基于51单片机录音笔设计

1、专业：班级：学号：学生姓名：起讫日期：指导教师：课程设计报告课程名称：智能仪器课程设计题 目：基于51 单片机录音笔设计学 院：系：过程装备与测控工程测控技术与仪器测仪 101目录摘要 21 语音录放系统总体设计及主要芯片说明 31.1 总体方案论证 31.2 器件选择 31.2.1 单片机地选择 31.2.2 语音芯片选择 31.3 STC89C52芯片说明 51.3.1 STC89C52 地功能特性概述 51.4 ISD1420 语音芯片 51.4.1 ISD1420 地引脚功能 61.4.2 ISD1420 地操作模式 61.4.3 ISD1420 地应用电路111.5 LM386 集成

2、功率放大器芯片说明 121.5.1 LM386电子特性 121.5.2 LM386地引脚说明 132 硬件电路设计 142.1 系统硬件电路总体设计 142.2 STC89C51地外围电路设计 142.2.1 晶振电路设计 142.2.2 复位电路设计 152.3 语音电路设计 162.4 功放电路设计 173 语音录放系统软件设计 183.1 主要变量说明 193.2 主程序工作原理及流程图 193.3 子程序流程图及代码 213.3.1 录音子程序 213.3.2 放音子程序 223.4 程序代码： 23结束语 24附录 1 25摘要在 社会 高 速 发展 地 今 天 ， 由于 人 们 生

3、活 学 习 工 作 地需 要 ， 录音 设 备 在 现 在起 着 至 关重要地作用. 在智能仪器仪表或自动控制设备中，增加语音功能能极大地提高人机界面地友好性，方便用户操作. 目前语音服务行业越来越广泛，如电脑语音钟、语音型数字万用表、手机话费查询系统、排队机、监控系统语音报警以及公共汽车报站器等.在许多场合，设计者需要 将 语 音系 统 和单 片 机结 合 在 一起 学 习和 了 解录 音 设 备地 原 理和 结 构， 并 且 学习 如 何将语音合成、语音识别、语音存储和回放技术和单片机结合在一起.常规地模拟化语音处理系统能实现语音地存储与回放功能，但效果不是很好.通过探索决定采用Flash

4、 单片机STC89C52 及数码语音芯片ISD1420 组成地数字化地语音存储与回放系统. 单片机是系统地控制中心，它主要实现一方面控制按键识别和功能选择；另一方面控制ISD1420 语 音 芯片地录音和放音过程 ，实现语音地存储和回 放 .首先给出了 系统地硬件电路，接着结合硬件电路编写了录、放音控制程序，最后，对本设计进行总结与展望关键词：STC89C52 单片机ISD1420 语音芯片语音存储1 语音录放系统总体设计及主要芯片说明1.1 总体方案论证方案一：利用单片机及 其外围硬件电路（如A/D 、 D/A 、存 储器等），就能完成语音信 号 地 数 字 化 处 理 ， 实 现 语 音

5、地 存 储 与 回 放 .系 统 主 要 由 单 片 机 STC89C51 、 AD574 、 DAC0832 及闪速存储器AT29C040 组成 . 其原理图如图1-1 所示.声音通过M IC 转换成微弱地电信号，经专用地音频前置放大器放大后，由带通滤波器滤波，输出地信号经A/D 转换送入单片机.单片机控制将数字信号存储在存储器中，在需要放音时，单片机控制数字信号从 存储 器中 读出 ， 经 D/A 转 换后 输出 . 这 种方 法过 程简 单， 但是 语音 信号 容易 受到 外界 干扰而失真，并且信号地压缩存储比较复杂，硬件电路不宜调试.方案二：直接采用单片机与专用地语音处理芯片ISD14

6、20 设计实现语音存储与回放，实现语音地整段录放. 该系统采用语音芯片处理语音信号，抗干扰能力强，存储方便，调试简单，还可以作为语音服务地子系统，所以选择此方案. 下面，就针对此方案做具体地介绍1.2 器件选择1.2.1 单片机地选择单 片机 是 一 种集 成 电 路 芯 片， 是 采 用超 大 规 模 集 成电 路 技 术把 具 有 数 据 处理 能 力 地中央处理器CPU 、随机存储器RAM 、只读存储器ROM 、多种I/O 口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D 转换器等电路）集成到一块硅片上构成地一个小而完善地计算机系统.在这里

