【正文】 按鍵模式和 MCU 串行控制模式 (SPI 協(xié)議 ) ● MIC 和 ANAin 兩種錄音模式 ● PWM 和 AUD/AUX 三種放音輸出方式 ●可處理多達 255 段以上信息 ●有豐富多樣的工作狀態(tài)提示 ●多種采樣頻率對應多種錄放時間 本科畢業(yè)設計（論文 ） 4 ●音質好，電壓范圍寬，應用靈活 電特性： ●工作電壓： ～ ,最高不能超過 6V ●靜態(tài)電流： ～ 1 μ A ●工作電流： 20mA 圖 24 ISD1700 系列芯片管腳圖 本設計中選用 ISD1760 芯片， 8 kHz 采樣率下可錄音時長為 60 秒。錄音可通過麥克風輸入也可以通過 Analn 音頻接口輸入，為了獲得良好的聲音效果，語音經過 AUX 口經放大后輸出給喇叭，選用喇叭為 8 歐姆 ，同時支持SPI 操作和獨立按鍵控制操作。單片機通過四線（ MISO、 MOSI、 SCLK、 SS） SPI 協(xié)議 對 ISD1760 進行串行通信。 VCCD1LED2RESET3MISO4MOSI5SCLK6SS7Vssa8Analn9Mic+10Mic11Vssp212SP13Vccp14SP+15Vssp116AUD/AUX17AGC18VOL19Rdsc20Vcca21FT22PLAY23REC24ERASE25FWD26INT/RDY27Vssd28U2ISD1700C7Al_inAl_outC11R31KD1LEDISD_MISOISD_MOSIISD_SCLKISD_SSC4VCCC12C10C14MIC+MICR2R4R6VCC12MIC1Header 2C8C9C5SP+SPAl_out1122K11122K21122K31122K41122K51122K6RDYRDYFWDERASERECPLAYVOLFTVOLPLAYERASERECFWDFT1122K8Q1S8050C15390R8VCCAUX1SpeakerR760KROSC 圖 25 ISD1760 模塊電路原理圖 傳感器電路設計 傳感器電路包括紅外對管傳感器和振動傳感器電路。該傳感器的探 測距離可以通過電位器調節(jié)、具有干擾小、便于裝配、使用方便等特點，可以廣泛應用于機器人避障、避障小車、流水線計數(shù)及黑白線循跡等眾多場合。當傳感器不震動時，震動開關呈閉合導通狀態(tài)，輸出端輸出低電平，指示燈亮；當傳感器震動時，震動開關瞬間斷開，輸出端輸出高電平，指示燈不亮；輸出端可以與單片機直接相連，通過單片機來檢測高低電平，由此來檢測環(huán)境是否有震動。 32184U3AOPA2227567U3BOPA2227R10100JX1R11100R1210KJX2VCC VCCVCC VCCR9100D2LEDC18P34R14100R1510KVCCVCC VCCR13100D3LEDC2012SW1C19P36 圖 26 傳感器電路原理圖 （上為紅外對管傳感器、下為振動傳感器） 在實際使用過程中發(fā)現(xiàn)， SW420 常閉型震動傳感器穩(wěn)定性差，為了提高振動感應效果。 它 內部用壓電陶瓷片加彈簧重錘結構檢測振動信號，并通過 LM358 等運放放大并輸出控制信號，具有成本低、靈敏度高、工作穩(wěn)定可靠，振動檢測可調節(jié)范圍大的優(yōu)點 。 本科畢業(yè)設計（論文 ） 6 圖 27 振動傳感器實物圖 四位數(shù)碼管電路設計 為了實現(xiàn)投籃得分的顯示功能，設計了四位數(shù)碼管電路。位選端都經過 2N3904 三極管驅動。 