PAGE第34頁 目錄1前言 12整體設(shè)計(jì)方案 22.1設(shè)計(jì)方案 22.2方案比較 22.3方案選擇 33單元模塊的設(shè)計(jì) 43.1各單元模塊的功能介紹及電路設(shè)計(jì) 43.1.1語音電路模塊 43.1.2USB電源模塊 73.1.3時(shí)鐘復(fù)位電路模塊 83.1.4 LED顯示模塊 103.2電路參數(shù)的計(jì)算和元器件的選擇 103.2.1語音錄放器錄放時(shí)間的選擇 103.3特殊器件的介紹 113.3.1ISD1720的功能特點(diǎn) 113.3.2單片機(jī)的引腳功能特點(diǎn)介紹 143.4各單元模塊的連接 153.4.1單片機(jī)和數(shù)碼管的連接 153.4.2單片機(jī)與ISD1720的連接 154軟件設(shè)計(jì) 174.1軟件設(shè)計(jì)原理及使用工具 174.2軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖 174.3主要軟件設(shè)計(jì)流程及其框圖 185系統(tǒng)調(diào)試 205.1軟件調(diào)試 205.2硬件調(diào)試 266系統(tǒng)功能 276.1系統(tǒng)功能介紹 277結(jié)論 288總結(jié)與體會(huì) 299致謝 3010參考文獻(xiàn) 3111附錄 321前言隨著經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，大規(guī)模集成技術(shù)的高度發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速前進(jìn)，推動(dòng)著語音技術(shù)的發(fā)展，在數(shù)字音頻技術(shù)和多媒體技術(shù)迅速發(fā)展的今天，傳統(tǒng)語音錄放電路設(shè)計(jì)十分復(fù)雜開發(fā)工具十分昂貴，語音錄制及軟件編制工程巨大，而且語音效果也不甚理想，尤其在投資不大的產(chǎn)品系統(tǒng)中最為突出，從而制約了這一技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。在越來越多的領(lǐng)域里，人們逐漸意識(shí)到使用語音交互界面的巨大價(jià)值，已經(jīng)開始嘗試采用語音技術(shù)，并且在不少的領(lǐng)域里取得了喜人的成果。語音技術(shù)已經(jīng)從錦上添花的點(diǎn)綴，變?yōu)閷?shí)實(shí)在在為用戶提供便利的重要特征與內(nèi)涵，也成為衡量電子電器產(chǎn)品的一個(gè)重要標(biāo)志。近幾年集成電路領(lǐng)域出現(xiàn)了重大變革，產(chǎn)生了許多新的技術(shù)和產(chǎn)品，開拓了更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，語音電路已經(jīng)迅速發(fā)展成為當(dāng)前“會(huì)說話”電子產(chǎn)品，是家電產(chǎn)品，通信產(chǎn)品和網(wǎng)絡(luò)化產(chǎn)品中不可或缺的重要集成電路體系，朝著更大容量，更優(yōu)音質(zhì)，更高智能，更具有靈活性的方向發(fā)展。在通訊設(shè)備、電話機(jī)、智能儀器儀表、治安報(bào)警系統(tǒng)、語音報(bào)站/報(bào)數(shù)/報(bào)價(jià)器、語音復(fù)讀機(jī)、教學(xué)儀器、智能玩具、高檔電子禮品場合獲得了廣泛的應(yīng)用。單片機(jī)的應(yīng)用在后PC時(shí)代得到了前所未有的發(fā)展，但對(duì)處理器的綜合性能要求也越來越高。綜觀單片機(jī)的發(fā)展也成為巨大的投資。尤其對(duì)教育經(jīng)費(fèi)貧乏大量師資需要培育的發(fā)展中國家來說，經(jīng)費(fèi)的投入不能不考慮，單片機(jī)又稱單片微控制器，它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片，而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上，單片機(jī)具有體積小、功耗低、控制、以應(yīng)用需求為目標(biāo)，市場越來越細(xì)化，充分突出以“單片”解決問題，而不像多年前以MCS51/96等處理器為中心，外擴(kuò)各種借口構(gòu)成各種應(yīng)用系統(tǒng)。概括的講：一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。本設(shè)計(jì)介紹的是基于ISD1720的語言錄放器設(shè)計(jì)，在硬件上采用AT89C52單片機(jī)來作為主控芯片，運(yùn)用ISD1720作為錄音播放芯片實(shí)現(xiàn)語音錄制與播放。用單片機(jī)的I/O控制ISD1720的控制端口，用按鍵通過單片機(jī)實(shí)現(xiàn)錄制、播放的控制，并同時(shí)用LED數(shù)碼管顯示錄放狀態(tài)、時(shí)間。2整體設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)的整體思路是：由單片集成語音芯片ISD1720實(shí)現(xiàn)語音錄制與播放，用單片機(jī)的I/O控制ISD1720的控制端口，用按鍵通過單片機(jī)實(shí)現(xiàn)錄制、播放的控制，并同時(shí)用LED數(shù)碼管顯示錄放狀態(tài)、時(shí)間。2.1設(shè)計(jì)方案方案一：單獨(dú)應(yīng)用ISD語音芯片設(shè)計(jì)進(jìn)行錄放功能的電路。ISD1720芯片工作于獨(dú)立按鍵模式，直接將按鍵接在ISD1720的各管腳上。