智能化课程设计_基于ISD1720的语音录放器设计正文

1、 第 I 页目录目录1 前言前言.12 整体设计方案整体设计方案.22.1 设计方案 .22.2 方案比较 .22.3 方案选择 .33 3 单元模块的设计单元模块的设计.43.1 各单元模块的功能介绍及电路设计.43.1.1 语音电路模块.43.1.2 USB 电源模块.73.1.3 时钟复位电路模块.83.1.4LED 显示模块.103.2 电路参数的计算和元器件的选择.103.2.1 语音录放器录放时间的选择.103.3 特殊器件的介绍.113.3.1 ISD1720 的功能特点.113.3.2 单片机的引脚功能特点介绍.143.4 各单元模块的连接.153.4.1 单片机和数码管的连接

2、.153.4.2 单片机与 ISD1720 的连接.154 软件设计软件设计.174.1 软件设计原理及使用工具 .174.2 软件设计结构图 .174.3 主要软件设计流程及其框图 .185 5 系统调试系统调试.205.1 软件调试 .205.2 硬件调试.266 6 系统功能系统功能.276.1 系统功能介绍.277 7 结论结论.28 第 II 页8 8 总结与体会总结与体会.299 9 致谢致谢.301010 参考文献参考文献.3111 附录附录.32 第 1 页1 前言前言随着经济的进步，大规模集成技术的高度发展和计算机技术的飞速前进，推动着语音技术的发展，在数字音频技术和多媒体技

3、术迅速发展的今天，传统语音录放电路设计十分复杂开发工具十分昂贵，语音录制及软件编制工程巨大，而且语音效果也不甚理想，尤其在投资不大的产品系统中最为突出，从而制约了这一技术的应用和发展。在越来越多的领域里，人们逐渐意识到使用语音交互界面的巨大价值，已经开始尝试采用语音技术，并且在不少的领域里取得了喜人的成果。语音技术已经从锦上添花的点缀，变为实实在在为用户提供便利的重要特征与内涵，也成为衡量电子电器产品的一个重要标志。近几年集成电路领域出现了重大变革，产生了许多新的技术和产品，开拓了更广泛的应用领域，语音电路已经迅速发展成为当前“会说话”电子产品，是家电产品，通信产品和网络化产品中不可或缺的重要

4、集成电路体系，朝着更大容量，更优音质，更高智能，更具有灵活性的方向发展。在通讯设备、电话机、智能仪器仪表、治安报警系统、语音报站/报数/报价器、语音复读机、教学仪器、智能玩具、高档电子礼品场合获得了广泛的应用。单片机的应用在后 PC 时代得到了前所未有的发展，但对处理器的综合性能要求也越来越高。综观单片机的发展也成为巨大的投资。尤其对教育经费贫乏大量师资需要培育的发展中国家来说，经费的投入不能不考虑，单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上，单片机具有体积小、功耗低、控制、以应用需求为目标，市场越来越细化，充分突出以“单片”解决问题，而不像多

5、年前以 MCS51/96 等处理器为中心，外扩各种借口构成各种应用系统。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。本设计介绍的是基于 ISD1720 的语言录放器设计，在硬件上采用 AT89C52 单片机来作为主控芯片，运用 ISD1720 作为录音播放芯片实现语音录制与播放。用单片机的I/O 控制 ISD1720 的控制端口，用按键通过单片机实现录制、播放的控制，并同时用LED 数码管显示录放状态、时间。 第 2 页2 整体设计方案整体设计方案 本设计的整体思路是：由单片集成语音芯

6、片 ISD1720 实现语音录制与播放，用单片机的 I/O 控制 ISD1720 的控制端口，用按键通过单片机实现录制、播放的控制，并同时用 LED 数码管显示录放状态、时间。2.1 设计方案设计方案方案一：单独应用 ISD 语音芯片设计进行录放功能的电路。ISD1720 芯片工作于独立按键模式，直接将按键接在 ISD1720 的各管脚上。ISD1720录放按键复位电路电源语音处理图 2.1 方案一方框图方案二：将 ISD 语音芯片与 AT89C52 单片机相结合，用 AT89C52 单片机来作为主控芯片，运用 ISD1720 作为录音播放芯片实现语音录制与播放。用单片机的 I/O 控制ISD

7、1720 的控制端口，用按键通过单片机实现录制、播放的控制，并同时用 LED 数码管显示录放状态、时间。AT89C52时钟电路LED 显示ISD1720语音处理USB 电源复位电路 第 3 页图 2.2 方案二方框图2.22.2 方案比较方案比较方案一单独应用 ISD1720 芯片设计实现语音录放功能，电路虽然简单，但是可以实现的功能很少，也不灵活。方案二将 ISD1720 语音芯片与单片机结合，用单片机控制，实现更多功能，根据不同的外界情况有目的得进行语言交流。2.32.3 方案选择方案选择本设计采用第二种设计思路，即用 ISD1720 语音芯片与 AT89C52 单片机相结合，用单片机控制

