【正文】 體設計 ：信號檢測電路鍵盤控制電路 單 片 機語音錄放電路1602顯示電路數(shù)據(jù)存儲器 系統(tǒng)總體設計圖單片機用于控制整個電路的運轉，采用STC89C52RC單片機，編程使用C語言跟匯編相結合的編程方式，用于控制各個信號的處理及各電位的發(fā)生動作。本設計有2部分，一個是語音芯片APR9600PY錄音部分，該部分在完成芯片的錄音后，由于考慮到該設計的要求便攜式，故不再主電路板上呈現(xiàn)，在單獨子電路板焊接。 系統(tǒng)總體設計分析根據(jù)便攜式語言呼救器的設計要求，此設計存在以下3個功能模塊：（1）、按鍵觸發(fā)模塊；（2）、1602顯示模塊；（3）、語言播報模塊；根據(jù)設計中的實際情況，盡可能的采用簡單的電路，設計好整個元器件在電路板上的布局，讓整體看上去簡單便捷。與ISD同類芯片相比它具有：價格便宜，有多種手動控制方式，分段管理方便、多段控制時電路簡單、采樣速度及錄放音時間可調、每個單鍵均有開始停止循環(huán)多種功能等特點，同時保留了ISD2500芯片的一些特點，都是DIP28雙列直插塑料封裝，在管腳排列上也基本相同。 硬件單元電路 語言錄放電路根據(jù)實際需求情況分析，用戶在求助時，需要說明自己所遇到情況，而每個用戶的位置及遇到的實際是不可能完全相同的，這就需要能夠方便修改語言電路所存儲的語音信息。常用的高品質單片錄放集成電路有ISD和APR等系列，ISD在功能上跟APR不相上下，但是ISD系列價格比較貴，所以決定采用APR系列，而且該芯片是一款音質好、噪音低、不怕斷電、可反復錄放的新型語音電路。以APR9600PY為核心，加上傳聲器、外圍電路組成語音錄放電路。對具體要求實現(xiàn)的功能進行完整的系統(tǒng)分析，該便攜式語音呼救器基本符合實際要求，可以完成設計任務所要求實現(xiàn)的基本功能。所以，本設計方案理論上可行，而且設計的可擴展性較好。如果信號幅度在 100mV 左右 即可直接進入線路輸入端，音頻信號由內部濾波器、采樣電路處理后以模擬量方式存入專用快閃存儲器 FLASHRAM 中。 放音時芯片內讀邏輯電路從 FLASHRAM 中取出信號，經過一個低通濾波器送到功率放大器中，然后直接推動外部的喇叭放音。 APR9600 的錄放控制有多種操作模式，為普通用戶使用提供了極大的方便。其中每種操作模式都有對應的有效鍵，而且同一個鍵在不同操作模式下可能有不同的功能。各種模式如下：（1）、并行控制模式 在 ISD 芯片中要實現(xiàn)某鍵對某段的多段并行控制是十分復雜的，一般需要大量的二極管譯碼陣或單片機來輔助實現(xiàn)，另外在分 段錄音時也存在很多困難。只是每段錄音的最大時間是等分的，而且最多只能分八段。模式置好后開始錄音，置 RE 端為 0，壓住/M1 即聽到“嘀”一聲 BUSY 指示燈亮起即開始錄音第一段，松鍵時又聽到“嘀”一聲 BUSY 指示燈熄滅即錄音停止。錄音時可以不按順序，先錄任意一段均可，不滿意可重新錄音。置 RE 端為 1 即是放音狀態(tài)，按一下/M1 即放音第一段，放音期間再按一下/M1 即停止放音，如果壓住/M1 鍵不放即循環(huán)放音第一段直到松鍵。/CE 鍵為停止鍵，放音期間按一下它也能停止放音。（2）、串行控制模式 串行控制方式用到的鍵要少得多，它僅需要一、二個鍵來控制所有的語音段錄放，而且段數(shù)可以足夠多，每段也沒有時間限制。 置 MSELMSEL2 均為 0，在錄音時/M8 置 1。再按住/M1 即錄第二段，如此一直分段錄音，直到芯片溢出。這種方式下的段不可選 擇只能按錄音的順序播放，適合走馬燈、流程控制等電路使用；/M8 置 0 為串行選段。這時的/M2 有效成為快進選段鍵，每按一下/M2 即向后移動一段，例如現(xiàn)在按了三下/M2，再按/M1 就放音第四段。按/CE 鍵復位為第一段。 APR9600 的電性能參數(shù)：電源電壓 ，靜態(tài)電流 1uA ，工作電流 25mA。 外接振蕩電阻與采樣率、語音頻帶、錄放 時間的關系表 APR9600芯片及外圍電路 ： APR9600芯片引腳圖 APR9600外圍電路注：本設計中的語音錄放電路采用置MSEL1為低電平，MSEL2為高電平，/M8接地，RE控制錄放過程：即置RE為低則為錄音部分，置RE為高則為放音部分。以上完成APR9600錄放音部分。盡管他的大部分功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一個完整計算機所需要的大部分部件：CPU、內存、內部和外部總線系統(tǒng)，目前大部分還會具有外存。而現(xiàn)在最強大的單片機系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網絡、復雜的輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊芯片上。