畢業(yè)設(shè)計 基于單片機(jī)的數(shù)碼錄音與播放系統(tǒng)設(shè)計

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計(論文)說明書</p><p>　　題 目： 基于單片機(jī)的數(shù)碼錄音與播放系統(tǒng)設(shè)計 </p><p>　　系 別： 機(jī)電工程系 </p><p>　　專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 </p><

2、p>　　題目類型： 理論研究 實驗研究 工程設(shè)計 工程技術(shù)研究 軟件開發(fā)</p><p>　　2011年5月27 日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　怎樣能把人類的語言絲毫不差地記錄下來也是人們一直思考的問題。傳統(tǒng)的磁帶語音錄放系統(tǒng)因其體積大、使用不便,在電子與信息處理的使用中受到

3、許多限制。因此，需要設(shè)計一個智能錄音裝置來記錄人類的語言。</p><p>　　本次設(shè)計了一個的體積小巧，數(shù)字化語音存儲與回放系統(tǒng)智能錄音裝置。它可以把人們生活中很多美麗的語言聲音記錄下來，記錄下人們生活中點點滴滴美好的回憶。本文詳細(xì)介紹語音存儲與回放系統(tǒng)的發(fā)展和基本結(jié)構(gòu),通過分析比較，最終選擇最佳設(shè)計方案，并完成整個系統(tǒng)電路的設(shè)計，系統(tǒng)在分析可行性、可靠性的基礎(chǔ)上，參照工程設(shè)計方法，確立了結(jié)構(gòu)化設(shè)計的思路。該系

4、統(tǒng)是一種基于AT89S51單片機(jī)的聲音采集系統(tǒng)，信號處理放大電路和顯示電路組成的一個裝置,選用ISD4004芯片，作為語音的數(shù)字化信號的存儲器件，該系統(tǒng)功能廣泛應(yīng)用需求的錄音較長的場合。</p><p>　　數(shù)碼錄音播放裝置解決了生活中由于外在因素不好的條件下可以傳達(dá)聲音的困難，豐富了人們的語音生活。</p><p>　　關(guān)鍵詞：單片機(jī)系統(tǒng)；錄音播放；語音存儲；錄音時間</p>

5、<p><b>　　Abstract</b></p><p>　　How can human language is no less well documented is that people have thought. Voice recording traditional tape systems because of their bulky, inconvenient

6、to use in the electronics and information processing in use by many restrictions. Therefore, the need to design an intelligent recording device to record the human language.</p><p>　　The design of the size o

7、f a small, digital audio storage and playback system, intelligent recording device. It can put our lives in many beautiful languages ??in the voice record to record bits and pieces of our lives wonderful memories. This p

8、aper describes the voice storage and playback system development and the basic structure, through analysis and comparison, and ultimately select the best design, and complete the entire system circuit design, system anal

9、ysis of the feasibility, reliability</p><p>　　Digital recording playback devices to solve the life of the poor condition of the external factors that may be difficult to convey the sound, rich people's v

10、oice lives.</p><p>　　Key words: SCM System; record player; voice storage; recording time</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　引言………………………………………………………………………1</p><p&

11、gt;　　1 任務(wù)要求與總體設(shè)計方案…………………………………………1</p><p>　　1.1 設(shè)計任務(wù)與要求…………………………………………………………………1</p><p>　　1.2 總體設(shè)計方案……………………………………………………………………1</p><p>　　1.3 系統(tǒng)硬件器件簡介………………………………………………………………2<

12、/p><p>　　2 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計………………………………………………………3</p><p>　　2.1 支撐架的設(shè)計要求………………………………………………………………3</p><p>　　2.2 材料選擇…………………………………………………………………………3</p><p>　　3 錄音與播放硬件電路設(shè)計…………………………………

13、………4</p><p>　　3.1 單片機(jī)選擇與電路設(shè)計…………………………………………………………4</p><p>　　3.1.1按鍵的設(shè)計與制作……………………………………………………………5</p><p>　　3.2 系統(tǒng)顯示模塊……………………………………………………………………5</p><p>　　3.3 錄音與播放的主控模

