳在模式 M6 下還有特殊的用途。此腳拉高可使芯片停止工作而進入節(jié)電狀態(tài)。另外，此引腳在模式 M6 中也有特殊的意義。此引腳為低使能所有的錄音和播放操作。此外，該引腳可用于級聯(lián)多個 ISD2500 系列器件以增加錄音存儲的時間。 OVF(22 腳 )：溢出標(biāo)志輸出腳，低電平有效。 ANA OUT（ 21 腳）：模擬輸出腳。對話筒輸入來說，應(yīng)將 ANA OUT 腳通過外接電容連至此腳，該電容和本端的 3kΩ 輸入阻抗決定了芯片頻帶的附加低端截止頻率。 ANA IN（ 20 腳）：模擬輸入端。響應(yīng)時間取決于該端內(nèi)置的 5kΩ電阻和從該端到 VSSA 端所接電容的時間常數(shù)，釋放時間取決于該端外接的并聯(lián)對地電容和電阻設(shè)定的時間常數(shù)。 AGC（ 19 腳）：自動增益控制腳。 MIC REF（ 18 腳）：話筒參考輸入腳。麥克的輸入通過此引腳將信號送至片內(nèi)的前置放大器，片內(nèi)自動增益控制電路（ AGC）將此前置放大器的增益控制在 15～ +24dB。模擬和數(shù)字電源端最好分別走線，并應(yīng)盡可能在靠近供電端處相連，而去耦電容則應(yīng)盡量靠近芯片。 VCCA、 VCCD（ 1 28 腳）： 模擬和數(shù)字電源。揚聲器輸出腳在錄音和節(jié)電模式時保持為 VSSA 電平，因此，多個 ISD2500 系列器件一起使用時，它們的揚聲器輸出腳不能并接，并行連接可能 26 會造成芯片的損壞。可驅(qū)動 16Ω 以上揚聲器（內(nèi)存放音時，功率為 ； AUX IN 放音時，功率為 50mW）。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 通過低阻抗通路連接到地。當(dāng)多個 ISD1560 芯片級聯(lián)時，后級的揚聲器輸出通過此引腳連接到本級的輸出放大器。 AUXIN（ 11 腳）：鋪助輸入。當(dāng) A8 或 A9 有一個為 0 時，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，不輸出操作過程中的內(nèi)部地址信息，地址輸入在 CE 的下降沿，并被鎖存。 25 圖 38 語音芯片 ISD2560 引腳分布示意圖 其引腳功能如下： A0/M0～ A6/M A7～ A9（ 1～ 10 腳）：地址線 /模式輸入，共有1024 種組合狀態(tài)。 圖 錄音 /播放控制電路 語音芯片 ISD2560 電路 ISD2560 主要 功能特性及引腳說明 根據(jù)上面的說明，語音芯片選用 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。 圖 36 時鐘電路圖 24 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， 為低電平；按鍵按下后為高電平。震蕩脈沖頻率范圍為024MHZ。輸出端為 XTAL2，兩端跨接石英晶體及兩個電容就可以構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器。如圖 35 所示。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時，且振蕩器穩(wěn)定后，如 RST 引腳上有一個高電平并維持2 個極其周期（ 24 個振蕩周期），則 CPU 就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。 圖 34 電源電路 AT89C52 單片機的復(fù)位電路 AT89C52 單片機在啟動時需 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)開始工作。同時也能去耦。引入濾波電容的原因是要獲得平滑穩(wěn)定的電壓，因為電容兩端的電壓不能突變，所以它能抑制電壓的波動，使電壓變得平穩(wěn)光滑主要作用有兩個：去除器件之間的交流射頻耦合。在 采用外部時鐘時，該引腳輸入外部時鐘脈沖。 XTAL1 接外部晶體和微調(diào)電容的另一端。若采用外部時鐘電路，則該引腳懸空。 XTAL2 接外部晶體和微調(diào)電容的一端。當(dāng) /EA 端保持高電平時， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的程序。 /EA/Vpp 為外部程序存儲器的地址的輸入端 /固化編程電壓輸入端。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。 /PSEN 為程序存儲允許輸出信號端。另外，該引腳被略微拉高。然而要 21 注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器 的 1/6。當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。 ALE/PROG 為地址鎖存允許信號端。 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（記時器 0 外部輸入） T1（記時器 1 外部輸入） (外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 ) （外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接受一些控制信號。 P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電流。 P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控 制信號。 P2 口當(dāng)用于外部程序器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2 口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P2 口比 P1 口多了一個 MUX 開關(guān)和轉(zhuǎn)換開關(guān)控制部分。 P1口管腳寫入 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，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P1 口是一個準(zhǔn)雙向口，用作 I/O 口。 P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 P0 口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL門電流。 