2022年基于51单片机录音笔设计.docx
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1、精品学习资源课程设计报告课程名称:智能仪器课程设计题目:基于51 单片机录音笔设计学院:系:过程装备与测控工程专业:测控技术与仪器班学级:号:测仪 101同学姓名: 起讫日期:指导老师:欢迎下载精品学习资源目录摘要 . .21 语音录放系统总体设计及主要芯片说明.31.1 总体方案论证.31.2 器件挑选 .31.2.1单片机地挑选.31.2.2语音芯片挑选.31.3 STC89C52芯片说明 .51.3.1 STC89C52地功能特性概述.51.4 ISD1420语音芯片 .51.4.1 ISD1420地引脚功能 .61.4.2 ISD1420地操作模式 .61.4.3 ISD1420地应用
2、电路111.5 LM386集成功率放大器芯片说明.121.5.1 LM386电子特性 .121.5.2 LM386地引脚说明 .132 硬件电路设计.142.1 系统硬件电路总体设计.142.2 STC89C51地外围电路设计. .142.2.1晶振电路设计.142.2.2复位电路设计.152.3 语音电路设计.162.4 功放电路设计.173 语音录放系统软件设计.183.1.主要变量说明.193.2.主程序工作原理及流程图.193.3.子程序流程图及代码. .213.3.1录音子程序 .213.3.2放音子程序 .223.4.程序代码: . .23终止语 .24附录 1 .25欢迎下载精品
3、学习资源摘要在 社会 高 速 进展 地 今 天 , 由于 人 们 生活 学 习 工 作 地需 要, 录音 设 备在 现 在起 着 至 关重要地作用. 在智能仪器外表或自动掌握设备中,增加语音功能能极大地提高人机界面地友好性,便利用户操作. 目前语音服务行业越来越广泛,如电脑语音钟、语音型数字万用表、手机话费查询系统、排队机、监控系统语音报警以及公共汽车报站器等.在很多场合,设计者 需要 将 语 音系 统 和单 片机结 合 在一起 学 习和 了 解录 音 设 备地 原 理和 结构, 并 且 学习 如 何将语音合成、语音识别、语音储备和回放技术和单片机结合在一起.常规地模拟化语音处理系统能实现语音
4、地储备与回放功能,但成效不是很好.通过探究打算采纳Flash单片机STC89C52及数码语音芯片ISD1420组成地数字化地语音储备与回放系统. 单片机是系统地掌握中心,它主要实现一方面掌握按键识别和功能挑选;另一方面掌握ISD1420语 音 芯片地录音和放音过 程 ,实现语音地储备和 回 放 .第一 给出了 系统地硬件电路,接着结合硬件电路编写了录、放音掌握程序,最终,对本设计进行总结与展望.关键词:STC89C52单片机ISD1420语音芯片语音储备欢迎下载精品学习资源1 语音录放系统总体设计及主要芯片说明1.1 总体方案论证方案一:利用单片机 及 其外围硬件电路(如A/D 、 D/A 、
5、存 储器等) ,就能完成语音信 号 地 数 字 化 处 理 , 实 现 语 音 地 存 储 与 回 放 . 系 统 主 要 由 单 片 机 STC89C51、 AD574、DAC0832及闪速储备器AT29C040组成 . 其原理图如图1-1 所示 .声音通过M IC 转换成柔弱地电信号,经专用地音频前置放大器放大后,由带通滤波器滤波,输出地信号经A/D转换送入单片机.单片机掌握将数字信号储备在储备器中,在需要放音时,单片机掌握数字信号从 储备 器中 读出 , 经 D/A转 换后 输出 . 这种方 法过 程简 单, 但是 语音 信号 简洁 受到 外界干扰而失真,并且信号地压缩储备比较复杂,硬件
6、电路不宜调试.方案二:直接采纳单片机与专用地语音处理芯片ISD1420设计实现语音储备与回放,实现语音地整段录放. 该系统采纳语音芯片处理语音信号,抗干扰才能强,储备便利,调试简洁,仍可以作为语音服务地子系统,所以挑选此方案. 下面,就针对此方案做详细地介绍.1.2 器件挑选1.2.1 单片机地挑选单 片机 是 一 种集 成 电 路 芯 片, 是 采 用超 大 规 模 集 成电 路技 术把 具有 数 据 处理 能 力 地中心处理器CPU 、随机储备器RAM、只读储备器ROM 、多种I/O口和中断系统、定时器/ 计时器等功能(可能仍包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电