ISD1720ISD1720錄放按鍵復(fù)位電路電源語音處理圖2.1方案一方框圖方案二：將ISD語音芯片與AT89C52單片機(jī)相結(jié)合，用AT89C52單片機(jī)來作為主控芯片，運(yùn)用ISD1720作為錄音播放芯片實(shí)現(xiàn)語音錄制與播放。用單片機(jī)的I/O控制ISD1720的控制端口，用按鍵通過單片機(jī)實(shí)現(xiàn)錄制、播放的控制，并同時(shí)用LED數(shù)碼管顯示錄放狀態(tài)、時(shí)間。AT89C52AT89C52時(shí)鐘電路LED顯示ISD1720語音處理USB電源復(fù)位電路圖2.2方案二方框圖2.2方案比較方案一單獨(dú)應(yīng)用ISD1720芯片設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)語音錄放功能，電路雖然簡單，但是可以實(shí)現(xiàn)的功能很少，也不靈活。方案二將ISD1720語音芯片與單片機(jī)結(jié)合，用單片機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)更多功能，根據(jù)不同的外界情況有目的得進(jìn)行語言交流。2.3方案選擇本設(shè)計(jì)采用第二種設(shè)計(jì)思路，即用ISD1720語音芯片與AT89C52單片機(jī)相結(jié)合，用單片機(jī)控制語音芯片，來實(shí)現(xiàn)對(duì)語音的分段錄音和循環(huán)播放。單片機(jī)性能可靠，設(shè)計(jì)程序靈活方便，抗干擾能力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定，從而使得這一技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。3單元模塊的設(shè)計(jì)3.1各單元模塊的功能介紹及電路設(shè)計(jì)語音錄放系統(tǒng)主要有AT89C52單片機(jī)、ISD1720語音芯片。語音輸出電路、電源電路、按鍵控制等部分組成。其框圖如圖3.1所示。AT89C52AT89C52時(shí)鐘電路LED顯示ISD1720語音處理USB電源復(fù)位電路圖3.1語音錄放系統(tǒng)方框圖3.1.1語音電路模塊ISD1720芯片是語音電路的核心芯片，下面根據(jù)語音電路ISD1720接口電路圖說明其作用。ISD1720接口如圖3.2所示。圖3.2ISD1720接口電路如圖所示ISD1720芯片工作于由單片機(jī)控制的按鍵工作模式，在這個(gè)模式下電路非常簡單，而且功能強(qiáng)大，不僅有錄、放功能控制，而且還有快進(jìn)、擦除、音量控制、直通放音和復(fù)位等功能，這些功能有些是通過單片機(jī)編程再外界按鍵來控制，有些是直接管腳上接按鍵來完成。在按鍵工作模式時(shí)，芯片可以通過LED管腳給出的信號(hào)來提示芯片的工作狀態(tài)。FT：[直通鍵]在獨(dú)立模式下，當(dāng)此管腳低是開啟直通功能：即線路輸入信號(hào)將從SP與AUD/AUX輸出、并可控制音量。在SPI模式下可用命令來控制此功能，優(yōu)先級(jí)高于獨(dú)立模式。RESET:[復(fù)位鍵]低電平有效，有內(nèi)部上拉電阻。VOL：[音量鍵]8級(jí)音量調(diào)節(jié)，每個(gè)下降沿降低一級(jí)音量，到最低后有脈沖則增加音量直到變?yōu)樽罡?，然后重?fù)。FWD：[快捷鍵]播放下一曲ERASE：[擦除健]擦除，下降沿脈沖觸發(fā)并擦除當(dāng)前曲，但只有當(dāng)前曲為首段或末段時(shí)才可以擦除。保持此腳低電平一定時(shí)間將會(huì)全部擦除。PLAY：[播放鍵]下降沿脈沖觸發(fā)播放一段，播放時(shí)有下降沿時(shí)則停止；保持低電平將進(jìn)入循環(huán)播放，高電平則停止。REC：[錄音鍵]錄音低電平錄音，高電平停止。電路的具體操作如下。錄音操作：按下單片機(jī)AT89C52上P00口的按鍵S2，ISD1720的REC管腳變低開始錄音，直到松開按鍵使電平拉高或者芯片錄滿時(shí)結(jié)束。錄音結(jié)束后，錄音指針會(huì)自動(dòng)移向下一個(gè)有效地址，而放音指針則指向剛剛錄完的那段語音地址。放音操作：音操作有兩種模式，分別是邊沿觸發(fā)和電平觸發(fā)，都由PLAY管腳觸發(fā)。（A）邊沿觸發(fā)模式：點(diǎn)按一下PLAY鍵，PLAY管腳電平變低便開始播放當(dāng)前段的語音，并在遇到EOM標(biāo)志后自動(dòng)停止。放音結(jié)束后，播放指針停留在剛播放的語音起始地址處，再次點(diǎn)按放音鍵會(huì)重新播放剛才的語音。在放音期間，LED燈會(huì)閃爍直到放音結(jié)束時(shí)熄滅。如果在放音期間點(diǎn)按放音鍵會(huì)停止放音。（B）電平放音模式：如果一直按住PLAY鍵，使PLAY管腳電平持續(xù)為低，那么會(huì)將芯片內(nèi)所有語音信息播放出來，并且循環(huán)播放直到松開按鍵將PLAY管腳電平拉高。在放音期間LED閃爍。當(dāng)放音停止，播放指針會(huì)停留在當(dāng)前停止的語音段起始位置。快進(jìn)操作：點(diǎn)按單片機(jī)AT89C52上P03口的按鍵S5，將ISD1720的FWD管腳拉低，會(huì)啟動(dòng)快進(jìn)操作。快進(jìn)操作用來將播放指針移向下一段語音信息。當(dāng)播放指針到達(dá)最后一段語音時(shí)，再次快進(jìn)，指針會(huì)返回到第一段語音。當(dāng)下降沿來到/FWD端時(shí)，快進(jìn)操作還要決定于芯片當(dāng)時(shí)的狀態(tài)：（1）如果芯片在掉電狀態(tài)并且當(dāng)前播放指針的位置不在最后一段，那么指針會(huì)前進(jìn)一段，到達(dá)下一段語音處。