14、塊…………………………………………………………7</p><p>　　3.3.1錄音的設(shè)計要求………………………………………………………………7</p><p>　　3.3.2 提供3.3V電壓的方法…………………………………………………………8</p><p>　　3.3.3提高語音芯片的驅(qū)動能力……………………………………………………8</p>&

15、lt;p>　　3.3.4播放的設(shè)計要求………………………………………………………………9</p><p>　　3.3.5 設(shè)計功放電路可能出現(xiàn)的問題……………………………………………10</p><p>　　4 紅外遙控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)…………………………………………………11</p><p>　　4.1 紅外遙控系統(tǒng)的調(diào)制………………………………………………………

16、…12</p><p>　　4.2 遙控的發(fā)射系統(tǒng)………………………………………………………………12</p><p>　　4.3 遙控的紅外接收頭……………………………………………………………12</p><p>　　5 硬件系統(tǒng)檢查與調(diào)試……………………………………………13</p><p>　　5.1 機(jī)械系統(tǒng)總裝調(diào)試……………………

17、………………………………………13</p><p>　　5.2 硬件調(diào)試………………………………………………………………………14</p><p>　　6 軟件系統(tǒng)設(shè)計……………………………………………………14</p><p>　　6.1 單片機(jī)程序設(shè)計………………………………………………………………15</p><p>　　6.2 主程

18、序的設(shè)計…………………………………………………………………16</p><p>　　6.3 紅外遙控解碼程序的設(shè)計……………………………………………………17</p><p>　　7 硬件和軟件結(jié)合調(diào)試……………………………………………17</p><p>　　8 性能分析與產(chǎn)品的發(fā)展…………………………………………18</p><p>

19、　　8.1 該作品的性能分析……………………………………………………………18</p><p>　　8.2 該作品的發(fā)展…………………………………………………………………18</p><p>　　9 結(jié)論…………………………………………………………………18</p><p>　　謝 辭…………………………………………………………………20</p>

20、<p>　　參考文獻(xiàn)………………………………………………………………21</p><p>　　附 錄…………………………………………………………………22</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　近年來，語音存儲回放技術(shù)發(fā)展十分迅速，在速度和處理效果上都有很大的發(fā)展和進(jìn)步。隨著DSP技術(shù)的飛速發(fā)展，它在數(shù)字信號

21、處理方面的優(yōu)勢日益體現(xiàn)出來。同時隨著數(shù)字化信號處理技術(shù)的不斷提高，單片機(jī)、數(shù)字信號處理器以及語音處理大規(guī)模集成電路的進(jìn)步，語音合成,語音識別,語音存儲和回放技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，從而使磁頭磁帶系統(tǒng)成為了過去。現(xiàn)在大量的數(shù)字音頻技術(shù)相當(dāng)?shù)某墒?，利用軟件與硬件結(jié)合的設(shè)計方法可以為系統(tǒng)增加可靠性和方便實現(xiàn)的特點。DSP在通信、雷達(dá)、語音處理等許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，幾乎涉及到生活應(yīng)用的各個方面。其性價比日益提高，具有巨大的應(yīng)用潛力。DSP系

22、統(tǒng)具有比較大的優(yōu)勢：如靈活、可編程，支持時分復(fù)用，易于模塊化設(shè)計，可重復(fù)使用，可靠性高等優(yōu)點。</p><p>　　錄音機(jī)作為人們?nèi)粘Ｉ钪蝎@取信息的重要渠道，怎樣才能使聲音信號在傳遞的過程中減少損失，數(shù)字化的發(fā)展為其提供了很好的解決方案。 完全的數(shù)字化大大減少了聲音信號在傳遞過程中可能遭受的損失，只要誤碼能夠被完全糾正，那么不論進(jìn)行多少代數(shù)字復(fù)制，都不會影響最后一代聲音質(zhì)量。錄音機(jī)作為人們獲取信息和學(xué)習(xí)的重要工

