電子信息工程技術(shù)專業(yè)畢業(yè)論文數(shù)字化語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、電子信息工程技術(shù)專業(yè)畢業(yè)論文-數(shù)字化語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 本文介紹了一種以單片機(jī)為核心控制單元的數(shù)字化語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)的組成以及系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的基本原理是對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的錄制和回放的數(shù)字化控制該系統(tǒng)以at89c52單片機(jī)為微處理器實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制以及數(shù)據(jù)的處理系統(tǒng)采用閃存28f512作為外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器來(lái)存放語(yǔ)音數(shù)據(jù)以滿足能夠較長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)語(yǔ)音信息語(yǔ)音采集部分采用adc0809進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換語(yǔ)音回放部分采用dac0832實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換并通過(guò)鍵盤等接口電路實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互單片機(jī)工作在中斷查詢模式能夠快速響應(yīng)按鍵要求以控制信號(hào)的采集存儲(chǔ)和回放等同時(shí)外圍電路輔以帶通濾波器和增益功率放大等電路對(duì)信

2、號(hào)進(jìn)行濾波放大以保證信息的高質(zhì)量存儲(chǔ)與回放關(guān)鍵詞數(shù)字化存儲(chǔ)回放數(shù)字濾波采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換目 錄1緒論111課題背景112課題研究的意義113數(shù)字化處理的前景114課題任務(wù)要求215本文的主要內(nèi)容32系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)43硬件部分設(shè)計(jì)731拾音器732放大器的設(shè)計(jì)7com益放大器7com率放大器833濾波器設(shè)計(jì)934單片機(jī)選型12com9c52介紹12com介13com能及其特性14com1435采樣保持電路1536 da轉(zhuǎn)換器dac083215com dac0832內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳16com dac0832工作方式1637 a d轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)18com a d轉(zhuǎn)換的常用方法18com adc0809的主

3、要特性和結(jié)構(gòu)18com adc0809管腳功能及定義19com adc0809工作方式2038鍵盤電路2239存儲(chǔ)器的選取234軟件設(shè)計(jì)2641編程工具軟件keil c512642 protrus軟件設(shè)計(jì)2643軟件程序的設(shè)計(jì)27com體流程圖27com設(shè)計(jì)28com真305結(jié)論326致謝33參考文獻(xiàn)34附錄36外文資料41外文翻譯481緒論11課題背景語(yǔ)音信號(hào)處理信息科學(xué)的一個(gè)重要分支大規(guī)模集成技術(shù)的高度發(fā)展計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速前進(jìn)推動(dòng)了語(yǔ)音信號(hào)處理的發(fā)展12課題研究的意義數(shù)字化的點(diǎn)數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)是加工信號(hào)加工信號(hào)對(duì)于有雜波的外部環(huán)境易產(chǎn)生失真電路來(lái)說(shuō)具有較好的穩(wěn)定性可以說(shuō)數(shù)字信號(hào)適用于易產(chǎn)生

4、雜波和波形失真的遠(yuǎn)距離傳送使用數(shù)字信號(hào)傳送具有穩(wěn)定性好可靠性高的優(yōu)點(diǎn)數(shù)字信號(hào)需要使用集成電路和大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)易于處理數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)還適于數(shù)字特技和圖像處理 數(shù)字信號(hào)處理電路簡(jiǎn)單它沒有模擬電路里的各種調(diào)整因而電路工作穩(wěn)定技術(shù)人員能夠從日常的調(diào)整工作中解放出來(lái)13數(shù)字化處理的前景數(shù)字化和信息化有著密不可分的聯(lián)系進(jìn)而影響著科技進(jìn)步的現(xiàn)代化進(jìn)程在在新經(jīng)濟(jì)時(shí)代推動(dòng)時(shí)代發(fā)展的根本力量仍必將是信息化和科技進(jìn)步推動(dòng)的全球經(jīng)濟(jì)一體化對(duì)科技進(jìn)步的現(xiàn)狀 包括數(shù)字技術(shù) 與經(jīng)濟(jì)發(fā)展前景的聯(lián)系會(huì)引起人們的各種思考一方面數(shù)字技術(shù)對(duì)推動(dòng)科技進(jìn)步 以新穎性創(chuàng)造性實(shí)用性為標(biāo)準(zhǔn) 帶來(lái)的機(jī)遇不容忽略另一方面人類綜合能力實(shí)踐能

5、力和創(chuàng)新能力的提高也會(huì)推動(dòng)數(shù)字信息化在更寬闊 的領(lǐng)域里有新的創(chuàng)造25人類通過(guò)對(duì)信息的處理來(lái)認(rèn)識(shí)客觀的世界又是通過(guò)對(duì)信息的應(yīng)用實(shí)踐來(lái)改造世界的人們可以認(rèn)為信息處理的數(shù)字化技術(shù)一定和其他任何事物的發(fā)展規(guī)律一樣只是信息處理的一個(gè)階段反映了從模擬到數(shù)字的飛躍但是在這個(gè)階段將會(huì)停留很長(zhǎng)時(shí)間讓我們?nèi)グl(fā)展它去完善處理它的方法數(shù)字處理絕不是信息處理方法的終極方案也不是沒有缺陷的方案 比如不適合用它處理頻率很高的信號(hào)等 數(shù)字化處理技術(shù)對(duì)人類的貢獻(xiàn)已經(jīng)十分明顯而信息處理的數(shù)學(xué)方法對(duì)科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)作用更是不可估量的數(shù)字化革命已經(jīng)滲透到了人類生活和工作的各個(gè)方面而且人類正以信息處理主宰者的姿態(tài)不斷實(shí)踐繪制著自己更加豐

6、富多彩的光明未來(lái)28 數(shù)字化已經(jīng)成為了時(shí)代的主流發(fā)展的趨勢(shì)14課題任務(wù)要求本次設(shè)計(jì)的主要目的是將單片機(jī)信息處理技術(shù)應(yīng)用到數(shù)字化語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)15本文的主要內(nèi)容本課題主要利用da和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)研究工作包括軟件的編程為了實(shí)現(xiàn)本文主要研究工作如下首先進(jìn)行系統(tǒng)方案的分析與設(shè)計(jì)主要介紹統(tǒng)的性能指標(biāo)原理等設(shè)計(jì)系統(tǒng)使之具有功能然后進(jìn)行系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)主要包括的分析與設(shè)計(jì)根據(jù)范圍及要求選擇傳感器設(shè)計(jì)系統(tǒng)使之具有進(jìn)行系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要圖21系統(tǒng)框架圖系統(tǒng)組成如圖21所示由輸入通道at89c52單片機(jī)和輸出通道三部分組成先分析輸入通道部分圖22輸入通道結(jié)構(gòu)圖輸入通道由拾音器前置放大電路和帶通濾波器組成拾音器輸出的毫