單片機由芯片內僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來。INTEL的Z80是最早按照這種思想設計出的處理器，從此以后，單片機和專用處理器的發(fā)展便分道揚鑣。其中最成功的是INTEL的8031，因為簡單可靠而性能不錯獲得了很大的好評?；谶@一系統(tǒng)的單片機系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。90年代后隨著消費電子產品大發(fā)展，單片機技術得到了巨大的提高。而傳統(tǒng)的8位單片機的性能也得到了飛速提高，處理能力比起80年代提高了數(shù)百倍。當代單片機系統(tǒng)已經不再只在裸機環(huán)境下開發(fā)和使用，大量專用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應用在全系列的單片機上。單片機比專用處理器更適合應用于嵌入式系統(tǒng)，因此它得到了最多的應用?，F(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件電子和機械產品中都會集成有單片機。而個人電腦中也會有為數(shù)不少的單片機在工作。單片機又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的芯片,而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發(fā)提供了便利條件。單片機內部也用和電腦功能類似的模塊，比如CPU，內存，并行總線，還有和硬盤作用相同的存儲器件，不同的是它的這些部件性能都相對我們的家用電腦弱很多，不過價錢也是低的，一般不超過10元即可......用它來做一些控制電器一類不是很復雜的工作足矣了。 它是一種在線式實時控制計算機，在線式就是現(xiàn)場控制，需要的是有較強的抗干擾能力，較低的成本，這也是和離線式計算機的（比如家用PC）的主要區(qū)別。通過不同的程序實現(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨特的一些功能，這是別的器件需要費很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。一個可視化高級語言編寫的小程序里面即使只有一個按鈕，也會達到幾十K的尺寸！對于家用PC的硬盤來講沒什么，可是對于單片機來講是不能接受的。一樣的道理，如果把巨型計算機上的操作系統(tǒng)和應用軟件拿到家用PC上來運行，家用PC的也是承受不了的。不過，這種電腦，通常是指個人計算機，簡稱PC機。還有一類計算機，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。顧名思義，這種計算機的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進行簡單運算和控制。它在整個裝置中，起著有如人類頭腦的作用，它出了毛病，整個裝置就癱瘓了。各種產品一旦用上了單片機，就能起到使產品升級換代的功效，常在產品名稱前冠以形容詞——“智能型”，如智能型洗衣機等。究其原因，可能就卡在產品未使用單片機或其它可編程邏輯器件上。主要特性如下：（1）、增強型8051單片機，6時鐘/機器周期和12時鐘/機器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051；（2）、工作電壓：～（5V單片機）/～（3V單片機）；（3）、工作頻率范圍：0～40MHz，相當于普通8051的0～80MHz，實際工作頻率可達48MHz；（4）、用戶應用程序空間為8K字節(jié)；（5）、片上集成512字節(jié)RAM；（6）、通用I/O口（32個），復位后為：P1/P2/P3/P4是準雙向口/弱上拉，P0口是漏極開路輸出，作為總線擴展用時，不用加上拉電阻，作為I/O口用時，需加上拉電阻；（7）、ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應用可編程），無需專用編程器，無需專用仿真器，可通過串口（RxD/,TxD/）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片；（8）、具有EEPROM功能；（9）、具有看門狗功能；（10）、共3個16位定時器/計數(shù)器。 ： STC89C52RC引腳圖其引腳功能如下：（1）、RST：復位引腳，輸入高電平使89C52復位，返回低電平退出復位（2）、/VPP:運行方式時，為程序存儲器選擇信號，接地時CPU總是從外部存儲器中取指令，接高電平時CPU可以從內部或外部取指令；FLASH編程方式時，該引腳為編程電源輸入端VPP；（3）、PSEN:外部程序存儲器讀選通信號，從外部存儲器取指令時，從PSEN引腳輸出讀選通信號（負脈沖）；（4）、ALE/PROG：運行方式時，ALE為外部存儲器低八位地址鎖存信號，F(xiàn)LASH編程方式時，該引腳為編程脈沖輸入端；（5）、XTALXTAL2：為內部振蕩器電路（反相放大器）的輸入端和輸出端，外接晶振電路；（6）、P0 口：P0 口是一組8 位漏極開路型雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復用口。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉換地址（低8 位）和數(shù)據(jù)總線復用，在訪問期間激活內部上拉電阻。（7）、P1 口：P1 是一個帶內部上拉電阻的8 位雙向I/O口， P1的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流）4 個TTL 邏輯門電路。作輸入口使用時，因為內部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流(IIL)。（8）、P2 口：P2 是一個帶有內部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流）4 個TTL 邏輯門電路。在訪問外部程序存儲器或16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX DPTR 指令）時，P2 口送出高8 位地址數(shù)據(jù)。Flash 編程或校驗時，P2亦接收高位地址和一些控制信號。P3 口輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流）4 個TTL 邏輯門電路。此時，被外部拉低的P3 口將用上拉電阻輸出電流（IIL）。P3 口還接收一些用于Flash 閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。，單片機采用ATMEL公司研制生產的MCS51系列STC89C52，該單片機的工作電源VCC為5V，由終端USB接口提供；單片機的時鐘電路一般是在它的時鐘引腳外接晶體振蕩器，和內部的高增益反相放大器構成自激振蕩電路，振蕩頻率取決于晶體的頻率，頻率范圍小于33MHz，CC2起頻率微調和穩(wěn)定作用，容值為550pf。有效復位與所加高電平時間與系統(tǒng)晶振的頻率有關。其外接LCD1602是非常方便的，上拉電阻跟LCD共用PO口，單片機剩余三個端口部分可供戶自行定義。液晶顯示模塊已作為很多電子產品的通過器件，如在計算器、萬用表、電子表及很多家用電子產品中都可以看到，顯示的主要是數(shù)字、專用符號和圖形。發(fā)光管和LED數(shù)碼管比較常用，軟硬件都比較簡單，在前面章節(jié)已經介紹過，在此不作介紹，本章重點介紹字符型液晶顯示器的應用。因此，液晶顯示器畫質高且不會閃爍。（3）、體積小、重量輕：液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來達到顯示的目的，在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多。 液晶功能介紹(1)、液晶顯示原理液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。(2)、液晶顯示器的分類液晶顯示的分類方法有很多種，通?？砂雌滹@示方式分為段式、字符式、點陣式等。如果根據(jù)驅動方式來分，可以分為靜態(tài)驅動（Static）、單純矩陣驅動（Simple Matrix）和主動矩陣驅動（Active Matrix）三種。例如屏的第一行的亮暗由RAM區(qū)的000H——00FH的16字節(jié)的內容決定，當（000H）=FFH時，則屏幕的左上角顯示一條短亮線，長度為8個點；當（3FFH）=FFH時，則屏幕的右下角顯示一條短亮線；當（000H）=FFH，（001H）=00H，（002H）=00H，……（00EH）=00H，（00FH）=00H時，則在屏幕的頂部顯示一條由8段亮線和8條暗線組成的虛線。2)、字符的顯示 用LCD顯示一個字符時比較復雜，因為一個字符由68或88點陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個位置對應的顯示RAM區(qū)的8字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為“1”，其它的為“0”，為“1”的點亮，為“0”的不亮。但由于內帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比較簡單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)找出顯示RAM對應的地址，