数字录音机实验设计说明

1、播与尼理工大学School of Sciences微机原理与接口技术课程论文报告学生：王兆成学生学号：200901130所在班级：电子092所在专业：电子信息科学与技术指导教师：代月明设计题目：数字录音机一、设计目的和思想：1、了解数字录音技术的基本原理。课程设计主题研究思想是利用微机原理与接口技术知识，掌握数字录音技术的基本原理.利用8253芯片,8255芯片,ADC080毗片和DAC083芯片实现电信号与数据信号的转换.8253设置成方式0,记数为200个,利用PA0g询电平变化,控制录音和放音时间.达到数字录音的目的.可广泛应用于数字录音领域 .因此它具有一定的实用 价值和开发价值。数字

2、录音机有一定的市场前景和研究领域。2、进一步掌握 A/D转换器与D/A转换器的使用方法。3、巩固和加深用汇编语言程序设计的能力。二、设计所用器件和仪器设备：1、实验箱1台2、计算机1台3、麦克及喇叭三、设计方案及论证设计方案及论证如下：1、本设计可采用单独的硬件设计，也可以软件与硬件结合设计。后者的设计方案较为 合适，能够达到微机原理与接口技术的目的.2、单独使用硬件来完成此设计，所使用的硬件材料较多，且不便于调试，而且设计复 杂，相对于用软件和硬件想结合而言，后者较为合适。3、由于我们本期学的课程是微机原理与接口技术课程，掌握了一定的微机原理与接口 技术知识.所以此设计采用硬件与软件结合设计

3、，配合通用微机接口实验系统实验箱实现此 设计及此设计功能， 与此同时也可以对此门课程加深理解和巩固。为以后的学习和工作打下良好的基础.四.设计容及连接电路:1、将声传感器接J2,把代表语音的电信号送给 ADC0809通道2（IN2） ; D/A转换器的输出端J1接喇叭。电路如下：2、编程以每秒钟5000次的速率采集IN2输入的语音数据并存入存，共采集60000个数据（录12秒），然后再以同样的速率将数据送DAC0832使喇叭发声（放音）四、总体设计方案流程2、放音器分的流程图如下.从端口读入裁非 开始录音m自增1的环 求人附回。个数薪跑时子程良如F=五.硬件设计数字录音电路工作原理介绍如下按图

4、连接好线路，将传感器(话筒)接T2,由话筒传入语音电信号，把代表语音的电信号传送给ADC0809 A/D转换芯片通道2 ( IN2),片选信号CSf氐电平有效接微机通用实验系 统箱地址298H,由298HM址信号控制，低电平表示ADC080g片被选中.利用可编程定时/计数 器8253,由CLK0十数时钟，输入时钟频率 1MHz再由GATE01控信号接+5V,通过GATE端控 制计数器的启动计数和停止计数操作；C斯选信号接实验箱地址280H;同理，CS低电平有效，若280H为低电平，表示8253芯片被选中.OUT眼PA0;时间到或者计数结束输出引脚，将 8253 设置成方式0。计数值为200 (

5、定时0.2mS)。再利用8255PA面询OUT0I平，高电平表示定时 时间到，C斯选信号接实验箱288H,由它车入。D/A转换器的输出端下接喇叭。C斯选信号 接地址292H。总体思想为：以每秒钟 5000次的速率(以8253作为定时)IN2采集输入的语言 数据并存入存。共采集 60000个数据(录12秒钟)，然后以同样的速率将数据送入DAC083技喇叭发声(放音)，达到数字录音、放音的效果。4.1.2芯片简介及管脚功能介绍(1)、A/D 转换器 ADC0809 a主要特性匚匚匚匚匚2327264就ADC »62A6703 09 22e31g匐1019iiIS121713161415R

6、EF(<)CGN 口匚J7 2fi匚匚匚匚匚 res E_ cOLNi n IN， u ADDA 口 ADDB 口 ABDC 口 ALE 二 n旷，=)L8路8位A/ D转换器，即1分辨率8位。(2)具有转换起停控制端。(3)转换时间为100ds(4)单个+ 5V电源供电(5)模拟输入电压围0+5V 不需零点和满刻度校准。(6)工作温度围为-40+85C(7)低功耗，约15mWb、引脚功能介绍及工作过程：1：引脚管脚介绍如下IN0IN7 : 8路模拟量输入端。D7D8 8位数字量输出端。ALE:地址锁存允许信号输入端。通常向此引脚输入一个正脉冲时，可将三位地址选择 信号A、B、C锁存于地