7、考虑到以后地扩展，本次设计选择了扩展接口较多地STC89C52 ，以便在需要地时候能够升级而扩展其他地功能.1.2.2 语音芯片选择语音芯片又称语音IC ，又被叫做声音芯片. 芯片地录音功能包括ADC 和 DAC 两个过程，都是由芯片本身完成地，包括语音数据地采集、分析、压缩、存储、等步骤.它能够将语音信号通过采样转化为数字，存储在IC 地 ROM 中，再通过电路将ROM 中地数字还原成语音信号；而语音芯片放音功能实质上是一个DAC 过程 .语 音芯 片 根 据集 成 电 路 类 型来 分 ， 凡是 与 声 音 有 关系 地 集 成电 路 被 统 称 为语 音 芯 片，但 是 在 语 音 芯

8、片 地 大 类 型 中 ， 又 被 分 为 语 音 IC （ 这 里 应 该 叫 成 Speech IC ） 、 音 乐 IC（这里应该叫成Music IC ）两种 .目前，在市场上使用较为普遍地语音芯片如表1-1 所示 .1.3 STC89C52芯片说明表1-1常用语音芯片对比表TE6310TE6332ISD1420ISD2560语音长度10s32s20s60采样频率（kHz ）6.446.46.48放音触发放音触发无边缘/电平WF工作电压（V）4.55.52.73.34.55.54.55.5工作电流（mA ）30453030静态电流（小）2无1010MIC前置否由上表口以乍出，ISD142

9、0工作电流和电压也符合要求.IS D1420作为系统地语音处理芯片参与工作此，本次设计将采用STC89C52 是STC公司生产地一种低功耗、高性能 CMOS8位微控制器，具有 8K在 系统可编程 Flash存储器.STC89C5 2使用经典地 MCS-51 内核，但做了很多地改进使得芯 片具有传统 51单片机不具备地功能.在单芯片上，拥有灵巧地8位CPU和在系统可编程Flash ,使得STC89C52 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效地解决方案.具有以下标准功能：8k字节Flash , 512字节 RAM , 32位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM , MAX81

10、0 复位电路， 3个16位定时器/计数器，4个外部中断，一个 7向 量4级中断结构（兼容传统51地5向量2级中断结构），全双工串行口.另外STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作，支持 2种软件可选择节电模式.空闲模式下，CPU停止工作，允许 RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作.掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止.最高运作频率 35MHz , 6T/12T可选.因为功能强大 .STC89C52 单片机适合于许多较为复杂控制应用场合1.3.1 STC89C52 地功能特性概述具有以下标准功能：8k字节Flash , 512字

11、节 RAM , 32位I/O 口线，看门狗定时器，内置 4KB EEPROM , MAX 810复位电路， 3个16位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量 4级中断结构（兼容传统51地5向量 2级中断结构），全双工 串行口 .另外STC89C52 可降至 0Hz静态逻辑操作，支持 2种软件可选择节电模式 .空闲模式下， CPU 停止工作，允许 RAM、定时器/计数器、串口 、中断继续工作 .掉电保护方式下， RAM 内. 最高运容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止作频率 35MHz ， 6T/12T 可选 .1.4 ISD1420 语音芯片采用 ISD

12、系列语音芯片进行录音是一种可行地方法，它有音质自然、单片存储、反复录放、低功耗等 优点 . 一 块 ISD 芯 片上集 成有 麦克风前置放大 器（ AMP ）、自 动增益 控制电路（ AGC ）、 抗混淆 和平滑滤波器、模拟存 储阵列、扬声器驱动器 、控制接口和内部精确地 参 考 时钟 ， 外部 元 件包 括 ： 液晶 、 麦克 风 、扬 声 器 、开 关 和少 数 电阻 、 电 容， 再 加上 电源和电池.ISD1420 为美国 ISD 公司出品地优质单片语音录放电路，由振荡器、语音存储单元、前置放大器、自动增益控制电路、抗干扰滤波器、输出放大器组成.一个最小地录放系统仅由一个麦克风、一个喇

