基于單片機(jī)的語音錄放模塊

1、課程設(shè)計(jì)單片機(jī)原理與應(yīng)用課程設(shè)計(jì)報(bào)告題 目：基于單片機(jī)的語音錄放模塊學(xué)生名字： 學(xué)生班級(jí)： 學(xué)生學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)老師： 課題組其他成員名字：成 績(jī)：2014年12月12日摘要從20世紀(jì)開始，持續(xù)更新?lián)Q代的電子科技產(chǎn)品的不斷問世，加速了電子行業(yè)的發(fā)展，而數(shù)碼技術(shù)的不斷完善，更讓電子科技產(chǎn)品走向多功能化和專業(yè)化?；趩纹瑱C(jī)的語音錄放模塊運(yùn)用單片機(jī)的簡(jiǎn)便性和實(shí)用性，被廣泛應(yīng)用于各種語言警示裝置、留言裝置、高檔玩具和電子禮品等方面，為人們的生活增添了多姿多彩的一筆。本次單片機(jī)實(shí)驗(yàn)的基于單片機(jī)的語音錄放模塊主要是實(shí)現(xiàn)一段聲音的錄放功能。它在設(shè)計(jì)上采用四個(gè)模塊，分別是電源轉(zhuǎn)換模塊、控制電路模塊、語音芯片模塊、

2、音頻功放模塊。其中電源轉(zhuǎn)換模塊采用LM7805和LM1117進(jìn)行轉(zhuǎn)換電壓，分別產(chǎn)生5V和3.3V的電壓。語音芯片模塊采用ISD4002芯片，音頻功效模塊實(shí)現(xiàn)運(yùn)放的功能是通過采用LM386來完成。關(guān)鍵詞： 電子科技產(chǎn)品；語音；簡(jiǎn)便；實(shí)用目錄一、引言- 3 -1.設(shè)計(jì)意義- 3 -2.設(shè)計(jì)目的- 3 -3.設(shè)計(jì)原理概述- 3 -二、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求- 3 -三、硬件介紹- 3 -1 STC89C52- 4 -2 ISD4002- 4 -3 LM386- 4 -四、設(shè)計(jì)內(nèi)容- 5 -4.1 總體設(shè)計(jì)方案圖- 5 -4.2各模塊的設(shè)計(jì)電路圖- 5 -1）電源轉(zhuǎn)換模塊- 5 -2）控制電路模塊- 6 -3

3、）語音芯片模塊- 6 -4）音頻功放模塊- 7 -4.3 整體電路圖- 8 -4.4器件清單- 8 -五、測(cè)試結(jié)果及分析- 9 -六.總結(jié)與體會(huì)- 10 -七、源程序- 11 -一、引言1.設(shè)計(jì)意義單片機(jī)本來就以它的高可靠性、低功耗和低電壓等優(yōu)點(diǎn)被廣泛運(yùn)用于儀器儀表的測(cè)量、家用電器、醫(yī)用設(shè)備甚至是高科技領(lǐng)域中的航空航天等領(lǐng)域。而本次試驗(yàn)就是利用單片機(jī)的這些優(yōu)勢(shì)，利用STC89C52單片機(jī)進(jìn)行編程，再根據(jù)ISD4002的強(qiáng)記憶能力和較長(zhǎng)時(shí)間的錄音功能來實(shí)現(xiàn)語音的錄放，此次實(shí)驗(yàn)具有重大意義，既對(duì)通訊設(shè)備的研發(fā)和電子科技產(chǎn)品的研究有很大的幫助，同時(shí)又可以節(jié)省相關(guān)電子產(chǎn)品的生產(chǎn)和研發(fā)成本。2.設(shè)計(jì)目的

4、本次設(shè)計(jì)的主要目的是將單片機(jī)課程的書本理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際應(yīng)用上，學(xué)會(huì)融會(huì)貫通，掌握單片機(jī)的相關(guān)技能，掌握基于單片機(jī)的語音錄放模塊的原理以及設(shè)計(jì)方法，并掌握電子儀器的正確使用方法，為以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)。3.設(shè)計(jì)原理概述基于單片機(jī)的語音錄放模塊采用STC89C52單片機(jī)為控制核心，通過編程的實(shí)現(xiàn)，利用按鍵的斷開和閉合，控制語音芯片的錄音和放音；語音芯片采用ISD4002芯片，利用LM386實(shí)現(xiàn)音頻的運(yùn)放功能。二、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求基于單片機(jī)的語音錄放模塊的設(shè)計(jì)任務(wù)是實(shí)現(xiàn)一段不多于8分鐘的語音的錄制與播放，通過用話筒輸入一段語音，語音芯片模塊對(duì)其進(jìn)行錄制，在經(jīng)過音頻功放模塊對(duì)語音進(jìn)行控制，再通過揚(yáng)聲