7、址寄存器并进行译码，选通相应的模拟输入通道。START启动A/D转换控制信号输入端。一般向此引脚输入一个正脉冲，上升沿复位部逐次逼近寄存器，下降沿后开始A/D转换.CLK:时钟信号输入端.EOC转换结束信号输出端.A/D转换期间EOC；低电平，A/D转换结束后EOC；高电平.OE:输出允许控制端，控制输出锁存器的三态门.当。日高电平时，转换结果数据出现在 D7D卸脚.当OEM氐电平时，D7D0引脚对外呈高阻状态.C B、A: 8路模拟开关的地址选通信号输入端，3个输入端的信号为000111时，接通IN0IN7对应通道。VR(+)、VR(-):分别为基准电源的正、负输入端。VCC电源输入端，+5

8、V。GND 地。2: ADC0809勺工作过程是：首先输入 3位地址，并使ALE=1,将地址存入地址锁存器中。此地 址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。STAR止升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动A/D专换，之后EOCt出信号变低，指示转换正在进行。直到A/D转换完成，EO0为高电平，指示"D专换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE俞入高电平 时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。(2)D/A 转换器 DAC 0832MSB(1)D Q 的输入寄存;i(2)D Q; 的DAC 寄存;什时一乘法、DACVefIout2Iout11112Iout

9、1Iout2IL* &CSWR1WR2XFERLILE.Eb.AGNDVCCDGNDVef192.ILEWR2WR1LSB0 升 d|- D2一DAC083P3一D4-D5-D6-MSB7 升765"416151413CSl4XFER17a:主要特性：图3(1)与TTL电平兼容(2)分辨率为8位(3)建立时间为1us(4)功耗为20mW(5)电流输出型D/A转换器b:DAC0832的引脚图及其引脚功能1 D0D7: 8位数据输入端。2 ILE :输入锁存允许信号，高电平有效。此信号用来控制8位输入寄存器的数据是否能被锁存的控制信号之一。3 CS :片选信号，低电平有效。此信号

10、与ILE信号一起用于控制 WR信号能否起作用。4 WR1 写信号1,低电平有效。在ILE和CSt效的情况下，此信号用于控制将输入数据 锁存于寄存器中。5 WR2写信号2,低电平有效。在XFEFW效的情况下，此信号用于控制将输入寄存器中 的数字传送到8位DAC?存器中。6 XFER传送控制信号，低电平有效。7 Vcc 逻辑电源。一般在 +5V+10VH。8 GND 接地。c:DAC0832的工作过程如下：(1) CP曲行输出指令，输出8位数据给DAC0832(2)在CP曲行输出指令的同时，使ILE, WR1 CSE个控制信号端都有效，8位数据锁 存在8位输入积存器中。(3)当WR2 XFER二个

11、控制信号端都有效时，8位数据再次被锁存到8位DA(W存器，这时8位D/A转换器开始工作，8位数据转换为相对应的模拟电流，从IOUT1和IOUT2俞出。(3)芯片8253简介A: 8253管脚介绍及其功能如下：124223322421520619782531881791610151114CS为彳氐电平1 CS :片选信号，输入，低电平有效，它与译码器输出信号相连接，当时，8253芯片被CP诞中。2 WR :写引脚，输入，低电平有效，用于控制 统控制总线的IOW1连。3 RD :读引脚，输入，低电平有效，用于控制 统控制总线的IOR相连。4 CLK :计数时钟，输入。5 GATE:门控信号，输入，

12、由外部信号通过数的操作。6 OUT :时间到或计数结束输出引脚。CPU8253的写操作，此弓I脚与 CPU(CPU8253的读操作，此弓I脚与 CPU(GAT端控制计数器的启动计数和停止计B : 8253芯片的功能如下：可编程计数/定时器8253有两个基本功能，即定时和计数。除此之外还可以作为频率发生器，分频器，实时钟，单脉冲发生器等。这些功能是通过对8253编程，写入方式控制字来完成的。本次毕业设计即是采用8253方式。来实现的。通过计数控制，门控信号的影响和写入新的初植对计数过程的影响来分步完成计数结束和产生中断。S25?BC1C23C6C7 PPPPPPPP3T412Tn21IfTeH3

