【正文】 耦合電容，可以在 ~1uF 選取，R_M3也可不用。在 A4 模式中，當電路由錄轉(zhuǎn)放時地址復位為 0，而由放轉(zhuǎn)錄時不復位。 A3：信息循環(huán)，循環(huán)重放位于存儲空間起始處的那條信息，此模式僅用于放音。位元址線與操作模式的對應關系為： A0：信息檢索，快速跳過信息而不必知道其確切的地址，控制端每輸入一個負脈沖，內(nèi)部地址計數(shù)器就跳到下一個 EOM標志，這個信息完成后錄入的所有信息就作為一條連續(xù)的信息，此模式僅用于錄音 。 ISD1420 的地址端有兩個作用，取決于最高兩位 A A6 的狀態(tài)。在放音的過程中，錄入的信號通過模擬收發(fā)器、平滑濾波、輸出放大器送到揚聲器的引腳，從而完成語音的重放。在錄音的過程中 ，前置放大器對麥克風送入的語音信號進行放大，并受自動增益電路控制，保證信號不失真。該芯片使用的外圍組件比較簡單，只需要少量的阻容組件、麥克風即可組成一個完整錄放系統(tǒng)；由于使用模擬信息的形式存儲語音，使得重放音質(zhì)極好，并有一定的混響效果；存儲時間長，錄放次數(shù)達 10 萬次，不耗電時間保持信息 100年；操作簡單，無需專用編程器及語音開發(fā)器；可持續(xù)放音，也可分段放音，最多可分為 160段，單片 ISD1420的放音最長時間為 20S，在不夠用的情況下可以進行多片級聯(lián)。 (T2)1(T2EX)2345(MOSI)6(MISO)7(SCK)8RST9(RXD)10(TXD)11(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)15(WR)16(RD)17XTAL218XTAL119GND20(A8)21(A9)22(A10)23(A11)24(A12)25(A13)26(A14)27(A15)28PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31(AD7)32(AD6)33(AD5)34(AD4)35(AD3)36(AD2)37(AD1)38(AD0)39VCC40U3AT89S52P10P11P12T012Y1C1122PFC1022PFC1222uF/16VR910KS_resetVCCVCCVCCP13P14P15P16P20P21P22P23P24P25P26P27RP10K*8P00P01P02P03P04P05P06LED_V/IxP33P32P37LED_RxLED_CxLED_LxP36 圖 AT89S52最小系 統(tǒng)電路 表 單片機引腳分配情況 引腳 標 號 網(wǎng)絡 標號 分配情況 引腳 標 號 網(wǎng)絡 標號 分配情況 1 P10 控制電阻測量電路是否選通 21 P20 LED段選 2 P11 控制電容測量電路是否選通 22 P21 LED段選 3 P12 控制電感測量電路是否選通 23 P22 LED段選 4 P13 LED為選個位 24 P23 LED段選 5 P14 LED為選十位 25 P24 LED段選 6 P15 LED為選百位 26 P25 LED段選 7 P16 LED為選千位 27 P26 LED段選 8 LED_Rx 電阻測量指示燈 28 P27 LED段選 第 15 頁 共 55 頁 9 Reset 29 10 LED_Cx 電容測量指示燈 30 11 LED_Lx 電感測量指示燈 31 電源 12 P32 控制 ISD1420的 RECLED 引腳 32 LED_V/Ix 電壓 /電流測量指示燈 13 P33 控制 ISD1420的 A7 引腳 33 P00 ISD1420的 A0 14 T0 測量參數(shù)頻率輸入 34 P01 ISD1420的 A1 15 35 P02 ISD1420的 A2 16 P36 控制電壓 /電流測量電路是否選通 36 P03 ISD1420的 A3 17 P37 控制 ISD1420的 PLAYL 引腳 37 P04 ISD1420的 A4 18 晶振引腳 2 38 P05 ISD1420的 A5 19 晶振引腳 1 39 P06 ISD1420的 A6 20 GND 40 電源 語音播報模塊電路的設計 ISD1420芯片是由美國信息內(nèi)存件公司推出的 ISD系列語音芯片中的一種。如需要實現(xiàn)其它功能，需要另外外接外圍電路。 