7、伏信號(hào)實(shí)測(cè)其范圍約為20-25mv后級(jí)ad轉(zhuǎn)換輸入信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍為0-5v因?yàn)榇穗娦盘?hào)太小所以不能夠進(jìn)行采樣語(yǔ)音信號(hào)的范圍與采樣范圍的比較得出放大器的放大倍數(shù)應(yīng)為200倍左右此處將信號(hào)通過(guò)一增益為46db的放大器將其放大到伏特量級(jí)輸出通道由帶通濾波器后級(jí)放大電路組成信號(hào)由拾音器拾起經(jīng)由用ne5532設(shè)計(jì)放大電路的進(jìn)行放大增益可調(diào)這樣滿足了存儲(chǔ)放大器增益46db要求濾波電路采用帶通濾波電路將帶通濾波器設(shè)計(jì)為典型的200hz-34khz輸出級(jí)帶通濾波器也為200hz-34khz這樣既可濾掉低頻分量又可濾掉da轉(zhuǎn)換帶來(lái)的高頻分量很好的濾除掉噪聲根據(jù)奈奎斯特抽樣定理知欲使采樣信號(hào)無(wú)失真抽樣頻率最低為6

8、8khz考慮到留有一定的余地采用8khz這樣就足夠保證語(yǔ)音質(zhì)量系統(tǒng)信號(hào)采集由模數(shù)轉(zhuǎn)換器adc0809及采樣保持放大器lf398完成lf398 具有高采樣速率保持電壓下降慢等特點(diǎn)語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)其采樣后輸出至adc0809分析輸出通道部分圖23輸出通道結(jié)構(gòu)圖輸出通道也采用濾波電路利用這種電路濾掉數(shù)字量轉(zhuǎn)換的模擬量中不在所要求頻率范圍的波形功率放大部分由lm386組成lm386是目前頗為流行的小功率音頻放大集成電路它廣泛運(yùn)用于各種語(yǔ)音電路中作為系統(tǒng)的核心部分即系統(tǒng)的處理控制中心單元選用at89c52它屬于80c51增強(qiáng)型單片機(jī)版本集成了時(shí)鐘輸出和向上或向下計(jì)數(shù)器等更多的功能適合于控制等應(yīng)用場(chǎng)合at89c

9、52內(nèi)置8位中央處理單元256字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器ram8k片內(nèi)程序存儲(chǔ)器rom32個(gè)雙向輸入輸出 io 口3個(gè)16位定時(shí)計(jì)數(shù)器和5個(gè)兩級(jí)中斷結(jié)構(gòu)一個(gè)全雙工串行通信口片內(nèi)時(shí)鐘振蕩電路at89c52完全滿足要求圖24信號(hào)處理結(jié)構(gòu)圖存儲(chǔ)器的容量選擇根據(jù)所存語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)間長(zhǎng)短而定因題目要求至少10s所以存儲(chǔ)器的容量至少為80k可以選用2片64k的flash memory 28f512作為外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器來(lái)存放存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)3硬件部分設(shè)計(jì)31 拾音器拾音器本質(zhì)上是一種聲傳感器它能夠把外界聲場(chǎng)中的聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)它在通訊噪聲控制環(huán)境檢測(cè)音質(zhì)評(píng)價(jià)文化娛樂(lè)超聲檢測(cè)水下探測(cè)和生物醫(yī)學(xué)工程及醫(yī)學(xué)方面有廣泛的應(yīng)用它的種

10、類按特點(diǎn)和頻率等將它劃分為超聲傳感器聲壓傳感器和聲表面波傳感器單純的磁性拾音器工作的電學(xué)原理當(dāng)在銅絲繞制的線圈內(nèi)震動(dòng)切割被該線圈所纏繞的磁芯產(chǎn)生的磁感線時(shí)線圈內(nèi)感應(yīng)出電信號(hào)并流出 動(dòng)圈式32 放大器的設(shè)計(jì)放大器輸入的電壓或功率放大的裝置由電子管或晶體管電源變壓器電器元件組成在通訊廣播雷達(dá)電視自動(dòng)控制等裝置中com 前置增益放大器拾音器輸出的信號(hào)實(shí)際范圍約為2025mv而后級(jí)ad轉(zhuǎn)換輸入信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍為05v由于此電信號(hào)太小不能夠進(jìn)行采樣通過(guò)對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的范圍與采樣范圍的比較得出放大器的放大倍數(shù)應(yīng)設(shè)置在200倍左右即將拾音器輸出的信號(hào)通過(guò)一增益為46db的放大器將其放大到伏特量級(jí)為了將從拾音器獲得

11、的微弱語(yǔ)音信號(hào)放大我們采用由運(yùn)放ne5532構(gòu)成的高輸入阻抗的放大器ne5532是一種雙運(yùn)放高性能低噪聲運(yùn)算放大器特點(diǎn)小信號(hào)帶寬10mhz輸出驅(qū)動(dòng)能力60010v有效值輸入噪聲電壓5nvhz直流電壓增益50000 交流電壓增益2200-10khz 功率帶寬140khz轉(zhuǎn)換速率9vs大的電源電壓范圍3v-20v 單位增益補(bǔ)償相大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放大器ne5532顯示出更好的噪聲性能這使該器件特別適合應(yīng)用在高品質(zhì)和專業(yè)音響設(shè)備儀器和控制電路和電話通道放大器ne5532作為前置放大電路的運(yùn)放前置放大電路如圖31所示圖31前置放大器放大器的放大倍數(shù)按下式計(jì)算3-1帶入數(shù)據(jù)有3-2因?yàn)樵O(shè)計(jì)的r4的值可以調(diào)節(jié)

12、所以增益倍數(shù)可以滿足要求的調(diào)節(jié)范圍com率放大器經(jīng)帶通濾波器輸出的聲音信號(hào)其幅度為05v足以用耳機(jī)來(lái)收聽可不接任何放大器但考慮到實(shí)際中經(jīng)常會(huì)用到揚(yáng)聲器外放故在本系統(tǒng)中增加外放功能采用通用型音頻功率放大器lm386來(lái)完成13lm386是目前頗為流行的小功率音頻放大集成電路它廣泛運(yùn)用于各種語(yǔ)音電路中它的突出優(yōu)點(diǎn)是頻響寬功耗低電源電壓適應(yīng)范圍寬外接元件少等lm386集成功率放大器的性能及特征額定工作電壓416v額定電流當(dāng)電源電壓為6v時(shí)靜態(tài)工作電流為4ma適合用電池供電增益腳與腳之間不接外部阻容元件時(shí)電壓增益為20接元件時(shí)可提供增益到20200之間的任何值 頻響可達(dá)數(shù)百khz最大允許功耗為25600

