【正文】 積極小之外，SD 卡的存儲特點是可以經(jīng)受上百萬次的反復(fù)擦寫，因此反復(fù)使用的成本是零。從現(xiàn)在的情況來看，1GB 閃存可以存儲大約 272 小時錄音信息。本課題是在 SD 卡和凌陽 SPCE061A 單片機的基礎(chǔ)上設(shè)計一款錄音筆。SD 卡數(shù)碼錄音筆主要由下列二部分組成： SPCE061A 開發(fā)板，SD 卡模組。  SPCE061A 開發(fā)板：SPCE061A 是一款 16 位微控制器，內(nèi)嵌 32K 的閃存（FLASH）。 SPCE061A 精簡開發(fā)板配有調(diào)試功能；結(jié)合集成開發(fā)環(huán)境不需外界任何仿真、調(diào)試器即可以完成編程、仿真、調(diào)試功能。SD 卡模組：SD 卡座模組為單片機提供了 SD 卡的插接裝置，以 SPI 總線方式與單片機通訊，同時，提供卡檢測、寫保護檢測等檢測端口，以便用戶可以方便靈活的為單片機外擴 SD 卡存儲設(shè)備。SD卡數(shù)碼錄音筆廣泛應(yīng)用于社會各個部分，是當今最為常見的錄音設(shè)施之一。3 錄音器的發(fā)展歷史 留聲機1877 年 8 月 15 日，愛迪生發(fā)明了留聲機。金屬圓桶上面刻有螺旋的槽紋，并安裝在一個長的曲軸上，曲軸一端是手柄，搖動手柄圓通就隨之轉(zhuǎn)動。錄音的時候，先在圓桶上貼一張錫箔，然后將受話器細針端對準圓桶，勻速轉(zhuǎn)動圓桶，對受話器的另一端說話，聲音則被振動的細針記錄在錫箔上。 鋼絲錄音和磁帶愛迪生的留聲機是純機械錄音技術(shù)，在這之后，錄音技術(shù)發(fā)展為光學錄音、磁性錄音和電子錄音。在電影膠片的一側(cè)有一條窄條，叫做聲帶，播放時由播放機轉(zhuǎn)變?yōu)橥降穆曇粜盘栍枰园橐?。磁性錄音是?yīng)非常廣泛的錄音技術(shù)，最具代表性的革新就是 1900 年鋼絲錄音機的發(fā)明。 數(shù)碼錄音筆21 世紀初，數(shù)碼錄音技術(shù)（也稱電子錄音）誕生，這是通過對模擬信號的采樣、編碼將模擬信號通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并進行一定的壓縮后進行存儲的技術(shù)。通常數(shù)碼錄音筆的音質(zhì)效果要比傳統(tǒng)的錄音機要好一些。而數(shù)碼錄音筆品牌分布圖 LP 表示LongPlay，即長時間模式，壓縮率高，音質(zhì)會有一定的降低。 SD 卡錄音筆的發(fā)展趨勢從首款 SD 卡錄音筆上市到現(xiàn)在，短短 4 年內(nèi)成為銷量最大的隨身錄音設(shè)備，證明其有著極高的性能和質(zhì)量，價格而比較合理。5 提高錄音質(zhì)量一方面，隨著科技的發(fā)展，錄音筆的錄音質(zhì)量將會提升，高清錄音筆，超長時間錄音筆將會面世。此外，錄音筆將發(fā)展到一個全新的階段，錄音/復(fù)讀， MP3 播放，影像記錄，圖片瀏覽（數(shù)碼伴侶），TXT 文檔閱讀，移動存儲等多功能于一身的錄音筆將會出現(xiàn)。錄音筆的成本在于技術(shù)和原材料兩個方面，而技術(shù)的發(fā)展勢必在成本上很難降低，所以，相信通過生產(chǎn)原材料價格的走低，錄音筆也會漸漸便宜。6 基于單片機的 SD 卡錄音筆研究意義 本課題主要是研究基于單片機的 SD 卡錄音筆設(shè)計，本課題是以單片機SPCE061A 來實現(xiàn)一個錄音筆系統(tǒng)。 