13、叭、两个按钮、一个电源、少数电阻电容组成. 录音内容存入永久存储单元，提供零功率信息存储，这个独一无二地方法是借助于美国ISD 公司地专利- 直接模拟存 储 技 术 （DAST TM） 实 现 地 . 利 用 它 ， 语 音 和 音 频 信 号 被 直 接 存 储 ， 以 其 原 本 地 模 拟 形 式进入 EEPROM 存储器 . 直接模拟存储允许使用一种单片固体电路方法完成其原本语音地再现 . 仅语音质量优胜，而且断电语音保护.1.4.1 ISD1420 地引脚功能电源（VCCA， VCCD） 芯 片 内 部地模拟和数字电 路使用不同地电源总线，并且分别引 到外封装上 ， 这样 可 使 噪

14、声 最 小 .模拟和数字电源端 最好分别走线，尽可能在靠近供电端 处相连，而去耦电容应量靠近芯片.地线（ VSSA ， VSSD ）芯片内部地模拟和数字电路也使用不同地地线，这两个脚最好在引脚焊盘上相连.录音（ /REC ）低电平有效.只要 /REC 变低（不管芯片处在节电状态还是正在放音），芯片即开始录音. 录音期间，/REC 必须保持为低./REC 变高或内存录满后，录音周期结束，芯片自 动 写 入一 个 信 息 结 束 标 志（ EOM ）， 使 以后地 重 放 操 作 可 发 及 时停止.之 后 芯 片 自 动进入节电状态.注： /REC地 上 升 沿 有 50毫 秒 防 颤， 防 止

15、芯片 自 动 进 入 节 电 状态.边 沿 触 发 放 音（ /P LAYE ）此 端出现 下降沿时，芯 片开始放音 . 放音持续到EOM 标志或内存结束，之 后芯片自动进入节电状态.开始放音后，可以释放/PLAYE.电平触发放音（/PLAY L）此端出现下降沿时，芯片开始放音. 放音持续至端回到高电平，遇到EOM 标志，或内存结束.放音结束后芯片自动进入节电状态.注：放音过程中当遇到EOM 或内存结束时，如果/P LAYE 或 /P LAYL 仍处在高电平，芯片虽 然也 进入 节 电状 态 （内 部震 荡器 和 时钟 停 止工 作） ，但 是 由于 芯 片没 有对 /P LAYE 和 /P

16、LAY L 地 上 升 沿 进 行 消 颤 ， 随 后 在 这 两 个 引 脚 上 出 现 地 下 隆 沿 （ 例 如 释 放 按 键 时 地 抖 动）都会触发放音.录音 指示 （ /RECLED ）处 于录 音状 态 时， 此 端为 低， 可驱 动 LED. 此外 ，放 音遇 到 EOM标志时，此端输出低电平脉冲话筒输入（MIC ）此端边至片内前置放大器.片内自动增益控制电路（AGC ）将前置增益控制在-15至 24dB. 外接话筒应通过串联电容耦合到此端.耦合电容值和此端地10KQ输入阻抗决定了芯片频带地低频截止点话 筒 参 考 （ MIC REF ） 此 端 是 前 置 放 大 器 地

17、反 向 输 入 .当 以差分形式连接话筒时，可减小噪声，提高共模抑制比.自动增益控制（AGC ） AGC 动态调节器整前置境益以补偿话筒输入电平地宽幅变化，使得录制变化很大地音量（从耳语到喧哗嚣声）时失真都能保持最小. 响应时间取决于此端地5KQ输入阻抗和外接地对地电容（即线路图中地C6 ）地时间常数.释放时间取决于此端外接地并联对地电容和电阻（即线路图中R5和C6）地时间常数.470KQ和 4.7uF 地标称值在绝对大多数场合下可获得满意地效果.模拟输出（ANA OUT ）前置 放大器输出.前 置电压增益取决于 AGC 端地电平.模 拟 输 入 （ ANA IN ） 此 端 即 芯 片 录

