【正文】 004 開發(fā)應(yīng)用具有所需外圍電路簡單的優(yōu)點(diǎn)，這一點(diǎn)從本文介紹的其在實際應(yīng)用中可以體會到。圖 32　ISD4004 芯片引腳介紹 ：[4]電源（VCCA, VCCD）：為使噪聲最小，芯片的模擬和數(shù)字電路使用不同的電石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計10源總線，并 A 分別引到外封裝的不同管腳上模擬和數(shù)字電源端最好分別走線盡可能在靠近供電端處相連，而去藕電容應(yīng)盡量靠近器件。同相模擬輸入（ANA IN+）：這是錄音信號的同相輸入端。單端輸入時，信號由藕合電容輸入，最大幅度為峰峰值 32mV,藕合電容和本端的 3KΩ電阻輸入阻抗決定了芯片頻帶的低端截止頻率。反相模擬輸入（ANA IN）：差分驅(qū)動時，這是錄音信號的反相輸入端。片選（/SS）：此端為低，即向該 ISD4004 芯片發(fā)送指令，兩條指令之問為高電平。串行輸出（MISO）：ISD 的串行輸出端。串行時鐘（SCLK ）：ISD 的時鐘輸入端，由主控制器產(chǎn)生，用于同步 MOSI和 MISO 的數(shù)據(jù)傳輸。中斷（/INT）：本端為漏極開路輸出。中斷狀態(tài)在下一個 SPI 周期開始時清除。OVF 標(biāo)志一指示 ISD 的錄、放操作已到達(dá)存儲器的未尾。行地址時鐘（RAC ）： 漏極開路輸出。該信號 175ms 保持高電平，低電平為 25ms。s 是高電平， 為低電平。外部時鐘（XCLK）：本端內(nèi)部有下拉元件。商業(yè)級芯片在整個溫度和電壓范圍內(nèi)，頻率變化在+%內(nèi)。若要求更高精度，可從本端輸入外部時鐘（如前表所列） 。輸入時鐘的占空比無關(guān)緊要，因內(nèi)部首先進(jìn)行了分頻。自動靜噪（AMCAP）：當(dāng)錄音信號電平下降到內(nèi)部設(shè)定的某一闌值以下時，自動靜噪功能使信號衰弱，這樣有助于養(yǎng)活無信號（靜音）時的噪聲。檢出的峰值電平與內(nèi)部設(shè)定的闌值作比較，決定自動靜噪功能的翻轉(zhuǎn)點(diǎn)。1mF 的電容也影響自動靜噪電路對信號幅度的響應(yīng)速度。操作規(guī)則（ 1） 串 行 外 設(shè) 接 口 ISD4000 系 列 語 音 芯 片 工 作 于 SPI 串 行 接 口 。 以 ISD4004 為 例 ， 協(xié) 議 的 具 體 內(nèi) 容 如 下 [5]：所 有 串 行 數(shù) 據(jù) 傳 輸 開 始 于 下 降 沿 。S數(shù) 據(jù) 在 時 鐘 上 升 沿 移 入 ， 在 下 降 沿 移 出 。指 令 格 式 是 (八 位 控 制 碼 )加 （ 十 六 位 地 址 碼 ） 。使 用 “讀 ”指 令 使 中 斷 狀 態(tài) 位 移 出 ISD4004 的 MISO 引 腳 時 ， 控 制 及 地 址 數(shù)據(jù) 也 應(yīng) 同 步 從 MOSI 端 移 入 。 當(dāng) 然 ， 也 允 許 在 一 個 SPI 周 期 里 ， 同 時 執(zhí) 行 讀 狀 態(tài) 和 開 始 新 的 操 作（ 即 新 移 入 的 數(shù) 據(jù) 與 器 件 當(dāng) 前 的 操 作 可 以 不 兼 容 ） 。所 有 指 令 都 在 端 上 升 沿 開 始 執(zhí) 行 。 信 息快 進(jìn) 只 用 于 放 音 模 式 ， 放 音 速 度 是 正 常 的 1600 倍 ， 遇 到 EOM 后 停 止 ， 然 后 內(nèi)部 地 址 計 數(shù) 器 1， 指 向 下 一 條 信 息 的 開 始 處 。 因 此 ， 用 戶 發(fā) 完 上 電 指 令 后 ， 必 須 等 待 TPUD， 才 能 發(fā) 出 下 一 條 操 作 指令 。器 件 會 從 00 地 址 開 始 放 音 ， 當(dāng) 出 現(xiàn) EOM 時 ， 立 即 中 斷 ， 停 止 放 音 。等 待 TPUD（ 上 電 延 時 ） ；發(fā) POWER UP 命 令 ；等 待 2 倍 TPUD。器 件 便 從 00 地 址 開 始 錄 音 ， 一 直 到 出 現(xiàn) OVF（ 存 儲 器 末 尾 ） 時 ， 錄 音 停止 。