智能化課程設(shè)計基于ISD1720的語音錄放器設(shè)計正文

1、目錄1 前言12 整體設(shè)計方案22.1 設(shè)計方案22.2 方案比較22.3 方案選擇33單元模塊的設(shè)計43.1各單元模塊的功能介紹及電路設(shè)計43.1.1 語音電路模塊43.1.2 USB電源模塊73.1.3 時鐘復(fù)位電路模塊8LED顯示模塊103.2電路參數(shù)的計算和元器件的選擇103.2.1 語音錄放器錄放時間的選擇103.3特殊器件的介紹113.3.1 ISD1720的功能特點113.3.2 單片機的引腳功能特點介紹143.4各單元模塊的連接153.4.1 單片機和數(shù)碼管的連接15單片機與ISD1720的連接154軟件設(shè)計174.1 軟件設(shè)計原理及使用工具174.2 軟件設(shè)計結(jié)構(gòu)圖174.3

2、 主要軟件設(shè)計流程及其框圖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)展和計算機技術(shù)的飛速前進(jìn)，推動著語音技術(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，人們逐漸意識到使用語音交互界面的巨大價值，已經(jīng)開始嘗試采用語音技術(shù)，并且在不少的領(lǐng)域里

3、取得了喜人的成果。語音技術(shù)已經(jīng)從錦上添花的點綴，變?yōu)閷崒嵲谠跒橛脩籼峁┍憷闹匾卣髋c內(nèi)涵，也成為衡量電子電器產(chǎn)品的一個重要標(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、智能儀器儀表、治安報警系統(tǒng)、語音報站/報數(shù)/報價器、語音復(fù)讀機、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。單片機的應(yīng)用在后PC時代得到了前所未有的發(fā)展，但對處理器的綜合性能要求也越來越高

4、。綜觀單片機的發(fā)展也成為巨大的投資。尤其對教育經(jīng)費貧乏大量師資需要培育的發(fā)展中國家來說，經(jīng)費的投入不能不考慮，單片機又稱單片微控制器，它不是完成某一個邏輯功能的芯片，而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上，單片機具有體積小、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計算機。它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。同時，學(xué)習(xí)使用單片機是了解計算機原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。本設(shè)計介紹的是基于ISD1720的語言錄放器設(shè)計，在硬件上采用AT89C

5、52單片機來作為主控芯片，運用ISD1720作為錄音播放芯片實現(xiàn)語音錄制與播放。用單片機的I/O控制ISD1720 的控制端口，用按鍵通過單片機實現(xiàn)錄制、播放的控制，并同時用LED數(shù)碼管顯示錄放狀態(tài)、時間。2 整體設(shè)計方案 本設(shè)計的整體思路是：由單片集成語音芯片 ISD1720實現(xiàn)語音錄制與播放，用單片機的I/O控制ISD1720 的控制端口，用按鍵通過單片機實現(xiàn)錄制、播放的控制，并同時用LED數(shù)碼管顯示錄放狀態(tài)、時間。2.1 設(shè)計方案方案一：單獨應(yīng)用ISD語音芯片設(shè)計進(jìn)行錄放功能的電路。ISD1720芯片工作于獨立按鍵模式，直接將按鍵接在ISD1720的各管腳上。ISD1720錄放按鍵復(fù)位電

6、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單片機相結(jié)合，用AT89C52單片機來作為主控芯片，運用ISD1720作為錄音播放芯片實現(xiàn)語音錄制與播放。用單片機的I/O控制ISD1720 的控制端口，用按鍵通過單片機實現(xiàn)錄制、播放的控制，并同時用LED數(shù)碼管顯示錄放狀態(tài)、時間。AT89C52時鐘電路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應(yīng)用ISD1720芯片設(shè)計實現(xiàn)語音錄放功能，電路雖然簡單，但是可以實現(xiàn)的功能很少，也不靈活。方案二將ISD1720語音芯片與單片機結(jié)合，用單片機控制，實現(xiàn)更多功能，根據(jù)不同