8、语音芯片，来实现对语音的分段录音和循环播放。单片机性能可靠，设计程序灵活方便，抗干扰能力强，运行稳定，从而使得这一技术得到了广泛的应用。 第 4 页3 3 单元模块的设计单元模块的设计 3.13.1 各单元模块的功能介绍及电路设计各单元模块的功能介绍及电路设计语音录放系统主要有 AT89C52 单片机、ISD1720 语音芯片。语音输出电路、电源电路、按键控制等部分组成。其框图如图 3.1 所示。AT89C52时钟电路LED 显示ISD1720语音处理USB 电源复位电路图 3.1 语音录放系统方框图3.1.13.1.1 语音电路模块语音电路模块ISD1720 芯片是语音电路的核心芯片，下面根

9、据语音电路 ISD1720 接口电路图说明其作用。ISD1720 接口如图 3.2 所示。 第 5 页图 3.2 ISD1720 接口电路如图所示 ISD1720 芯片工作于由单片机控制的按键工作模式，在这个模式下电路非常简单，而且功能强大，不仅有录、放功能控制，而且还有快进、擦除、音量控制、直通放音和复位等功能，这些功能有些是通过单片机编程再外界按键来控制，有些是直接管脚上接按键来完成。在按键工作模式时，芯片可以通过 LED 管脚给出的信号来提示芯片的工作状态。FT：直通键在独立模式下，当此管脚低是开启直通功能：即线路输入信号将从SP 与 AUD/AUX 输出、并可控制音量。在 SPI 模式

10、下可用命令来控制此功能，优先级高于独立模式。RESET:复位键低电平有效，有内部上拉电阻。VOL：音量键8 级音量调节，每个下降沿降低一级音量，到最低后有脉冲则增加音量直到变为最高，然后重复。FWD：快捷键播放下一曲ERASE：擦除健擦除，下降沿脉冲触发并擦除当前曲，但只有当前曲为首段或末段时才可以擦除。保持此脚低电平一定时间将会全部擦除。PLAY：播放键下降沿脉冲触发播放一段，播放时有下降沿时则停止；保持低电平将进入循环播放，高电平则停止。REC：录音键录音低电平录音，高电平停止。 第 6 页电路的具体操作如下。录音操作：按下单片机 AT89C52 上 P00 口的按键 S2，ISD1720

11、 的 REC 管脚变低开始录音，直到松开按键使电平拉高或者芯片录满时结束。录音结束后，录音指针会自动移向下一个有效地址，而放音指针则指向刚刚录完的那段语音地址。放音操作：音操作有两种模式，分别是边沿触发和电平触发，都由 PLAY 管脚触发。（A）边沿触发模式：点按一下 PLAY 键， PLAY 管脚电平变低便开始播放当前段的语音，并在遇到 EOM 标志后自动停止。放音结束后，播放指针停留在刚播放的语音起始地址处，再次点按放音键会重新播放刚才的语音。在放音期间， LED 灯会闪烁直到放音结束时熄灭。如果在放音期间点按放音键会停止放音。（B）电平放音模式：如果一直按住 PLAY 键，使 PLAY

12、管脚电平持续为低，那么会将芯片内所有语音信息播放出来，并且循环播放直到松开按键将 PLAY 管脚电平拉高。在放音期间 LED 闪烁。当放音停止，播放指针会停留在当前停止的语音段起始位置。快进操作：点按单片机 AT89C52 上 P03 口的按键 S5，将 ISD1720 的 FWD 管脚拉低，会启动快进操作。快进操作用来将播放指针移向下一段语音信息。当播放指针到达最后一段语音时，再次快进，指针会返回到第一段语音。当下降沿来到/FWD 端时，快进操作还要决定于芯片当时的状态：（1）如果芯片在掉电状态并且当前播放指针的位置不在最后一段，那么指针会前进一段，到达下一段语音处。 （2）如果芯片在掉电状

13、态并且当前播放指针的位置在最后一段，那么指针会返回到第一段语音处。 （3）如果芯片正在播放一段语音（非最后一段），那么此时放音停止，播放指针前进到下一段，紧接着播放新的语音。 （4）如果芯片正在播放最一段语音，那么此时，放音停止，播放指针返回到第一段语音，紧接着播放第一段语音。擦除操作：擦除操作分为单段擦除和全体擦除两种擦除方式，区别如下：单个擦除：只有第一段或最后一段语音可以被单个擦除。点按一下 ERASE 健将 ERASE 管脚拉低，这时具体的擦除情况要看播放指针的状态： 第 7 页（1） 如果芯片空闲并且播放指针指向第一段语音，则会删除第一段语音，播放指针指向新的第一段语音（执行擦除操作