23、具，其數(shù)字化的要求也在不斷的提高。 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，數(shù)字化錄音機(jī)已成為當(dāng)今錄音機(jī)發(fā)展的主要趨向。這就是本次要設(shè)計數(shù)碼錄音與播放系統(tǒng)的意義。</p><p>　　盡管現(xiàn)在各種語言合成芯片,語音處理應(yīng)用電路有許多，但都需要增加硬件投資，在一些由單片機(jī)構(gòu)成的測控系統(tǒng)中，由于單片機(jī)接口有限，還需要擴(kuò)寬硬件接口線路，本次設(shè)計的語音存儲與回放系統(tǒng)中，使用專用的語音處理芯片，不需擴(kuò)寬接口電路，加上一般的

24、單片機(jī)測控系統(tǒng)中都有的硬件電路，（如A/D、 D/A、存儲器等）就能完成語音信號的數(shù)字化處理，即能完成語音的存儲與回放，實現(xiàn)單片機(jī)測控系統(tǒng)的語音錄制，語音播放，選擇播放。給人們生活帶來很方便的儲存聲音的功能。</p><p>　　1 任務(wù)要求與總體設(shè)計方案</p><p>　　1.1 設(shè)計任務(wù)與要求</p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計目的是用適當(dāng)?shù)姆椒〝U(kuò)展設(shè)計一個單片

25、機(jī)系統(tǒng)，用以數(shù)碼錄音與播放系統(tǒng)的設(shè)計，有即時錄音及播放功能，可即錄即放，亦可保存之前錄音內(nèi)容，選擇播放。要求基于單片機(jī)完成錄音信息接收、存儲及信號處理后的播放等主要內(nèi)容，完成整個系統(tǒng)的電路的設(shè)計、PCB板的制作與系統(tǒng)總體調(diào)試工作。</p><p>　　1.2 總體設(shè)計方案</p><p>　　單片機(jī)的應(yīng)用無處不在，利用單片機(jī)控制語音的錄放也多不勝舉。用單片機(jī)控制語音芯片，再把單片機(jī)和語音芯

26、片嵌入到通信設(shè)備，智能儀器，治安報警及兒童玩具中，就可做成語音播放的機(jī)器，應(yīng)用范圍廣泛。本文介紹的是用AT89S51 單片機(jī)及ISD4004 語音芯片設(shè)計一個語音錄放的播報器。它用語音芯片存儲語音，并用單片機(jī)控制語音芯片。該系統(tǒng)功能多，錄放音音質(zhì)好，外圍電路簡單。</p><p>　　采用AT89S51單片機(jī)來完成以數(shù)碼錄音與播放系統(tǒng)的設(shè)計，有即時錄音及播放功能，可即錄即放，亦可保存之前錄音內(nèi)容，選擇播放等功能。

27、本方案大體可以分6個部分：單片機(jī)控制部分，電源部分，錄音儲存部分，功放部分，變按鍵部分，調(diào)試部分。圖1-1為錄音與播放系統(tǒng)總體方案組成框圖。</p><p>　　操作者可以通過按鍵來控制錄音與播放，更可以通過遙控器來控制，操作者通過按鍵選擇從1到9段中的其中一段來錄音，錄音完畢后又可以選擇1到9段其中的一段來播放。首先，把制作出來的整個錄音與播放系統(tǒng)放到小車上去，然后把小車開到人們想要錄音的地方或者人們想播放的地

28、方；比如：操作者到不了那些地勢不好的地方，可以通過遙控器來遙控該系統(tǒng)錄音與播放，等操作完畢后再把小車開回來。</p><p>　　1.3 系統(tǒng)硬件器件簡介</p><p>　　第一，根據(jù)系統(tǒng)的功能要求和實現(xiàn)系統(tǒng)的可行性要求，在硬件器件---CAN總線控制器和驅(qū)動器上，選擇了AT89S51芯片和語音芯片IDS4004-8等。它們不僅使用方便、性能可靠，而且價格便宜在市場容易購買到。播放部分選