abfcgdeDPY11 7 4 2 1 10 5a b c d e f g3dpdpabfcgdedpabfcgdedpabfcgdedpC16C28C39C412LED_DPY1DPY 4LEDP20P21P22P23P24P25P26P271234 5678RP14x4701234 5678RP34x4701234 5678RP24x1kQ22N3904VCC4led_cs14led_cs24led_cs34led_cs1P10P1_4_2P11P12P13Q42N3904VCC4led_cs2P1_5_2Q32N3904VCC4led_cs3P1_6_2Q52N3904VCC4led_cs4P1_7_2P1_4_2P1_5_2P1_6_2P1_7_2 圖 27 四位數(shù)碼管電路原理圖 電源電路設計 電源電路采用三端穩(wěn)壓管 7805 進行 5V 電壓的穩(wěn)壓輸出供給單片機電路， 這種穩(wěn)壓用的集成電路芯片，只有三條引腳輸出，分別是輸入 端、接地端和輸出端 ， 標準封裝 為 TO 220。因為三端固定集成穩(wěn)壓電路的使用方便，電子制作中經常采用。 實際焊接中發(fā)現(xiàn)，語音模塊工作時瞬間電流很大，導致供給單片機的電壓下降而復位單片機，因此在 7805 的輸出端接 2 個470uF 的電解電容。 焊接時先 焊接電源模塊，待電源模塊調通后，再以此焊接單片機電路、語音模塊電路、數(shù)碼管顯示電路。 圖 29 上圖為單片機及語音顯示電路焊接實物圖 下圖為傳感器電路實物圖 本科畢業(yè)設計（論文 ） 8 3 軟件 程序 設計 軟件 程序 功能需求 分析 根據(jù)功能設計要求，軟件程序 需要實現(xiàn)以下功能： 實現(xiàn)與 ISD1760 語音模塊之間的 SPI 通信； 實現(xiàn)四位數(shù)碼管動態(tài)掃描； 實現(xiàn)中斷清零功能； 實現(xiàn)對紅外對管傳感器脈沖信號的計數(shù)功能； 實現(xiàn)振動傳感器信號的捕獲。 Keil C51 是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機 C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。 圖 31 Keil uvisoon3 C 語言開發(fā)平臺 主 程序 流程圖 本設計的 主 程序流程圖如圖 32 所示， 單片機上電后首先進行定時器 0、 外部中斷 0 和 SPI 串行口初始化 ，接著循環(huán)檢測定時器 0 的計數(shù)值是否發(fā)生變化，如有變化說明有進球，便進入是否砸板判斷程序，如果 Flag 信號為 1，說明是砸板進球，分數(shù)加 2，播放語 本科畢業(yè)設計（論文 ） 9 音 1，若 Flag 信號為 0，說明是空心進球，分數(shù)加 3，播放語音 2。 砸板判斷標志位通過定時器 1 中斷掃描振動傳感器輸入信號，如果捕獲到低電平，便置 Flag 為 1。其中，定時器 0 工作在 16位計數(shù)模式，定時器 2 工作在 16 位定時模式，因此設置 TMOD=0X15；中斷控制方面，使能定時器 2 中斷和外部中斷 0，分別置 ET ET2 和 EX0 等中斷使能位為 1； 語音模塊控制 方面，首先 進行了 SPI 初始化配置，向 ISD1760 發(fā)送兩個字節(jié)的 ISD1700_PU 命令。表 22 是語音播放類別和相對應的播放地址，語音播放地址通過 7 字節(jié)命令傳送到 ISD1760，便可選擇播放哪條語音。調試前 需 準備 穩(wěn)定的供給電源，輸出 電壓 為 +5VDC，準備萬用表一個，裝有 KEIL C51 的電腦一臺， 51 單片機下載器一個和測試道具 。調試前檢查電路是否短路或者斷路。 11 結 論 整個論文設計過程包括 方案論證、查找文獻、電路焊接和軟件調試等設計過程，實現(xiàn) 了既 定的任務要求，硬件實物 測試 中充分 驗證 了 所設計的 投籃玩具工作穩(wěn)定 性和 進球計分、語音報分、分數(shù)顯示和清零等功能 性 。 所設計的籃球玩 具具有以下功能 ： 具有清零鍵； 進球得分 加 2 分或 3 分（ 砸板投中籃為 2 分， 空心投中籃為 3 分）； 進球分數(shù)數(shù)碼管顯示 ； 具備語音播報功能； 12 致 謝 13 參考文獻 [1] 曾婷 ,萬星宇 . ISD1700 系列語音芯片原理與應用設計 .價值工程 , 20xx 年 23 期 . [2] 劉恩華 ,徐科明 . 基于 ISD1700