（2）如果芯片在掉電狀態(tài)并且當(dāng)前播放指針的位置在最后一段，那么指針會(huì)返回到第一段語音處。

（3）如果芯片正在播放一段語音（非最后一段），那么此時(shí)放音停止，播放指針前進(jìn)到下一段，緊接著播放新的語音。

（4）如果芯片正在播放最一段語音，那么此時(shí)，放音停止，播放指針返回到第一段語音，緊接著播放第一段語音。擦除操作：擦除操作分為單段擦除和全體擦除兩種擦除方式，區(qū)別如下：單個(gè)擦除：只有第一段或最后一段語音可以被單個(gè)擦除。點(diǎn)按一下ERASE健將ERASE管腳拉低，這時(shí)具體的擦除情況要看播放指針的狀態(tài)：（1）如果芯片空閑并且播放指針指向第一段語音，則會(huì)刪除第一段語音，播放指針指向新的第一段語音（執(zhí)行擦除操作前的第二段）（2）如果芯片空閑并且播放指針指向最后一段語音，則會(huì)刪除最后一段語音，播放指針指向新的最后一段語音（執(zhí)行擦除操作前的倒數(shù)第二段）（3）如果芯片空閑并且播放指針指向沒有指向第一或最后一段語音，則不會(huì)刪除任何語音，播放指針也不會(huì)被改變（4）如果芯片當(dāng)前正在播放第一段或最后一段語音，點(diǎn)按下ERASE鍵會(huì)刪除當(dāng)前語音。全體擦除：當(dāng)按下ERASE鍵將ERASE管腳電平拉低超過2.5秒鐘，會(huì)觸發(fā)全體擦除操作，刪除全部語音信息。復(fù)位操作：如果用RESET控制此管腳，建議RESET管腳與地之間連接一個(gè)0.1μF電容。當(dāng)RESET被觸發(fā)，芯片將播放指針和錄音指針都放置在最后一段語音信息的位置。音量操作：點(diǎn)按一下VOL鍵將VOL管腳拉低會(huì)改變音量大小。每按一下，音量會(huì)減小一檔，再到達(dá)最小檔后再按的話，會(huì)增加音量直到最大檔，如此循環(huán)。總共有8個(gè)音量檔供用戶選擇，每一檔會(huì)改變4dB。復(fù)位操作會(huì)將音量檔放在默認(rèn)位置，即最大音量。