圖 AT89S52單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 第 14 頁 共 55 頁 AT89S52 最小系統(tǒng)電路設計 AT89S52 單片機最小系統(tǒng)原理非常簡單， 其 最小系統(tǒng)電路如圖 。 其組成部分為 中央處理器 CPU，這是它的核心部分， 由運算器和控制器組成；內(nèi)部數(shù)據(jù) /程序存儲器 ，用于存儲數(shù)據(jù)及程序 ；定時器 /計數(shù)器 ，用于定時 /計數(shù) ；并行 I/O 口 及 串行口 ，用于傳送第 13 頁 共 55 頁 數(shù)據(jù) ；中斷控制電路 ，它共有五個中斷源，外中斷 2 個，定時 /計數(shù)中斷 2 個，串行中斷 1個 ；時鐘電路 ，它有內(nèi)部時鐘電路，但石英晶體和微調(diào)電容需外接，為音片機產(chǎn)生時鐘脈沖序列 ；位處理器；內(nèi)部總路線 ，單片機因為它的存在減少了單片機的連線和引腳，提高了集成度和可靠性 。掉電方式保存 RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復位。 圖 AT89S52芯片 DIP 封裝圖 （ 3） AT89S52功能特性概述 AT89S52提供以下標準功能： 8K字節(jié) FLASH閃速內(nèi)存， 128字節(jié)內(nèi)部 RAM，32 個 IO 口線，看門狗（ WDT），兩個數(shù)據(jù)指針，兩個 16 位定時器 /計數(shù)器，一個 5向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)震蕩器及時鐘電路。 ATMEL公司的功能強大、價格低廉的 AT89S52 單片機可用于許多高性價比的應用場合，可靈活應用于各第 12 頁 共 55 頁 種控制領域。 單片機控制系統(tǒng)的設計 AT89S52 芯片介紹 AT89S系列的單片機有 AT89S5 AT89S52兩種，它們的引腳幾乎一樣，有直插式的和貼片式的， 51單片機的內(nèi)存容量比 52單片機的內(nèi)存容量小些，只 52單片機的一半， 51單片機是 4K的，而 52是 8K的， 都 是可再編程的芯片。在測量電流時，只需要通過一個定值 電阻，將預測電流轉(zhuǎn)換成電壓，再通過電壓 /頻率轉(zhuǎn)換電路，即可將轉(zhuǎn)換的頻率送入單品機進行處理。 第 11 頁 共 55 頁 12345678U7LM33112P_V12P_IR_V1100KR_V218KR_V315KR_V41KR_V5100KR_V647R_V5KC_V1 C_V21uFC_V3 VCCVCCVCCR_IVf_V/I 圖 電壓、電流 /頻率轉(zhuǎn)換電路 測量電壓時，只需要將 P_V接口將入電壓即可。 LM331可采用雙電源或單電源供電，可工作在 ～ 40V 之間，輸出可高達 40V，而且可以防止 Vs 短路。由于 LM331 采用了新的溫度補償能隙基準電路，在整個工作溫度范圍內(nèi)和低到 。 電壓、電流測量電路的設計 （ 1）電壓 /頻率轉(zhuǎn)換電路的設計 電壓 /頻率轉(zhuǎn)換即 V/F 轉(zhuǎn)換，是將一定的輸入電壓 信號按線性的比例關系轉(zhuǎn)換成頻率信號，當輸入電壓變化時，輸出頻率也響應變化。本設計中采用兩個高速 74CH160級聯(lián)成 256次分頻電路，其電路圖如圖 。接通電位 VP 與斷開電位 VN 的差值VH=VPVN，叫做施密特觸發(fā)器的回差電壓。 以下對其整形的過程進行簡單的介紹。此芯片沒有外圍電路，原理簡單，使用方便。 其電路圖所圖 。 因此這里 必須 用到兩個電路，一是整形電路，二是分頻電路。但是由 正弦不能直接由 74CH160 組成的分頻器處理，所以在這之前要對電容三點式振蕩器輸出的信號進行整形，將正弦波轉(zhuǎn)換成同頻率的矩形波。 在這個電容三點式振蕩電 路中， C7 、 C8分別采用1000pF、 2200pF 的獨石電容，其電容值遠大于晶體管極間電容，可以把極間電容忽略。 Lx 測量電路的設計 （ 1）電容三點式振蕩器測 Lx 電感的測量是采用電容三點式振蕩電路來實現(xiàn)的，如圖 所示。