29、擇了LM386芯片作為功放，顯示界面采用的是一位數(shù)碼管，數(shù)碼管顯示出1到9，表示正在把錄音的內(nèi)容存到第幾段，或者正在播放第幾段的內(nèi)容。</p><p>　　第二，把該系統(tǒng)安裝在一輛小玩具小車上，通過遙控器來控制該系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用的接收器是HS0038，再通過接收器把信息傳給單片機(jī)，也同樣可以實現(xiàn)第一點所述的功能。</p><p><b>　　2 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計</b>

30、</p><p>　　機(jī)械結(jié)構(gòu)是裝在小車上的支架，支架的作用就是支撐和固定整個系統(tǒng)部分。現(xiàn)有的支撐架多由木制棒材或者鐵制管材制成，受其尺寸的限制，其高度不具有可調(diào)性。首先要考慮到的就是制作出這個支撐架的重量和能支撐多大的重量。這樣才能保證小車在運動起來能達(dá)到比較靈活，和正常的運行。</p><p>　　2.1支撐架的設(shè)計要求</p><p>　　對于支撐架的主體骨架

31、的設(shè)計，為了滿足機(jī)械功能的需求，對其的制作材料進(jìn)行測量，按照尺寸對機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計加工。要系統(tǒng)主體看上去簡潔美觀、大方和方便拆裝，最重要的部分就是要牢固，能保證這個支撐架在小車運動的過程能很好的支撐PCB板。</p><p>　　為了更好的安裝電路板的電源，在設(shè)計支架的時候把空間部分設(shè)計成一個工具箱的作用，這樣來可以把電路板所需要的電源裝到“工具箱”上，為了小車節(jié)省了很多空間，也使得小車在行走時平穩(wěn)很多。<

32、/p><p><b>　　2.2材料選擇</b></p><p>　　支撐架使用的材料大部分是用于結(jié)構(gòu)，一般應(yīng)該是木制棒和金屬材料，而且所承載的力度和運動后不應(yīng)該產(chǎn)生嚴(yán)重的變形和斷裂，從力學(xué)的角度看即具有足夠的強(qiáng)度。因此主要材料選用各種木制棒和鋁合金管。這兩者比較，重量輕，壽命高，因此除了特別講究強(qiáng)度，這里還得考慮到制作的難易程度，所以在這次制作中選用木制棒作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件的

33、材料。不同的類型的支架選用的用途也是不一樣的，目前，支架使用比較多，立體支架在生活中也是比較多的，因為它在使用的時候比較安全和穩(wěn)定，給人們使用時放心，優(yōu)點就是承載能力比較大，裝拆都比較方便，搭設(shè)比較靈活，由于木質(zhì)的長度容易于調(diào)整，扣件連接簡便，因而可以適用于各種平面、立面的情況下使用。</p><p>　　該支撐架為長方體的框架，長為12CM，寬為10CM，高為3CM；圖3-1為支撐架主體結(jié)構(gòu)模型圖。（支架實物見

34、附錄三）。</p><p>　　3 錄音與播放硬件電路設(shè)計</p><p>　　根據(jù)任務(wù)要求，數(shù)碼錄音與播放系統(tǒng)電路設(shè)計可主要分為四個模塊：單片機(jī)主控模塊、錄音模塊、播放模塊、顯示模塊；在任務(wù)要求以外加遙控模塊。通過這樣來設(shè)計更加豐富了再設(shè)計過程的興趣。圖3-1為硬件電路設(shè)計方框圖。</p><p>　?。?）以單片機(jī)模塊核心的電路控制錄音與播放功能，處理從按鍵獲

35、得的信號，通過預(yù)先寫入的程序協(xié)調(diào)整個控制模塊運作；</p><p>　　（2）錄音模塊主要是提取聲音信號目的，從而達(dá)到系統(tǒng)把聲音錄制和濾波；</p><p>　?。?）播放模塊主要是實現(xiàn)把所錄的聲音，經(jīng)過LM386芯片放大后播放出聲音；</p><p>　?。?）遙控模塊主要是實現(xiàn)可以通過無線遙控該系統(tǒng)正常工作。</p><p>　　3.1