FT直通操作：按住FT鍵將FT管腳持續(xù)保持在低電平會(huì)啟動(dòng)直通模式。出廠設(shè)定的是在芯片空閑狀態(tài)，直通操作會(huì)將語音從Analn端直接通往喇叭端或AUD輸出口。在錄音期間按下FT鍵，會(huì)同時(shí)錄下Analn進(jìn)入的語音信號(hào)。3.1.2USB電源模塊在本設(shè)計(jì)中，為了使電路簡單，我們直接用USB接口提供5V直流電源為電路供電。因?yàn)閁SB得輸出電壓并不穩(wěn)定，為了確保電路的安全，在電源后并聯(lián)了一個(gè)穩(wěn)壓管做為保護(hù)電路。圖3.3USB供電原理圖3.1.3時(shí)鐘復(fù)位電路模塊AT89S52芯片是電路的核心元件，下面根據(jù)圖對(duì)其在電路中的用說明如下。時(shí)鐘和復(fù)位電路如圖3.4和3.5所示：圖3.4時(shí)鐘電路圖圖3.5復(fù)位電路時(shí)鐘引腳XTAL1和XTAL2：XTAL1引腳18，內(nèi)部振蕩器外接晶振的一個(gè)輸入端，XTAL2引腳19，內(nèi)部振蕩器外接晶振的另一個(gè)輸入端。AT89S52內(nèi)部有一個(gè)高增益的反相放大器，在XTAL1和XTAL2兩端跨接石英晶體振蕩器及兩個(gè)電容就可以構(gòu)成穩(wěn)定的自激震蕩。上圖中兩個(gè)電容器均我30pf，可穩(wěn)定頻率并對(duì)震蕩頻率有微調(diào)功能。控制引腳RES引腳9，復(fù)位輸入信號(hào)，振蕩器工作時(shí)，該引腳上2個(gè)機(jī)器周期的高電平可以實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。本實(shí)驗(yàn)采用手動(dòng)復(fù)位，上電復(fù)位要求接通電源后，手動(dòng)按鈕實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。LED顯示模塊共陽極LED七段譯碼器的八個(gè)管腳分別與單片機(jī)的P20~P27連接。LED七段譯碼器的的選擇分別由74LS138譯碼器控制選擇。圖3.6LED顯示接口圖3.2電路參數(shù)的計(jì)算和元器件的選擇3.2.1語音錄放器錄放時(shí)間的選擇用戶可利用震蕩電阻來自定芯片的采樣頻率，從而決定芯片的錄放時(shí)間和錄放音質(zhì)。下表為ISD1720的參數(shù)表：表3.1ISD1720的參數(shù)表ROSC錄放時(shí)間采樣頻率80K8s8.0KHZ100K10s6.4KHZ120K12s5.3KHZ160K16s4.0KHZ200K20s3.2KHZ本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)錄放時(shí)間10s.所以我們選擇100K的震蕩電阻。3.3特殊器件的介紹3.3.1ISD1720的功能特點(diǎn)市場上ISD1720都是用ISD1730的裸片來進(jìn)行封裝，采樣率在12K，因此音質(zhì)效果好。華邦原廠沒有生產(chǎn)ISD1720這個(gè)型號(hào)，但I(xiàn)SD1720性能上和ISD1730一樣。該芯片提供多項(xiàng)新功能，包括內(nèi)置專利的多信息管理系統(tǒng)，新信息提示（vAlert）,雙運(yùn)作模式（獨(dú)立&嵌入式），以及可定制的信息操作指示音效。芯片內(nèi)部包含有自動(dòng)增益控制、麥克風(fēng)前置擴(kuò)大器、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)線路、振蕩器與內(nèi)存等的全方位整合系統(tǒng)功能。一：語音芯片的主要特點(diǎn)：·可錄、放音十萬次，存儲(chǔ)內(nèi)容可以斷電保留一百年