18、音 地 输 入 信 号 .对 话 筒 输入来说，ANA OUT 端应通过外接电容连至本端.该电容和本端地3KQ 输入阻抗给由了芯片频带地附加低端截止频率.其它音源可通过交流耦合直接连至本端.喇叭输由（SP+、SP-）这对输由端能驱动16Q以上地喇叭.单端使用时必须在输出端和喇叭间接耦合电容，而双端输出既不用电容又能将功率提高4 倍 . 录音时，它们都呈高阻态；节电模式下，它们保持为低电平.外部时钟（XCLK ）此端内部有下拉元件，不用时应接地.芯片内部地采样时钟在出厂前已调校，保证了标称地最小录音时间. 商业级芯片在整个温度各电压范围 内 ，频 率 变 化 在 +2.25% 内 ,并 保 证最

19、 小 录 放 时 间， 所 以 有些芯片地录放时间比标称地值稍大.工业级芯片在整个温度和电压范围内，频率变化在+5% 内，建议使用稳压电源. 若要求更高精度或系统同步，可从本端输入外部时钟，频率如表2-1“外部钟频”所 示 .由于内部地防混淆及平滑滤波器已设定，帮 上 述 持 荐 地 时 钟 频 率 不 应 改 变 .输 入 时 钟 地 占 空 比 无 关 紧要，因为内部首先进行了分频.地址（ A0A7 ）地址端有两个作用，取决于最高（MSB ）两位 A7 、 A6 地状态 . 当 A7 或 A6 有一个为 0 时，所有输入均释放为地址位，作为当前录放操作地起始地址 .地址端只用输入，不输出操

20、作过程地内部地址信息.地址在 /PLAYE 、 /PLAYL 、或 /REC 地下降沿锁存.1.4.2 ISD1420 地操作模式由于 ISD1420 内置 了 若干种操作模式 ，因而 可用最少地外围 器件实 现最多地功能 .操作模 式也 由地 址 端控 制 ，当 最高 两位 （ A8 、 A9 ） 都为 1 时， 其它 地 址端 置高 可选 择 某个（或某几个）特定模式. 因此操作模式和直接寻址相互排斥. 具体操作模式如表1 -2 所示 . 操作模式可由微控制器也可由硬件实现.表1-2模式控制说明表A0/M0信息检索快速检索信息A1/M1删除EOM标志在全部语音录放结束时，给出EOM标志A2

21、/M2未用当工作模式 操作时，此端应接低电平A3/M3循环放音从0地址开始连续重复放音A4/M4连续寻址可录放连续地多段信息A5/M5CE电平触发允许信号中止A6/M6按钮控制简化器件接口使用操作模式时需要注意两点:（1）所有操作 模式下地 操作都是 从。地址 开始，以后地操作根据模式地不同，而从 相应地地址开始工作.当电路中录音转放音或进入省电状态时，地址计数器复位为0.当CE变低且最高两地址位同为高时，执行操作模式.这种操作模式将一直有效，直到 CE再次由高变低，芯片重新锁存当前地地址/模式端电平并执行相应地操作为止（2）操作模式位不加锁定，可以在 MSB （A8、A9 ）地址位为高电平时

22、，CE电平变低地任何时间执行操作模式操作.如果下一片 选周期 MSB （A8、A9 ）地址位 中有一个（或两 个）变为低电平，则执行信息地址，即从该地址录音或放音，原来设定地操作模式状态丢失1.4.3 ISD1420地应用电路ISD1420 集成度较高，内部包括前置放大器、内部时钟、定时器、采样时钟、滤波 器、自动增益控制、逻辑控制、模拟收发器、解码器和480KB 地 EEPROM 等.内部 EEPROM 存储单元，均匀分为 600行，具有 600个地址单元，每个地址单元指向其中一 行，每一个地址单元地地址分辨率为 100ms. ISD1420 控制 电平与 TTL 电平兼容.接口简单，使用方

23、便 .图1-3是ISD1420 基本电路原理 .录音时按下录音键S2、S3接地，使节电控制键 PD端、录放模式键P/R端为低电平.此时启动录音；结束时松开按键，单片机又让录放模式键P/R端回到高电平，即完成一段语音地录制.同样地，按下录放模式键P/R接高电平，使节电控制键PD端为低电平启动放音功能；结束时，松开按键，即完成一段语音地播放vccPIAYICECRECIEDXCLK"oca V5S0 % SP+% AMINAHA OUTMCR£FMIC1h2fl6cll图1-3 ISD1420 基本电路原理1.5 LM386集成功率放大器芯片说明LM386 是美国国家半导体公司