36、單片機(jī)選擇與電路設(shè)計</p><p>　　單片機(jī)也被稱為微控制器（Microcontroller），是因為它最早被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。單片機(jī)由芯片內(nèi)僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來。最早的設(shè)計理念是通過將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個芯片中，使計算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。</p><p>　　單片機(jī)體積小巧，內(nèi)部包括中央處理器，數(shù)據(jù)存儲器，程序存儲器及輸入

37、輸出設(shè)備。對于需要靈活機(jī)動，精度要求不高，有可擴(kuò)展性及程序可擦寫和簡單成熟的編程平臺等要求，單片機(jī)作為數(shù)碼錄音與播放系統(tǒng)的核心處理部件，它關(guān)系到整個系統(tǒng)的性能指標(biāo)，因此它的選擇是非常重要的，所以選擇了單片機(jī)AT89S51。AT89S51是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，在單片機(jī)芯片上，擁有靈巧的8 位CPU，使得AT89S51在控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。</p><p>　　在設(shè)計中采用最

38、常見的AT89S51作為數(shù)碼錄音與播放系統(tǒng)的控制核心。AT89S51 單片機(jī)具有價格低廉，一般的電子店都可以購買得到，輸入輸出接口多，使用簡單等特點，容易給我們擴(kuò)展。在設(shè)計電路的時候，合理的安排單片機(jī)的I/O口，把最主要的錄音與播放模塊與單片機(jī)的P2口連接，顯示的數(shù)碼管就接到P0口，其它管腳根據(jù)需要接。</p><p>　　數(shù)碼錄音與播放系統(tǒng)的核心——主控電路的設(shè)計是以AT89S51單片機(jī)和ISD4004語音模塊

39、為核心，外接顯示模塊、紅外接收塊和電源等硬件電路。AT89S51工作在12MHZ的頻率下，采用+5V的直流電源供電。</p><p>　　AT89S51在平時的應(yīng)用時比較多，同樣對它的最基本電路驅(qū)動電路也是比較熟悉的。首先必須有5V的驅(qū)動直流電源，現(xiàn)在有現(xiàn)有的5V直流電源模塊，我們就可以直接應(yīng)用5V直流電源模塊作為驅(qū)動單片機(jī)AT89S51的電源。這就在VCC管腳處接上5V電源。GND接地，同時EA管腳現(xiàn)在不用下載

40、程序也接上5V電源。其次要給AT89S51一個時鐘電路，為了方便計算時鐘頻率我設(shè)計了應(yīng)用12M的晶振加上2個30pf的電容組成時鐘電路。最后要有復(fù)位電路，復(fù)位電路用1K?和10K?加上一個10uF的電解電容和一個復(fù)位按鈕來組成復(fù)位電路。</p><p>　　采用12M的晶振和2個30pf的電容組成的時鐘電路，復(fù)位電路有1K?和10K?的電阻，和10uf的電解電容組成的。另外VCC接上5V的直流電源。這樣一個單片機(jī)

41、的能工作的最基本電路就設(shè)計完成。</p><p>　　3.1.1按鍵的設(shè)計與制作</p><p>　　在設(shè)計電路系統(tǒng)中，電路里設(shè)計了4個按鍵，S1、S2、S3、S4，分別接到單片機(jī)。在電路中加4個按鍵來做功能按鍵，分別是：加的功能，減的功能，錄音的功能，播放功能。為了使按鍵更加穩(wěn)定和電路少出點不該出現(xiàn)的問題，加了一個排阻。</p><p>　　3.2 系統(tǒng)顯示模塊&