14、前的第二段）（2）如果芯片空闲并且播放指针指向最后一段语音，则会删除最后一段语音，播放指针指向新的最后一段语音（执行擦除操作前的倒数第二段）（3）如果芯片空闲并且播放指针指向没有指向第一或最后一段语音，则不会删除任何语音，播放指针也不会被改变（4） 如果芯片当前正在播放第一段或最后一段语音，点按下 ERASE 键会删除当前语音。全体擦除：当按下 ERASE 键将 ERASE 管脚电平拉低超过 2.5 秒钟，会触发全体擦除操作，删除全部语音信息。复位操作：如果用 RESET 控制此管脚，建议 RESET 管脚与地之间连接 一个 0.1 F 电容。当 RESET 被触发，芯片将播放指针和录音指针都

15、放置在最后一段语音信息的位置。音量操作：点按一下 VOL 键将 VOL 管脚拉低会改变音量大小。每按一下，音量会减小一档，再到达最小档后再按的话，会增加音量直到最大档，如此循环。总共有 8 个音量档供用户选择，每一档会改变 4dB 。复位操作会将音量档放在默认位置，即最大音量。 FT 直通操作：按住 FT 键将 FT 管脚持续保持在低电平会启动直通模式。出厂设定的是在芯片空闲状态，直通操作会将语音从 Analn 端直接通往喇叭端或 AUD 输出口。在录音期间按下 FT 键，会同时录下 Analn 进入的语音信号。3.1.23.1.2 USBUSB 电源模块电源模块在本设计中，为了使电路简单，我

16、们直接用 USB 接口提供 5V 直流电源为电路供电。因为 USB 得输出电压并不稳定，为了确保电路的安全，在电源后并联了一个稳压管做为保护电路。 第 8 页D1LE D1R11KVCC123J3入入入入VCCC6100uF/16VC14104C9104C13104C1122uF/16V123456S1KEY3VCC+15VZ15VCOM23VCGNDGNDJ2USB入入入+15VC847uF/25VC7104图 3.3 USB 供电原理图3.1.33.1.3 时钟复位电路模块时钟复位电路模块AT89S52 芯片是电路的核心元件，下面根据图对其在电路中的用说明如下。时钟和复位电路如图 3.4

17、和 3.5 所示： 第 9 页P00P01P02P03P04P05P06P07C1630pFC17 30pFEX_LVD/P4.6/RST231X119X218RESET/P4.79P3.7/RD17P3.6/WR16P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T0/CL K014P3.5/T1/CL K115P1.0/ADC0/CL CK21P1.1/ADC12P1.2/ADC2/E CI/RXD23P1.3/ADC3/CCP0/TXD24P1.4/ADC4/CCP1/SS5P1.5/ADC5/MOSI6P1.6/ADC6/MISO7P1.7/ADC7/SCLK8P0.039P0.

18、138P0.237P0.336P0.435P0.534P0.633P0.732P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728NA/P4.429ALE /P4.530P3.1/TXD11P3.0/RXD10IC7ST C12C5A60S2X1CY1TXDRXDWRCS1CS0P20P21P22P23P24P25P26P27Wei1Wei2Wei3RSTR321kVCCT0T1ADC0ADC1CS2PWM1PWM2P3.7图 3.4 时钟电路图C154.7uFR361KR3410KRSTVCCS10KEY4图 3.5 复位电路 第 10页时钟引脚

19、XTAL1 和 XTAL2：XTAL1 引脚 18，内部振荡器外接晶振的一个输入端，XTAL2 引脚 19，内部振荡器外接晶振的另一个输入端。AT89S52 内部有一个高增益的反相放大器，在 XTAL1 和 XTAL2 两端跨接石英晶体振荡器及两个电容就可以构成稳定的自激震荡。上图中两个电容器均我 30pf，可稳定频率并对震荡频率有微调功能。控制引脚 RES 引脚 9，复位输入信号，振荡器工作时，该引脚上 2 个机器周期的高电平可以实现复位操作。本实验采用手动复位，上电复位要求接通电源后，手动按钮实现复位操作。3.1.43.1.4 LEDLED 显示模块显示模块共阳极 LED 七段译码器的八个

20、管脚分别与单片机的 P20P27 连接。LED 七段译码器的的选择分别由 74LS138 译码器控制选择。R284K7R294K7R304K7R314K7T59012T69012T79012T89012R224K7R234K7R244K7R274K7VCCT19012T29012T39012T49012W1W2W3W4W5W6W7W8A1B2C3E14E25E36Y015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77IC6 74HC138VCCe1d2dp3c4g5b7G38G29f10a11G112G46LE D14L ED-SM-1e1d2dp3c4g5b7G38G29f10a11G