如圖 ： DI1THR2C_Vo3Reset4Output5Tri6GND7Tri8Output9Reset10C_Vo11THR12DI13VCC14TS556U1 TS556R14KRxC1C2RxVCCC3 R2CxR3CxVCC 圖 TS556設計的 Rx、 Cx測量電路 圖 ， 左邊部分是電容 C測量電路，右邊是電阻 R測量電路。從芯片的等效功能方框圖得出各功能端的真值表，如表 。可見，該 12 TS556的等效功能框圖相當一個置位 —復位觸發(fā)器。即當 VTH 23 Vcc時， Vo為 “0”電平，處 于復位狀態(tài)；而當置位觸發(fā)端 S 的電位，即 VS≤13 Vcc時，下比較器 B的輸出為 “1”， RS 觸發(fā)器置位，輸出端 Vo為 “1”電平。三個電阻組成的分壓網(wǎng)絡為上比較器A和下比較器 B分別提供 23 Vcc和 13 Vcc的偏置電壓。 （ 2）芯片的等效功能方框圖及 工作原理 芯片的等效功能方框圖如下圖 所示，由于 556 雙時基集成塊內(nèi)含兩個相同的 555時基電路，它的等效功能方框圖與一個 555時基電路的等效功能方框圖相同，在下面的分析中，可就 12 個 556芯片單獨分析。 （ 1） TS556芯片簡介 556雙時基集成是 COMS型的，內(nèi)含兩個相同的 555時基電路，它的頂視圖如下圖 ，采用雙列直插 14腳封裝。 圖 系統(tǒng)總體方案設計方框圖 被測 電阻 被測 電容 被測 電感 被測 電流 被測 電壓 555RC 振蕩器 555RC 振蕩器 電容三點 式振蕩器 LM331 V/F轉(zhuǎn)換器 LM331 V/F轉(zhuǎn)換器 ISD1420語音播 報電路 頻率 選通 信號 轉(zhuǎn)換 成電壓 f_R f_C f_L f_V f_V 多端模擬開關 單片機 (AT89S52) LED數(shù) 碼管顯示 測量指示LED燈 控制模擬 開關選通 頻率轉(zhuǎn)換模塊 單片機主控模塊 第 5 頁 共 55 頁 第 二 章 硬件電路設計 測量電路設計 Rx、 Cx 測量電路的設計 本設計利用 555時基電路構(gòu)成多諧振蕩器來測量電阻 R、電容 C，為了測量兩個物 理量需要兩塊 555時基電路，為節(jié)省一部分硬件空間，本設計以一片 556時基電路來代替。 總體方案選擇與設計 此系統(tǒng)主要分為四個模塊，分別為頻率轉(zhuǎn)換模塊、控制與計算模塊、語音播報模塊及顯示模塊， 由以上分析 和對每個模塊的方案選擇 ，本設計最終設計方案為：測量電路使用典型的 555振蕩器將 R、 C值轉(zhuǎn)換成頻率 ， 使用電容三點式電路將 L 值轉(zhuǎn)換成頻 率 ， 使用 LM331 芯片將 V/I 值轉(zhuǎn)換成頻率 ； 主控電路使用AT89S52 作為主控芯片 ； 語音播報電路使用 ISD1420 作為控制芯片 ； 顯示電路使用 四位一體 LED 數(shù)碼管來顯示。 （ 2） LED作為顯示器 LED 具有價格低廉，控制簡單易懂，顯示清晰等優(yōu)點。 顯示電路方案比較選擇 （ 1） LCD作為顯示器 用 LCD 來顯示數(shù)據(jù)具有顯示清楚直觀等優(yōu)點，但是其成 本相對來說比較昂第 4 頁 共 55 頁 貴，并且在編程顯示上，要求較復雜的編程。通過對單片機編程來實現(xiàn)對ISD1420的控制。所以選擇 52單片機作為本設計的主控芯片是比較可行實用的。 （ 2）選擇 52單片機作為主控制芯片 52 單片機具有結(jié)構(gòu)簡單，內(nèi)部資源較豐富，外部控制電路簡單，價格便宜的等優(yōu)點，使其廣泛應用于中低端的電子產(chǎn)品的設計開發(fā)中。 主控芯片方案比較選擇 （ 1）選擇 ARM、 FPGA芯片作為主控制芯片 ARM、 FPGA芯片具有 復 雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、豐富的內(nèi)部資源，而且在價格上比較昂貴，廣泛應用在中高端電子產(chǎn)品的設計開發(fā)中。很多儀表都是把較難測量的物理量轉(zhuǎn)變精度較高且較容易測量的物理量 或電量 ，基于此思路，本設計把電子組件的集中參數(shù) R、 C、 L、 V、 I轉(zhuǎn)換成 相應的 頻率信號 f，然后用單片機計數(shù) 其相應的頻率 后再運算求出相應的 R、