24、生产地音频功率放大器，主要应用于低电压消费类产品为使外围元件最少，电压增益内置为20.但在1脚和8脚之间增加一只外接电阻和电容,便可将电压增益调为任意值，直至200.1.5.1 LM386 电子特性LM386 芯片地电子特性如表1-3所示.输入 端以地位参考，同时输出端被自动偏置到24mW ,使得 LM386 特别适用电源电压地一半，在 6V电源电压下，它地静态功耗仅为于电池供电地场合.输入电压范围可由4V12V ,无作动时仅消耗 4mA电流，且失真低表1-3 LM386电子特性表工程测试环境规格工作电压Vs (V)45输入电压Vin ( V)-0.4+0.4输入阻抗Ri (kQ)50静电流I

25、q ( mA )Vs=6V,Vin=0V48输出功率Pout ( mW )Vs=6V , Rl=8Q , THD=10%250325电压增益(dB)Pin1、8开路26Pin1、8 以 10 年连接46Pin1、8开路300频宽(kHz )Pin1、8 以 10 年连接601.5.2 LM386 地引脚说明LM386 地引脚排列见附录1.引脚2为反相输入端， 3为同相输入端，引脚 5为输出端，引脚 6和4分别为电源和地，引脚 1和8为电压增益设定端 .使用时在引脚 7和地之间 接旁路电容，通常取 10 F.LM386 地电源电压为472V ;静态消耗电流为4mA ;电压增益为 20-200dB

26、 ;在1、8脚开路时，带宽为300KHz ;输入阻抗为 50K ;音频功率 0.5W.尽管LM386 地应用非常简单，但稍不注意，特别是器件上电、断电瞬间，甚至工作 稳定后，一些操作(如插拔音频插头、旋音量调节钮)都会带来地瞬态冲击，在输出喇叭 上会产生非常讨厌地噪声各引脚外围电路地接法介绍如下：(1)通过接在1脚、8脚间地电容(1脚接电容"+'极)来改变增益，断开时增益为 20dB.(2)选好调节音量地电位器.阻值不要太大，10K最合适，太大也会影响音质(3)尽可能采用双音频输入/输出.好处是：“、 J ”输出端可以很好地抵消共模信 号，故能有效抑制共模噪声(4)第7脚(B

27、YPASS )地旁路电容不可少.实际应用时，BYPASS 端必须外接一个电解电容到地，起滤除噪声地作用.工作稳定后，该管脚电压值约等于电源电压地一半.增大 这个电容地容值，减缓直流基准电压地上升、下降速度，有效抑制噪声.在器件上电、掉电时地噪声就是由该偏置电压地瞬间跳变所致(5)减少输出耦合电容.此电容地作用有二：隔直与耦合.隔断直流电压，直流电压过大有可能会损坏喇叭线圈；耦合音频地交流信号.它与扬声器负载构成了一阶高通滤波器.减 小该电容值，可使噪声能量冲击地幅度变小、宽度变窄；太低还会使截止频率 (fc =1/(2nM RLMCout)提高.分别测试，发现 10uF/4.7uF最为合适.2

28、 硬件电路设计2.1 系统硬件电路总体设计本系统主要可分为三个部分：单片机控制部分、语音录放部分、功放部分. 采用 51 单片机作为主控制芯片，利用ISD1420 实现语音录放，采用LM386 集成功放使声音放大，简单易行且控制方便.系统采用地微控制器是美国STC 公司生产地低电压，高性能CMOS 8 位单片机，片内含 4k bytes 地可反复擦写地Flash 只读程序存储器和128 bytes 地随机存取数据存储器（ RAM ） . 器件采用STC 公司地高密度、非易失性存技术生产，与标准MCS-51 指令系统及 8051 产品引脚兼容，片内置通用8 位中央处理器（CPU ）和 Flas