7、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)計采用第二種設(shè)計思路，即用ISD1720語音芯片與AT89C52單片機相結(jié)合，用單片機控制語音芯片，來實現(xiàn)對語音的分段錄音和循環(huán)播放。單片機性能可靠，設(shè)計程序靈活方便，抗干擾能力強，運行穩(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 3.1各單元模塊的功能介紹及電路設(shè)計語音錄放系統(tǒng)主要有AT89C52單片機、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。AT89C52時鐘電路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

8、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3.2 ISD1720接口電路如圖所示ISD1720芯片工作于由單片機控制的按鍵工作模式，在這個模式下電路非常簡單，而且功能強大，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，芯片可以通過LED管腳給出的信號來提示芯片的工作狀態(tài)。FT：直通鍵在獨立模式下，當(dāng)此管腳低是開啟直通功能：即線路輸入信號將從SP與AUD/AUX輸出、并可控制音量。在SPI模式下可用命令來

9、控制此功能，優(yōu)先級高于獨立模式。RESET:復(fù)位鍵低電平有效，有內(nèi)部上拉電阻。VOL：音量鍵8級音量調(diào)節(jié)，每個下降沿降低一級音量，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才可以擦除。保持此腳低電平一定時間將會全部擦除。PLAY：播放鍵下降沿脈沖觸發(fā)播放一段，播放時有下降沿時則停止；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AT89C52上P00口的按鍵S2，ISD1720的REC管腳變低開始錄音，直到松開按

10、鍵使電平拉高或者芯片錄滿時結(jié)束。錄音結(jié)束后，錄音指針會自動移向下一個有效地址，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，再次點按放音鍵會重新播放剛才的語音。在放音期間， LED 燈會閃爍直到放音結(jié)束時熄滅。如果在放音期間點按放音鍵會停止放音。（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，那么會將芯片內(nèi)所有語音信

11、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，播放指針會停留在當(dāng)前停止的語音段起始位置?？爝M(jìn)操作：點按單片機AT89C52上P03口的按鍵S5，將ISD1720的FWD管腳拉低，會啟動快進(jìn)操作?？爝M(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，再次快進(jìn)，指針會返回到第一段語音。當(dāng)下降沿來到/FWD端時，快進(jìn)操作還要決定于芯片當(dāng)時的狀態(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，那么指針會返回

12、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，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：單個擦除：只有第一段或最后一段語音可以被單個擦除。點按一下 ERASE 健將 ERASE 管腳拉低，這時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

13、指針指向最后一段語音，則會刪除最后一段語音，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，則不會刪除任何語音，播放指針也不會被改變（4） 如果芯片當(dāng)前正在播放第一段或最后一段語音，點按下 ERASE 鍵會刪除當(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 0.1 F 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

14、：點按一下 VOL 鍵將 VOL 管腳拉低會改變音量大小。每按一下，音量會減小一檔，再到達(dá)最小檔后再按的話，會增加音量直到最大檔，如此循環(huán)。總共有 8 個音量檔供用戶選擇，每一檔會改變 4dB 。復(fù)位操作會將音量檔放在默認(rèn)位置，即最大音量。 FT 直通操作：按住 FT 鍵將 FT 管腳持續(xù)保持在低電平會啟動直通模式。出廠設(shè)定的是在芯片空閑狀態(tài)，直通操作會將語音從 Analn 端直接通往喇叭端或 AUD 輸出口。在錄音期間按下 FT 鍵，會同時錄下 Analn 進(jìn)入的語音信號。3.1.2 USB電源模塊在本設(shè)計中，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。因為US

15、B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)了一個穩(wěn)壓管做為保護(hù)電路。圖3.3 USB供電原理圖3.1.3 時鐘復(fù)位電路模塊AT89S52芯片是電路的核心元件，下面根據(jù)圖對其在電路中的用說明如下。時鐘和復(fù)位電路如圖3.4和3.5所示：圖3.4 時鐘電路圖圖3.5 復(fù)位電路時鐘引腳XTAL1和XTAL2：XTAL1引腳18，內(nèi)部振蕩器外接晶振的一個輸入端，XTAL2引腳19，內(nèi)部振蕩器外接晶振的另一個輸入端。AT89S52內(nèi)部有一個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電容就可以構(gòu)成穩(wěn)定的自激震蕩。上圖中兩個電容器均我30pf，可穩(wěn)定頻率并對震蕩頻率有

