【正文】 開關(guān)以及微處理機(jī)兼容的控制邏輯的CMOS組件。圖39濾波放大電路A/D電路如圖310所示：ADC采用通用ADC0809，ADC0809是帶有8位A/D轉(zhuǎn)換器、8路多路開關(guān)以及微處理機(jī)兼容的控制邏輯的CMOS組件。圖37 儲(chǔ)存器電路 音頻電路設(shè)計(jì)拾音器電路如圖38所示：MIC采用駐機(jī)體MIC，當(dāng)駐極體話筒MIC拾到微弱聲音信號(hào)以后，便在MIC兩端產(chǎn)生信號(hào)電流，R131將信號(hào)電流轉(zhuǎn)裝換成電壓信號(hào)，經(jīng)過電容器C2C31耦合到運(yùn)算放大器的進(jìn)行放大 圖38 MIC電路濾波放大電路如圖39所示：由于語音信號(hào)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采用運(yùn)算過放大器組成的差分放大器，這樣能有效地避免干擾，提高信噪比，運(yùn)放采用通用音頻運(yùn)放NE5532，其噪聲低，價(jià)格便宜。圖35 按鍵電路圖 顯示管電路及儲(chǔ)存器電路設(shè)計(jì)（1）顯示管原理圖如36所示圖36按鍵電路圖儲(chǔ)存器原理圖如37所示：存儲(chǔ)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)，與非門輸出高，U10無效。獨(dú)立式鍵盤電路如圖35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(hào)，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(dòng)。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(hào)源。 圖 33 單片機(jī)系統(tǒng)及其外圍電路 單片機(jī)的相關(guān)設(shè)計(jì)對(duì)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。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(hào)送入微機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)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(chǔ)到硬盤上。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。在flash編程期間，也接收12伏VPP電壓。為使能從0000H 到FFFFH的外部程序存儲(chǔ)器讀取指令，必須接GND。當(dāng)AT89S52從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)，在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將不被激活。這個(gè)ALE 使能標(biāo)志位（地址為8EH的SFR的第0位）的設(shè)置對(duì)微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。這一位置 “1”，ALE僅在執(zhí)行MOVX或MOVC指令時(shí)有效。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE脈沖將會(huì)跳過。在flash編程時(shí)，此引腳（）也用作編程輸入脈沖。DISRTO默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。看門狗計(jì)時(shí)完成后，RST 腳輸出96個(gè)晶振周期的高電平。RST：復(fù)位輸入。P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如表12所示。對(duì)P3 端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。在這種應(yīng)用中，P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送1。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。P2口：P2口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL 邏輯電平。此外，（）和時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入（），具體如表11所示。對(duì)P1 端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。對(duì)P0端口寫“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)89S52單片機(jī)有44個(gè)引腳PLCC和TQFP方形封裝形式，40個(gè)引腳的雙列直插式封裝形式，最常用的40個(gè)引腳封裝形式及其配置如圖31所示，各個(gè)引腳功能說明如圖31： 圖31 單片機(jī)引腳介紹框圖GND：接地P0口：P0口是一個(gè)8位漏極開路的雙向I/O口。說明：數(shù)字化語音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)的基本思想是將模擬語音信號(hào)通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再通過單片機(jī)控制存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，回放時(shí)，由單片機(jī)控制將數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)器中讀出，然后通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A 轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，經(jīng)放大在揚(yáng)聲器或耳機(jī)上輸出語音。本設(shè)計(jì)選用DPCM壓縮編碼方案，雖然壓縮比低一些，但語音的失真較小，背景噪聲亦較小。（6）語音壓縮編碼方式種類比較多。（5）MCU可以選用AT89C52，如果選擇12MHz的時(shí)鐘，則指令周期為1～4μs。 （3）由于采樣頻率為8kHz，可以選用的A/D和D/A的型號(hào)很多，A/D可以選用ADC0804（字長8bit，轉(zhuǎn)換速率10kHz），D/A可以選用TLC7528（字長8bit，建立時(shí)間1μs）?；疽笾刑岢鰩V波器的通帶范圍為：，由于上下截止頻率之比為3400/300=2,因此這是一個(gè)寬帶濾波器,無法用一般的帶通濾波器的設(shè)計(jì)方法來實(shí)現(xiàn),但可以采用低通濾波器級(jí)聯(lián)高通濾波器的方法來實(shí)現(xiàn)。 （1）前置放大器采用雙話筒差分輸入，可有效地降低背景噪聲。