13、ma使用時(shí)不用散熱片負(fù)載電阻4時(shí)輸出功率失真為10為300malm386有兩個(gè)信號(hào)輸入端當(dāng)信號(hào)從腳輸入時(shí)構(gòu)成反相放大器從腳輸入時(shí)構(gòu)成正相放大器本設(shè)計(jì)中信號(hào)從腳輸入為正相放大器每個(gè)輸入端的輸入阻抗都為50k而且輸入端對(duì)地的直流電位接近為零即使對(duì)地短路輸出直流電平也不會(huì)產(chǎn)生大的偏離圖32 lm386引腳圖在音頻放大電路中輸出信號(hào)的放大倍數(shù)由lm386的引腳和的外接的情況來(lái)決定一般情況下這兩個(gè)引腳通過(guò)串聯(lián)一個(gè)電阻r1和一個(gè)電容c2連接起來(lái)正是這個(gè)rc網(wǎng)絡(luò)決定了電路的增益當(dāng)腳和腳開路時(shí)電路電壓增益為40通過(guò)調(diào)節(jié)r1的值可以改變?cè)鲆娴拇笮⊥ㄟ^(guò)滑動(dòng)rv1的觸頭即可調(diào)節(jié)后置功率放大的大小進(jìn)而控制調(diào)節(jié)音量電路

14、如圖33所示圖33輸出功率放大33濾波器設(shè)計(jì)濾波器的作用是讓一定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)通過(guò)同時(shí)將此頻率范圍之外的信號(hào)加以抑制或者使其急劇衰減當(dāng)干擾信號(hào)與有用信號(hào)不在同一頻率范圍之內(nèi)使用濾波器可以非常有效的抑制干擾實(shí)際信號(hào)除有用信號(hào)外常常帶有干擾這些干擾有的是和有用信號(hào)同時(shí)產(chǎn)生的有的則是在信號(hào)傳輸與處理過(guò)程中由于不同系統(tǒng)間的相互作用而引起的在信號(hào)處理中從帶有干擾的信號(hào)中能夠分離出有用信號(hào)的裝置被稱為濾波器濾波器在日常生活中運(yùn)用非常廣泛例如在電子工程通信工程自動(dòng)控制遙測(cè)控制測(cè)量?jī)x器儀表和計(jì)算機(jī)等技術(shù)領(lǐng)域經(jīng)常需要用到各種各樣的濾波器隨著集成電路的迅速發(fā)展用集成電路可很方便地構(gòu)成各種濾波器用集成電路實(shí)現(xiàn)的濾

15、波器與其他濾波器相比其波形質(zhì)量幅度和頻率穩(wěn)定性等性能指標(biāo)都有了很大的提高23聲音信號(hào)通過(guò)動(dòng)圈拾音器轉(zhuǎn)為電壓信號(hào)通過(guò)前級(jí)放大進(jìn)行放大在對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)采集之前并經(jīng)過(guò)帶通濾波器濾除所需頻率以外的雜波按本題目要求選定帶通濾波器濾波器的通帶范圍為200hz34khz濾波器的作用是1保證2003400hz的語(yǔ)音信號(hào)不失真的通過(guò)濾波器2濾除通帶外的低頻信號(hào)以減少帶外功頻等分量的干擾大大減少噪聲影響3便于濾除通帶外的高次諧波以減少因8khz采樣率而引起的混疊失真根據(jù)實(shí)際情況該上限頻率可在3000hz左右?guī)V波器按品質(zhì)因數(shù)的大小為窄帶濾波器和寬帶濾波器兩種本題中上限頻率通帶濾波器中心頻率為 3-3品質(zhì)因數(shù)為 3

16、-4因?yàn)楣试搸V波器為寬帶帶通濾波器本寬帶帶通濾波器設(shè)計(jì)由高通和低通濾波器級(jí)聯(lián)構(gòu)成濾波器的實(shí)現(xiàn)我們采用低通-高通級(jí)聯(lián)方式實(shí)現(xiàn)即將帶通濾波器的技術(shù)指標(biāo)分成低通濾波器和高通濾波器兩個(gè)獨(dú)立的技術(shù)指標(biāo)分別設(shè)計(jì)出低通濾波器和高通濾波器再級(jí)聯(lián)即得帶通濾波器1計(jì)算高通濾波器的電阻電容值根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取選取 3-5將數(shù)據(jù)帶入式3-5有2計(jì)算低通濾波器的電阻電容值根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取選取將數(shù)據(jù)帶入3-5有根據(jù)計(jì)算所得的參數(shù)值計(jì)算所設(shè)計(jì)的帶通濾波器的傳遞函數(shù)低通傳遞函數(shù) 3-6高通傳遞函數(shù)計(jì)算 3-7兩個(gè)傳遞函數(shù)相乘得到總的傳遞函數(shù)圖34 濾波器幅頻曲線matlab中觀察濾波器的濾波效果如下 圖35 濾波效果圖34單片機(jī)選型單

17、片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片微機(jī)或單片機(jī)它是一種把芯片中集成中央微處理器隨機(jī)存取存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器定時(shí)計(jì)數(shù)器以及io接口電路等部件構(gòu)成了一個(gè)完整的微型數(shù)字電子計(jì)算機(jī)其具有很多優(yōu)點(diǎn)高性能高速度體積小價(jià)格低廉穩(wěn)定可靠等也正是由于單片機(jī)具有上述顯著的特點(diǎn)使得單片機(jī)的應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大單片機(jī)的應(yīng)用打破了人們的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思想原來(lái)很多用模擬電路脈沖數(shù)字電路和邏輯部件來(lái)實(shí)現(xiàn)的功能現(xiàn)在均可以使用單片機(jī)采用軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)同時(shí)使用單片機(jī)所做的產(chǎn)品還具有體積小可靠性高性能價(jià)格比高和容易產(chǎn)品化等優(yōu)點(diǎn)com at89c52介紹at89c52是一種8 位通用微處理器采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的c51內(nèi)核在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用at89c52一種