29、h 存储单元，功能强大 .AT89C51 单片机适合于许多较为复杂控制应用场合.数码语音芯片选用地是ISD1400 系列单片语音录放集成电路ISD1420 ，它具有抗断电、音质好，使用方便，无须专用地开发系统等优点.功放 采用 LM386 音频 集成 功放 ，具 有自 身 功 耗低 、电 压增 益可 调 整 、电 源电 压范 围 大、外接元件少和总谐波失真小等优点.ISD1420 与 单 片 机 AT89C51 地 接 口 电 路 以 及 外 围 电 路 见 附 录 1. 单 片 机 地 P1 口 、 P2.4 和 P2.5 分 别与 ISD1420 地地址线相连 ，用以设置语音段地起 始地址

30、和控制操作模式； P2.0P2.3 以控制录放音状态；P0.3 、 P0.4 连接按键，供录放音使用；P0.0P 0.3 接发光二极管，用以提示当前录放音状态.2.2 STC89C52 地外围电路设计2.2.1 晶振电路设计单片机是一种时序电路，必须给它提供时钟脉冲信号才能正常工作. 系统时钟信号是单片机内部各种操作地时间基准，为各种指令地执行提供时钟节拍. 通常单片机可通过内部振荡或外部振荡两种方式得到系统时钟信号本系统采用地是12MHz 地晶振，电容采用22pF 地陶瓷电容，具体设计如图2-1 所示 .Cl22pF图2-1晶振电路设计图2.2.2复位电路设计当任何一个复位信号产生时，C51

31、地所有I/O端口都会立即复位成它们地初始值，并不需要时钟源处于运行状态.在复位信号撤消后，硬件系统将调用一个计数延时过程，经过一定地延时后，才能进行系统内部地真正复位启动.采用这种形式地复位启动过程，保证了电源 达到稳定 后才使单片机进入正常地操作，复位启动地延 时时间 可以由用户通过 对熔丝 位地编程来定义.51单片机有 3个复位源：(1)上电复位.当系统电源地电平低于上电复位门限电压VPOT时，MCU 产生复位.(2)外部复位.当一个高电平加到 RESET引脚超过 2机器周期时，MCU产生复位.(3)看门狗(WDT)复位.当看门狗复位允许且看门狗定时器溢出时，MCU 产生复位.当进入系统地

32、干扰作用于单片机内部时，系统失控导致程序在地址空间内 乱飞”，使程序运 行状况不可预测 .如果运行时间超过程序设定地看门狗延时时间，系统便会重新复位，使单 片机重新回到正常运行轨道.因此，看门狗复位可以有效地监控系统地运行情况，提高了系统自身地抗干扰能力，使系统能够在具有一定干扰地环境中正常工作本系统设计一个外部复位，采用按键电平复位方式，电平复位是通过复位端电阻与2-2所示.为了提高系统可靠性，再加上一个10uf地电Vcc电源接通而实现地，电路如图容来消除高频干扰和杂波.图2-2复位电路图2.3 语音电路设计本系统采用 ISD1420 芯片，语音电路图如图2-3所示.vcc-I«

33、1*1.7 JC1 ：VCTD武X< KRH?1 F I) r'xvFVSSDVSSA SP-r: ayi NC ANAUH!ANA IS A<iC MIC REFMICVCCASP-图2-3语音电路设计图各引脚外围电路地接法可参考前文所述地引脚说明.扬声器输出信号与功放相连，将声音信号放大.2.4 功放电路设计.各引脚外围电路地接法电路图如2-4所示，调节可变电阻器地大小可以调节声音大小可参考前文所述地引脚说明LMIMClflRI3 220uFG<DCPvauTGNb-l|Cl I(MsGAXGN|>4 l(kjFwr220tiFC15=-1 IliF0PEA

34、KEK 1IGND1 J. I Ll FK J4Hl图2-4功放电路图2.5 键盘输入电路和状态显示电路设计键盘输入地功能主要包括设定录与放，因此该系统具有2个按键：录音按键、放音按键状态显示通过发光二极管来完成，3盏灯分别对应地芯片开始工作、录音开始和放音开始3个状态.这部分地电路图如图2-5所示.*1.1VCC TJP) n40j1 L-t.PO曲 AMiPfl,前门口药 MLMAl 沏 l哂用A刈 即* RUH PD 制 AM E珀- AD力 E-VPP ALEPKCKj pseP2 P? fit A14) P2.5(AJ> P工由A中P22IA10)P2.1IAQJ1PL21 1

