最新基于avr的錄音筆設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2025-08-06 13:32本頁(yè)面
【正文】 活中實(shí)時(shí)性不太強(qiáng)的模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)通信！該課題設(shè)計(jì)基于ATmega16單片機(jī)，介紹和分析了錄音筆的基本原理，并做出了較為簡(jiǎn)單的錄音筆模型展示其原理！主要運(yùn)用了ATmega16單片機(jī)內(nèi)部集成的ADC轉(zhuǎn)換模塊以及PWM功能，將從外部接收的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并存儲(chǔ)在AT45DB041B存儲(chǔ)芯片中，再將從AT45DB041B存儲(chǔ)芯片中讀取的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)，送到外部的喇叭中進(jìn)行播放。它集成了ADC與PWM的模塊，而且還有硬件濾波器！它基本上能夠處理生活中實(shí)時(shí)性不太強(qiáng)的模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)通信！該課題設(shè)計(jì)基于ATmega16單片機(jī)，介紹和分析了錄音筆的基本原理，并做出了較為簡(jiǎn)單的錄音筆模型展示其原理！主要運(yùn)用了ATmega16單片機(jī)內(nèi)部集成的ADC轉(zhuǎn)換模塊以及PWM功能，將從外部接收的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并存儲(chǔ)在AT45DB041B存儲(chǔ)芯片中，再將從AT45DB041B存儲(chǔ)芯片中讀取的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)，送到外部的喇叭中進(jìn)行播放。與傳統(tǒng)錄音機(jī)相比，數(shù)碼錄音筆是通過(guò)數(shù)字存儲(chǔ)的方式來(lái)記錄音頻的。而數(shù)字信號(hào)即使經(jīng)過(guò)多次復(fù)制，聲音信息也不會(huì)受到損失，保持原樣不變。 首先要實(shí)現(xiàn)聲音信號(hào)的采集，就需要一種聲敏傳感器，可以采用MIC，再加上一些濾波電路，從而實(shí)現(xiàn)聲音信號(hào)的采集。接下來(lái)就是轉(zhuǎn)化后的聲音信號(hào)的存儲(chǔ)，需要某種存儲(chǔ)芯片，將信號(hào)存儲(chǔ)在芯片中，以至于掉電之后，聲音信號(hào)不丟失。刪除則直接將存儲(chǔ)芯片中的數(shù)據(jù)刪除就行了，當(dāng)然這中間還有許多的細(xì)節(jié)問(wèn)題需要考慮，例如聲音的功率放大、去除雜波等等。單片機(jī)可以控制錄放時(shí)間，選取特定時(shí)間段的播放以及單多聲道的錄放，容易通過(guò)改變外接存儲(chǔ)FLASH改變錄放時(shí)間。 第二節(jié) 運(yùn)用AVR自帶的ADC以及PWM模塊AVR系列的單片機(jī)內(nèi)部，已經(jīng)集成了ADC和PWM模塊，利用這兩個(gè)模塊，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換和模數(shù)轉(zhuǎn)換。此方法很好的利用了單片機(jī)的內(nèi)部資源，不但可以節(jié)約大量的費(fèi)用而且還可以讓我們更進(jìn)一步的了解AVR系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，因此在本課題中采用了這種方法。 27 3 圖31 ATmega16 的引腳圖 ATmega16 的引腳說(shuō)明：VCC 數(shù)字電路的電源 GND 地 端口 A(PA7..PA0) 端口 A 做為 A/D 轉(zhuǎn)換器的模擬輸入端。其輸出緩沖器具有對(duì)稱(chēng)的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。在復(fù)位過(guò)程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口 A 處于高阻狀態(tài)。其輸出緩沖器具有對(duì)稱(chēng)的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。在復(fù)位過(guò)程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口 B 處于高阻狀態(tài)。端口C(PC7..PC0) 端口 C 為 8 位雙向 I/O 口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉 低時(shí)將輸出電流。如果JTAG接口使能，即使復(fù)位出現(xiàn)引腳 PC5(TDI)、 PC3(TMS) 與 PC2(TCK) 的上拉電阻被激活。