長期以來，以 Flash Memory 為存儲體的 SD 卡因具備體積小、功耗低、可擦寫以及非易失性等特點而被廣泛應(yīng)用于消費類電子產(chǎn)品中特別是近年來，隨著價格不斷下降且存儲容量不斷提高，它的應(yīng)用范圍日益增廣。因此，基于單片機的 SD 卡錄音筆將會是今后最常見的錄音工具。對于嵌入式系統(tǒng)來說，功能的增強，也需要大容量存儲設(shè)備做支撐。它使用方便，工作穩(wěn)定，可以為嵌入式系統(tǒng)提供大容量的數(shù)據(jù)存儲擴展，使得系統(tǒng)有強大的錄音功能。 SPCE061A 對 SD 卡的讀寫功能（1）SPCE061A 對 SD 卡的操作方式為 SPI 模式；（2）提供 SD 卡插入檢測功能，并進行語音提示；（3）提供 SD 卡寫保護檢測功能，并進行語音提示；（4）可以對 SD 卡進行初始化、扇區(qū)寫、扇區(qū)讀、扇區(qū)擦除、得到 SD 卡的容量信息等操作。 設(shè)計環(huán)境介紹 系統(tǒng)硬件環(huán)境介紹本系統(tǒng)的硬件部分采用的是 SPCE061A 單片機。以下是它的性能簡介：（1）16 位的高性能 u’nSP 內(nèi)核單片機8（2）CPU 時鐘范圍：~49MHz（3）片內(nèi) 32K 字的 Flash 程序存儲器、2K 字的 SRAM 數(shù)據(jù)存儲器（4）4 個 16 位 I/O 端口（5）14 個中斷源（6）1 通道專用音頻 AD 轉(zhuǎn)換通道，7 通道 AD 轉(zhuǎn)換通道（7）內(nèi)置 MIC 放大電路和自動增益(AGC)放大電路（8）2 路電流輸出型的 DA 轉(zhuǎn)換通道（9）2 個 16 位通用定時器/計數(shù)器（10）實時實鐘（RTC）（11）低電壓復(fù)位、低電壓監(jiān)測（12）內(nèi)置在線仿真接口（ICE）（13）具有保密功能（14）具有 Watchdog 功能SPCE061A 片內(nèi)結(jié)構(gòu)，主要包括 SPCE061A 時鐘電路， PPL 鎖相環(huán)及外圍電路，SPCE061A 系統(tǒng)時鐘和 Watchdog。9雙 16位 定 時 器/計 數(shù) 器7通 道 10位 ADC單 通 道 +GCPU時 鐘實 時 時 鐘FLASHRAM 時 基中 斷 控 制IOA15 0 IOB15 0鎖 相 環(huán)振 蕩 器IOB0 (SCK)IOB1(SDA)低 電 壓 監(jiān) 測 /低 電 壓 復(fù) 位 雙 通 道10位 DAC串 行 輸 入 輸 出 接 口 AUD1A2MIC_IN32管 腳 通 用 輸 入 輸 出 端 口16位 微控 制 器u39。u’nSP IDE 集成開發(fā)環(huán)境支持匯編語言和 C 語言混合編程進行程序開發(fā)，集程序的編輯、編譯、鏈接、調(diào)試以及仿真等功能為一體并且支持軟件仿真和調(diào)試的功能。工具界面主要分為主菜單，工具欄，工作區(qū)窗口，編輯區(qū)窗口，輸出區(qū)窗口。10圖 工具界面參照圖Workspace 窗口，如圖 。單擊FileView 標簽，用戶可以方便瀏覽到工程內(nèi)的各文件。Files 文件夾包含了源程序、程序接口和說明硬件配置情況的文件。Source Files 文件夾用于保存源文件。External Dependencies 文件夾用于保存對工程的一些標注信息?？梢詥螕粢暣皟?nèi)分支頂部旁邊的＋和－號展開和收縮層次圖。用戶可用拖曳的辦法改變文件的邏輯位置。圖 Workspace 窗口Output 窗口，如圖 。在窗口底部有幾個視窗標簽：Build、 Debug 和 Find in Files 等。