5、器播放語音。三、硬件介紹1 STC89C52 STC89C52是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。2 ISD4002 ISD4004 系列工作電壓3V,單片錄放時(shí)間8 至16 分鐘，音質(zhì)好，適用于移動(dòng)電話及其他便攜式電子產(chǎn)品中。芯片采用CMOS 技術(shù)，內(nèi)含振蕩器、防混淆濾波器、平滑濾波器、音頻放大器

6、、自動(dòng)靜噪及高密度多電平閃爍存貯陳列。3 LM386LM386是一種音頻集成功放，具有自身功耗低、更新內(nèi)鏈增益可調(diào)整、電源電壓范圍大、外接元件少和總諧波失真小等優(yōu)點(diǎn)的功率放大器，廣泛應(yīng)用于錄音機(jī)和收音機(jī)之中。 四、設(shè)計(jì)內(nèi)容4.1 總體設(shè)計(jì)方案圖5V3.3V5V控制電路(STC89C52)揚(yáng)聲器（16 ）音頻功放（LM386）電源語音芯片話筒輸入(ISD4002)4.2各模塊的設(shè)計(jì)電路圖1）電源轉(zhuǎn)換模塊電源轉(zhuǎn)換模塊采用LM1117來對(duì)電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換，分別產(chǎn)生5V和3.3V的電壓。2）控制電路模塊控制電路模塊是整個(gè)語音錄放模塊的控制中心，通過89C52單片機(jī)的編程實(shí)現(xiàn)，控制整體電路的運(yùn)行。3）語音芯

7、片模塊語音芯片模塊采用ISD4002芯片，對(duì)外來輸入的語音進(jìn)行錄制。4）音頻功放模塊音頻功放模塊采用LM386，對(duì)語音信號(hào)的功率進(jìn)行放大。4.3 整體電路圖4.4器件清單名稱數(shù)量STC90C541輕觸開關(guān)410K排阻11K電阻510K電位1按鍵開關(guān)1LED312M晶振133pf247uf電解電容410K電阻340腳芯片底座1ISD400408128腳芯片底座14K7電阻31uf電解電容10.1uf電容6話筒12K電阻1300K電阻12N3904210UF11.5K電阻150電位器147nf1220uf電解電容1喇叭1單頭線1470uf電解電容20.1電解電容1LM11171五、測(cè)試結(jié)果及分析實(shí)

8、物圖如下所示六.總結(jié)與體會(huì)本設(shè)計(jì)是一種基于51單片機(jī)控制的語音錄音/放音系統(tǒng)，采用ISD單片語音錄音/放音集成電路系列中的ISD4002實(shí)現(xiàn)語音的存儲(chǔ)和播放。通過對(duì)語音錄放模塊的設(shè)計(jì)，認(rèn)識(shí)到了理論與實(shí)際聯(lián)系的重要性與真實(shí)性。通過對(duì)本次課程的設(shè)計(jì)，不但知道了一些以前不知道的理論知識(shí)，也鞏固了學(xué)會(huì)了的知識(shí)。最重要的是能在實(shí)踐中理解書本上的知識(shí)，只會(huì)基礎(chǔ)而不會(huì)運(yùn)用到實(shí)際上操作是沒用的，我們學(xué)習(xí)的最終目的是要與實(shí)際結(jié)合，明白了我們要學(xué)以致用，也了解到課程設(shè)計(jì)的重要性。這是能提高我們的實(shí)際操作能力的一次體驗(yàn)。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，我主要負(fù)責(zé)電路排版焊接這個(gè)部分，我覺得最難的是焊接前的排版布線這個(gè)過程，看別人

9、排版好像很容易，但是到了自己做的時(shí)候發(fā)覺不是那么簡(jiǎn)單。如果排版不好，可能會(huì)影響到整個(gè)電路的美觀和焊接時(shí)的難度，既要使電路看起來美觀又要使其焊接難度降到最低，需要一定的時(shí)間，而且電路的連接也會(huì)影響其實(shí)際運(yùn)作的準(zhǔn)確性。我開始就是沒有注意到這些問題，所以焊接電路上用了好多的時(shí)間，我按照自己能看否清楚的電路模塊焊接，看起來也不美觀。電路美不美觀取決于焊接的手工，這個(gè)也不是一時(shí)間能完成的好，也需要時(shí)間去練習(xí)，焊接時(shí)要按一定順序去焊，焊接后一定要測(cè)試電路有沒有短路、虛焊、漏焊，第一次調(diào)試就因?yàn)槲业囊粋€(gè)小小的錯(cuò)誤，焊接錯(cuò)了，導(dǎo)致運(yùn)行不了，不過最后檢查還是能查出問題。七、源程序#include <reg

10、52.h>sbit SS = P10; /片選sbit SCLK = P13; /ISD4003時(shí)鐘sbit MOSI = P11; /數(shù)據(jù)輸入sbit MISO = P12; /數(shù)據(jù)輸出sbit LED = P17; /指示燈sbit ISD_INT = P33; /中斷sbit AN = P16; /執(zhí)行sbit STOP = P15; /復(fù)位sbit PR = P14; /PR=1錄音 PR=0放音void delay(unsigned int time) /延遲n微秒while(time!=0)time- ;void delayms(unsigned int time) /延遲n

