【正文】 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 4k 字節(jié) Flash 閃速存儲(chǔ)器， 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM， 32 個(gè)I/O 口線，兩個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 5 向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。空閑方式停止 CPU 的工作，但允許 RAM，定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 7 圖 35 AT89S52 芯片外型 圖 36 AT89S52 框圖 (3) 引腳功能說(shuō)明： ? VCC：電源電壓。 ? 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(fù)用口。 ? P1口： P1 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P1 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。 ? P3口； P3 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。 表 31 P3口的第二功能 端口引腳 第二功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外中斷 0） /INT1（外中斷 1） T0（定時(shí) /計(jì)數(shù)器） T1（定時(shí) /計(jì)數(shù)器） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） ? RST：復(fù)位輸入。 ? ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE 輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。要注意的是：每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。欲使 CPU 僅訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器（地址為 0000HFFFFH），EA 端必須保持低電平（接地）。 ? XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 ? 時(shí)鐘振蕩器 AT89C51 中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1 和 XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端 。其中晶體呈感性，與 C1， C2構(gòu)成并聯(lián)諧振電路。 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 9 語(yǔ)音報(bào)站系統(tǒng) 語(yǔ)音報(bào)站部分主要由 ISD4004語(yǔ)音芯片組成，與普通的錄音 /重放芯片相比， ISD4004記錄聲音沒(méi)有段長(zhǎng)度限制，并且聲音記錄不需要 A/D 轉(zhuǎn)換和壓縮單片錄放時(shí)間 8 至 16分鐘 ,音質(zhì)好 ,適用于移動(dòng)電話及其他便攜式電子產(chǎn)品中。 ISD4004 語(yǔ)音芯片采用 CMOS 技術(shù)，內(nèi)含晶體振蕩器、防混疊濾波器、平滑濾波器、自動(dòng)靜噪、音頻功率放大器及高密度多電平閃爍存儲(chǔ)陳列等，因此只需很少的外圍器件就可構(gòu)成一個(gè)完整的聲音錄放系統(tǒng)。采樣頻率可為 、 、 頻率越低，錄放時(shí)間越長(zhǎng)，而音質(zhì)則有所下降。器件工作電壓 3Ｖ，工作電流 25~30mA，維持電流 1uA，單片錄放語(yǔ)音時(shí)間 8~16min，音質(zhì)好，適用于移動(dòng)電話機(jī)及其它便攜式電子產(chǎn)品中。單端輸入時(shí)，信號(hào)由耦合電容輸入，最大幅度為峰峰值 32ｍＶ，耦合電容和本端的 3ｋ Ω 輸入阻抗決定了芯片頻率的低端截止頻率。 （ B） 反相模擬輸入 (ANA IN)— 差分驅(qū)動(dòng)時(shí)，這是錄音信號(hào)的反相輸入端。 兩種方式下， ANA IN+和 ANA IN端的耦合電容值應(yīng)相同。 （ D） 片選 (SS)— 此端為低，即選中 ISD4004 系列。 （ F） 串行輸出 (MISO)— 串行輸出端， ISD 未選中時(shí)，本端呈高阻態(tài)。數(shù)據(jù)在 SCLK 上升沿鎖存到 ISD，在下降沿移出 ISD。中斷狀態(tài)在下一個(gè) SPI 周期開始清除，中斷狀態(tài)也可用 RINT 指令讀取。每個(gè) RAC 周期表示 ISD 存儲(chǔ)器的操作進(jìn)行了一行 (ISD4004 系列中的存儲(chǔ)器有 2400 行 )?？爝M(jìn)模式下， RAC 為 高電平， 為低電平，該端可用于存儲(chǔ)管理技術(shù)。 （ K） 自動(dòng)靜噪 (AM CAP)— 1μF 電容構(gòu)成內(nèi)部峰值檢測(cè)電路的一部分，檢測(cè)出的峰值電平與內(nèi)部設(shè)定的閾值作比較，決定自動(dòng)靜噪電路的工作與否。同時(shí)， 1μF 電容也影響自動(dòng)靜噪電路時(shí)信號(hào)幅度的響應(yīng)速度，本端接 VCCA 則禁止自動(dòng)靜噪。 SPI協(xié)議是一個(gè)同步串行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，協(xié)議假定微 控制器的 SPI 移位寄存器在 SCLK 的下降沿動(dòng)作。協(xié)議具體內(nèi)容如下： (A) 所有串行數(shù)據(jù)傳輸開始于 SS 下降沿； (B) SS 在傳輸期間必須保持為低電平，在兩條指令之間保持為高電平； (C) 數(shù)據(jù)在時(shí)鐘上升沿移入，在下降沿移出； (D) SS 變低，輸入指令和地址后， ISD 行才開始錄放操作； (E) 指令格式是 8 位控制碼加 16 位地址碼； (F) ISD 的任何操作 (含快進(jìn) )如果遇到 EOM 或 OVF，則產(chǎn)生一個(gè)中斷 ，該中斷狀態(tài)在下 一個(gè) SPI 周期開始時(shí)被清除； (G) 使用 “ 讀 ” 指令會(huì)使中斷狀態(tài)位移出 ISD 的 MISO 引腳時(shí)，控制及地址數(shù)據(jù)也同步從 MOSI 端移入； (H) 所有操作在運(yùn)行位 (RUN)置１時(shí)開始，置 0時(shí)結(jié)束； （ I） 所有指令都在 SS 端上升沿開始執(zhí)行。 