Build：顯示編譯和鏈接過程里產(chǎn)生的信息，包括文件編輯過程里的錯誤和警告信息等。Find in Files：顯示在文件中查找字符的結(jié)果。12圖 Output 窗口 文件編輯器，如圖 。圖 文件編輯器二進制代碼編輯器，如圖 。圖 二進制代碼編輯器13 工程的操作 創(chuàng)建工程過程（1）選擇[File]→[New]，打開 New 對話框如圖 ，選擇 Project 標簽；（2）在 File 文本框內(nèi)輸入工程名稱；（3）在 Location 文本框內(nèi)輸入工程文件的路徑；（4）在 Select Body Here 區(qū)域內(nèi)選擇 Probe；（5）單擊[OK]，創(chuàng)建工程。 編譯過程里的語法錯誤顯示在 Output 窗口內(nèi)；選擇[Build]→[Start Debug]→[Download]，把程序加載到 RAM，然后，用戶可以用 Debug 菜單內(nèi)所提供的調(diào)試命令來優(yōu)化和運行程序。153 錄音筆總體設(shè)計方案及硬件設(shè)計 總體設(shè)計方案 硬件設(shè)計總體框圖系統(tǒng)采用 SPCE061A 做為主控制器，使用其通用 I/O 口控制 SD 卡設(shè)備，實現(xiàn)存儲器擴展；利用電路板上的三個按鍵對錄放音進行控制；利用SPCE061A 帶有 AGC 的專用 A/D 轉(zhuǎn)換通道做為音頻輸入，完成語音錄制功能；利用 SPCE061A 的 D/A 進行音頻輸出，實現(xiàn)語音播放功能。 輸入指令麥克風揚聲器電源線錄音放音 電源SD 卡SPCE061A 儲存或刪除數(shù)字信號提取數(shù)字信號按鍵鍵盤圖 硬件總體框圖16 系統(tǒng)軟件設(shè)計架構(gòu) 軟件系統(tǒng)包括以下部分：主程序：完成系統(tǒng)的初始化，處理按鍵信息，并根據(jù)按鍵，在語音文件操作管理程序的配合下，創(chuàng)建語音文件進行錄音，或控制讀取語音文件進行回放。SD 卡驅(qū)動程序：該部分完成對 SD 卡的初始化、得到卡的容量信息、讀寫操作、擦除操作等。每增加一段錄音，程序會將起始地址、終止地址等相關(guān)信息保存，以便可以回放。17 系統(tǒng)硬件設(shè)計 系統(tǒng)硬件連接實物圖 系統(tǒng)主要由 SPCE061A 單片機，麥克風，揚聲器，電源及儲存器構(gòu)成。圖 為硬件連接實物圖。外圍模塊有：電機驅(qū)動電路板、鎖相環(huán)外圍電路（PLL）、復(fù)位電路（ RESET）等。SPCE061A 控制端口輸出控制信息，并控制喇叭輸出聲音信息。通過本系統(tǒng)中的音頻輸入電路和 MIC，可以采集語音信號并處理。圖 SPCE061A 最小系統(tǒng)圖19 按鍵電路 本系統(tǒng)使用三個按鍵完成錄放音控制。Key1 為“下一曲”鍵，Key2 為“上一曲” 鍵，Key3 為“錄音鍵” 。電路中 SPY0030 是凌陽公司一款音頻放大芯片。圖 為音頻輸出電路圖。SD 卡模組同時提供卡插入檢測和寫保護檢測接口。圖 SD 卡模組電路圖214 系統(tǒng)軟件設(shè)計 主程序設(shè)計主程序采用的是匯編語言和 C 語言混合編程。 系統(tǒng)初始化 檢測 SD 卡是否插入？否 檢查 SD 卡是否寫保護？置寫保護標志播放“SD 卡寫保護”是否初始化 SD 卡按鍵處理系統(tǒng)狀態(tài)處理是播放“注意 SD 卡沒有插入” 檢測 SD 卡是否插入？