（ 5） SPI 端 口 的 控 制 位石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計13MOSIMISOOOC3C4 XC0C2OVF EOM P0~P15 0 00 0 0 0C1 X X A15~A0快進(jìn)模式操作是否使用指令地址電源控制錄/放模式允許/禁止操作圖 33　ISD4004 的 SPI 控制位（ 6） SPI 控 制 寄 存 器 SPI 控 制 寄 存 器 控 制 器 件 的 每 個 功 能 ， 如 錄 音 、 放 音 、信 息 檢 索 （ 快 進(jìn) ） 、 上 電 /掉 電 、 開 始 /停 止 操 作 、 忽 略 地 址 指 針 等 ?！M386 芯片簡介LM386 是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的音頻功率放大器，主要應(yīng)用于低電壓消費(fèi)類產(chǎn)品。但在 1 腳和 8 腳之間增加一只外接電阻和電容，便可將電壓增益調(diào)為任意值，直至 200。LM386 是一種音頻集成功放，具有自身功耗低、電壓增益可調(diào)整、電源電壓范圍大、外接元件少和總諧波失真小等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于錄音機(jī)和收音機(jī)之中 [6]。特性（Features）：靜態(tài)功耗低，約為 4mA，可用于電池供電； 工作電壓范圍寬，412 V or 518 V； 外圍元件少； 電壓增益可調(diào)，20200； 低失真度圖 34　LM386 芯片引腳說明：1 和 8 為增益引腳，2 為負(fù)端輸入，3 為正端輸入，VSS 為接地，5 為輸出，Vdd 為電源，7 為旁路。使用鏡像電流源作為差分放大電路有源負(fù)載，可使單端輸出電路的增益近似等于雙端輸出電容的增益。第三級中的 T8 和 T9 管復(fù)合成 PNP 型管，與 NPN 型管 T10 構(gòu)成準(zhǔn)互補(bǔ)輸出級。引腳 2 為反相輸入端，引腳 3 為同相輸入端。輸出端（引腳 5）應(yīng)外接輸出電容后再接負(fù)載。石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計15　語音芯片模塊電路原理圖STC89C52 和 ISD4004 之間的連接較少， 其中 接 ISD4004 的片選引腳/SS，控制 ISD4004 的選通與否。 接 ISD4004 的串行時鐘引腳 SCLK，對于 ISD4004 芯片所需要的連接還有音頻信號輸出引腳 AUDOUT，該引腳通過一個濾波電容與揚(yáng)聲器連接，AMCAP 為自動靜音端，使用時通過一個電容接地。由于單片機(jī)驅(qū)動能力不夠，在處理音符信號時，需加功率放大裝置，因 LM386芯片具有低功耗、高增益的特點(diǎn)，這合適單片機(jī)低功耗輸出，所以加裝 LM386 音頻信號放大器對信號進(jìn)行放大。另外，LCD 在大小和形狀上更加靈活，接口簡單，不但可以顯示數(shù)字、字符，而且可以顯示文字石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計16和圖形。點(diǎn)陣式 LCD 不僅可以顯示字符、數(shù)字，還可以顯示各種圖形、曲線及文字，并且可以實現(xiàn)屏幕上下左右滾動、動畫、分區(qū)開窗口、反轉(zhuǎn)、閃爍等功能，用途十分廣泛。在點(diǎn)陣式液晶顯示器中，把控制驅(qū)動電路與液晶點(diǎn)陣集成在一起，組成一個顯示模組，可與八位微處理器接口直接連接，不但使用方便，而且價格也比較便宜。　組成結(jié)構(gòu) TH12864 使用 ST7920 作為行驅(qū)動器，同時使用 ST7921 作為列驅(qū)動器。由于 TH12864 液晶顯示器是一種帶有輸出驅(qū)動的完整的液晶顯示器，八位微處理器可直接與其相連，對液晶屏進(jìn)行行、列驅(qū)動。其詳細(xì)功能如下：電源部分VDD 電源正極，通常接+5V。為了簡化電路，可直接接地。調(diào)節(jié)該端的電壓，可以改變顯示屏字符、圖形的顏色深淺?？刂菩盘朠SB 并口/串口選擇信號，接高電平時選擇并口，接低電平時選擇串口。