18、帶k字節(jié)高性能cmos8位微處理器單片機(jī)at89c52能夠滿足8k flash程序存儲(chǔ)器的要求at89c52是采用atmel高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的mcs-51指令集和輸出管腳相兼容由于將多功能8位cpu和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中atmel的89c5一種高效微控制器為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案其主要用于會(huì)聚調(diào)整時(shí)的功能控制功能包括對(duì)會(huì)聚主ic 內(nèi)部寄存器數(shù)據(jù)ram及外部接口等功能部件的初始化會(huì)聚調(diào)整控制紅外遙控信號(hào)ir的接收解碼及與主板cpu通信等p0口p0口為雙向io口每腳可吸收8ttl門電流p0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器為雙向io口在fiash編程

19、時(shí)p0 口作為原碼輸入口當(dāng)fiash進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)p0輸出原碼p1口p1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向io口p1口管腳寫入1后被內(nèi)部上拉為高可用作輸入p1口被外部下拉為低電平時(shí)將輸出電流這是由于內(nèi)部上拉的緣故p10 和p11 還可分別作為定時(shí)計(jì)數(shù)器2 的外部計(jì)數(shù)輸入p10t2和輸入p11t2excom功能引腳號(hào)功能特性p10t2時(shí)鐘輸出p11t2ex定時(shí)計(jì)數(shù)器2p2口p2口8個(gè)引腳一般可作為準(zhǔn)雙向io口p2口緩沖器可接收輸出4個(gè)ttl門電流當(dāng)p2口被寫1時(shí)其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高且作為輸入并因此作為輸入時(shí)p2口的管腳被外部拉低將輸出電流這是由于內(nèi)部上拉的緣故p2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或外部數(shù)據(jù)

20、存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)p2口地址高八位在給出地址1時(shí)它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)p2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容p3口p3口8個(gè)引腳除了作為準(zhǔn)雙向io口當(dāng)p3口寫入1后它們被內(nèi)部上拉為高電平并用作輸入作為輸入由于外部下拉為低電平p3口將輸出電流ill這是由于上拉的緣故p3口作為89c5的一些特殊功能口rst復(fù)位輸入當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí) rst腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平aleprog當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的位字節(jié)在flash編程期間此引腳脈沖在平時(shí)ale端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)此頻率為振蕩器頻率的16因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的p

21、sen程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間每個(gè)機(jī)器周期但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)這兩次有效的psen信號(hào)將不出現(xiàn)ea當(dāng)ea保持低電平時(shí)外部程序存儲(chǔ)器xtal1振蕩放大器的輸入xtal2振蕩放大器的輸入1兼容mcs51指令系統(tǒng)8kb的可復(fù)擦寫flash閃速存儲(chǔ)器雙向io口256個(gè)字節(jié)的片內(nèi)ram63個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器中斷時(shí)鐘頻率0-24mhz8低功耗空閑和掉電模式2個(gè)外部中斷源共8個(gè)中斷源10具有強(qiáng)位尋址位處理能力中斷at89c52 共有6 個(gè)中斷向量?jī)蓚€(gè)外中斷int0 和int13 個(gè)定時(shí)器中斷定時(shí)器012和串行口中斷這些中斷源可通過(guò)分別設(shè)置專用寄存器ie 的置位或清0 來(lái)控制每

22、一個(gè)中斷的允許或禁止ie 也有一個(gè)總禁止位ea能控制所有中斷的允許或禁止 定時(shí)器2 的中斷是由t2con 中的tf2 和exf2 邏輯或產(chǎn)生的當(dāng)轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序時(shí)這些標(biāo)志位不能被硬件清除 事實(shí)上服務(wù)程序需確定是tf2 或exf2 產(chǎn)生中斷而由軟件清除中斷標(biāo)志位 定時(shí)器0 和定時(shí)器1 的標(biāo)志位tf0 和tf1 在定時(shí)器溢出那個(gè)機(jī)器周期的s5p2 狀態(tài)置位而會(huì)在下一個(gè)機(jī)器周期才查詢到該中斷標(biāo)志然而定時(shí)器2 的標(biāo)志位tf2 在定時(shí)器溢出的那個(gè)機(jī)器周期的s2p2 狀態(tài)置位并在同一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)查詢到該標(biāo)志圖36 lf398的引腳圖圖中input和output分別為模擬量輸入和輸出offset volta

23、ge為偏置調(diào)整引腳ch為外界保持電容引腳v和v-為電路電源logic和logic referen ce分別為邏輯電平和邏輯參考電平用于控制其工作方式當(dāng)logic為低電平時(shí)開關(guān)k閉合電路工作在采樣狀態(tài)反之k斷開電路工作在保持狀態(tài)36 da轉(zhuǎn)換器dac0832 da轉(zhuǎn)換芯片也種類繁多本課題選用應(yīng)用非常廣的dac0832它是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種8 位分辨率雙通道ad轉(zhuǎn)換芯片由于它體積小兼容性強(qiáng)性價(jià)比高接口簡(jiǎn)單和控制方便等特點(diǎn)而廣泛應(yīng)用adc0832 具有的特點(diǎn)8位分辨率雙通道ad轉(zhuǎn)換輸入輸出電平與ttlcmos相兼容電源供電時(shí)輸入電壓在05v之間工作頻率為100khz轉(zhuǎn)換時(shí)間為10s一般功耗

24、僅為15mwcom dac0832內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳圖37 dac0832的引腳dac0832內(nèi)部結(jié)構(gòu)資料芯片內(nèi)有兩級(jí)輸入寄存器使dac0832具備雙緩沖單緩沖和直通三種輸入方式以便適于各種電路的需要 如要求多路da異步輸入同步轉(zhuǎn)換等 da轉(zhuǎn)換結(jié)果采用電流形式輸出要是需要相應(yīng)的模擬信號(hào)可通過(guò)一個(gè)高輸入阻抗的線性運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)這個(gè)供功能運(yùn)放的反饋電阻可通過(guò)r端引用片內(nèi)固有電阻可以外接dac0832外部di0di7數(shù)據(jù)輸入線tll電平 ile數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號(hào)輸入線高電平有效cs片選信號(hào)輸入線低電平有效 wr1為輸入寄存器的寫選通信號(hào) xfer數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)輸入線低電平有效 wr2為dac寄存器寫

