毕业设计(论文)基于单片机的智能录音机设计.doc
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1、摘 要 本文介绍了由Flash单片机STC89C52及数码语音芯片ISD2560组成的电脑语音系统设计出了系统的硬件电路,给出了录、放音实用的源程序。 目前基于单片机的语音系统的应用越来越广泛,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等。本文用Flash单片机STC89C52和录放时间达60s的数码语音芯片ISD2560设计了一套语音录放系统,实现了语音的分段录取、组合回放,通过软件的修改还可以实现整段录取,循环播放,而且不必使用专门的ISD语音开发设备。 此套系统应用的ISD2560是一种永久记忆型语音录放电路器件,它具有音质自然、使用方
2、便、单片存放、反复录音、低功耗、抗断电等特点,广泛应用于许多领域。利用单片机来实现语音的录放具有很大的研究、开发价值。关键词:单片机STC89C52; ISD2560 ; 录放 Abstract This paper introduces the STC89C52 and single chip microcomputer by Flash digital voice chip of ISD2560 computer voice system design of the system out hardware circuit, given the record, let the sound p
3、ractical source program.At present the phonetic system based on single chip used more widely, such as computer voice clock, speech type digital multimeter, mobile phone calls inquires PaiDuiJi system, monitoring system voice alarm and bus stops device and so on. In this paper, using Flash single-chi
4、p microcomputer STC89C52 and recording time of 60 s digital voice chip design ISD2560 a voice recording system, realize the speech, the combination of piecewise admitted replay, through the software revision also can realize the whole period of admission, circulation play, and you dont need to use s
5、pecial ISD pronunciation development equipment. This set of system of the application ISD2560 is a permanent memory type voice recording circuit components, it has a sound quality natural, convenient, single piece of storage, repeated recording, low power consumption, fight without electricity and o
6、ther characteristics, widely used in many fields. Using single chip computer to realize voice recording of of great research, development value.Key words: STC89C52 single chip;ISD2560; RP 目 录摘 要1Abstract2目 录3绪论4第一章 硬件设计51.1 设计总框图介绍51.2 STC89C52单片机简介51.3 ISD2560语音芯片简介91.4 电源电路171.5 单片机最小系统171.6 复位电路1
7、81.7 晶振电路181.8发光二极管电路191.9 咪头电路192.0 AGC增益电路20第二章 软件设计202.1 软件设计原理及设计所用工具202.2系统调试212.3系统功能212.4 系统流程图222.5 结论23总结与体会24参 考 文 献25附录1 程序代码26附录2 设计原理图总图30附录3 实物照片31致 谢32绪论 引言 目前基于单片机的语音系统的应用越来越广泛,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等。本文用Flash单片机STC89C52和录放时间达60s的数码语音芯片ISD2560设计了一套语音录放系统,实现了语
8、音的分段录取、组合回放,通过软件的修改还可以实现整段录取,循环播放,而且不必使用专门的ISD语音开发设备。 此套系统应用的ISD2560是一种永久记忆型语音录放电路器件,它具有音质自然、使用方便、单片存放、反复录音、低功耗、抗断电等特点,广泛应用于许多领域。利用单片机来实现语音的录放具有很大的研究、开发价值。第一章 硬件设计1.1 设计总框图介绍本设计总体框图如图所示。本系统大体上由微机本身、控制电路及液晶显示电路三部分组成。控制电路主要由咪头电路、复位电路、发光二极管电路、晶振电路及电源电路等组成。 电源电路 AGC增益电路 语 音 芯 片 单片机 咪头电路 复位电路 发光二极管电路 扬声器
9、 晶振电路 图1 基于单片机控制的语音录放设计总框图1.2 STC89C52单片机简介 STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。在单芯片上,拥有灵巧的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、超有效的解决方案。主要性能:1、与MCS-51单片机产品兼容; 2、8K字节在系统可编程Flash存储器; 3、1000次擦写周期; 4、全静态操作:0Hz-33MHz; 5、三级加密程序存储器; 6、32个可编程I/O口线; 7、三个16位定时器/计数器; 8、八个断源; 9、全双工UAR
10、T串行通道; 10、低功耗空闲和掉电模式; 11、掉电后中断可唤醒; 12、看门狗定时器; 13、双数据指针; 14、掉电标识符 。 引脚说明:STC89C52 是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有 8K 在系统可编程 图 2 STC89C52引脚图 Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非 易失性存储器技术制造,与工业80C51 产品指令和引脚完 全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于 常规编程器。在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU 和在系统 可编程Flash,使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提 供高灵活、超有效的解决方案。 AT89S52具有以
11、下标准功能: 8k字节Flash,256字节RAM, 32 位I/O 口线,看门狗定时器,2 个数据指针,三个16 位 定时器/计数器,一个6向量2级中断结构,全双工串行口, 片内晶振及时钟电路。另外,AT89S52 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。 P0 口:P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口,每位能驱动8个TTL逻 辑电平。对P0端口写“1”时,引脚用作高阻抗输入。 当访