42、lt;/p><p>　　在該電路設(shè)計中采用LED數(shù)碼管作顯示，LED數(shù)碼管是目前單片機(jī)控制系統(tǒng)和一些智能儀表中最常用的一種數(shù)顯器件。</p><p>　　LED數(shù)碼管主要組成器件為半導(dǎo)體發(fā)光二極管。當(dāng)把發(fā)光二極管制成條狀，再按一定方式連接，組成“8”字型就構(gòu)成了LED數(shù)碼管；使用時，使某些段上的發(fā)光二極管發(fā)光，即可顯示對應(yīng)的數(shù)字。以達(dá)到本次設(shè)計中需要顯示數(shù)字0到9、部分字母和符號，如圖3-3數(shù)

43、碼管的外形。</p><p>　　LED數(shù)碼管有共陽極和共陰極兩種形式，在這設(shè)計中采用了是一位共陽數(shù)碼管。共陽極LED數(shù)碼管是將8個發(fā)光二極管的陽極（正極）相連作為公共陽極。公共陽極接高電平，當(dāng)字段電極接低電平時，相應(yīng)字段發(fā)光，共陽極就是把所有LED的陽極連接到共同接點com，而每個LED的陰極分別為a、b、c、d、e、f、g及 dp（小數(shù)點），如圖3-2數(shù)碼管的共陽極。</p><p>

44、　　在前端簡易顯示場合以及儀表顯示中，常用LED數(shù)碼管顯示器件。LED數(shù)碼管與計算機(jī)的接口比較簡單，只要將一個8位的并行輸出驅(qū)動口與LED顯示塊的發(fā)光管的引腳相連接即可。希望8個數(shù)碼管顯示希望的數(shù)據(jù)，就必須讓8個選通信號輪流選通，并在每一個選通時間內(nèi)在數(shù)據(jù)口加上當(dāng)前位顯示的段碼，這樣就實現(xiàn)了動態(tài)掃描的目的。雖然每次只有一個數(shù)碼管顯示，但是只要掃描速率夠快，由于人視覺的余暉效應(yīng)，看起來所有的數(shù)碼管都在同時顯示。</p>&l

45、t;p>　　通過8位并行輸出口輸出不同的字節(jié)數(shù)據(jù)，即可顯示不同的數(shù)字，如表3-1所示。</p><p>　　表3-1 七段字符段的段選碼</p><p>　　LED數(shù)碼管的亮度與通過發(fā)光二極管的正向電流成正比。在使用LED數(shù)碼管時，工作電流一般選10mA/段，這樣既保證了亮度適中，又不會損壞器件。</p><p>　　LED數(shù)碼管具有以下特點。</p&g

46、t;<p>　?。?）能在低電壓、小電流條件下驅(qū)動發(fā)光，能與CMOS、TTL電路兼容。</p><p>　?。?）發(fā)光響應(yīng)時間極短（<0.1µs）高頻特性好，單色性好，亮度高。</p><p>　?。?）體積小，重量輕，抗沖擊性能好。</p><p>　?。?）壽命長，使用壽命在10萬小時以上，甚至可達(dá)100萬小時，成本低。</p

47、><p>　　LED數(shù)碼管的作用就是把正在錄音的段或者正在播放的段顯示出來。</p><p>　　3.3 錄音與播放的主控模塊</p><p>　　3.3.1錄音的設(shè)計要求</p><p>　　當(dāng)選擇錄音播放時，在設(shè)計中選用了語音芯片ISD4004-8，其的工作電壓為3.3V，有效的工作時間為了480秒，指1到9段的錄音時間總為了480秒，如果超

48、出有效工作時間的話最前面儲存的錄音內(nèi)容將被取代。</p><p>　　語音服務(wù)功能是該系統(tǒng)的一個增強(qiáng)功能，具有較高的實用價值。采用中斷方式進(jìn)行模式設(shè)定,使用者先按下一個和單片機(jī)外部中斷口連接的按鍵，產(chǎn)生一個中斷，使單片機(jī)從檢測子程序中跳出，進(jìn)入模式設(shè)定子程序，通過鍵盤進(jìn)行模式設(shè)定，設(shè)置完畢，單片機(jī)返回檢測子程序。</p><p>　　ISD4004-8芯片工作電壓為3.3V，音質(zhì)比較好，適