·兩種控制方式，兩種錄音輸入方式，兩種放音輸出方式

·可處理多達(dá)255段信息

·有豐富多樣的工作狀態(tài)提示

·多種采樣頻率對(duì)應(yīng)多種錄放時(shí)間

·音質(zhì)好，電壓范圍寬，應(yīng)用靈活，價(jià)廉物美二：語音芯片的電特性：·工作電壓：2.4V-5.5V,,最高不能超過6V

·靜態(tài)電流：0.5-1μA

·工作電流：20mA三：用戶可利用震蕩電阻來自定芯片的采樣頻率，從而決定芯片的錄放時(shí)間和錄放音質(zhì)。下表為ISD1720的參數(shù)表：表3.2ISD1720的參數(shù)表ROSC錄放時(shí)間采樣頻率80K8s8.0KHZ100K10s6.4KHZ120K12s5.3KHZ160K16s4.0KHZ200K20s3.2KHZ四：ISD1720芯片管腳功能說明：表3.3ISD1720的管腳功能管腳

名稱PDIP/SOIC

管腳TSOP

管腳

引腳說明VCCD122數(shù)字電路電源/LED223LED指示信號(hào)輸出/RESET324芯片復(fù)位

MISO425SPI接口的串行輸出。ISD1700在SCLK下降沿之前的半個(gè)周期將數(shù)據(jù)放置在MISO端。數(shù)據(jù)在SCLK的下降沿時(shí)移出

MOSI526SPI接口的數(shù)據(jù)輸入端口。主控制芯片在SCLK上升沿之前的半個(gè)周期將數(shù)據(jù)放置在MOSI端。數(shù)據(jù)在SCLK上升沿被鎖存在芯片內(nèi)。此管腳在空閑時(shí)，應(yīng)該被拉高

SCLK627SPI接口的時(shí)鐘。由主控制芯片產(chǎn)生，并且被用來同步芯片MOSI和MISO端各自的數(shù)據(jù)輸入和輸出。此管腳空閑時(shí)，必須拉高。/SS728為低時(shí)，選擇該芯片成為當(dāng)前被控制設(shè)備并且開啟SPI接口。空閑時(shí)，需要拉高VSSA81模擬地

AnaIn

92芯片錄音或直通時(shí)，輔助的模擬輸入。需要一個(gè)交流耦合電容（典型值為0.1uF），并且輸入信號(hào)的幅值不能超出1.0Vpp。APC寄存器的D3可以決定Analn信號(hào)被立刻錄制到存儲(chǔ)器中，與Mic信號(hào)混合被錄制到存儲(chǔ)器中，或者被緩存到喇叭端并經(jīng)由直通線路從AUD/AUX輸出。MIC+103麥克風(fēng)輸入+MIC-114麥克風(fēng)輸入-VSSP2125負(fù)極PWM喇叭驅(qū)動(dòng)器地SP-136喇叭輸出-VCCP147PWM喇叭驅(qū)動(dòng)器電源SP+158喇叭輸出+VSSP1169正極PWM喇叭驅(qū)動(dòng)器地AUD/AUX

1710輔助輸出，決定于APC寄存器的D7，用來輸出一個(gè)AUD或AUX輸出。AUD是一個(gè)單端電流輸出，而AuxOut是一個(gè)單端電壓輸出。他們能夠被用來驅(qū)動(dòng)一個(gè)外部揚(yáng)聲器。出廠默認(rèn)設(shè)置為AUD。APC寄存器的D9可以使其掉電。AGC1811自動(dòng)增益控制/VOL1912音量控制ROSC2013振蕩電阻，ROSC用一個(gè)電阻連接到地，決定芯片的采樣頻率VCCA2114模擬電路電源/FT