其輸出緩沖器具有對(duì)稱(chēng)的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。在復(fù)位過(guò)程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口 D 處于高阻狀態(tài)。 RESET 復(fù)位輸入引腳。持續(xù)時(shí)間小于門(mén)限間的脈沖不能保證可靠復(fù)位。XTAL2 反向振蕩放大器的輸出端。不使用ADC 時(shí)，該引腳應(yīng)直接與VCC連接。AREF A/D 的模擬基準(zhǔn)輸入引腳。所有的寄存器都直接與算邏單元(ALU) 相連接，使得一條指令可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)同時(shí)訪問(wèn)兩個(gè)獨(dú)立的寄存器。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(xiě)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，用于邊界掃描的 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)/外中斷，可編程串行USART ，有起始條件檢測(cè)器的通用串行接口，8路 10位具有可選差分輸入級(jí)可編程增益 (TQFP 封裝 ) 的 ADC ，具有片內(nèi)振蕩器的可編程看門(mén)狗定時(shí)器，一個(gè) SPI 串行端口，以及六個(gè)可以通過(guò)軟件進(jìn)行選擇的省電模式。片內(nèi) ISP Flash 允許程序存儲(chǔ)器通過(guò) ISP 串行接口，或者通用編程器進(jìn)行編程，也可以通過(guò)運(yùn)行于AVR 內(nèi)核之中的引導(dǎo)程序進(jìn)行編程。在更新應(yīng)用Flash存儲(chǔ)區(qū)時(shí)引導(dǎo)Flash區(qū)(Boot Flash Memory)的程序繼續(xù)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了 RWW 操作。ATmega16 具有一整套的編程與系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具，包括：C 語(yǔ)言 編譯器、宏匯編、程序調(diào)試器 / 軟件仿真器、仿真器及評(píng)估板。圖32 AT45DB041B的引腳圖AT45DB041B的引腳說(shuō)明：連續(xù)輸入（SI）：SI 腳僅作為輸入腳且用于將數(shù)據(jù)寫(xiě)入至器件中。 連續(xù)輸出（SO）：SO 腳僅作為輸出腳且用于將器件內(nèi)的數(shù)據(jù)移出。數(shù)據(jù)總是隨著SCK 腳上的上升沿進(jìn)入而隨著SCK 腳上的下降沿流出。當(dāng)器件沒(méi)有被選通時(shí)，數(shù)據(jù)無(wú)法被 SI 腳所接收，而SO 腳將會(huì)保持為高阻態(tài)。寫(xiě)保護(hù)：如果WP 腳置為低電平，主存中的前256 頁(yè)就無(wú)法被重寫(xiě)。WP 腳是內(nèi)部拉高的；因此若非需要，WP 腳上不需連接其他引腳。 復(fù)位：復(fù)位腳（RESET）上的低電平將終止正在運(yùn)行中的操作并將內(nèi)部狀態(tài)置為空閑狀態(tài)。一旦RESET 腳上返回至高電平，器件就可以正常運(yùn)行了。RESET 腳也是內(nèi)部拉高的；因此若非需要，RESET 腳上不需連接其他引腳。 準(zhǔn)備/忙：當(dāng)器件進(jìn)行某個(gè)內(nèi)部自同步操作而處于忙狀態(tài)時(shí)，該漏極輸出引腳將被拉低。狀態(tài)表示著閃存陣列和其中一個(gè)緩存不能被訪問(wèn)；但對(duì)于另一個(gè)緩存的讀寫(xiě)操作仍可進(jìn)行。其4,325,376位的內(nèi)存是由2048個(gè)頁(yè)構(gòu)成，每頁(yè)為264個(gè)字節(jié)。 當(dāng)在主內(nèi)存的某頁(yè)上進(jìn)行程序重調(diào)或者連續(xù)讀 寫(xiě)數(shù)據(jù)流時(shí)，數(shù)據(jù)緩存都可以接收數(shù)據(jù)。不同于傳統(tǒng)的以多路地址線和并行接口隨機(jī)訪問(wèn)的閃存芯片，本數(shù)字閃存是利用SPI串行接口來(lái)順序存取其數(shù)據(jù)。其簡(jiǎn)單的串行接口使得外圍硬件設(shè)計(jì)變得容易，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性，最大化減小了開(kāi)關(guān)噪聲，降低了封裝尺寸和有效引腳數(shù)量。該器件的有效工作電流為4毫安，能運(yùn)行達(dá)到20MHZ的
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