但考慮一些其他要求，需要將該語音存儲(chǔ)/回放系統(tǒng)的細(xì)系統(tǒng)級(jí)總體框圖做些擴(kuò)充，如圖21所示。分開的多個(gè)字系統(tǒng)盡量采用通用的接口，同時(shí)需要考慮各個(gè)子系統(tǒng)的接口信號(hào)的定義、時(shí)序、電壓范圍以及阻抗匹配等問題。部分電路的設(shè)計(jì)圖22 方案二系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖由于畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要目的是鞏固大學(xué)學(xué)過的知識(shí)，培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí),提高學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力，根據(jù)課題要求實(shí)現(xiàn)功能選擇方案一，其特點(diǎn)是應(yīng)用比較靈活，可以實(shí)現(xiàn)很多語音壓縮處理等算法。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行語音錄制時(shí)，語音信號(hào)通過語音輸入電路輸入給語音合成電路中的語音合成芯片，由語音合成芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并將生成的數(shù)字語音信息存儲(chǔ)到語音存儲(chǔ)芯片中，從而建立語音庫。CPU同時(shí)通過程序讀取漢字信息，送入LED點(diǎn)陣顯示電路來進(jìn)行漢字提示。本系統(tǒng)使用8031作為CPU，由CPU來控制語音合成芯片TC8830AF，使其工作在CPU控制模式下。在錄放操作結(jié)束后，芯片自動(dòng)進(jìn)入低功耗節(jié)電模式、。芯片采用CMOS技術(shù)，內(nèi)含震蕩器、話筒前置放大、自動(dòng)增益控制、防混淆濾波器、平滑濾波器、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)及EEPROM陣列。方案一系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖如圖21所示：圖21 方案一系統(tǒng)總體框圖如采用ISD1110/ISD1420系列語言芯片。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)第2章 本論文的主要結(jié)構(gòu)安排全文共分為六章，本章介紹本課題的研究現(xiàn)狀和選題目的意義等；第二章介紹的是本課題設(shè)計(jì)的總體方案與論證；第三章介紹數(shù)字化語音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)；第四章介紹其系統(tǒng)功能的軟件設(shè)計(jì)（信號(hào)采集、D/A轉(zhuǎn)換等的軟件設(shè)計(jì)），并給出了各個(gè)子模塊的程序流程圖；第五章介紹了系統(tǒng)的調(diào)試過程和調(diào)試結(jié)果，并對(duì)系統(tǒng)調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析，給出了相應(yīng)的解決方案。5. 系統(tǒng)的制作及調(diào)試。3．單元模塊電路設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)要完成的主要任務(wù)為：1. 課題綜述。 本論文的主要工作本課題為基于單片機(jī)的數(shù)字化存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)，要求以單片機(jī)為核心器件，設(shè)計(jì)并制作一個(gè)數(shù)字化語音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)。該技術(shù)也可應(yīng)用到多媒體計(jì)算機(jī)中的聲卡部分，為其錄制和播放語音。各種場合的語音記錄回放，如：購物商場廣播、學(xué)校廣播；錄音筆：記者的語音記錄；MP3；娛樂界的影視語音記錄；再如：各種語言的口語考試記錄；證詞記錄等。在多媒體技術(shù)的發(fā)展中，語音的存儲(chǔ)回放系統(tǒng)有著廣泛的應(yīng)用。盡管現(xiàn)在各種語言合成芯片,語音處理應(yīng)用電路有許多，但都需要增加硬件投資，在一些由單片機(jī)構(gòu)成的測控系統(tǒng)中，由于單片機(jī)接口有限，還需要擴(kuò)寬硬件接口線路，本文介紹的語音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)中，沒有使用專用的語音處理芯片，不需擴(kuò)寬接口電路，只利用一般的單片機(jī)測控系統(tǒng)中都有的硬件電路（如A/D、 D/A、存儲(chǔ)器等）就能完成語音信號(hào)的數(shù)字化處理，即能完成語音的存儲(chǔ)與回放，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)測控系統(tǒng)的語音提示報(bào)警及語音提示操作。其性價(jià)比日益提高，具有巨大的應(yīng)用潛力。現(xiàn)在大量的數(shù)字音頻技術(shù)相當(dāng)?shù)某墒?，利用軟件與硬件結(jié)合的設(shè)計(jì)方法可以為系統(tǒng)增加可靠性和方便實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)。隨著DSP技術(shù)的飛速發(fā)展，它在數(shù)字信號(hào)處理方面的優(yōu)勢日益體現(xiàn)出來。系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 7 7 9 10 10 單片機(jī)的相關(guān)設(shè)計(jì) 10 11 供電電路及按鍵電路設(shè)計(jì) 11 顯示管電路及儲(chǔ)存器電路設(shè)計(jì) 12 音頻電路設(shè)計(jì) 13 Protel99SE軟件開發(fā)系統(tǒng) 16第4章s HY62256 memory ponents, the basic realization of the function of this design and technical requirements. KEY WORDS: 89C51, Storage, Playback, A/D,D/A目錄目錄摘 要 IABSTRACT III第1章 緒論 1 1 1 本論文的主要工作 2 本論文的主要結(jié)構(gòu)安排 2第2章本次設(shè)計(jì)采用2片32k的HY62256存儲(chǔ)器組成，基本實(shí)現(xiàn)了本次設(shè)計(jì)的各項(xiàng)功能和技術(shù)要求。本設(shè)計(jì)以單片機(jī)芯片STC89C52作為核心控制器，通過硬件電路的制作以及軟件程序，制作出一個(gè)數(shù)字化語音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書