2215在獨(dú)立芯片模式下，當(dāng)FT一直為低，Analn直通線路被激活。Analn信號(hào)被立刻從Analn經(jīng)由音量控制線路發(fā)射到喇叭以及AUD/AUX輸出。不過，當(dāng)在SPI模式下，SPI無視這個(gè)輸入，而且直通線路被APC寄存器的D0所控制。該管腳有一個(gè)內(nèi)部上拉設(shè)備和一個(gè)內(nèi)部防抖動(dòng)電路，允許使用按鍵開關(guān)來控制開始和結(jié)束。/PLAY2316播放控制端/REC2417錄音控制端/ERASE2518擦除控制端/FWD2619快進(jìn)控制端RDY/INT2720一個(gè)開路輸出。Ready(獨(dú)立模式)該管腳在錄音，放音，擦除和指向操作時(shí)保持為低，保持為高時(shí)進(jìn)入掉電狀態(tài)。Interrupt(SPI模式)在完成SPI命令后，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)低信號(hào)的中斷。一旦中斷消除，該腳變回為高。VSSD2821數(shù)字地3.3.2單片機(jī)的引腳功能特點(diǎn)介紹單片機(jī)最小系統(tǒng)包括晶體振蕩電路、復(fù)位開關(guān)和電源部分。本系統(tǒng)采用的是11.0592MHZ晶振；復(fù)位電路在單片機(jī)中是很重要的，它可以完成單片機(jī)的初始化，也可以在死機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)下重啟單片機(jī)。在本設(shè)計(jì)中采用的是手動(dòng)復(fù)位。圖3.7為系統(tǒng)所采用的單片機(jī)引腳圖。圖3.7單片機(jī)引腳結(jié)構(gòu)圖STC12C5A60S2是單時(shí)鐘/機(jī)器周期（1T）的單片機(jī)，是高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，單速度快8-12倍。內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路，2路PWM，8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換。其特點(diǎn)如下。工作電壓：5.5V-3.3V；（5V單片機(jī)）工作頻率：0-35MHZ共4個(gè)16位定時(shí)器，外部中斷I/O口7路；通用全雙工異步串行口（UART）；P0-P3口都是并行I/O口，都可用于數(shù)據(jù)的輸入和輸出，但P0口和P2口除了可進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入和輸出外，通常都用來構(gòu)建系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線和地址總線。在這4個(gè)口中只有P0口是一個(gè)真正雙向的口，P1-P3這3個(gè)口都是準(zhǔn)雙向口。P3口的口線具有第二功能，為系統(tǒng)提供一些控制信號(hào)。3.4各單元模塊的連接3.4.1單片機(jī)和數(shù)碼管的連接為了實(shí)現(xiàn)可以觀察語音系統(tǒng)的錄放狀態(tài)和錄放時(shí)間，需要采用LED顯示器。LED片選管腳由74LS138譯碼器控制，再經(jīng)過74LS138譯碼器接通到單片機(jī)。另外，LED七段譯碼器的八個(gè)管腳a、b、c、d、e、f、g、dp依次接到單片機(jī)的P20至P27管腳上。圖3.8LED與單片機(jī)連接圖3.4.2單片機(jī)與ISD1720的連接將ISD1720的部分功能管腳連接到單片機(jī)上，這樣就可用通過單片機(jī)編程，再通過單片機(jī)上的按鍵來控制ISD1720芯片的語音錄音，放音，擦除和快進(jìn)功能。單片機(jī)和ISD1720芯片的連接圖如下：圖3.9ISD1720與單片機(jī)連接圖4軟件設(shè)計(jì)4.1軟件設(shè)計(jì)原理及使用工具ISD1720的獨(dú)立按鍵工作模式錄放電路非常簡單，而且功能強(qiáng)大。不僅有錄、放功能，還有快進(jìn)、擦除、音量控制、直通放音和復(fù)位等功能。這些功能僅僅通過按鍵就可完成。但這次的設(shè)計(jì)是通過單片機(jī)來控制的，所以，將按鍵即可實(shí)現(xiàn)的功能通過單片的控制來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)REC、PLAY、FWD、ERASE等管腳從變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，即觸發(fā)相應(yīng)的功能。單片機(jī)處理數(shù)據(jù)的過程用C語言編寫，用程序和單片機(jī)共同實(shí)現(xiàn)按鍵的功能，使管腳電平變低，進(jìn)而觸發(fā)相應(yīng)的功能。C語言是在VB的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，C語言的主要特點(diǎn)如下：語言簡潔、緊湊，使用方便靈活；數(shù)據(jù)類型豐富，具有現(xiàn)代語言的各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；具有結(jié)構(gòu)化的控制語句；生成目標(biāo)代碼質(zhì)量高，程序執(zhí)行效率高。