49、用于很多電子產(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、自動靜噪及高密度多電平閃爍儲存功能。芯片設(shè)計師基于所有操作必須由微控制器控制，操作命令可以通過串行通信接口送入。芯片采用多電平直接模擬量存儲技術(shù)，每個采樣值直接存儲在片內(nèi)閃爍存儲器中，因此能夠非常真實、自然地再現(xiàn)語音、音樂、音調(diào)和效果聲，避免了一般固體錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪聲和"金屬聲"。采樣頻率可為8.0kHz,頻

50、率越低,錄放時間越長,而音質(zhì)則有所下降,片內(nèi)信息存于閃爍存貯器中可以在斷電的情況下保存。電源:(VCCA,VCCD) 為使噪聲最小,芯片的模擬和數(shù)字電路使用不同的電源總線,并且分別引到外封裝的不同管腳上,模擬和數(shù)字電源端最好分別走線,盡可能在靠近供電端處相連,而去耦電容應(yīng)盡量靠近器件。芯片內(nèi)部的模擬和數(shù)字電路也是使用不同的地線。</p><p>　　自動靜噪(AMCAP) 當(dāng)錄音信號電平下降到內(nèi)部設(shè)定的某一閾值以

51、下時,自動靜噪功能使信號衰弱,這樣有助于養(yǎng)活無信號(靜音)時的噪聲。通常本端對地接1mF 的電容,構(gòu)成內(nèi)部信號電平峰值檢測電路的一部分。檢出的峰值電平與內(nèi)部設(shè)定的閾值作比較,決定自動靜噪功能的翻轉(zhuǎn)點。大信號時,自動靜噪電路不衰減,靜音時衰減6dB。1mF 的電容也影響自動靜噪電路對信號幅度的響應(yīng)速度。本端接VCCA 則禁止自動靜噪。</p><p>　　單片機(jī)控制ISD4004芯片放音時必須嚴(yán)格按照以下步驟操作：

52、首先要調(diào)用上電指令，然后至少延時25 ms，接著設(shè)置放音起始地址(在ISD4004芯片中，每段語音都對應(yīng)一個起始地址)和調(diào)用放音指令。系統(tǒng)調(diào)試時可以首先測量ISD4004芯片的工作電壓是否是3 .3V，只有是3.3V的電壓才能使芯片正常工作。如果是則進(jìn)入下級調(diào)試。再看是否可以送入放音地址，是否可以放音，對此可以通過觀看2個發(fā)光二極管來判斷，若發(fā)光二極管在閃爍，則說明正在錄音或者在播放。如果沒有聽到放音則調(diào)試后級放音電路，看是否是后級電路

53、有問題。</p><p>　　3.3.2提供3.3V電壓的方法</p><p>　　電路中ISD4004芯片的工作電壓是3.3V，為了能確保得到這個電壓，在設(shè)計電路圖中增加了AMS1117芯片，這個芯片就是為了輸入5V電壓，得到3.3V的電壓輸出，這樣就可以提供電壓給語音芯片工作。</p><p>　　AMS1117可調(diào)和固定電壓穩(wěn)壓器系列的目的是提供1A的輸出電流

54、和操作下到1V的輸入到輸出的差距。該裝置的壓差，保證在最大輸出電壓最大為3.3V，在低負(fù)載電流下降。</p><p>　　在使用AMS1117芯片時也要注意以下幾點。</p><p>　　（1）絕對最大額定值超過這個限制指示損壞設(shè)備可能會發(fā)生，為保證規(guī)范和測試條件，請參閱電氣特性，保證規(guī)格僅適用于列出的測試條件。</p><p>　?。?）功耗取決于輸入/輸出差與輸

55、出電流，保證最高功耗將無法使用在整個輸入/輸出范圍。</p><p>　?。?）請在輸出電壓的變化而產(chǎn)生熱效應(yīng)熱調(diào)節(jié)規(guī)范，線路和負(fù)載調(diào)節(jié)在一個恒定的計量結(jié)溫度低占空比脈沖測試。</p><p>　?。?）電壓差在整個指定輸出設(shè)備的電流范圍。</p><p>　　（5）最低負(fù)載電流輸出所需的最低維持調(diào)節(jié)電流定義。</p><p>　　為了防止一