25、選通輸入線 iout1電流輸出線當(dāng)輸入全為1時(shí)iout1最大 iout2 電流輸出線其值與iout1之和為一常數(shù) rfb反饋信號(hào)輸入線芯片內(nèi)部有反饋電阻vcc電源輸入線 5v15v vref基準(zhǔn)電壓輸入線 -10v10v gnd模擬地摸擬信號(hào)和基準(zhǔn)電源的參考地 com dac0832工作方式dac0832的工作方式有單緩沖工作方式雙緩沖工作方式和直通工作方式三種類型1單緩沖方式單緩沖方式是控制輸入寄存器和dac寄存器同時(shí)接收資料或者只用輸入寄存器而把dac寄存器接成直通方式此方式適用只有一路模擬量輸出或幾路模擬量異步輸出的情形2雙緩沖方式雙緩沖方式是先使輸入寄存器接收資料再控制輸入寄存器的輸出

26、資料到dac寄存器即分兩次鎖存輸入資料此方式適用于多個(gè)da轉(zhuǎn)換同步輸出的情節(jié)3直通方式直通方式是資料不經(jīng)兩級(jí)鎖存器鎖存即wr1wr2xfercs均接地ile接高電平此方式適用于連續(xù)反饋控制線路不過(guò)在使用時(shí)必須通過(guò)另加io接口與cpu連接以匹配cpu與da轉(zhuǎn)換圖38單緩沖方式連接示意圖在不要求多相da同時(shí)輸出時(shí)采用單緩沖方式此時(shí)只需一次寫操作就開始轉(zhuǎn)換可以提高da的數(shù)據(jù)吞吐量mov ar1movx r0a片內(nèi)ram30h單元的內(nèi)容送往dac0832進(jìn)行轉(zhuǎn)換在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常需要用到一個(gè)線性增長(zhǎng)的電壓去控制某一個(gè)檢測(cè)過(guò)程或者作為掃描電壓去控制一個(gè)電子束的移動(dòng)執(zhí)行下面的程序段利用da轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生一個(gè)鋸齒

27、波電壓實(shí)現(xiàn)此類控制作用dacmov r0 0dfh選通dac0832mov a 0ffhloopmovx r0 a輸出acall delay調(diào)延時(shí)程序dec asjmp loop圖39鋸齒波圖形37 ad轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)由信號(hào)處理電路輸出的信號(hào)是模擬信號(hào)但是單片機(jī)只能處理數(shù)字信號(hào)所以首先必須將模擬量經(jīng)過(guò)一定的電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)只有這樣單片機(jī)才能處理這種電路被稱為ad轉(zhuǎn)換電路com ad轉(zhuǎn)換的常用方法ad轉(zhuǎn)換的常用方法有雙積分式ad轉(zhuǎn)換逐次逼近型ad轉(zhuǎn)換計(jì)數(shù)型ad轉(zhuǎn)換等雙積分式ad轉(zhuǎn)換的工作原理是將對(duì)輸入電壓的測(cè)量轉(zhuǎn)換成對(duì)基準(zhǔn)源積分時(shí)間的測(cè)量再測(cè)量時(shí)間脈沖寬度信號(hào)或頻率脈沖頻率然后由定時(shí)器計(jì)數(shù)器獲得

28、數(shù)字值這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是分辨率高精度高抗干擾性強(qiáng)主要缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)換速度慢逐次逼近型ad轉(zhuǎn)換由一個(gè)比較器和da轉(zhuǎn)換器通過(guò)逐次比較邏輯構(gòu)成順序的增加內(nèi)部da的輸入值并將其輸出電壓與ad測(cè)量輸入電壓比較當(dāng)二者相等時(shí)內(nèi)部da的輸入值就是ad轉(zhuǎn)換的結(jié)果這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是速度快功耗低主要缺點(diǎn)是抗干擾性差com adc0809的主要特性和結(jié)構(gòu)本設(shè)計(jì)采用adc0809大規(guī)模集成電路芯片它是一種具有8路模擬量輸入的8位ad轉(zhuǎn)換器采用逐次逼近式ad轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號(hào)有三態(tài)緩沖器可以和單片機(jī)直接接口它有模擬多路轉(zhuǎn)換開關(guān)和ad轉(zhuǎn)換兩大部分 模擬多路轉(zhuǎn)換開關(guān)由8路模擬開關(guān)和3位地址鎖存與譯碼器組成地址鎖存允許信號(hào)al

29、e將三位地址信號(hào)addcaddb和adda進(jìn)行鎖存然后由譯碼電路選通其中一路摸信號(hào)加到ad轉(zhuǎn)換部分進(jìn)行轉(zhuǎn)換ad轉(zhuǎn)換部分包括比較器逐次逼近寄存器sar256r電阻網(wǎng)絡(luò)樹狀電子開關(guān)控制與時(shí)序電路等另外具有三態(tài)輸出鎖存緩沖器其輸出數(shù)據(jù)線可直接連cpu的dbadc0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示它由8路模擬開關(guān)地址鎖存與譯碼器比較器8位開關(guān)樹型da轉(zhuǎn)換器圖310 adc0809的原理框圖adc0809的主要技術(shù)指標(biāo)為1它的分辨率為8位2單電源供電5v3最大不可調(diào)誤差小于1lsb4轉(zhuǎn)換時(shí)間為100s時(shí)鐘頻率為640khz5 模擬輸入范圍單極性05v6不必進(jìn)行零點(diǎn)和滿刻度調(diào)整7功耗為15mwcom adc080

30、9管腳功能及定義adc0809芯片有28條引腳采用雙列直插式封裝下面說(shuō)明各引腳功能如圖所示首先輸入3位地址并使ale 1將地址存入地址鎖存器中此地址經(jīng)譯碼選通8路模擬輸入之一到比較器start上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位下降沿啟動(dòng) ad轉(zhuǎn)換之后eoc輸出信號(hào)變低指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行直到ad轉(zhuǎn)換完成eoc變?yōu)楦唠娖街甘綼d轉(zhuǎn)換結(jié)束結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器這個(gè)信號(hào)可用作中斷申請(qǐng)當(dāng)oe輸入高電平 時(shí)輸出三態(tài)門打開轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送 ad轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)傳送給單片機(jī)進(jìn)行處理數(shù)據(jù)傳送的關(guān)鍵問(wèn)題是如何確認(rèn)ad轉(zhuǎn)換的完成因?yàn)橹挥写_認(rèn)完后才能進(jìn)行傳送為此可采用下述三種方式1方式 cpu