21、112G46LE D24L ED-SM-1W5W6W7W8R43100P20P21P22P23P24P25P26P27Wei1Wei2Wei3W1W2W3W4图 3.6 LED 显示接口图3.23.2 电路参数的计算和元器件的选择电路参数的计算和元器件的选择3.2.13.2.1 语音录放器录放时间的选择语音录放器录放时间的选择 第 11页用户可利用震荡电阻来自定芯片的采样频率，从而决定芯片的录放时间和录放音质。下表为 ISD1720 的参数表：表 3.1 ISD1720 的参数表ROSC录放时间采样频率80K8s8.0KHZ100K10s6.4KHZ120K12s5.3KHZ160K16s4.

22、0KHZ200K20s3.2KHZ本实验设计录放时间 10s.所以我们选择 100K 的震荡电阻。3.33.3 特殊器件的介绍特殊器件的介绍3.3.13.3.1 ISD1720ISD1720 的功能特点的功能特点市场上 ISD1720 都是用 ISD1730 的裸片来进行封装，采样率在 12K，因此音质效果好。华邦原厂没有生产 ISD1720 这个型号，但 ISD1720 性能上和 ISD1730 一样。该芯片提供多项新功能，包括内置专利的多信息管理系统，新信息提示（ vAlert ） , 双运作模式（独立 & 嵌入式），以及可定制的信息操作指示音效。芯片内部包含有自动增益控制、麦克风

23、前置扩大器、扬声器驱动线路、振荡器与内存等的全方位整合系统功能。一：语音芯片的主要特点： 可录、放音十万次，存储内容可以断电保留一百年 两种控制方式，两种录音输入方式，两种放音输出方式 可处理多达 255 段信息 有丰富多样的工作状态提示 多种采样频率对应多种录放时间 音质好，电压范围宽，应用灵活，价廉物美二：语音芯片的电特性： 工作电压： 2.4V-5.5V, 最高不能超过 6V 静态电流： 0.5 - 1 A 工作电流： 20mA三：用户可利用震荡电阻来自定芯片的采样频率，从而决定芯片的录放时间和录放音质。下表为 ISD1720 的参数表： 第 12页表 3.2 ISD1720 的参数表R

24、OSC录放时间采样频率80K8s8.0KHZ100K10s6.4KHZ120K12s5.3KHZ160K16s4.0KHZ200K20s3.2KHZ四：ISD1720 芯片管脚功能说明：表 3.3 ISD1720 的管脚功能管 脚名 称PDIP/SOIC管脚TSOP管脚 引脚说明VCCD122数字电路电源/LED223LED 指示信号输出/RESET324芯片复位 MISO425SPI 接口的串行输出。 ISD1700 在 SCLK 下降沿之前的半个周期将数据放置在 MISO 端。数据在 SCLK 的下降沿时移出 MOSI526SPI 接口的数据输入端口。主控制芯片在 SCLK 上升沿之前的半

25、个周期将数据放置在 MOSI 端。数据在 SCLK 上升沿被锁存在芯片内。此管脚在空闲时，应该被拉高 SCLK627SPI 接口的时钟。由主控制芯片产生，并且被用来同步芯片 MOSI 和 MISO 端各自 的数据输入和输出。此管脚空闲时，必须拉高。/SS728为低时，选择该芯片成为当前被控制设备并且开启 SPI 接口。空闲时，需要拉高VSSA81模拟地 AnaIn 92芯片录音或直通时，辅助的模拟输入。需要一个交流耦合电容（典型值为 0.1uF ），并且输入信号的幅值不能超出 1.0Vpp 。 APC 寄存器的 D3 可以决定 Analn 信号被立刻录制到存储器中，与 Mic 信号混合被录制到

26、存储器中，或者被缓存到喇叭端并 经由直通线路从 第 13页AUD/AUX 输出。MIC+103麦克风输入 +MIC-114麦克风输入 -VSSP2125负极 PWM 喇叭驱动器地SP-136喇叭输出 -VCCP147PWM 喇叭驱动器电源SP+158喇叭输出 +VSSP1169正极 PWM 喇叭驱动器地AUD/AUX 1710辅助输出，决定于 APC 寄存器的 D7 ，用来输出一个 AUD 或 AUX 输出。 AUD 是一个单端电流输出，而 AuxOut 是一个单端电压输出。他们能够被用来驱动一个外部扬声器。出厂默认设置为 AUD 。 APC 寄存器的 D9 可以使其掉电。AGC1811自动增