7、路)集成到一块硅片上构成地一个小而完善地运算机系统.在这里考虑到以后地扩展,本次设计挑选了扩展接口较多地STC89C52,以便在需要地时候能够升级而扩展其他地功能.1.2.2 语音芯片挑选语音芯片又称语音IC ,又被叫做声音芯片. 芯片地录音功能包括ADC和 DAC两个过程,都是由芯片本身完成地,包括语音数据地采集、分析、压缩、储备、等步骤.它能够将语音信号通过采样转化为数字,储备在IC 地 ROM中,再通过电路将ROM中地数字仍原成语音信号;而语音芯片放音功能实质上是一个DAC过程 .欢迎下载精品学习资源语 音芯 片 根 据集 成 电 路 类 型来 分 , 凡是 与 声 音 有 关系 地集
8、成电 路被 统 称 为语 音 芯 片, 但 是 在 语 音 芯 片 地 大 类 型 中 , 又 被 分 为 语 音IC ( 这 里 应 该 叫 成 SpeechIC ) 、 音 乐 IC(这里应当叫成Music IC)两种 . 目前,在市场上使用较为普遍地语音芯片如表1-1 所示 .欢迎下载精品学习资源工程TE6310TE6332ISD1420ISD2560语音长度60采样频率(kHz )8放音触发放音触发无边缘 / 电平电平工作电压(V )4.55.52.73.34.55.54.55.5工作电流(mA )30静态电流( A)10MIC前置否表 1 -1常用语音芯片对比表10s32s20s6.
9、446.46.43045302无10是否否由上表可以看出,ISD1420语音芯片地语音长度较长,工作电流和电压也符合要求. 因此,本次设计将采纳IS D1420作为系统地语音处理芯片参加工作.1.3 STC89C52芯片说明STC89C52是 STC公司生产地一种低功耗、高性能CMOS8位微掌握器,具有8K在系统可编程Flash储备器 .STC89C52 使用经典地MCS-51内核,但做了很多地改进使得芯片具有传统51 单片机不具备地功能. 在单芯片上,拥有敏捷地8 位 CPU和在系统可编程Flash ,使得 STC89C52为众多嵌入式掌握应用系统供应高敏捷、超有效地解决方案. 具有以下标准
10、功能:8k 字节Flash , 512字节RAM, 32位 I/O口线,看门狗定时器,内置4KBEEPROM, MAX810复位电路,3 个 16 位定时器 / 计数器,4 个外部中断,一个7 向量 4 级中断结构(兼容传统51 地 5 向量 2 级中断结构),全双工串行口. 另外STC89C52 可降至 0Hz静态规律操作,支持2 种软件可挑选节电模式.闲暇模式下,CPU停止工作,答应 RAM、定时器 / 计 数器、串口、中断连续工作. 掉电爱护方式下,RAM内容被储存, 振 荡 器 被 冻 结 , 单 片 机 一 切 工 作 停 止 , 直 到 下 一 个 中 断 或 硬 件 复 位 为
11、止 . 最 高 运 作 频 率35MHz, 6T/12T可选 . 由于功能强大.STC89C52单片机适合于很多较为复杂掌握应用场合.1.3.1 STC89C52地功能特性概述具有以下标准功能: 8k 字节 Flash , 512 字节 RAM , 32 位 I/O 口线,看门狗定时器, 内置 4KB EEPROM , MAX 810 复位电路, 3 个 16 位定时器 / 计数器, 4 个外部中断,一个 7 向量 4 级中断结 构(兼容传统 51 地 5 向量 2 级中断结 构 ),全双工 串行口 .另外STC89C52 可降至 0Hz 静态规律操作,支持 2 种软件可挑选节电模式 .闲暇模
12、式下, CPU 停止工作,答应 RAM 、定时器 / 计数器、串口 、中断连续工作 . 掉电爱护方式下, RAM 内欢迎下载精品学习资源容被储存,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止. 最高运作频率 35MHz , 6T/12T 可选 .1.4 ISD1420语音芯片采纳 ISD 系列语音芯片进行录音是一种可行地方法, 它有音质自然、单片储备、反复录放、低 功耗等 优点 . 一 块 ISD 芯 片上集 成有 麦克风前 置放大 器( AMP )、自 动增益 掌握电路( AGC )、 抗混淆 和平滑滤波器、 模拟存 储阵列、扬声器 驱动器 、掌握接口和内 部精确地 参 考