RS（ CS） 寄存器選擇信號，高電平時為數(shù)據(jù)操作，低電平時為寫指令或讀狀態(tài)（串行方式下為片選信號，低電平有效） 。E（SCLK ） 讀/寫使能信號，在 E 的下降沿，數(shù)據(jù)被鎖存（寫）入 ST7921；在E 為高電平期間，數(shù)據(jù)被讀出（串行方式下作時鐘輸入） 。當(dāng)其有效時，關(guān)閉液晶顯示，使顯示起始行為RST0。BLA 背光源正極（LED+5V） 。圖 36　液晶顯示模塊電路原理圖石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計18　按鍵控制模塊　按鍵控制模塊電路原理圖按鍵分為兩類：獨(dú)立式按鍵和矩陣鍵盤。任何一個鍵按下時，通過門電路都會向 CPU 申請中斷，在終端服務(wù)程序中，讀入對應(yīng)值，從而判斷是哪一個按鍵被按下。圖 37　按鍵功能模塊電路原理圖石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計19第 4章　系統(tǒng)軟件設(shè)計在對我們所要設(shè)計的課題有了整體的了解之后，需要先建立程序框架的流程圖，對整個設(shè)計劃分模塊，逐個模塊實現(xiàn)其功能，最終把各個子模塊合理的連接起來，構(gòu)成總的程序。系統(tǒng)的主流程圖如圖 41 所示：開始系統(tǒng)初始化K1 是否被按下？Y按鍵模塊判斷按鍵次數(shù)a 為奇數(shù)？NK2 是否被按下語音模塊錄音Y語音模塊播放第一站信息顯示模塊顯示第一站信息Y語音模塊播放第二站信息顯示模塊顯示第二站信息N結(jié)束圖 41　主程序流程圖　錄音模塊設(shè)計石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計20首先是對 SS、MOSI 、SCLK、MISO 設(shè)定為低電平有效，且串行時鐘指令SCLK 為下降沿觸發(fā)。往芯片內(nèi)燒錄語音信息如圖 42 所示： 開始系統(tǒng)初始化是否按下 K2鍵？錄制第一段語音再次按下 K2 鍵錄制第二段語音Y結(jié)束N圖 42　錄音模塊程序流程圖　放音模塊設(shè)計以上已對 SS、MOSI 、MISO、SCLK 進(jìn)行了設(shè)定，故我們需要將上電指令發(fā)送給主控芯片，當(dāng)主控芯片存儲了本條指令，而系統(tǒng)再次調(diào)用它的時候，即可實現(xiàn)對ISD4004 語音芯片通電。執(zhí)行過程如圖 43 所示。石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計22開始系統(tǒng)初始化判斷 K1 是否被按下？Y判斷 a 是否為奇數(shù)？顯示：本站：四方學(xué)院 下車請當(dāng)心下站：火車站顯示：本站：火車站 下車請當(dāng)心下站：鐵道大學(xué)Y NN結(jié)束無操作圖 44　顯示模塊流程圖　鍵盤掃描模塊設(shè)計鍵盤掃描采用的是獨(dú)立按鍵，確定有無按鍵按下并判斷是哪一個按鍵。掃描過程如圖 45 所示。設(shè)計的首要任務(wù)是安裝和學(xué)習(xí)使用這個軟件，在簡單的學(xué)習(xí)和了解 Keil C 后，我們便可在此環(huán)境下開始了對帶錄音功能的電子琴的設(shè)計工作。在燒錄前要對 STC_ISP_V480 進(jìn)行一些必要的設(shè)置。Keil C 程序運(yùn)行如圖 51 所示圖 51　keil C 運(yùn)行圖石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計25圖 52　程序燒錄運(yùn)行圖在完成對程序的調(diào)試及燒錄之后，還需要對其進(jìn)行演示，把開發(fā)板與電腦連上，設(shè)置好對應(yīng)的接口，完成供電及下載。當(dāng)按下錄音鍵則開始錄第一段語音，再按下時錄制第二段語音。實物顯示：圖 53　顯示模塊顯示石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計26圖 54　語音模塊石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計27第 6章　結(jié)論與展望本系統(tǒng)以單片機(jī)為核心部件的控制系統(tǒng)，利用軟件編程，最終基本上實現(xiàn)了各項要求。