27、益控制/VOL1912音量控制ROSC2013振荡电阻， ROSC 用一个电阻连接到地，决定芯片的采样频率VCCA2114模拟电路电源/FT 2215在独立芯片模式下，当 FT 一直为低， Analn 直通线路被激活。 Analn 信号被立刻从 Analn 经由音量控制线路发射到喇叭以及 AUD/AUX 输出。不过，当在 SPI 模式下， SPI 无视这个输入，而且直通线路被 APC 寄存器的 D0 所控制。该管脚有一个内部上拉设备和一个内部防抖动电路，允许使用按键开关来控制开始和结束。/PLAY2316播放控制端/REC2417录音控制端/ERASE2518擦除控制端/FWD2619快进控制

28、端RDY / INT 2720一个开路输出。Ready( 独立模式 )该管脚在录音，放音，擦除和指向操作时保持为低，保持为高时进入掉电状态。Interrupt(SPI 模式 ) 第 14页在完成 SPI 命令后，会产生一个低信号的中断。一旦中断消除，该脚变回为高。VSSD2821数字地3.3.23.3.2 单片机的引脚功能特点介绍单片机的引脚功能特点介绍单片机最小系统包括晶体振荡电路、复位开关和电源部分。本系统采用的是11.0592MHZ 晶振；复位电路在单片机中是很重要的，它可以完成单片机的初始化，也可以在死机转台下重启单片机。在本设计中采用的是手动复位。图 3.7 为系统所采用的单片机引脚

29、图。P00P01P02P03P04P05P06P07EX_LVD/P4.6/RST231X119X218RESET/P4.79P3.7/RD17P3.6/WR16P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T0/CL K014P3.5/T1/CL K115P1.0/ADC0/CL CK21P1.1/ADC12P1.2/ADC2/E CI/RXD23P1.3/ADC3/CCP0/TXD24P1.4/ADC4/CCP1/SS5P1.5/ADC5/MOSI6P1.6/ADC6/MISO7P1.7/ADC7/SCLK8P0.039P0.138P0.237P0.336P0.435P0.534P

30、0.633P0.732P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728NA/P4.429ALE /P4.530P3.1/TXD11P3.0/RXD10IC7ST C12C5A60S2TXDRXDWRCS1CS0P20P21P22P23P24P25P26P27Wei1Wei2Wei3RSTT0T1ADC0ADC1CS2PWM1PWM2P3.7图 3.7 单片机引脚结构图STC12C5A60S2 是单时钟/机器周期（1T）的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代 8051 单片机，指令代码完全兼容传统 8051，单速度快 8-12 倍。内部集成M

31、AX810 专用复位电路，2 路 PWM，8 路高速 10 位 A/D 转换。其特点如下。（1） 工作电压：5.5V-3.3V；（5V 单片机）（2） 工作频率：0-35MHZ（3） 共 4 个 16 位定时器，外部中断 I/O 口 7 路；（4） 通用全双工异步串行口（UART） ；P0-P3 口都是并行 I/O 口，都可用于数据的输入和输出，但 P0 口和 P2 口除了可进行数据的输入和输出外，通常都用来构建系统的数据总线和地址总线。在这 4 个口中只有P0 口是一个真正双向的口，P1-P3 这 3 个口都是准双向口。P3 口的口线具有第二功能， 第 15页为系统提供一些控制信号。3.43

32、.4 各单元模块的连接各单元模块的连接3.4.13.4.1 单片机和数码管的连接单片机和数码管的连接为了实现可以观察语音系统的录放状态和录放时间，需要采用 LED 显示器。LED 片选管脚由 74LS138 译码器控制，再经过 74LS138 译码器接通到单片机。另外，LED 七段译码器的八个管脚 a、b、c、d、e、f、g、dp 依次接到单片机的 P20 至 P27管脚上。e1d2dp3c4g5b7G38G29f10a11G112G46LE D14L ED-SM-1e1d2dp3c4g5b7G38G29f10a11G112G46LE D24L ED-SM-1W5W6W7W8R43100P20

33、P21P22P23P24P25P26P27W1W2W3W4图 3.8 LED 与单片机连接图3.4.23.4.2 单片机与单片机与 ISD1720ISD1720 的的连接连接 将 ISD1720 的部分功能管脚连接到单片机上，这样就可用通过单片机编程，再通过单片机上的按键来控制 ISD1720 芯片的语音录音，放音，擦除和快进功能。单片机和 ISD1720 芯片的连接图如下： 第 16页Vccd1LE D2RESET3MISO4MOSI5SCL K6SS7Vssa8AnaIn9MIC+10MIC-11Vssp212SP-13Vccp14SP+15Vssp116AUD/AUX17AGC18VOL