13、9T053S才Ta>14iT-(4):8255 芯片管脚介绍及功能如下：1 PA7PA0:A2 PB7PBO:B3 PC7PC0:C4 CS: 片选信 电路的输出端控制.图5端口数据信号引脚；端口数据信号引脚；端口数据信号引脚.号.CS为低电平时，表示8255A被选中.通常该信号的控制是通过译码5 WR:写信号，低电平有效,与CPUR坐制线相连.6 WR:写信号，低电平有效，与CPUWRI制线相连.设计主要是利用8255芯片的C中选彳t号，当CSM氐电平时，8255被选中.达到数据输 出的目的.数据传送到DAC083芯片中，为D/A转换做女?准备.六、软件设计Data segment i

14、mport equ 0dd80h-280hio0809aio0832aequ import+ 29ah; AD0809 的地址equ import+ 290h ;DAC0832的入口地址io8253aequ import+280h;8253的入口地址io8253cequ import+283h;8253的控制字地址io8255aequ import+288h;8255的入口地址io8255cequ import+28bh;8255的控制字的地址word。db 0dh,0ah,'按r键开始录音',0dh,0ah,24hword2 db 0DH,0AH,'按p键开始放音&#

15、39;,0dh,0ah,24hword3 db 0DH,0AH,'按t键开始重播，否则按任意键退出',0dh,0ah,24hbufdb 60000dup(?);开辟存空间存放数据Data endsCode segmentAssume cs:code,ds:dataStart:Mov ax,data;Mov ds,ax;Mov ds,offset wordO;显示录音提示Mov ah,09h;Int 21hTesti:Mov ah,1;等待键盘输入Int 21hCmp al, ' r'Jnz testi; 与'r'比较，若是则执行下面的录音，不是则

16、等待Mov di,offset buf;定义缓冲区指针Mov cx,60000Begin:Mov dx, io0809a;ADC0809 的地址Out dx,al; 启动一次 A/D转换器Call delay;调用延时子程序In al,dx;从端口读入数据Mov di,al;将数据放入缓冲区中Inc diLoop begin ;循环装入60000个数据Mov dx,offset word2;显示放音提示Mov ah,9Int 21hTest2:Mov ah,1Int 21hCmp al, ' p'Jnz test2;Play:Mov di,offset buf;Mov cx,6

17、0000Begin1 :与p'比较,若是则执行放音，不是则等待取缓冲区的入口地址Mov dx,io0832a;DAC0832 的入口地址Mov al,di; 将要转换的数据从存中取出Out dx,al;将数据打入寄存器Call delay;调用延时子程序Inc diLoop beginlMov dx,offset word3;显示循环放音提示Mov ah,9Int 21hMov ah,1Int 21hCmp al,' t'Jz play;与't'比较，若是则重新播放，不是则退出Mov ah,4chInt 21hDelay proc nearPush dx

18、;保存dx的容Mov dx,io8253G8253的控制字地址Mov al,00010000b ; 计数器0只读低字节以方式 0工作，二进制计数Out dx,alMov dx,io8253a;8253的入口 地址Mov al,200;写入循环计数初值Out dx,alMov dx,i08255G8255的控制字的地址Mov al,10010000b;D7=1 控制字标志位 ，D6D5=00 方式 0 ,；D4=1表示A 口输入Out dx,alMov dx,io8255a;8255 的入口 地址Check:In al , dx;将数据输入alTest al , 01;检查PA0的状态是否为高电平Jz checkPop dx;恢复 dxRet;返回到delay 入口Delay endpCode endsEnd start六、实验结果在本实验中，充分利用学过的汇编语言程序设计能力，在了解了数字录音技术的基本原理后，通过对A/D转换器与D/A转换器的使用，以及利用8253和8255芯片实现延时功能， 成功完 成了数字录音机的设计。测试实验结果时，成功实现了12s的录音及放音，达到设计要求。在本次数字录音机设计中，实现功能有12s录音功能、放音功能、重复放音功能。其中，提示信息为中文提示，清楚明了。七、程序调试过程中遇到的问题及解决方法在