31、執(zhí)行一條輸出指令啟動(dòng)adc轉(zhuǎn)換然后cpu執(zhí)行延時(shí)程序延時(shí)時(shí)間大于所選用的adc芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間延時(shí)結(jié)束cpu執(zhí)行輸入指令打開三態(tài)門獲取adc轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)如adc0809轉(zhuǎn)換時(shí)間為128s相當(dāng)于mhz的mcs-51單片機(jī)共個(gè)機(jī)器周期可據(jù)此設(shè)計(jì)一個(gè)延時(shí)子程序ad轉(zhuǎn)換啟動(dòng)后即調(diào)用此子程序延遲時(shí)間一到轉(zhuǎn)換肯定已經(jīng)完成了接著就可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送參見圖 2查詢方式 3中斷方式 把表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號(hào)eoc作為中斷請(qǐng)求信號(hào)以中斷方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送圖314 中斷adc接口電路不管使用上述那種方式只要一旦確定轉(zhuǎn)換完成即可通過(guò)指令進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送首先送出口地址并以信號(hào)有效時(shí)oe信號(hào)即有效把轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)送上數(shù)據(jù)總線供單片機(jī)接所用的

32、指令為movx 讀指令則有mov dptr fe00hmovx a dptr該指令在送出有效口地址的同時(shí)發(fā)出有效信號(hào)使0809的輸出允許信號(hào)oe有效從而打開三態(tài)門輸出是轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)總線送入a累加器中這里需要說(shuō)明的示adc0809的三個(gè)地址端abc即可如前所述與地址線相連也可與數(shù)據(jù)線相連例如與d0d2相連這是啟動(dòng)ad轉(zhuǎn)換的指令與上述類似只不過(guò)a的內(nèi)容不能為任意數(shù)而必須和所選輸入通道號(hào)in0in7相一致random access memoryram用于存放可隨時(shí)修改的數(shù)據(jù)信息單片機(jī)使用的主要是靜態(tài)rammcs-51系列單片機(jī)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的空間可達(dá)64kb而片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的空間只有128b

33、或256b如果片內(nèi)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器不夠用時(shí)則需進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展存儲(chǔ)器擴(kuò)展的核心問(wèn)題是存儲(chǔ)器的編址問(wèn)題所謂編址就是給存儲(chǔ)單元分配地址由于存儲(chǔ)器通常由多個(gè)芯片組成為此存儲(chǔ)器的編址分為兩個(gè)層次即存儲(chǔ)器芯片的選擇和存儲(chǔ)器芯片內(nèi)部存儲(chǔ)單元的選擇18 1地址線的譯碼存儲(chǔ)器芯片的選擇有兩種方法線選法和譯碼法所謂線選法就是直接以系統(tǒng)的地址線作為存儲(chǔ)器芯片的片選信號(hào)為此只需把用到的地址線與存儲(chǔ)器芯片的片選端直接相連即可所謂譯碼法就是使用地址譯碼器對(duì)系統(tǒng)的片外地址進(jìn)行譯碼以其譯碼輸出作為存儲(chǔ)器芯片的片選信號(hào)譯碼法又分為完全譯碼和部分譯碼兩種 完全譯碼地址譯碼器使用了全部地址線地址與存儲(chǔ)單元一一對(duì)應(yīng)也就是1個(gè)存儲(chǔ)單

34、元只占用1個(gè)唯一的地址部分譯碼地址譯碼器僅使用了部分地址線地址與存儲(chǔ)單元不是一一對(duì)應(yīng)而是1個(gè)存儲(chǔ)單元占用了幾個(gè)地址238譯碼器74ls13838譯碼器74ls138為一種常用的地址譯碼器芯片其中g(shù)1g2ag2b為控制端只有當(dāng)g1為1且g2ag2b均為0時(shí)譯碼器才能進(jìn)行譯碼輸出否則譯碼器的8個(gè)輸出端全為高阻狀態(tài)譯碼輸入端與輸出端之間的譯碼關(guān)系如下表33所示表33 譯碼表cba編碼000001010011100101110111輸出有效位3讀片外ram操作時(shí)序89c52單片機(jī)若外擴(kuò)一片ram則應(yīng)將其wr引腳與ram芯片的we引腳連接rd引腳與芯片oe引腳連接ale信號(hào)的作用即鎖存低8位地址以便讀片

35、外ram中的數(shù)據(jù)在第一個(gè)機(jī)器周期的s1狀態(tài)ale信號(hào)由低變高讀ram周期開始在s2狀態(tài)cpu把低8位地址送到p0口總線上把高8位地址送上p2口 在執(zhí)行movx adptr指令階段時(shí)才送高8位若是movx ari指令則不送高8位 ale的下降沿用來(lái)把低8位地址信息鎖存到外部鎖存器74hc373內(nèi)而高8位地址信息一直鎖存在p2口鎖存器中在s3狀態(tài)p0口總線變成高阻懸浮狀態(tài)在s4狀態(tài)rd信號(hào)變?yōu)橛行窃趫?zhí)行movx adptr 后使rd信號(hào)有效rd信號(hào)使得被尋址的片外ram略過(guò)片刻后把數(shù)據(jù)送上p0口總線當(dāng)rd回到高電平后p0總線變?yōu)閼腋顟B(tài)至此讀片外ram周期結(jié)束4寫片外ram操作時(shí)序向片外ram寫

36、 存 數(shù)據(jù)是89c52執(zhí)行movx dptra指令后產(chǎn)生的動(dòng)作這條指令執(zhí)行后在 89c51的wr引腳上產(chǎn)生wr信號(hào)的有效電平此信號(hào)使ram的we端被選通開始的過(guò)程與讀過(guò)程類似但寫的過(guò)程是cpu主動(dòng)把數(shù)據(jù)送上p0口總線故在時(shí)序上cpu先向p0總線上送完低8位地址后在s3狀態(tài)就將數(shù)據(jù)送到p0總線此間p0總線上不會(huì)出現(xiàn)高阻懸浮現(xiàn)象在s4狀態(tài)寫控制信號(hào)wr有效選通片外ram稍過(guò)片刻p0上的數(shù)據(jù)就寫到ram內(nèi)了在數(shù)字化語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放的設(shè)計(jì)中可用2片28f512 flash存儲(chǔ)器 flash具有在線可擦寫非揮發(fā)性信息保存可靠存儲(chǔ)容量大等優(yōu)點(diǎn)每片的容量為64k字節(jié)它是國(guó)外最新產(chǎn)品該產(chǎn)品的讀寫一般與ram相同