經(jīng)過近兩個月的奮斗，從確定題目，到后來查找資料，理論學(xué)習(xí)，實驗編程調(diào)試，這一切都使我的理論知識和動手能力有了很大的提高。同時，對一些外圍設(shè)備比如 ISD4004 芯片、LM386 放大器、鍵盤等有了一定的了解！學(xué)會了對一項工程如何設(shè)計：首先，要分析需要設(shè)計的系統(tǒng)要實現(xiàn)什么功能，需要什么器件；然后，針對設(shè)計購買相應(yīng)的硬件，選用硬件時不僅要選用經(jīng)濟(jì)的，更重要的是如何能更精確更方便的完成系統(tǒng)的要求；再次，對各個硬件的軟件實現(xiàn)要弄清楚，如何更好的實現(xiàn)各個硬件的協(xié)調(diào)，更好的通過主控制器件實現(xiàn)硬件的功能。 但因為我們的水平有限，此設(shè)計中也存在一定的瑕疵,有待于我們?nèi)ジ纳啤Ｊ仪f鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計28參考文獻(xiàn)[1] 單片機(jī)課程設(shè)計實訓(xùn)教材[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2022．[2] 、應(yīng)用與實踐[M]. 北京：高等教育出版社，2022．[3] 吳金戌，沈慶陽， 單片機(jī)實踐與應(yīng)用[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2022.[4] [M]. 電子工業(yè)出版社，2022.[5] [M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2022.[6] 單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計[M]. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2022.[7] 張淑清，[M]. 國防工業(yè)出版社，2022.[8] 吳金戌，沈慶陽， 單片機(jī)實踐與應(yīng)用[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2022.[9] [M]. 清華大學(xué)出版社，2022.[10] 單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計[M]. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2022.[11] 趙亮, C 語言編程與實例[M]. 北京:人民郵電出版社,2022.[12] 王振紅，李洋， 語音芯片的工作原理及其在智能控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 電子器件 2022 年 3 月第 25 卷第 1 期.[13] SingleChip Voice Record/Playback Devices 4, 5, 6, and 8Minute . [14] ANALOG technology of AT89C51[EB/OL].White Paper,.石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計29致　謝 這次畢業(yè)論文能夠得以順利完成，是所有曾經(jīng)指導(dǎo)過我的老師，幫助過我的同學(xué)對我的教誨、幫助和鼓勵的結(jié)果。高老師在我畢業(yè)論文的撰寫過程中，給我提供了極大的幫助和指導(dǎo)。還有就是在實習(xí)階段，各位實習(xí)老師對我的大力幫助，他們?yōu)槲业漠厴I(yè)設(shè)計盡心盡職。不僅使我樹立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。再次，感謝我的同學(xué)及其他好友，因為有你們的幫助，我的論文得以順利完成。不會忘記，大學(xué)四年里我們一起度過的歡樂時光，那些開心