34、19Rosc20Vcca21FT22PL AY23REC24ERASE25FWD26INT/RDY27Vssd28IC8ISD1720R444.7KR454.7KR464.7KR47100KR481KR49390R50100KMIC1MICROPHONE 2C180.1uFC190.1uFC204.7uFC214.7uFVCCS11KEY4C220.1uFC230.1uFC240.1uFC250.1uFC260.1uFC270.1uFC2810uFC2910uFC3010uFC3110uFD19LE D2VCCLS1SPEAKERS12SW SPDTQ3NPN1LS2SPEAKERVCC入入入

35、入入入P00P01P02P03S13KEY4S14KEY4RXDTXDT0T1图 3.9 ISD1720 与单片机连接图 第 17页4 软件设计软件设计4.14.1 软件设计原理及使用工具软件设计原理及使用工具 ISD1720 的独立按键工作模式录放电路非常简单，而且功能强大。不仅有录、放功能，还有快进、擦除、音量控制、直通放音和复位等功能。这些功能仅仅通过按键就可完成。但这次的设计是通过单片机来控制的，所以，将按键即可实现的功能通过单片的控制来实现。当 REC、PLAY、FWD、ERASE 等管脚从变为低电平时，即触发相应的功能。单片机处理数据的过程用 C 语言编写，用程序和单片机共同实现按

36、键的功能，使管脚电平变低，进而触发相应的功能。C 语言是在 VB 的基础上发展起来的，C 语言的主要特点如下：（1）语言简洁、紧凑，使用方便灵活；（2）数据类型丰富，具有现代语言的各种数据结构；（3）具有结构化的控制语句；（4）生成目标代码质量高，程序执行效率高。4.24.2 软件设计结构图软件设计结构图系统的软件设计主要包括程序初始化、定时程序、显示程序等共同组成。其中定时程序和显示程序作为中断子程序来完成系统功能。定时程序是以定时器 T0 的中断服务子程序，其优先级为高级，显示程序是通用型串行通信口的中断服务子程序，其优先级为高级。系统框图如下：喇叭功率放大录放单元 ISD1720AT89

37、C52 单片机控制图 4.1 单片机语音录放结构图 第 18页主程序放音键按下录音键按下调录音子程序结束否调放音子程序是否是图 4.2 主程序框图4.3 主要软件设计流程及其框主要软件设计流程及其框图图本系统软件设计较为简单，主要是定时选片控制，语音电路的地址端均接地，录放控制端受AT89C52 控制，根据微处理器的定时，当需要芯片录放时，单片机相应的控制端起作用，即启动语音电路工作，部分 程序框图如下图所示：开始判断是录音键还是放音键按下调用录音程序调用放音程序结束图 4.3 录放选择程序框图 第 19页开始按下录音键录音录音键释放否否结束是图 4.4 录音程序框图开始按下放音键放音放音键释

38、放否否结束是图 4.5 放音程序框图 第 20页5 5 系统调试系统调试5.15.1 软件调试软件调试软件调试包括两个过程，一个是仿真调试过程，另一个是实物系统调试过程。在仿真过程中为了先检验程序的有效性和正确性，我们先用了 Proteus 进行软件仿真，但是因为 Proteus 软件的元件库本身不包含 ISD1720 芯片的元件图，所以仿真的时候我们没有使用 ISD1720 芯片，而是单单验证程序的可行性。L 表示录音，F 表示放音。软件仿真的结果如下图： 图 5.1 录音仿真结果 第 21页 图 5.2 放音仿真结果 实物系统调试时，我们直接将仿真通过的程序调入单片机系统，在单片机上程序的

39、仿真和在 Proteus 上的仿真结果相同，但是当接入外扩电路即语音录放电路后，单片机突然就不能下进程序了，原因是单片机板上的串口芯片 MAX232 被烧坏了，因为我们把控制 P00 口的线接到了单片机的第一根管脚电源线上，导致串口烧坏。串口这块的问题解决之后，下入程序，单片机上程序的仿真显示则出现了问题，按下录音键本应该录音时对应的录音指示发光二极管亮，录音开始。这时录音和放音对应的指示发光二极管都亮了，并且一会儿录音，一会儿放音。认真检查电路后确定是扩展板电路有问题，因为有一条支路的电源和地线接反了。为了避免再出错我们认真检查了扩展电路确认再没有接线错误之后继续调试板子，但是还是不能正常的