37、由于89c52一般能尋址64k字節(jié)2片28f512構(gòu)成64k的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器滿足存儲(chǔ)10s的要求圖315 系統(tǒng)原理圖4 軟件設(shè)計(jì)41 編程工具軟件keil c51keil c51集成開發(fā)環(huán)境是基于80c51內(nèi)核的微處理器軟件開發(fā)平臺(tái)內(nèi)嵌多種符合當(dāng)前工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)工具可以完成從工程建立管理程序編譯鏈接目標(biāo)代碼生成軟硬件仿真等完整的開發(fā)流程常用的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟件編寫語(yǔ)言有匯編cbasicc等對(duì)51單片機(jī)而言使用最廣泛的還是匯編語(yǔ)言和c語(yǔ)言采用keil c開發(fā)51單片機(jī)應(yīng)用程序一般需要以下步驟1在開發(fā)環(huán)境中創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目并為該項(xiàng)目選定合適的單片機(jī)型號(hào)2利用vision3的文件編輯器編寫匯編語(yǔ)言源

38、程序文件并將文件添加到項(xiàng)目中去3通過(guò)vision3的各種選項(xiàng)配置cx51編譯器ax51宏匯編器bl51lx51連接定位器以及debug調(diào)試器的功能4利用vision3的構(gòu)造功能對(duì)項(xiàng)目中的源程序文件進(jìn)行編譯鏈接生成絕對(duì)目標(biāo)碼和可選的hex格式的可執(zhí)行文件如果出現(xiàn)編譯連接錯(cuò)誤則返回2步修改源程序中的錯(cuò)誤后重新構(gòu)造整個(gè)項(xiàng)目5將沒有錯(cuò)誤的絕對(duì)目標(biāo)代碼裝入vision3調(diào)試器進(jìn)行仿真調(diào)試調(diào)試成功后用編程器將可執(zhí)行文件寫入到單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器或單片機(jī)內(nèi)部的rom中匯編語(yǔ)言直接同計(jì)算機(jī)的底層軟件甚至硬件進(jìn)行交互它優(yōu)點(diǎn)能夠直接訪問(wèn)與硬件相關(guān)的存儲(chǔ)器或io端口能夠不受編譯器的限制對(duì)生成的二進(jìn)制代碼進(jìn)行完全的控制

39、提高運(yùn)行速度能夠最大限度地發(fā)揮硬件的功能42 proteus軟件簡(jiǎn)介proteus軟件是英國(guó)labcenter electronics公司出版的eda工具軟件該軟件中國(guó)總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司它不僅具有其它eda工具軟件的仿真功能還能仿真單片機(jī)及外圍器件它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具proteus主要由isis和ares兩部分組成isis的主要功能是原理圖設(shè)計(jì)及與電路原理圖的交互仿真ares主要用于印制電路板的設(shè)計(jì) proteus可仿真數(shù)字和模擬交流和直流等數(shù)千種元器件有30多個(gè)元件庫(kù)proteus可提供的仿真儀表資源 示波器邏輯分析儀虛擬終端spi調(diào)試器i2c調(diào)試器信號(hào)發(fā)生

40、器模式發(fā)生器交直流電壓表交直流電流表proteus可提供的調(diào)試手段 proteus提供了比較豐富的測(cè)試信號(hào)用于電路的測(cè)試這些測(cè)試信號(hào)包括模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)43 軟件程序的設(shè)計(jì)com 程序總體流程圖單片機(jī)at89c52通過(guò)片選方式掃描鍵盤有錄音鍵按下則錄音同時(shí)錄音過(guò)程中若有暫停鍵按下則暫停錄音返回檢測(cè)鍵盤若錄音鍵按下則繼續(xù)錄音存儲(chǔ)器滿則自動(dòng)返回當(dāng)有放音鍵按下則開始播放播放過(guò)程中若檢測(cè)到暫停鍵則暫停播放在檢測(cè)到播放鍵按下則繼續(xù)播放圖41 主程序流程圖主程序功能如下系統(tǒng)初始化賦定時(shí)器t0初值ram指針清零等語(yǔ)音采樣程序定時(shí)讀ad轉(zhuǎn)換結(jié)果存入ram中修改ram指針?lè)乓舫绦騞a數(shù)據(jù)輸出程序輸出ram中的

41、存放值并修改ram等com 子程序設(shè)計(jì)1利用at89c52的int0和int1設(shè)置錄音放音兩種按鈕int0即外部中斷0完成語(yǔ)音存儲(chǔ)功能int1即外部中斷1完成語(yǔ)音回放功能錄放音子程序流程圖如下圖42 錄放音子程序流程圖2定時(shí)器t0中斷流程圖為了以滿足采樣頻率8khz的要求在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)t0定時(shí)為125s當(dāng)定時(shí)時(shí)間到時(shí)啟動(dòng)adc0809進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換完成一次轉(zhuǎn)換之后關(guān)閉adc0809然后重新計(jì)時(shí)經(jīng)過(guò)125s后再次啟動(dòng)adc0809再進(jìn)行一次采樣圖43 定時(shí)器t0中斷程序流程圖2鍵盤查詢程序流程圖圖44 鍵盤查詢流程圖通過(guò)掃描鍵盤判斷并確定哪個(gè)按鍵按下并做出相應(yīng)的響應(yīng)如果錄音按鍵按下則啟用錄音子程序?qū)π?/p>

42、號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理并存入片外ram在該過(guò)程中按下暫停則停止錄音同時(shí)掃描鍵盤判斷有無(wú)按鍵按下如果按下放音鍵則啟用放音子程序讀取ram數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換還原為模擬信號(hào)該過(guò)程暫停鍵按下則停止放音等待鍵盤的按下并做出相應(yīng)的反應(yīng)com 系統(tǒng)仿真圖45 ad da模塊仿真電路圖采樣信號(hào)為以正弦波狀的電壓信號(hào)經(jīng)adc0809進(jìn)行模擬量的數(shù)字化轉(zhuǎn)換通過(guò)單片機(jī)處理并傳送給dac0832再由dac0832進(jìn)行數(shù)字量的模擬量轉(zhuǎn)換還原為正弦波狀的電壓信號(hào)圖46 輸入輸出通道仿真效果圖圖中第一條曲線為輸入到adc0809的正弦波信號(hào)中間的曲線為數(shù)字量經(jīng)過(guò)dac0832還原后的模擬信號(hào)的波形最后一條曲線為經(jīng)過(guò)濾波器處理的模