4.2軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要包括程序初始化、定時(shí)程序、顯示程序等共同組成。其中定時(shí)程序和顯示程序作為中斷子程序來完成系統(tǒng)功能。定時(shí)程序是以定時(shí)器T0的中斷服務(wù)子程序，其優(yōu)先級(jí)為高級(jí)，顯示程序是通用型串行通信口的中斷服務(wù)子程序，其優(yōu)先級(jí)為高級(jí)。系統(tǒng)框圖如下：喇叭喇叭功率放大錄放單元ISD1720AT89C52單片機(jī)控制圖4.1單片機(jī)語音錄放結(jié)構(gòu)圖主程序主程序放音鍵按下錄音鍵按下調(diào)錄音子程序結(jié)束否調(diào)放音子程序是否是圖4.2主程序框圖4.3主要軟件設(shè)計(jì)流程及其框圖本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)較為簡單，主要是定時(shí)選片控制，語音電路的地址端均接地，錄放控制端受AT89C52控制，根據(jù)微處理器的定時(shí)，當(dāng)需要芯片錄放時(shí)，單片機(jī)相應(yīng)的控制端起作用，即啟動(dòng)語音電路工作，部分程序框圖如下圖所示：開始開始判斷是錄音鍵還是放音鍵按下調(diào)用錄音程序調(diào)用放音程序結(jié)束圖4.3錄放選擇程序框圖開始開始按下錄音鍵錄音錄音鍵釋放否否結(jié)束是圖4.4錄音程序框圖開始開始按下放音鍵放音放音鍵釋放否否結(jié)束是圖4.5放音程序框圖5系統(tǒng)調(diào)試5.1軟件調(diào)試軟件調(diào)試包括兩個(gè)過程，一個(gè)是仿真調(diào)試過程，另一個(gè)是實(shí)物系統(tǒng)調(diào)試過程。在仿真過程中為了先檢驗(yàn)程序的有效性和正確性，我們先用了Proteus進(jìn)行軟件仿真，但是因?yàn)镻roteus軟件的元件庫本身不包含ISD1720芯片的元件圖，所以仿真的時(shí)候我們沒有使用ISD1720芯片，而是單單驗(yàn)證程序的可行性。L表示錄音，F(xiàn)表示放音。軟件仿真的結(jié)果如下圖：圖5.1錄音仿真結(jié)果圖5.2放音仿真結(jié)果 實(shí)物系統(tǒng)調(diào)試時(shí)，我們直接將仿真通過的程序調(diào)入單片機(jī)系統(tǒng)，在單片機(jī)上程序的仿真和在Proteus上的仿真結(jié)果相同，但是當(dāng)接入外擴(kuò)電路——即語音錄放電路后，單片機(jī)突然就不能下進(jìn)程序了，原因是單片機(jī)板上的串口芯片MAX232被燒壞了，因?yàn)槲覀儼芽刂芇00口的線接到了單片機(jī)的第一根管腳電源線上，導(dǎo)致串口燒壞。串口這塊的問題解決之后，下入程序，單片機(jī)上程序的仿真顯示則出現(xiàn)了問題，按下錄音鍵本應(yīng)該錄音時(shí)對(duì)應(yīng)的錄音指示發(fā)光二極管亮，錄音開始。這時(shí)錄音和放音對(duì)應(yīng)的指示發(fā)光二極管都亮了，并且一會(huì)兒錄音，一會(huì)兒放音。認(rèn)真檢查電路后確定是擴(kuò)展板電路有問題，因?yàn)橛幸粭l支路的電源和地線接反了。為了避免再出錯(cuò)我們認(rèn)真檢查了擴(kuò)展電路確認(rèn)再?zèng)]有接線錯(cuò)誤之后繼續(xù)調(diào)試板子，但是還是不能正常的放音，因?yàn)椴荒芊乓羲晕覀円膊荒艽_定是否能正常的錄音。但是電路板已經(jīng)檢查很多次了，沒有問題，我們以為是我們?cè)O(shè)計(jì)的電路圖出了問題，又換了擴(kuò)展板原本的設(shè)計(jì)圖，但是還是不能正常的錄音和放音。按修改之后的電路圖焊接好電路之后，還是不能正常的錄音和放音，電路應(yīng)該是沒有問題的，但是怎么也找不出錯(cuò)誤，無奈之下我們只好懷疑是語音芯片ISD1720的問題，正好同學(xué)有ISD1730的芯片，又因?yàn)樾酒峭幌盗校苣_又相同，我們用ISD1730代替ISD1720芯片重新測試，結(jié)果電路可以正常錄音和放音，至此證實(shí)了芯片是壞的的想法。原語音錄放電路的設(shè)計(jì)圖和修改后語音電路的設(shè)計(jì)圖如下：圖5.3原語音錄放電路設(shè)計(jì)圖圖5.4修改之后的語音錄放電路圖軟件調(diào)試的程序如下：#include<at89x52.