16、微調(diào)功能?？刂埔_RES引腳9，復(fù)位輸入信號，振蕩器工作時，該引腳上2個機器周期的高電平可以實現(xiàn)復(fù)位操作。本實驗采用手動復(fù)位，上電復(fù)位要求接通電源后，手動按鈕實現(xiàn)復(fù)位操作。3.1.4 LED顯示模塊共陽極LED七段譯碼器的八個管腳分別與單片機的P20P27連接。LED七段譯碼器的的選擇分別由74LS138譯碼器控制選擇。圖3.6 LED顯示接口圖3.2電路參數(shù)的計算和元器件的選擇3.2.1 語音錄放器錄放時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間和錄放音質(zhì)。下表為 ISD1720 的參數(shù)表：表3.1 ISD1720 的參數(shù)表ROSC錄放時間采樣頻率80K8s8.0

17、KHZ100K10s6.4KHZ120K12s5.3KHZ160K16s4.0KHZ200K20s3.2KHZ本實驗設(shè)計錄放時間10s.所以我們選擇100K的震蕩電阻。3.3特殊器件的介紹3.3.1 ISD1720的功能特點市場上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這個型號，但I(xiàn)SD1720性能上和ISD1730一樣。該芯片提供多項新功能，包括內(nèi)置專利的多信息管理系統(tǒng)，新信息提示（ vAlert ） , 雙運作模式（獨立 & 嵌入式），以及可定制的信息操作指示音效。芯片內(nèi)部包含有自動增益控制、麥克風(fēng)前置擴大器

18、、揚聲器驅(qū)動線路、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：· 可錄、放音十萬次，存儲內(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· 多種采樣頻率對應(yīng)多種錄放時間· 音質(zhì)好，電壓范圍寬，應(yīng)用靈活，價廉物美二：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 - 1 A· 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

19、間和錄放音質(zhì)。下表為 ISD1720 的參數(shù)表：表3.2 ISD1720 的參數(shù)表ROSC錄放時間采樣頻率80K8s8.0KHZ100K10s6.4KHZ120K12s5.3KHZ160K16s4.0KHZ200K20s3.2KHZ四：ISD1720芯片管腳功能說明：表3.3 ISD1720 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 下降沿之前的半個周期將數(shù)據(jù)放置在 MISO 端。數(shù)據(jù)在 SC

20、LK 的下降沿時移出 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，應(yīng)該被拉高 SCLK627SPI 接口的時鐘。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，必須拉高。/SS728為低時，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，需要拉高VSSA81模擬地  AnaIn 92芯片錄音或直通時，輔助的模擬輸入。需要一個交流耦合電容（典型值為 0.1u

21、F ），并且輸入信號的幅值不能超出 1.0Vpp 。 APC 寄存器的 D3 可以決定 Analn 信號被立刻錄制到存儲器中，與 Mic 信號混合被錄制到存儲器中，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)動器地SP-136喇叭輸出 -VCCP147PWM 喇叭驅(qū)動器電源SP+158喇叭輸出 +VSSP1169正極 PWM 喇叭驅(qū)動器地AUD/AUX 1710輔助輸出，決定于 APC 寄存器的 D7 ，用來輸出一個 AUD 或 AUX 輸出。 AUD 是一個單端電流輸出，而

22、AuxOut 是一個單端電壓輸出。他們能夠被用來驅(qū)動一個外部揚聲器。出廠默認(rèn)設(shè)置為 AUD 。 APC 寄存器的 D9 可以使其掉電。AGC1811自動增益控制/VOL1912音量控制ROSC2013振蕩電阻， ROSC 用一個電阻連接到地，決定芯片的采樣頻率VCCA2114模擬電路電源/FT 2215在獨立芯片模式下，當(dāng) FT 一直為低， Analn 直通線路被激活。 Analn 信號被立刻從 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 無視這個輸入，而且直通線路被 APC 寄存器的 D0 所控制。該管腳有一個內(nèi)部上拉設(shè)備