P0 口由一個輸出鎖存器， 2 個三態(tài)級輸入緩沖器和輸出驅(qū)動電路及控制電路組成。單片機的 INT0 腳、 和 ISD2560 的 EOM 標(biāo)志輸出相連， EOM 標(biāo)志在錄音時由芯片自動插入到錄音信息的結(jié)尾處，放音遇到 EOM 時，會產(chǎn)生低電平脈沖（約），觸發(fā)單片機中斷，單片機必須在檢測到此輸出的上升沿后才 到播放新的錄音，否則播放的語音就不連續(xù)，而且會產(chǎn)生 “ 啪啪 ”聲。單片機的 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)。 圖 32 單片機最小系統(tǒng)圖 單片機芯片為 AT89C52，工作于 的時鐘。該設(shè)計用 Atmel公司的 AT89C52作為單片機芯片， 它完全能夠滿足要求，而且極為常用，價格便宜，易于獲取。 圖 31 protel 設(shè)計電路步驟圖 本設(shè)計利用 protel軟件畫的硬件電路圖主要有單片機 AT89C52 的最小系統(tǒng)和語音芯片 ISD2560 電路及它們的接口電路。 Protel99se 就是由早期 protel 版 本 發(fā) 展 而 來 的 基 于windows9 windows9 windows2021 環(huán)境的新一代電路原理圖輔助設(shè)計與繪制軟件，其功能模塊包括電原理圖設(shè)計、仿真等，集成電路設(shè)計與開發(fā)環(huán)境與一體化。因而今天的 Protel 最新產(chǎn)品已不是單純的 PCB（印刷電路）設(shè)計工具，而是一個系統(tǒng)工具，覆蓋了以 PCB 為核心的整個物理設(shè)計。 ，循環(huán)播放所錄聲音 3 次。電路實現(xiàn)的功能如下： ，啟動錄音；松開開始健，結(jié)束錄音。 第 3 章 硬件電路設(shè)計 單片機實現(xiàn)語音錄放的硬件電路主要由單片機和語音芯片構(gòu)成，硬件電路設(shè)計的重點是單片機最小系統(tǒng)以及語音芯片的外圍電路以及他和單片機的接口電路。 軟件部分用單片機 C 語言編寫程序，單片機程序控制語音芯片的正常工作。所以根據(jù)上面的內(nèi)容，可以 將本例的功能模塊劃分為： 單片機最小系統(tǒng)：組成系統(tǒng)的控制電路 語音錄放電路：包括語音芯片的外圍電路和單片機的接口電路。 ISD2560 應(yīng)用電壓：單5V 供電 ； 錄 /放時間： 60s； 尋址空間： 1024 位 ； 最多語音分段： 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)計的設(shè)計方案可知：主要的硬件電路有單片機最小系統(tǒng)和語音模塊的電路及其外圍電路，及其接口電路。 圖 25 閉環(huán)存儲電路 被采樣信號經(jīng)采樣電路取樣保持，同時電子被泵入模擬存儲單取樣保持 比較器 電子泵入 模擬存儲 15 元，此時兩者被送入比較器的比較端，當(dāng)兩者電平相等時則停止向EPROM 中寫入數(shù)據(jù)，這樣模擬信息得到了存儲。語音音質(zhì)非常好，調(diào)理完畢的信號在內(nèi)部時鐘的作用下以閉環(huán)控制形式送入模擬存儲陣列。為使得采樣信號不產(chǎn)生失真，采樣系統(tǒng)必須滿足乃奎斯特采樣定律。 ISD2560 可進行錄、放兩種操作。 圖 24 ISD2560 內(nèi)部原理圖 ISD2560 內(nèi)部原理圖，如圖 24 所示。 ? 自動節(jié)電模式，此時電流僅為 1uA。 ? 重復(fù)錄音最多可達 10 萬次。 ? 直接級聯(lián)可以實現(xiàn)更長的錄音時間。 ? 錄音存放在芯片上的非易失內(nèi)存單元，提供零功耗信息存儲。 13 ? 人工控制或者微控制器控制聲音播放，內(nèi)置微控制器串行通信接口。 ISD2560 的主要功能特性如下： ? 易實現(xiàn)單片機語音錄放。通 過操作地址和控制線可完成不同的任務(wù)，以實現(xiàn)復(fù)雜的信息處理功能，如信息的組合、鏈接、設(shè)定固定的信息段和信息管理等。 ISD2560 內(nèi)部的 EEPROM 存儲單元均分為 600 行，有 600 個地址單元，每個地址單元指向其中一行，每個地址單元的地址分辨率為 100ms。 ISD2560 可重復(fù)播放 10 萬次，它 是一種永久記憶型語音播放電路，它有音質(zhì)自然、使用方便、單片存放、反復(fù)錄音、低功耗、抗斷電等許多特點，因此在許多領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用 [7]。 ISD2560 采用多電平直接模擬量存儲專利技術(shù)，每個采樣值可直接存儲在片內(nèi)單個 EEPROM 單元中，因此能夠非常真實、自然地再現(xiàn)語音、音樂、音調(diào)和效果聲，從而避免了一般固體錄音電路因量化和壓縮所造成的量化噪聲和 “ 金屬聲 ” 。 因此，在以單片機為核心的語音錄放系統(tǒng)中，選用 ISD 公司的語音系列芯片 ISD2560、 ISD257 ISD2590 和 ISD25120，這 4 種芯片的主要區(qū)別在于存儲語音的時間長度， ISD2560 的錄音時間為60s， ISD25750 的錄音時間為 75s， ISD2590 的錄音時間為 90s，而ISD25120 的錄音時間為 120s。 、使用方便。 （ EEPROM），不再 12 需要擴展存儲器。 ISD 系列語音芯片具有以下優(yōu)點。 51 單片機雖然和 DSP,ARM 相比處理速度和運算速度上都比較慢，但它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜，它的速度可以滿足本設(shè)計的要求，所以我們采用 AT89C52 這款單片機。該器件采用 ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。 ARM：是 32 位單片機，由于結(jié)構(gòu)和計算速度的原因，目前適合做事物處理或者中低端應(yīng)用，從中高級工控到簡單 /圖片（不含視頻）處理。 DSP： 16 位 32 位，內(nèi)部采用哈佛結(jié)構(gòu)，特別適合數(shù)據(jù)處理。 單片機選擇 近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，微型計算機技術(shù)日益發(fā)展，已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 進行語音錄放的操作如下：按下開始鍵， 啟動錄音，松開開始