43、擬信號(hào)通過(guò)圖形分析可知系統(tǒng)能夠達(dá)到所要求的語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放的要求圖47 鍵盤仿真效果圖通過(guò)仿真鍵盤驗(yàn)證鍵盤的管理當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕時(shí)系統(tǒng)開始計(jì)時(shí)當(dāng)按下停止按鈕時(shí)系統(tǒng)停止計(jì)時(shí)等待命令如此時(shí)再按下啟動(dòng)按鈕則系統(tǒng)繼續(xù)計(jì)時(shí)按下清除按鈕系統(tǒng)停止計(jì)時(shí)5 結(jié)論本文所設(shè)計(jì)的數(shù)字化語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)采用了at89c52單片機(jī)為處理器因?yàn)樵搯纹瑱C(jī)的價(jià)格低廉且功能能夠滿足我的設(shè)計(jì)所需所以我選擇它作為我設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的核心模塊在系統(tǒng)中為了保證語(yǔ)音信息存儲(chǔ)及回放的質(zhì)量增加了放大濾波電路環(huán)節(jié)同時(shí)對(duì)系統(tǒng)擴(kuò)展了外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器這樣就可以存儲(chǔ)較長(zhǎng)時(shí)間的語(yǔ)音信息通過(guò)設(shè)計(jì)語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)我較以前更深刻的了解單片機(jī)學(xué)會(huì)了如何應(yīng)用protel設(shè)

44、計(jì)電路應(yīng)用proteus進(jìn)行仿真本次設(shè)計(jì)收獲很大對(duì)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)有了更深刻的了解在設(shè)計(jì)之前必須仔細(xì)分析題目并進(jìn)行深入的研究分析所要設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的類型并針對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行方案的論證然后模塊化處理系統(tǒng)最后將各個(gè)模塊組合并進(jìn)行總體調(diào)試本文對(duì)數(shù)字化語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)的研究還不夠深入還有很多地方未進(jìn)行深入的分析論證本系統(tǒng)還可以進(jìn)行改進(jìn)與拓展可以將其與計(jì)算機(jī)通過(guò)串口進(jìn)行連接通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)語(yǔ)音信息進(jìn)行深層次的分析處理等路漫漫其修遠(yuǎn)兮吾將上下而求索參考文獻(xiàn)1 劉金華李宗福單片機(jī)在語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放中的作用j黃石高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)200016 1 3-72 黃恩魏煒鄒鋆濤向海飛數(shù)字化語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中國(guó)儀器儀表2003

45、031-1 3 高海春任開達(dá)數(shù)字化語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)華東船舶工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)2000031-34 梁文海徐玲語(yǔ)音數(shù)字化存儲(chǔ)回放系統(tǒng)設(shè)計(jì)極其應(yīng)用 四川大學(xué)學(xué)報(bào)2002011-45 張智杰ad574在數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用國(guó)外電子元器件20030654-576 張晶曾憲云閃速存儲(chǔ)器at29c040與單片機(jī)的接口設(shè)計(jì)半導(dǎo)體技術(shù)200192-47 劉煥平韓樹新adc0809與at89c51 的一種接口方法石家莊師范專科學(xué)校學(xué)報(bào)200268 林敏簡(jiǎn)易數(shù)字化語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)j儀表技術(shù)20089 10 9 曹衛(wèi)芳基于mcs-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究d青島山東科技大學(xué)200510 王煒劉峰吳淑珍rasta

46、濾波在語(yǔ)音通信質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)中應(yīng)用的研究北京大學(xué)學(xué)報(bào)20039 11 江明單片機(jī)控制多功能信號(hào)發(fā)生器d長(zhǎng)春吉林大學(xué)200412 盧文汐單片機(jī)語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)武漢大學(xué)電子信息學(xué)院13 劉欣安欣賞isd語(yǔ)音器件分段地址的獲取j電子技術(shù)應(yīng)用19991064-6514 包麗萍單片機(jī)控制系統(tǒng)的抗干擾措施j牡丹江大學(xué)學(xué)報(bào)20089 12 103-10415 王南陽(yáng)單片語(yǔ)音錄放電路模塊及其應(yīng)用j電子世界1999741-4316 門赫開發(fā)運(yùn)用音樂(lè)集成電路的潛在功能j常州工學(xué)院學(xué)報(bào)2004638-41 17 hai jin guang r gao zhiwei xu a pervasive sersor

47、node architecture volume 3222 2004 october 18-20 200456-5718 atmel at29c040 user s guide199619 kitawaki nhonda m itoh k speech quaity assessment methods for speech coding systems ieee communicationsmagazine 1984 22 10 26 3320 a book on cprogramming in cfourth edition 美al kelleyira pohl addison wesle

48、ypearson 200421 susan a r garrod robort j borns digital logic-analysis application and design holt rinehart and winston inc 199122 張毅剛單片機(jī)原理及應(yīng)用高等教育出版社2003 23 謝自美電子線路設(shè)計(jì)com524 姚曉亮劉春河楊林杰一種數(shù)字化語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)芯片應(yīng)用20076127-12925 康華光電子技術(shù)基礎(chǔ) 第四版 北京高等教育出版社199926 張雄偉編著現(xiàn)代語(yǔ)音處理技術(shù)及應(yīng)用北京機(jī)械工業(yè)出版社2003827 沈紅衛(wèi)基于單片機(jī)的智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)m

49、北京電子工業(yè)出版社200528 丁元杰單片微機(jī)原理及應(yīng)用 m北京機(jī)械工業(yè)出版社2009229 何利民主編單片機(jī)外圍器件實(shí)用手冊(cè)北京北京航空航天大學(xué)出版社2003附錄系統(tǒng)總程序adc equ 0a000h dac equ 0c000h key bit 01h record bit 02h replay bit 03h stop bit 04h org 0000hljmp startorg 0003h 外部中斷0鍵盤中斷入口 clr ealjmp record org 000bh 定時(shí)器計(jì)數(shù)器0中斷入口ljmp int_time0org 000bhljmp replayorg 0100hstart

50、 mov 8eh04h clr ea mov sp60h 堆棧初始值setb key clr recordclr replay clr stop setb ea setb ex0 開外部中斷0main jb record 判別錄音標(biāo)志 jb replay 判別放音標(biāo)志 setb key 按鍵標(biāo)志復(fù)位ajmp mainrecord mov amode cjne a01hrc1 ljmp record_pcm ljmp mainreplay mov amode cjne a01hrp1 ljmp replay rp_exit ljmp mainrecordclr stop 停止標(biāo)志復(fù)位setb ea setb et0 setb tr0 mov dptradc movx dptra 啟動(dòng)ad轉(zhuǎn)換 mov dptr0000h 外部ram首地址rc_pcm push dph push dpl 保護(hù)外部ram當(dāng)前存儲(chǔ)地址 mov dptradc lcall delay_125us 采樣頻率125us movx adptr 讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果 movx dptra