【正文】 文中注明。 4．本人完全了解學(xué)校關(guān)于保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交論文和相關(guān)材料的印刷本和電子版本；同意學(xué)校保留畢業(yè)設(shè)計(jì)的復(fù)印件和電子版本，允許被查閱和借閱；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印或其他復(fù)制手段保存畢業(yè)設(shè)計(jì)， 可以公布其中的全部或部分內(nèi)容。 論文介紹了單片機(jī)對(duì)控制 SD 卡的編程設(shè)計(jì)，駐極體話筒傳感器電路連接設(shè)計(jì)以及相關(guān)理論分析等等，詳細(xì)說(shuō)明了電路設(shè)計(jì)的方法及原理，電路實(shí)現(xiàn)的功能以及數(shù)據(jù)處理的方法。在硬件部分，介紹了基于 SD 卡存儲(chǔ)的鼾聲 記 錄儀所需要用到的硬件器材。 關(guān)鍵詞 ： ATmega16 SD 卡 駐極體話筒傳感器 TFT 彩屏 長(zhǎng)春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) III Abstract This design study is based on the SD card with a microcontroller, digital signal processing technology, by systematic analysis of the microcontroller and the sensor principle and the detection principle, bined with the performance characteristics of the SD card storage, bined with the ATmega16 phone signals are processed, to design the overall schematic. This paper introduces the microcontroller to control the programming of the SD card design, electret microphone sensor circuit connection design and related theoretical analysis, detailing the method and principle of the circuit design, circuit functionality and data processing methods. In the software design section describes the overall software design process. In the hardware section, snoring measured logger based on the SD card storage used by hardware equipment. The experiments show that the electret microphone to collect sound signals through a ATmega16 after converted into a digital signal transmitted into the SD card storage, and after its spread and display on the TFT color display. Keyword： ATmega16； SD card； Electret Microphone Senser； TFT 長(zhǎng)春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) IV 目錄 摘 要 ......................................................... 0 Abstract.......................................................... III 第 1 章 緒論 ........................................................ 1 選題背景 ..................................................... 1 研究目標(biāo)和意義 ............................................... 1 SD 卡現(xiàn)階段狀況及未來(lái)展望 ..................................... 1 本文要完成的工作 ............................................. 2 第 2 章 系統(tǒng)硬件簡(jiǎn)介 ................................................ 3 電源模塊 ..................................................... 3 ATMEGA16 單片機(jī)簡(jiǎn)介 ............................................ 3 微控制器的選型 ........................................... 3 駐極體話筒傳感器 ............................................. 5 駐極體聲音傳感器的工作原理 ............................... 6 SD 卡 ......................................................... 6 SD 卡的簡(jiǎn)介 ............................................... 6 TFT 真彩屏顯示器 ............................................. 10 RGB565RGB888 的轉(zhuǎn)換 ..................................... 10 第 3 章 基于 SD 卡的鼾聲測(cè)錄儀的電路接口設(shè)計(jì) ........................ 12 ATMEGA16 與駐極體話筒傳感器接口電路 ........................... 12 ATmega16 與駐極體話筒傳感器接口電路的功能 ................ 12 ATmega16 與駐極體話筒傳感器接口電路設(shè)計(jì) .................. 12 ATMEGA16 與 SD 卡接口電路設(shè)計(jì) .................................. 13 ATmega16 與 SD 卡接口功能 ................................. 13 ATmega16 與 SD 卡接口電路設(shè)計(jì) ............................. 13 ATMEGA16 與 TFT 彩屏的接口電路設(shè)計(jì) ............................ 14 ATmega16 與 TFT 彩屏的接口電路的功能 ...................... 14 ATmega16 與 TFT 彩屏的接口電路設(shè)計(jì) ........................ 14 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .............................................. 16 ATMEGA16 與駐極體采集音頻數(shù)據(jù) ................................. 16 ATMEGA16 單片機(jī)讀寫 SD 卡的軟 件設(shè)計(jì) ........................... 17 SD 卡的扇區(qū)讀寫 .......................................... 