40、放音，因为不能放音所以我们也不能确定是否能正常的录音。但是电路板已经检查很多次了，没有问题，我们以为是我们设计的电路图出了问题，又换了扩展板原本的设计图，但是还是不能正常的录音和放音。按修改之后的电路图焊接好电路之后，还是不能正常的录音和放音，电路应该是没有问题的，但是怎么也找不出错误，无奈之下我们只好怀疑是语音芯片 ISD1720 的问题，正好同学有 ISD1730 的芯片，又因为芯片是同一系列，管脚又相同，我们用 ISD1730 代替 ISD1720 芯片重新测试，结果电路可以正常录音和 第 22页放音，至此证实了芯片是坏的的想法。原语音录放电路的设计图和修改后语音电路的设计图如下： 图

41、5.3 原语音录放电路设计图 图 5.4 修改之后的语音录放电路图 第 23页软件调试的程序如下：#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intUcharcodeled_mod=0 xC0,0 xF9,0 xA4,0 xB0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xF8,0 x80,0 x90,0 xff ;/数码显示的七段显示码查表uchar code led1=0X8E,0XC7;/显示录放uchar key,i,bai,shi,ge,count,led_data;void delay (uchar delay_n

42、)/延时程序 uchar n ,m; for(n=0;n5;n+) for(m=0;m=50) /判断是否达到一分钟 led_data+; /达到，显示数加一 count=0; /中断计数清零 if(P0_0=1) /放开按键，不在录音 TR0=0; /关闭定时器 led_data=0; /清零显示的数 P2=0XFF; /消隐数码管，不显示。 break; /跳出死循环 if(P0_1=0)/放音 第 25页 TR0=1;/启动定时器 bai=0; /显示 F while(1) display(); /调用显示程序 if(count=50) led_data+; /显示的数加 1 count

43、=0; if(P0_3=0) /判断是否按了下一曲按钮 led_data=0; /显示数清零 if(P0_1=1) / P0_1=1 停止放音 TR0=0; led_data=0; P2=0XFF; break; void int_time0() interrupt 1/定时器 0 计时 TMOD=0X01;/设置定时器 0 的工作方式为方式 1EA=1; /开启中断源ET0=1; /打开定时器 0 中断TR0=1; /打开定时器工作。开始计数TH0=0XB8;/20msTL0=0X00; 第 26页count+;判断/判断循环次数5.25.2 硬件调试硬件调试 1、 语音录放器的电路设计其实

44、相对简单，并且没有什么需要测试的原件，唯一影响芯片录音时间的就是管脚 20 处所接的电阻的大小，语音芯片最大能录音 20 秒，电阻越大则录音越长，当录满该电阻下的最大时间后则停止录音。参数如下：2、实物调试的时候放出的声音噪声总是很大，原因是此电路中的录音芯片 ISD1720 是一种弱电系统，具有很高的灵敏度，因此在其工作过程中易受内部和外部无规则信号的影响，这种无规则信号在系统中主要表现为录音时话筒噪声和外界电压变化引起的噪声，它们的存在严重影响系统的工作，因此需要在录放芯片的输出端加上一个滤波电路来改善这种现象。时间（秒）68101216采样率（ KHZ ）12.08.06.45.34.0

45、ROSC 阻值（ K ）6080100120160 第 27页6 6 系统功能系统功能6.16.1 系统功能介绍系统功能介绍 系统实现语音的录放功能，单片机的 P00 口控制录音功能，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。每个功能均为低电平有效。当单片机相应的口变为低电平则控制相应的功能。同时单片机上的 LED 显示屏显示相应的录放功能和录放时间。 第 28页7 7 结论结论本次设计的是基于 ISD1720 语音录放器,是以 AT89S52 单片机为基本核心元件，针对 ISD1720 语音芯片的特点所构成的语音录放系统。系统硬件电路简单，调试方便，AT89S

46、52 的扩展接口较多，便于在用户需要的时候能够扩展它的功能。而且体积小，使用起来更加方便。在设计时我们首先对我们需要设计的功能进行了初步定论。再根据我们的构想及查询了许多资料之后，我们这几处了我们的原理图。根据原理图，我们进行代码设计，在代码设计中，我们出现过几次问题，始终不能让我们的功能达到完善，最后经过我们的努力和老师的指导，我们完成了我们的软件设计与实物制作。 第 29页8 8 总结与体会总结与体会通过这次设计，让我们了解了电路设计与实物制作的整个过程，也让我们了解了关于基于 ISD1720 语音录放器的原理与设计理念；使我学到了很多新的知识，如：ISD1720 芯片的使用，进一步了解了

47、 Protel 99 软件、Keil 软件及 ISIS 软件的一些简单功能的使用；同时，也对单片机这门课学到的知识加以了巩固。对单片机有了更深的了解，使我们对单片机的引脚功能及如何通过编程来控制单片机的引脚输出从而控制我们的 LED 显示等有了更清楚的认识。本次设计也使我们对电路设计，电路检查等方面的能力有了进一步的加强。通过解决在设计的过程中遇到了种种的问题，使我们的实践能力得到了很大程度的提高，也使我们对电子设计有了浓厚的兴趣，让我受益匪浅。我们还学会了该如何查阅资料和利用参考书。我们在课堂上所学习的知识只是最基本的专业知识，而现在电子科技技术是日新月异，作为信息专业的学生应该时刻关注最新