11、毫秒 TMOD=0x01;for(time;time>0;time-)TH0=0xfc;TL0=0x18;TR0=1;while(TF0!=1);TF0=0;TR0=0;/*/ISD4002 spi串行發(fā)送子程序，8位數(shù)據(jù)/*void spi_send(unsigned char isdx) unsigned char isx_counter;SS=0; /ss=0,打開spi通信端SCLK=0;for(isx_counter=0;isx_counter<8;isx_counter+) /先發(fā)低位再發(fā)高位，依次發(fā)送。 if (isdx&0x01)=1)MOSI=1;else

12、MOSI=0;isdx=isdx>>1;SCLK=1;delay(2);SCLK=0;delay(2);/*/發(fā)送stop指令/*void isd_stop(void) delay(10);spi_send(0x30);SS=1;delayms(50);/*/發(fā)送上電指令，并延遲50ms/*void isd_pu(void) delay(10);SS=0;spi_send(0x20);SS=1;delayms(50);/*/*發(fā)送掉電指令，并延遲50msvoid isd_pd(void) delay(10);spi_send(0x10);SS=1;delayms(50);/*/發(fā)送

13、play指令/*void isd_play(void)LED=0;spi_send(0xf0);SS=1;/*/發(fā)送rec指令/*void isd_rec(void)LED=0;spi_send(0xb0);SS=1;/*/發(fā)送setplay指令/*void isd_setplay(unsigned char adl,unsigned char adh) spi_send(adl); /發(fā)送放音起始地址低位adh=adh|0xe0;spi_send(adh); /發(fā)送放音起始地址高位SS=1;/*/發(fā)送setrec指令void isd_setrec(unsigned char adl,unsi

14、gned char adh)spi_send(adl); /發(fā)送放音起始地址低位adh=adh|0xa0;spi_send(adh); /發(fā)送放音起始地址高位SS=1;/*/芯片溢出，LED閃爍提醒停止錄音/*void isd_overflow(void)while(AN=0)LED=1;delayms(300);LED=0;delayms(300);/*/檢查芯片是否溢出(讀OVF,并返回OVF值)/*unsigned char chk_isdovf(void)SS=0;delay(2);SCLK=0;delay(2);SCLK=1;SCLK=0;delay(2);if (MISO=1) S

15、CLK=0;SS =1; /關(guān)閉spi通信端isd_stop(); /發(fā)送stop指令return 1; /OVF為1，返回1else SCLK=0;SS =1; /關(guān)閉spi通信端isd_stop(); /發(fā)送stop指令return 0; /OVF為0，返回0/*/主程序/功能：1.錄音時(shí)，按住AN鍵，LED點(diǎn)亮開始錄音，松開AN即可停止錄音/ 再次按下AN鍵，LED點(diǎn)亮開始錄第二段音，依次類推，直到芯片溢出。/ 按stop鍵芯片復(fù)位/ 2.放音時(shí)，按一下AN鍵，即播放一段語音。 按stop鍵芯片復(fù)位。/*void main(void)unsigned char ovflog;while(

16、1)P0=P1=P2=P3=0xff; /初始化while (AN=1) /等待AN鍵按下if (AN=0) /按鍵防抖動(dòng)delayms(20);delayms(300);delayms(300);delayms(300);delayms(300);delayms(300);delayms(300);isd_pu(); /AN鍵按下，ISD上電并延遲50msisd_pd();isd_pu();delayms(300);if (PR=1) /如果PR=1則轉(zhuǎn)入錄音部分delayms(500); /延遲錄音isd_setrec(0x00,0x00); /發(fā)送0x0000h地址的setplay指令d

17、o isd_rec(); /發(fā)送rec指令delay(20);while(AN=0) /等待錄音完畢if (ISD_INT=0) /如果芯片溢出，進(jìn)行LED閃爍提示，isd_overflow(); /如果取消錄音（松開AN鍵）則停止錄音，芯片復(fù)位if (ISD_INT=0)break;LED=1; /錄音完畢，LED熄滅isd_stop(); /發(fā)送停止命令while(AN=1) /如果AN再次按下，開始錄制下一段語音if(STOP=0) /如果按下STOP按鍵，則芯片復(fù)位break;if (AN=0)delayms(500);while(AN=0);else /如果PR=0則轉(zhuǎn)入放音部分while(AN=0);isd_setplay(0x4f,0x00); /發(fā)送setplay指令，從0x0000地址開始放音 /0019 002c 003fdo isd_play(); /發(fā)送放音指令delay(20);while(ISD_INT=1) /等待放音完畢的EOM中斷信號(hào);LED=1;isd_stop(); /放音完畢，發(fā)送stop指令if (ovflog=chk_isdovf() /檢查芯片是否溢出 ，如溢出則停止放音，芯片