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintUcharcodeled_mod[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0xff};//數(shù)碼顯示的七段顯示碼查表ucharcodeled1[]={0X8E,0XC7};//顯示錄放ucharkey,i,bai,shi,ge,count,led_data;voiddelay(uchardelay_n)//延時(shí)程序{ucharn,m;for(n=0;n<5;n++)for(m=0;m<delay_n;m++){;}}voidchang()//得到要現(xiàn)實(shí)的數(shù){shi=led_data/10;ge=led_data%10;}voiddisplay(void)//動(dòng)態(tài)顯示{chang(); //得到十位和個(gè)位要顯示的數(shù)P1=0X20; //片選 P2=led1[bai]; //段選delay(100); P1=0X40; P2=led_mod[shi]; delay(100);P1=0X80; P2=led_mod[ge];delay(100);}voidmain(){TMOD=0X01;//定時(shí)器0工作方式1EA=1; //開啟總中斷源ET0=1; //打開定時(shí)器0中斷TH0=0XB8; //給定時(shí)器賦初值TL0=0X00;while(1)//死循環(huán){if(P0_0==0)//按住按鍵，錄音{TR0=1;//啟動(dòng)定時(shí)器bai=1;//顯示L或者F，1為L while(1) //死循環(huán) { display(); //調(diào)用顯示程序if(count>=50) //判斷是否達(dá)到一分鐘 { led_data++; //達(dá)到，顯示數(shù)加一 count=0; //中斷計(jì)數(shù)清零 } if(P0_0==1) //放開按鍵，不在錄音 {TR0=0; //關(guān)閉定時(shí)器 led_data=0;//清零顯示的數(shù) P2=0XFF; //消隱數(shù)碼管，不顯示。 break; //跳出死循環(huán) } }} if(P0_1==0)//放音{TR0=1;//啟動(dòng)定時(shí)器bai=0; //顯示F while(1) { display(); //調(diào)用顯示程序if(count>=50) { led_data++;//顯示的數(shù)加1 count=0; } if(P0_3==0) //判斷是否按了下一曲按鈕 { led_data=0;//顯示數(shù)清零 } if(P0_1==1) //P0_1==1停止放音 {TR0=0; led_data=0; P2=0XFF; break; } }}}}voidint_time0()interrupt1//定時(shí)器0計(jì)時(shí){TMOD=0X01; //設(shè)置定時(shí)器0的工作方式為方式1 EA=1; //開啟中斷源 ET0=1; //打開定時(shí)器0中斷 TR0=1; //打開定時(shí)器工作。開始計(jì)數(shù) TH0=0XB8;//20ms TL0=0X00; count++;判斷//判斷循環(huán)次數(shù)}5.2硬件調(diào)試1、語音錄放器的電路設(shè)計(jì)其實(shí)相對(duì)簡單，并且沒有什么需要測試的原件，唯一影響芯片錄音時(shí)間的就是管腳20處所接的電阻的大小，語音芯片最大能錄音20秒，電阻越大則錄音越長，當(dāng)錄滿該電阻下的最大時(shí)間后則停止錄音。參數(shù)如下：時(shí)間（秒）68101216采樣率（KHZ）12.08.06.45.34.0ROSC阻值（KΩ）60801001201602、實(shí)物調(diào)試的時(shí)候放出的聲音噪聲總是很大，原因是此電路中的錄音芯片ISD1720是一種弱電系統(tǒng)，具有很高的靈敏度，因此在其工作過程中易受內(nèi)部和外部無規(guī)則信號(hào)的影響，這種無規(guī)則信號(hào)在系統(tǒng)中主要表現(xiàn)為錄音時(shí)話筒噪聲和外界電壓變化引起的噪聲，它們的存在嚴(yán)重影響系統(tǒng)的工作，因此需要在錄放芯片的輸出端加上一個(gè)濾波電路來改善這種現(xiàn)象。6系統(tǒng)功能6.1系統(tǒng)功能介紹系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)語音的錄放功能，單片機(jī)的P00口控制錄音功能，P01口控制放音功能，P02口控制擦除功能，P04口控制下一曲功能。每個(gè)功能均為低電平有效。當(dāng)單片機(jī)相應(yīng)的口變?yōu)榈碗娖絼t控制相應(yīng)的功能。同時(shí)單片機(jī)上的LED顯示屏顯示相應(yīng)的錄放功能和錄放時(shí)間。7結(jié)論本次設(shè)計(jì)的是基于ISD1720語音錄放器,是以AT89S52單片機(jī)為基本核心元件，針對(duì)ISD1720語音芯片的特點(diǎn)所構(gòu)成的語音錄放系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件電路簡單，調(diào)試方便，AT89S52的擴(kuò)展接口較多，便于在用戶需要的時(shí)候能夠擴(kuò)展它的功能。而且體積小，使用起來更加方便。在設(shè)計(jì)時(shí)我們首先對(duì)我們需要設(shè)計(jì)的功能進(jìn)行了初步定論。再根據(jù)我們的構(gòu)想及查詢了許多資料之后，我們這幾處了我們的原理圖。根據(jù)原理圖，我們進(jìn)行代碼設(shè)計(jì)，在代碼設(shè)計(jì)中，我們出現(xiàn)過幾次問題，始終不能讓我們的功能達(dá)到完善，最后經(jīng)過我們的努力和老師的指導(dǎo)，我們完成了我們的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)物制作。8總結(jié)與體會(huì)通