17 模擬 SPI 協(xié)議 ............................................ 17 SD 卡命令 ................................................ 18 SD 卡的初始化 ............................................ 19 長(zhǎng)春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) V 數(shù)據(jù)塊的讀寫 ............................................ 20 TFT 程序調(diào)試 ............................................. 22 第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果 ........................................... 23 軟硬件的聯(lián)合調(diào)試 ............................................. 23 結(jié)論 ............................................................... 24 參考文獻(xiàn) ........................................................... 25 致 謝 .............................................................. 26 長(zhǎng)春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第 1 章 緒論 選題背景 打鼾是生活中常見(jiàn)的一種睡眠現(xiàn)象，由于鼻腔呼吸道不通暢導(dǎo)致與氣體摩擦發(fā)出的不同程度的呼聲，但是大家并沒(méi)有對(duì)其引起足夠的重視。 SD 卡 (Secure Digital Memory Card)中文翻譯為安全 數(shù)碼卡 ，是一種基于半導(dǎo)體快閃記憶器的新一代記憶設(shè)備，它被廣泛地于便攜式裝置上使用，例如個(gè)人數(shù)碼助理 (PDA)、數(shù)碼相機(jī)和多媒體播放器等。大小猶如一張郵票的 SD記憶卡，重量只有 2 克左右，但卻擁有高記憶容量、快速數(shù)據(jù)傳輸率、極大的 移動(dòng)靈活性以及很好的安全性。在諸如 MP數(shù)碼相機(jī)等設(shè)備上也都采用 SD 卡作為其存儲(chǔ)設(shè)備。既然它有著這么多優(yōu)點(diǎn)，那么如果將它加入到單片機(jī)應(yīng)用開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中來(lái)，將使系統(tǒng)變得更加出色，特別是一些單片機(jī)系統(tǒng)需要長(zhǎng)時(shí)間地采集、記錄海量數(shù)據(jù)時(shí)，選擇 SD 卡作為存儲(chǔ)媒質(zhì)是開(kāi)發(fā)者們一個(gè)很好的選擇。 研究目 標(biāo)和意義 研究 Atmega16 單片機(jī)對(duì) SD卡的讀寫，解決 Atmega16 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)存取大容量數(shù)據(jù)。另外， SD 卡還沒(méi)有攻入 CF卡占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)地位的數(shù)碼單鏡反光相機(jī)市場(chǎng)。此外，數(shù)碼相機(jī)、 MP3/MP智能手機(jī)、 GPS 導(dǎo)航儀的大量普及，是的周邊產(chǎn)品的附加價(jià)值也跟著水漲船高。 20xx 年國(guó)際 CES （ Circuit Emulation Service 電路仿真業(yè)務(wù)）消費(fèi)性電子展正式宣布新一代 SDXC（ extended Capacity）閃存卡規(guī)格，具備便攜式大存儲(chǔ)空間且速度快，而數(shù)周的高清晰度視頻、數(shù)年的相片收藏、數(shù)月的音樂(lè)、顆粒劑存儲(chǔ)于移動(dòng)電話、相機(jī)、攝像機(jī)、及其它消費(fèi)型電子設(shè)備里，消費(fèi)者的數(shù)碼生活風(fēng)格因而獲得大幅改善。未來(lái)便攜式存儲(chǔ)器將會(huì)是 SD 卡占據(jù)主流地位的時(shí)代。通過(guò)對(duì)一段時(shí)間內(nèi)駐極體話筒傳感器對(duì)聲音信號(hào)的采集，然后通過(guò) Atmega16 處理后轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)至 SD 卡，同時(shí)傳送至 TFT 彩屏上，來(lái) 記 錄實(shí)驗(yàn) 對(duì)象的睡眠情況。 第二章 介紹了鼾聲 記錄 儀的硬件部分，通過(guò)對(duì)各個(gè)元器件的介紹與選擇，完成硬件部分的認(rèn)識(shí)。 第四章 介紹系統(tǒng)的總體軟件設(shè)計(jì)。 第六章 結(jié)束語(yǔ) 長(zhǎng)春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 第 2 章 系統(tǒng)硬件簡(jiǎn)介 電源模塊 圖 21 電路總流程原理圖 電源是系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部分，它決定著整個(gè)系統(tǒng)的成敗。本系統(tǒng)采用 9V 電源供電，通過(guò)抵押差三段線性穩(wěn)壓器 ASM1117 芯片得到 5V 和 電源 [1]。 系統(tǒng)輸入的 9V 電源首先通過(guò) 電源轉(zhuǎn)換芯片把輸入的 9V 電壓轉(zhuǎn)換為 5V，然后 5V 電壓再通過(guò) 把 5V 電壓轉(zhuǎn)換為 。 Atmega16 單片機(jī)簡(jiǎn)介 微控制器的選型 51 單片機(jī)， ARM， DSP 都是嵌入式系統(tǒng)的核心芯片的類型，現(xiàn)在的嵌入式系統(tǒng)都是高度面向?qū)ο蟮??；趯?duì)系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)和硬件資源的要求，電路設(shè)計(jì)中采用的微處理器電路相對(duì)模擬系統(tǒng)更為簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜的控制算法，有一定的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，靈活適應(yīng)性強(qiáng)，控制 精度高，無(wú)零點(diǎn)飄移。 ARM 系列處理器價(jià)格昂貴且在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中使用，會(huì)浪費(fèi)資源。根據(jù)單片機(jī)的對(duì)比，系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)該選用 8 位機(jī)中新能優(yōu)越的單片機(jī)。 ATmega16 是基于增強(qiáng)的 AVR RISC 結(jié)構(gòu)的低功耗 8 位 CMOS 微控制器。 ATmega16 有如下特點(diǎn)： 16K 字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程 Flash（具有同時(shí)讀寫的能力，即 RWW）， 512 字節(jié) EEPROM， 1K 字節(jié) SRAM， 32 個(gè)通用 I/O 口線， 32個(gè)通用工作寄存器，用于 辨 解掃描的 JTAG 接口，支持片內(nèi)調(diào)試與編程，三個(gè)具有比較模式的靈活的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器（ T/C），片內(nèi) /