12、问外部程序和数据存储器时,P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下, P0不具有内部上拉电阻。 在flash编程时,P0口也用来接收指令字节;在程序校验时,输出指令字节。程序校验 时,需要外部上拉电阻。 P1 口:P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口,p1 输出缓冲器能驱动4 个 TTL 逻辑电平。对P1 端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入 口使用。作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL)。 此外,P1.0和P1.1分别作定时器/计数器2的外部计数输入(P1.0/T2)和定时器/计数器2 的触发输入(P1.1/T2E
13、X)。 在flash编程和校验时,P1口接收低8位地址字节。 引脚号第二功能: P1.0 T2(定时器/计数器T2的外部计数输入),时钟输出 P1.1 T2EX(定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制) P1.5 MOSI(在系统编程用) P1.6 MISO(在系统编程用) P1.7 SCK(在系统编程用) P2 口:P2 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口,P2 输出能驱动 图 3 STC89C52引脚图 PLCC封装4 个 TTL 逻辑电平。对P2 端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入 口使用。作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将
14、输出电流(IIL)。 在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器(例如执行MOVX DPTR) 时,P2 口送出高八位地址。在这种应用中,P2 口使用很强的内部上拉发送1。在使用 8位地址(如MOVX RI)访问外部数据存储器时,P2口输出P2锁存器的内容。 在flash编程和校验时,P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。 P3 口:P3 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口,p3 输出缓冲器能驱动4 个 TTL 逻辑电平。对P3 端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入 口使用。作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL)。
15、 P3口亦作为AT89S52特殊功能(第二功能)使用,如下表所示。 在flash编程和校验时,P3口也接收一些控制信号。 端口引脚 第二功能: P3.0 RXD(串行输入口) P3.1 TXD(串行输出口) P3.2 INTO(外中断0) P3.3 INT1(外中断1) P3.4 TO(定时/计数器0) P3.5 T1(定时/计数器1) P3.6 WR(外部数据存储器写选通) P3.7 RD(外部数据存储器读选通) 此外,P3口还接收一些用于FLASH闪存编程和程序校验的控制信号。 RST:复位输入。当振荡器工作时,RST引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位。 ALE/PROG:当访问
16、外部程序存储器或数据存储器时,ALE(地址锁存允许)输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下,ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号,因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是:每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。对FLASH存储器编程期间,该引脚还用于输入编程脉冲(PROG)。如有必要,可通过对特殊功能寄存器(SFR)区中的8EH单元的D0位置位,可禁止ALE操作。该位置位后,只有一条MOVX和MOVC指令才能将ALE激活。此外,该引脚会被微弱拉高,单片机执行外部程序时,应设置ALE禁止位无效。 PSEN:程序储存允许(PSEN)输出是外部程序存储器的读选通信号,
17、当STC89C52由外部程序存储器取指令(或数据)时,每个机器周期两次PSEN有效,即输出两个脉冲,在此期间,当访问外部数据存储器,将跳过两次PSEN信号。 EA/VPP:外部访问允许,欲使CPU仅访问外部程序存储器(地址为0000H-FFFFH),EA端必须保持低电平(接地)。需注意的是:如果加密位LB1被编程,复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平(接Vcc端),CPU则执行内部程序存储器的指令。FLASH存储器编程时,该引脚加上+12V的编程允许电源Vpp,当然这必须是该器件是使用12V编程电压Vpp。 XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。 XTAL2:振荡器反
18、相放大器的输出端。1.3 ISD2560语音芯片简介 1、所谓语音芯片就是在人工或者是控制器的控制下可以录音和放音的芯片,在单片机中使用语音芯片时,需要考虑三个方面的内容,一个方面是如何使用isd系列的语音芯片,二是如何根据选择的isd芯片设计外围和单片机的接口电路,三是如何编写定时控制语音芯的单片机程序。功能模块分为三个方面:1 单片机系统:输出控制信号,控制语音芯片定时播放特定的语音。2 外围电路:实现外围电路的isd系列语音芯片,本电路所使用的是isd2560的芯片和单片机之间的接口电路。3 C51程序:编写定时一秒的程序,并在定时中断来时间来时播放语音芯片中的内容。器件和原理(1).什
19、么是语音芯片?语言芯片就是人工或者是控制器的控制下可以录音和放音的芯片。比较典型的有美国的isd公司生产的isd系列语音芯片。Isd系列语音芯片采用模拟数据在半导体存储器直接存储的技术,即将模拟语音数据直接写入单个存储单元,不需要经过A/D或D/A转换,因此能够较好地真实再现语音的自然效果,避免了一般固体语音电路因为量化和压缩所造成的量化噪音和失真现象。另外芯片功能强大:既录即放,语音可掉电保护,10万次的檫写寿命,手动操作和cpu控制兼容,可多片级联,无须开发系统等,确实给欲实现语音功能的单片机应用设计人员提供了单片的解决方案。(2).如何选择合适的语音芯片?下面介绍比较流行的语音芯片,以及
20、选择语音芯片的标准。目前,市场上的语音芯片和语音板很多,从价格性能比上看,美国isd公司的ISD系列录放芯片是比较好的,有以下特点:a. 使用直接电平存储技术,省去了A/D和D/A转换。b. 内部集成了大容量的EEPRPOM,不再需要扩展存储器。c. 控制简单,控制管脚与TTL电平兼容。d. 具有集成度高,音质好,使用方便等优点。(3).ISD2560的基本功能是什么?本电路将选择美国ISD公司的2560语音芯片。该芯片的引脚图如图所示,其基本特点和引脚的功能说明如下。(a).ISD2560系列具有抗断电,音质好,使用方便,无需专用的语音开发系统的特点。(b).片内EERPOM容量480KB,
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