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 12 EOM 標(biāo)志只在放音過(guò)程中檢測(cè)到內(nèi)部的 EOM 標(biāo)志時(shí)，此狀態(tài)位置１，如圖所示。 表 32 SPI 指令碼 指令 8 位控制碼， 16 位地 址碼 操作摘要 POWER UP 00100xxx（ xxxxxxxxxxxxxxxx） 上電，等待 FTPUD 后器件可以操作 SET PLAY 11100xxx（ A15 A0） 從指令地址開始放音，須后跟PLAY 命令，使放音繼續(xù) PLAY 11100xxx（ xxxxxxxxxxxxxxxx） 從當(dāng)前地址開始放音（直到 EOM或 OVF） SET REC 10110xxx（ A15A0） 從指定地址開始錄音，須后跟REC 指令，使錄音繼續(xù) REC 10110xxx（ xxxxxxxxxxxxxxxx） 從當(dāng) 前地址開始錄音（直到 OVF或停止） SET MC 11101xxx（ A15A0） 從指定地址開始快進(jìn)，須后跟MC 指令，使快進(jìn)繼續(xù) MC 11111xxx（ xxxxxxxxxxxxxxxx） 執(zhí)行快進(jìn)，直到 EOM，若再無(wú)信息，則進(jìn)入 OVF 狀態(tài) STOP 0x110xxx（ xxxxxxxxxxxxxxxx） 停止當(dāng)前操作 STOP PERDN 0x01xxxx（ xxxxxxxxxxxxxxxx） 停止當(dāng)前的操作并掉電 RINT 0x110xxx（ xxxxxxxxxxxxxxxx） 讀狀態(tài) OVF 或 EOM 以下列舉了幾種對(duì) ISD 器件進(jìn)行操作時(shí)的指令次序。用戶不必知道確切的地址，就能快進(jìn)跳過(guò)一條信息。放音速度是正常的 1600 倍，遇到 EOM 后停止，內(nèi)部地址計(jì)數(shù)器加 1，并接下條信息開始處。器件延時(shí) TPUD(8kHz)采樣時(shí)，約 25ms 后才能開始操作。例如從 00處放音，應(yīng)遵循如下時(shí)序：發(fā) power up 命令；等待 TPUD 上電延時(shí) )；發(fā)地址值為 00 的 SETPLAY 命令；發(fā)PLAY 命令 。如果從00處錄音，則按以下時(shí)序：發(fā) power up 命令；等待 TPUD(上電延時(shí) )；發(fā) power up 命令；等待 2倍 TPUD； 發(fā)地址值為 00 的 SET REC 命令；發(fā) REC 命令。 (4) SPI 控制寄存器 SPI 控制寄存器控制器件的 每個(gè)功能，如錄音、放音、信息檢索（快進(jìn)）、上電 /第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 13 掉點(diǎn)、和停止操作、忽略地址指針等。為了能連貫錄、放到后續(xù)存儲(chǔ)空間，在操作到達(dá)該行之前，應(yīng)發(fā) 出第二個(gè) SPI 指令將 IAB 置 1，原則器件在同一地址上反復(fù)循環(huán)。 (5) 命令格式及時(shí)序 8 位及 24 位命令格式如圖 和圖 所示。 圖 310 8位命令格式 位 值 功能 位 值 功能 RUN 允許 /禁止操作 PU 電源控制 = 1 開始 = 1 上電 = 0 停止 = 0 掉電 P/R 錄 /放方式 1AB 操作是否使用指令地址 = 1 放音 = 1 忽略輸入地址寄存器的內(nèi)容 = 0 錄音 = 0 使用輸入地址寄存器的內(nèi)容 MC 快進(jìn)模式 P15P0 A0A15 行指針寄存器 輸入地址寄存器 = 1 允許快進(jìn) = 0 禁止快進(jìn) 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 14 圖 311 24位命令格式 圖 312 錄音、放音、停止時(shí)序 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 15 ISD4004 語(yǔ)音芯片的錄放部分 ： 開 始I S D 4 0 0 4 初 始 化接 收 站 牌 信 息將 對(duì) 應(yīng) 地 址 發(fā) 送 給I S D 4 0 0 4I S D 4 0 0 4 從 相 應(yīng) 地 址 處 開 始放 音放 音 結(jié) 束是 否 有 射 頻 信 號(hào)接 受 信 息 進(jìn) 行 比 較 ， 判斷 是 否 有 一 致YNYN 圖 313 多段放音 控制流程 ISD4004 語(yǔ)音芯片中，這樣免去了外部的錄音電路，在放音時(shí)直接改變放音的地址便可多段播放，一下為各段放音地址及程序， 讀站子程序 ： if(xx==0xE0){ play_over=FALSE。 //第一段放音地址； sound_play()。 } else if(xx==0xD0){ play_over=FALSE。 //第二段放音地址； sound_play()。 } else if(xx==0xB0){ play_over=FALSE。 //第三段放音地址； sound_play()。 } else if(xx==0x70){ play_over=FALSE。 //第四段放音地址； sound_play()。 } else{ } Delay905(500)。 更少的附件，更容易安裝以及空間和花費(fèi)的節(jié)省。 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 17 圖 313 TDA2021測(cè)試電路 圖 314 ISD4004與 TDA2021電路連接圖 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 18 電源電路部分 該系統(tǒng)的電源電路主要由 MC34063（ 變壓作用） 及一些外圍設(shè)備組成，如 LM1085（穩(wěn)壓作用）、 LM7812（穩(wěn)壓作用）、 若干二極管（整流作用）、若干電容電感（濾波作用）組成。由 MC34063 構(gòu)成的 DCDC 轉(zhuǎn)換電路有提升電壓、降低電壓及電壓反轉(zhuǎn)等功能