48、的信息资料，还应该学会把在设计过程中用到的知识有机地结合起来，形成自己的知识体系，然后再灵活地加以运用，让自己的理论与实践能更有效的结合。总之，一次设计除了能加深我们对理论知识的理解，加强我们的动手能力外，还能提升我们多方面的能力，拓展我们的知识面，掌握更多有用的技能，学会如何面对问题以及解决问题。尤其是这次的课程设计，是我们第一次制作实物，我们很珍惜这样的机会。课程设计的开展有利于我们将理论知识运用于实践，将理论与实践紧密的结合在一起，做到理论与实践皆行。 第 30页9 9 致谢致谢接近一个月的课程设计结束了，这次课程设计让我们学到了很多东西。课程设计是对所学知识的综合运用，尤其是这次设计，

49、虽然是用单片机进行主要的控制，但是这不仅仅使我们对单片机的运用及编程有了更深的理解，也使我们对电路设计，电路检查等方面的能力有了进一步的加强。在这次设计中，我们得到了阳老师和李老师的悉心指导，他们的渊博知识、严格要求、严谨作风都给我们留下了很深刻的印象，将是我们受用一生，在此表示衷心的感谢。另外，在设计中，我们也得到了很多同学的帮助与支持，在此感谢他们。谢谢！ 第 31页1010 参考文献参考文献1ATMEL89 系列单片机应用技术M余永权编 北京航空航天大学出版社 2002.42单片机原理及应用M李鸿编 湖南大学出版社 2004.83单片机试验与实践教程M夏继强编 北京航空航天大学出版社 2

50、001.14单片机原理及接口技术M马淑华、王凤文、张美金等编 北京邮电大学出版社 2005.105单片优质语音录放集成电路应用手册M王南阳编 机械工业出版社 2006.16电子制作理论与实践M陈欢庆编 浙江大学出版社 2005.37单片机应用系统开发实例导航M靳达编 人民邮电出版社 2003.68微型计算机原理及应用M朱定华编 北京电子工业出版社 2003.69单片微机应用系统设计及实用技术M高峰编 北京机械工业出版社 20410单片机典型系统设计M彭为、黄科等编 电子工业出版社 200611单片微机控制应用技术实操指导书M张大明编 机械工业出版社 2005.612单片机原理及接口技术M董小红

51、编 西安电子科技大学出版社 2004.813单片机在电子电路设计中的应用M赫建国编 清华大学出版社 2006.514ISD2500 系列语音芯片的特性及应用M元洪波、蒋晓松等编 电声技术 2000（9）33-3515ISD 系列单片机语音录放电路的原理及应用M翟祺、金文臣等编 陕西电子技术 2001 第 32页11 附录附录 原理图：162738495J1DB9VCCTXDRXDD7D8D9D10D12D13D14D15VCCD1LED1R11KQ29012R61KVCC12J9入入入入T0P00P01P02P03P04P05P06P07C1630pFC17 30pFC154.7uFR361K

52、R3410KRSTVCCR284K7R294K7R304K7R314K7P00P01P02P03P04P05P06P07VCC123J16DS18b20R255.1KADC1CS1CH02CH13GND4DI5DO6CLK7VCC8IC5ADC0832CS1VCCVCCT1VCCT59012T69012T79012T89012VCCR224K7R234K7R244K7R274K7VCCT19012T29012T39012T49012RP110k X 8R1in13R2in8T1in11T2in10V+2V-6VCC16R1out12R2out9T1out14T2out7C1+1C1 -3C2+

53、4C2 -5GND15RS232RS232TTLTTLIC1MAX232C210uFC3104C5104C1104C4104VCC123J3入入入入VCCC6100uF/16VC14104C9104C13104C10104S10KEY4S2KEY4S3KEY4S4KEY4S5KEY4S6KEY4S7KEY4S8KEY4S9KEY4C1122uF/16V12345678910J12P0P00P01P02P03P04P05P06P07W1W2W3W4W5W6W7W8A1B2C3E14E25E36Y015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77IC6 74HC138VCCe1d2dp3c4g5b7G38G29f10a11G112G46LED14LED-SM -1e1d2dp3c4g5b7G38G29f10a11G112G46LED24LED-SM -1W5W6W7W8R43100VCCEX_LVD/P4.6/RST231X119X218RESET/P4.79P3.7/RD17P3.6/WR16P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T0/CLK014P