13、 时钟 , 外部 元件包 括 : 液晶 、 麦克 风 、扬 声 器 、开 关 和少 数电阻 、 电 容, 再 加上电源和电池 .ISD1420 为美国 ISD 公司出品地优质单片语音录放电路,由振荡器、语音储备单元、前置放大器、自动增益掌握电路、抗干扰滤波器、输出放大器组成.一个最小地录放系统仅由一个麦克风、一个喇叭、两个按钮、一个电源、少数电阻电容组成. 录音内容存入永久储备单元,供应零功率信息储备,这个独一无二地方法是借助于美国ISD公司地专利 - 直接模拟存 储 技术 DASTTM实现 地 . 利 用 它 , 语音 和 音 频 信 号 被直 接 存 储 , 以 其原 本 地 模 拟 形
14、式进入 EEPROM储备器 . 直接模拟储备答应使用一种单片固体电路方法完成其原本语音地再现. 仅语音质量优胜,而且断电语音爱护.1.4.1 ISD1420地引脚功能电 源 ( VCCA , VCCD ) 芯 片 内部 地 模 拟 和 数 字 电路 使 用 不 同 地 电 源 总 线 , 并 且 分 别引 到外 封 装 上, 这 样 可 使 噪 声 最 小 . 模 拟 和 数 字 电源 端 最 好 分 别 走 线 , 尽可 能 在 靠 近 供 电 端 处相连,而去耦电容应量靠近芯片 .地线( VSSA, VSSD )芯片内部地模拟和数字电路也使用不同地地线,这两个脚最好在引脚焊盘上相连.录音(
15、 /REC )低电平有效. 只要 /REC变低(不管芯片处在节电状态仍是正在放音),芯片即开头录音. 录音期间,/REC必需保持为低./REC变高或内存录满后,录音周期终止,芯片 自 动 写 入 一 个 信 息 结 束 标 志 ( EOM ) , 使 以 后 地 重 放操 作 可 发 及 时 停 止 . 之 后 芯 片 自 动进入节电状态.注 : /REC地 上 升 沿 有50毫 秒 防 颤 , 防 止 芯 片 自 动 进 入 节 电 状 态 . 边 沿 触 发 放 音( /P LAYE)此 端显现 下降沿时 ,芯 片开头放音 . 放音 连续到EOM标志或内存结束,之 后芯片自动进入节电状态.
16、 开头放音后,可以释放/P LAYE.电平触发放音(/P LAYL )此端显现下降沿时,芯片开头放音. 放音连续至端回到高电平,遇到EOM标志,或内存终止.放音终止后芯片自动进入节电状态.注:放音过程中当遇到EOM或内存终止时,假如/P LAYE或/P LAYL仍处在高电平,芯 片虽 然也 进入 节 电状 态 (内 部震 荡器 和时钟 停 止工 作) ,但 是 由于 芯 片没 有对 /P LAYE和/P LAYL地 上 升 沿 进 行 消 颤 , 随 后 在 这 两 个 引 脚 上 出 现 地 下 隆 沿 ( 例 如 释 放 按 键 时 地 抖动)都会触发放音.录音 指示 ( /RECLED)
17、处 于录 音状 态 时, 此 端为 低, 可驱 动 LED.此外 ,放 音遇 到 EOM欢迎下载精品学习资源标志时,此端输出低电平脉冲.欢迎下载精品学习资源话筒输入( MIC)此端边至片内前置放大器.片内自动增益掌握电路( AGC )将前置增益掌握在-15至 24dB. 外接话筒应通过串联电容耦合到此端.耦合电容值和此端地 10K 输入阻抗打算了芯片频带地低频截止点.话 筒 参 考 ( MIC REF) 此端 是 前 置 放 大 器 地 反 向 输 入 . 当 以差分形式连接话筒时,可减小噪声,提高共模抑制比.自动增益掌握(AGC ) AGC动态调剂器整前置境益以补偿话筒输入电平地宽幅变化,使
18、得录制变化很大地音量(从耳语到喧哗嚣声)时失真都能保持最小. 响应时间取决于此端地5K 输入阻抗和外接地对地电容(即线路图中地C6 )地时间常数. 释放时间取决于此端外接地并联对地电容和电阻(即线路图中R5 和 C6 )地时间常数.470K 和 4.7uF地标称值在肯定大多数场合下可获得中意地成效.欢迎下载精品学习资源模拟输出(ANA OUT)前置 放大器输出.前 置电压增益取决于 AGC端地电平 .模 拟 输入 ( ANA IN) 此 端即 芯 片 录 音地 输 入 信 号 . 对 话 筒 输入来说, ANA OUT端应通过外接电容连至本端 .该电容和本端地3K 输入阻抗给出了芯片频带地附加
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