23、和一個內(nèi)部防抖動電路，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 / INT2720一個開路輸出。Ready( 獨立模式 )該管腳在錄音，放音，擦除和指向操作時保持為低，保持為高時進(jìn)入掉電狀態(tài)。Interrupt(SPI 模式 )在完成 SPI 命令后，會產(chǎn)生一個低信號的中斷。一旦中斷消除，該腳變回為高。VSSD2821數(shù)字地3.3.2 單片機的引腳功能特點介紹單片機最小系統(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)位電路在單片機中是很重要的，它可以

24、完成單片機的初始化，也可以在死機轉(zhuǎn)臺下重啟單片機。在本設(shè)計中采用的是手動復(fù)位。圖3.7為系統(tǒng)所采用的單片機引腳圖。圖3.7單片機引腳結(jié)構(gòu)圖STC12C5A60S2是單時鐘/機器周期（1T）的單片機，是高速/低功耗/超強抗干擾的新一代8051單片機，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。其特點如下。（1） 工作電壓：5.5V-3.3V；（5V單片機）（2） 工作頻率：0-35MHZ（3） 共4個16位定時器，外部中斷I/O口7路；（4） 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)

25、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個口中只有P0口是一個真正雙向的口，P1-P3這3個口都是準(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。3.4各單元模塊的連接3.4.1 單片機和數(shù)碼管的連接為了實現(xiàn)可以觀察語音系統(tǒng)的錄放狀態(tài)和錄放時間，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。另外，LED七段譯碼器的八個管腳 a、b、c、d、e、f、g、dp依次接到單片機的P20至P27管腳上。圖3.8 LED與單片機連接圖3.4.2單片機與ISD1720的連接

26、 將ISD1720的部分功能管腳連接到單片機上，這樣就可用通過單片機編程，再通過單片機上的按鍵來控制ISD1720芯片的語音錄音，放音，擦除和快進(jìn)功能。單片機和ISD1720芯片的連接圖如下：圖3.9 ISD1720與單片機連接圖4軟件設(shè)計4.1 軟件設(shè)計原理及使用工具 ISD1720 的獨立按鍵工作模式錄放電路非常簡單，而且功能強大。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)計是通過單片機來控制的，所以，將按鍵即可實現(xiàn)的功能通過單片的控制來實現(xiàn)。當(dāng)REC、PLAY、FWD、ERASE等管腳從變?yōu)榈碗娖綍r，即觸發(fā)相應(yīng)的功能。單片機

27、處理數(shù)據(jù)的過程用C語言編寫，用程序和單片機共同實現(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語言的主要特點如下：（1） 語言簡潔、緊湊，使用方便靈活；（2） 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)；（3） 具有結(jié)構(gòu)化的控制語句；（4） 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)計結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)的軟件設(shè)計主要包括程序初始化、定時程序、顯示程序等共同組成。其中定時程序和顯示程序作為中斷子程序來完成系統(tǒng)功能。定時程序是以定時器T0的中斷服務(wù)子程序，其優(yōu)先級為高級，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)先級為高級。系統(tǒng)框圖如下：喇叭功率放大錄放

28、單元ISD1720AT89C52單片機控制圖 4.1 單片機語音錄放結(jié)構(gòu)圖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)計流程及其框圖本系統(tǒng)軟件設(shè)計較為簡單，主要是定時選片控制，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，當(dāng)需要芯片錄放時，單片機相應(yīng)的控制端起作用，即啟動語音電路工作，部分 程序框圖如下圖所示：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

29、框圖5系統(tǒng)調(diào)試5.1 軟件調(diào)試軟件調(diào)試包括兩個過程，一個是仿真調(diào)試過程，另一個是實物系統(tǒng)調(diào)試過程。在仿真過程中為了先檢驗程序的有效性和正確性，我們先用了Proteus進(jìn)行軟件仿真，但是因為Proteus軟件的元件庫本身不包含ISD1720芯片的元件圖，所以仿真的時候我們沒有使用ISD1720芯片，而是單單驗證程序的可行性。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 實物系統(tǒng)調(diào)試時，我們直接將仿真通過的程序調(diào)入單片機系統(tǒng)，在單片機上程序的仿真和在Proteus上的仿真結(jié)果相同，但是當(dāng)接入外擴電路即語音錄放電路后，單片機突然就不能下進(jìn)程序了，原因