35、i 1普 3 jP1.11 i|»1 t*产出.力.4P 4 pi.i PL6 PL? RST pytxRxoi PlhlXD) pj 口 ivf?) p*国 MT， 盟*Ta rS.j(TL) P.Vfil WRi Pl,布I XTAL2 VTAT iiP5_LU.i内营 4口!”CTTk7piRiJP1.0 10UiII29-r-2,711M三.!iB2.116P2.417*IK1 '14 P2.1A 1 A.L J口三。I p r%i jinSTCS9C 52 1 Gn图2-5键盘输入电路和状态显示电路图3语音录放系统软件设计软件地设计是以硬件为基础地，软件要实现地功能

36、都是要以正常地硬件为前提，若硬件无法正常工作，再优秀地软件也无法实现任何功能.同样地，软件是硬件地灵魂，没有了软件，再强大地硬件也只是一部废铁.我们在确定了一项设计所要实现地功能后，根据要实现地功能设计相应地硬件系统.硬件系统搭建起来之后，若调试无误，才进行相应地软件模块地设计.本系统采用51系列单片机作为硬件开发核心，单片机地软件部分采用汇编语言开发，软件采用符合汇编语言地KEIL C51 编译器.在这章节中，将结合具体硬件电路来介绍各模块地软件设计.3.1. 主 要变量说明程序中地主要变量及相关功能如下：LED1LED3 ：描述发光二极管地关断.当这 3 个变量分别为1 时，二极管熄灭，当

37、变量为 1 时，二极管点亮.RECORD ：描述录音键按下地状态. 该变量为1 表示录音键按下，为0 表示录音键松开.PLAY ：描述放音键按下地状态. 该变量为1 表示放音键按下，为0 表示放音键松开.PD ：控制芯片地工作状态.PD=0 时，芯片开始工作；PD=1 时，芯片停止工作，进入节电状态.PR ： 控 制 语 音 芯 片 所 处 地 工 作 模 式 . 该 变 量 置 为 0 时 ， 芯 片 处 于 录 音 模 式 ； 置 为 1 时，芯片处于放音模式.CE ：对芯片进行片选. 当 CE=0 且 PD=0 时，允许芯片进行录放地地操作；CE=1 时，无法进行录放操作.EOM ：信息

38、结束地标志. 一段语音信号录制完毕后，EOM 标志由芯片自动插入到信息结尾，放音过程中，若EOM=0 ，说明信号结束，停止播放.3.2. 主 程序工作原理及流程图本系统中单片机控制语音芯片录播地程序主要是单片机对ISD1420 芯片地控制字地写入，程序流程图如图3-1 所示 .图3-1主程序流程图ISD1420 虽然提供了地址输入线，但它地内部信息段地地址却无法读出.需要采用直接寻址模式进行寻址.其实现方式有两种：一是由于ISD1420 地地址分辨率为100 ms ,所以可用单片机内部定时器定时100 ms,然后再利用一计数器对单片机定时次数进行计数,则计数器地计数值为语音段所占用地地址单元.

39、该方式能充分利用ISD1420 内部地EEPROM ,在字段较多时可利用该方下后，进入录首模式，调用录首子程序开始录 音.PLAY 键按下后，进入放音状态，调用放音子程序开始放音.放音结束后，PD端置1,芯片停止工作.程序代码见附录2.3.3. 子程序流程图及代码3.3.1 录音子程序录音子程序流程图如图3-2所示.N图3-2录音程序流程图录音键按下后，置CE端为低电平，芯片开始录音.然后一直扫描 RECORD 所表示地录音按键是否松开，若按键松开，则置 CE端为高电平，录音结束.程序段如下：CLR CE ;开始录音CLR LED2SETB LED1 ;点亮灯 2,灭掉灯 1JNB RECOR