否是播放“就緒”語音提示程序開始圖 主程序流程圖22 主程序完成系統(tǒng)初始化后檢測 SD 卡是否插入以及是否有寫保護，并有相應(yīng)的語音提示，告知用戶當前的系統(tǒng)狀態(tài)。同時，在循環(huán)中對系統(tǒng)當前的狀態(tài)進行檢測，控制系統(tǒng)在錄制語音時不至于超出存儲器容量限制，或控制系統(tǒng)在放音時播放至文件尾部自動停止播放。 // 語音初始化if(0 == SD_ChkCard()) // 檢測卡是否插入PlaySnd(VOICE_ATTENTION, DAC1 + DAC2)。while(0 == SD_ChkCard())。elseFS_Init()。 // 播放就緒//while(1)KeyProcess()。 // 系統(tǒng)狀態(tài)處理SACM_DVR1600_ServiceLoop()。按鍵處理流程圖如圖 。KeyType)。 switch(Key)24 當按下錄音鍵時，若為短按鍵且 SD 卡未滿，提示錄音開始并置錄音標志，開始錄音。圖 正在播放？ 短按鍵？是是停止播放，關(guān)閉讀取 SD 卡系統(tǒng)狀態(tài)置空閑 SD 卡已滿？否是否 系統(tǒng)空閑？否啟動寫入 SD 卡，開始錄音系統(tǒng)狀態(tài)置錄音否是 正在錄音？結(jié)束錄音，錄音收尾是否開始返回錄音鍵流程圖部分程序如下:case C_Record: // Recordif(C_SReleaseKeyState == KeyType) // 短按鍵，錄/ 放音控制if(PLAY == Status)25SACM_DVR1600_Stop()。Status = IDLE。Status = RECORD。while(RECORD == Status) // 等待完成錄音收尾工作SACM_DVR1600_ServiceLoop()。 26 當按下上一曲鍵，短按鍵（小于一秒）播放上一曲，長按鍵清除 SD 卡上所有錄音。 正在錄音？ 正在播放？是 判斷是否有文件?結(jié)束放音是否 短按鍵？否否是 長按鍵？是 清除 SD 卡內(nèi)所有文件系統(tǒng)狀態(tài)置空閑讀取語音段，啟動聲音播放上一曲系統(tǒng)狀態(tài)置播放否是否開始返回圖 上一曲鍵流程圖部分程序如下: if(PLAY == Status) // 如果正在放音，則先停止播放27SACM_DVR1600_Stop()。else if(RECORD == Status) // 如果正在錄音則不處理if(C_LReleaseKeyState == KeyType)//長按鍵，擦除所有語音段FS_Init()。else if(C_SReleaseKeyState == KeyType)//短按鍵播放上一曲當按下下一曲鍵，短按鍵（小于一秒）播放下一曲，長按鍵停止放音。 正在錄音？當前有錄音片段？是是停止播放 正在播放？否否 短按鍵？否 長按鍵？否系統(tǒng)狀態(tài)置空閑是啟動聲音播放下一曲系統(tǒng)狀態(tài)置播放否是是開始返回圖 下一曲鍵流程圖28部分程序如下:case C_Next: // Play Nextif((C_SReleaseKeyState != KeyType) amp。 (C_LReleaseKeyState != KeyType))if(g_FileNum 0)if(PLAY == Status) //如果正在放音，則先停止播放SACM_DVR1600_Stop()。else if(RECORD == Status) // 如果正在錄音則不處理if(C_LReleaseKeyState == KeyTy