30、是單片機板上的串口芯片MAX232被燒壞了，因為我們把控制P00口的線接到了單片機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)該錄音時對應(yīng)的錄音指示發(fā)光二極管亮，錄音開始。這時錄音和放音對應(yīng)的指示發(fā)光二極管都亮了，并且一會兒錄音，一會兒放音。認(rèn)真檢查電路后確定是擴展板電路有問題，因為有一條支路的電源和地線接反了。為了避免再出錯我們認(rèn)真檢查了擴展電路確認(rèn)再沒有接線錯誤之后繼續(xù)調(diào)試板子，但是還是不能正常的放音，因為不能放音所以我們也不能確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，我們以為是我們設(shè)計的電路圖出

31、了問題，又換了擴展板原本的設(shè)計圖，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，又因為芯片是同一系列，管腳又相同，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，至此證實了芯片是壞的的想法。原語音錄放電路的設(shè)計圖和修改后語音電路的設(shè)計圖如下： 圖5.3 原語音錄放電路設(shè)計圖 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>#define

32、uchar unsigned char#define uint unsigned intUcharcodeled_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uchar code led1=0X8E,0XC7;/顯示錄放uchar key,i,bai,shi,ge,count,led_data;void delay (uchar delay_n)/延時程序 uchar n ,m; for(n=0;n<5;n+) for(m=0;m<delay_n;m+) ;void chang (

33、)/得到要現(xiàn)實的數(shù) shi=led_data/10; ge= led_data%10;void display(void)/動態(tài)顯示 chang(); /得到十位和個位要顯示的數(shù) P1=0X20; /片選P2=led1bai; /段選 delay(100);P1=0X40;P2=led_modshi;delay(100); P1=0X80;P2=led_modge; delay(100); void main() TMOD=0X01;/定時器0工作方式1 EA=1; /開啟總中斷源 ET0=1;/打開定時器0中斷 TH0=0XB8; /給定時器賦初值 TL0=0X00; while(1) /死

34、循環(huán) if(P0_0=0)/按住按鍵，錄音 TR0=1;/啟動定時器 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; /中斷計數(shù)清零 if(P0_0=1) /放開按鍵，不在錄音 TR0=0; /關(guān)閉定時器 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;/啟動定時器 bai=0; /顯示F while(1) display(

35、); /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; void int_time0() interrupt 1/定時器0計時 TMOD=0X01;/設(shè)置定時器0的工作方式為方式1EA=1; /開啟中斷源ET0=1; /打開定時器0中斷TR0=1; /打開定時器工作。開始計數(shù)TH0=0XB8;/20msTL0=0X00;count+;判斷

36、/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)計其實相對簡單，并且沒有什么需要測試的原件，唯一影響芯片錄音時間的就是管腳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間后則停止錄音。參數(shù)如下：時間（秒）68101216采樣率（ KHZ ）12.08.06.45.34.0ROSC 阻值（ K ）60801001201602、實物調(diào)試的時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)則信號的影響，這種無規(guī)則信號在系統(tǒng)中主要表現(xiàn)為錄音時話筒噪聲和外界電壓變化

37、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)實現(xiàn)語音的錄放功能，單片機的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。每個功能均為低電平有效。當(dāng)單片機相應(yīng)的口變?yōu)榈碗娖絼t控制相應(yīng)的功能。同時單片機上的LED顯示屏顯示相應(yīng)的錄放功能和錄放時間。7結(jié)論本次設(shè)計的是基于ISD1720語音錄放器,是以AT89S52單片機為基本核心元件，針對ISD1720語音芯片的特點所構(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的擴展接口較多，便于在用戶需要的時候能

38、夠擴展它的功能。而且體積小，使用起來更加方便。在設(shè)計時我們首先對我們需要設(shè)計的功能進(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，在代碼設(shè)計中，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)計與實物制作。8總結(jié)與體會通過這次設(shè)計，讓我們了解了電路設(shè)計與實物制作的整個過程，也讓我們了解了關(guān)于基于ISD1720語音錄放器的原理與設(shè)計理念；使我學(xué)到了很多新的知識，如：ISD1720芯片的使用，進(jìn)一步了解了Protel 99軟件、Keil軟件及ISIS軟件的一些簡單功能的使用；同時，也對單片機這門課學(xué)到的知識加