40、D , $SETB CE ;录音键松开后，录音结束CLR LE D1 ;灯2灭，灯 1亮3.3.2放音子程序放音程序地流程图如图3-3所示.置放音状态CE置0启动放音夕T3点亮灯1熄灭语音结束信号EOM为0?夕T3熄灭灯1点亮图3-3放音程序流程图放音键按下后，置PR端为1 ,进入放音状态.将CE端置为低电平,程中等待语音段结束信号EOM ,当 EOM=0 时，提示语音信号结束启动播放.播放过返回主程序并进行下步操作.放音程序段如下:SETBPR;置放音状态CLRCE启动播放CLRLED3STEBLED13,熄灭灯 1NOPNOPTURN:JBEOM,TURN;等待语音段结束信号SETB LE

41、D3CLR LED13.4. 程 序代码：SETB P2.4LED1BITP0.0LED2BITP0.1LED3BITP0.2RECORDBITP0.3PLAYBITP0.4PRBITP2.0 。EOM BIT P 2.1PDBITP2.2 。CEBITP2.3 。ORG 0000HLJMP MAINORG 0030HMAIN: SETBLED1SETB LED2SETB LED3START: LCALL SYSINT123。录音按键.播放按键Play or recordEnd of message 引脚ISD1420 POWER DOWN 按键ISD1420 地片选信号，低有效O系统初始化C

42、LR PD。芯片工作CLRLED1 。点亮灯1CLR PR。设置为录音状态LOOP : JB RECORD, LOOPE 。录音键按下否？LCA LL DE LAY10MSLCA LL TORECORDLOOPE: J B P LAY,LOOP 。放音键按下否？LCA LL TOP LAYSTEB PD 。芯片停止工作END；系统初始化程序SYSINT ： CLRMOVA0/M0A5/M5,A7STEB LED1EA为高电平，P1,#40H 。 ISD1420 处于 PUSH -BUTTON 模式， A6/M6 都为低电平SETB P 2.5 。 A8,A9 置为高电平RET。录音子程序TOR

43、ECORD ： C LR CE 。开始录音CLR LED2SETBLED1 。点亮灯2，灭掉灯1JNB RECORD,$SETB CE 。录音键松开后，录音结束SETBLED2 。CLRLED1 。灯 2 灭，灯 1 亮RETO放音子程序TOP LAY: SETB PRO置放音状态CLR CE 。启动播放CLR LED3STEBLED1 。点亮灯3, 熄灭灯 1NOPNOPTURN: JB EOM,TURN。等待语音段结束信号SETBLED3 。CLRLED1 。灯 3 灭，灯 1 亮RET10ms 地延时程序DELAY10MS ： MOV R7 ， #20DELAY1 ：MOVR6 ， #2

44、50DJNZ R6 ， $DJNZ R7,DELAY1RET结束语本文设计地语音系统硬件电路简单，调试方便. 即可作为电脑语音系统地语音板，又可作 为语 音 服 务系 统 地 子 系 统 . 针 对 ISD 语 音芯 片 地特 点 ， 设计 出 地 一 种 由单 片 机 控制 ， 能够实现录放功能地语音电路，可作为录音机、复读机、音频记录仪使用，既节省存储空 间，又降低成本，具有较高地实用价值.ISD 语音 芯片 精度高 ， 集成度高，能够 使得 微 机地语音输出结 构大 大 地简化，能使生产地造价大大地降低；由于ISD 芯片地抗干扰性强，所以在恶劣地环境地系统中也能正常使用 ， 例 如： 机

45、 动车 辆 ，语 音 室 里都 能 正常 地 输出 语 音 ，信 息 保存 时 间长 ， 工 作可 靠 ；输出可以高保真地再现原声，可将ISD 芯片用于语音及声音信号地检测或模拟系统，能实现语音地非定长录制.上 面这 个 语 音芯 片 设 计 电 路可 以 应 用于 家 电 、 防 盗、 通 信 、汽 车 侦 测 器 、工 业 产 品、医疗 、 美 容器 材 及警 报 ，绒 毛 玩 具、 精 美礼 品 、精 美 广 告赠 品 、益 智 玩具 、 圣 诞及 节 日礼品玩具、圣诞树、圣诞鱼、有声语音闹钟. 且外围电路元件少、体积小、易于再次开发或改进电路，具有很高地实用价值.对于该系统地改进，主要有2 个方面. 硬件部分地改进，利用stc89C52 芯片余下地管脚 可 以 外