56、些其它外在環(huán)境和條件影響到所需要的效果，該電路設(shè)計在使用AMS1117系列中芯片，需要使用輸出作為設(shè)備的頻率補償電容的一部分。在330μF的固體電容對輸出的加入將確保所有操作條件下的穩(wěn)定性。當(dāng)調(diào)整終端加一個旁路電容，起到濾波的作用。提高紋波抑制，對輸出的要求電容增大。470μF的電容的值包含了所有案件繞過調(diào)整終端。沒有繞過調(diào)整終端可以使用更小的電容與同樣良好的效果。為了進(jìn)一步提高穩(wěn)定性和瞬態(tài)響應(yīng)這些裝置較大的輸出電容值可以使用。<

57、/p><p>　　增加這些旁路電容，不僅起到濾波的作用，使得這個電路在運轉(zhuǎn)時更加穩(wěn)定，不會因為外在的一點小因數(shù)就導(dǎo)致電路時可以時不可以工作，這樣的話就不會給在制作和調(diào)試中帶來不必要的麻煩。</p><p>　　3.3.3提高語音芯片的驅(qū)動能力</p><p>　　排阻，是一排電阻的簡稱。眾所周知，內(nèi)存在處理、傳輸數(shù)據(jù)時會產(chǎn)生大小不一的工作電流。而在內(nèi)存顆粒走線的必經(jīng)之處

58、安裝一排電阻，則能夠幫助內(nèi)存起到穩(wěn)壓作用，讓內(nèi)存工作更穩(wěn)定。從而提升內(nèi)存的穩(wěn)定性，增強(qiáng)內(nèi)存使用壽命。如內(nèi)存的工作電壓，位寬，操作時序等。每次開機(jī)后自檢時，系統(tǒng)都會首先讀取內(nèi)存中的相關(guān)信息，來自動配置硬件資源，以避免出錯。</p><p>　　阻抗匹配，是指上下級之間尋求一個合理的阻抗關(guān)系。并不是說上下級阻抗相等?？偟哪康氖鞘股舷录夁B接進(jìn)來后對本級信號本身基本無影響。 信號傳輸過程中負(fù)載阻抗和信源內(nèi)阻抗之間

59、的特定配合關(guān)系。一件器材的輸出阻抗和所連接的負(fù)載阻抗之間所應(yīng)滿足的某種關(guān)系，以免接上負(fù)載后對器材本身的工作狀態(tài)產(chǎn)生明顯的影響。對電子設(shè)備互連來說，例如：信號源連放大器，前級連后級，只要后一級的輸入阻抗大于前一級的輸出阻抗5-10倍以上，就可認(rèn)為阻抗匹配良好；對于放大器連接音箱來說，電子管機(jī)應(yīng)選用與其輸出端標(biāo)稱阻抗相等或接近的音箱，而晶體管放大器則無此限制，可以接任何阻抗的音箱。 阻抗從字面上看就與電阻不一樣，其中只有一個阻字是相

60、同的，而另一個抗字呢？簡單地說，阻抗就是電阻加電抗，所以才叫阻抗；周延一點地說，阻抗就是電阻、電容抗及電感抗在向量上的和。在直流電的世界中，物體對電流阻礙的作用叫做電阻，世界上所有的物質(zhì)都有電阻，只是電阻值的大小差異而已。</p><p>　　電阻小的物質(zhì)稱作良導(dǎo)體，電阻很大的物質(zhì)稱作非導(dǎo)體，而最近在高科技領(lǐng)域中稱的超導(dǎo)體，則是一種電阻值幾近于零的東西。但是在交流電的領(lǐng)域中則除了電阻會阻礙電流以外，電容及電感也會

61、阻礙電流的流動，這種作用就稱之為電抗，意即抵抗電流的作用。電容及電感的電抗分別稱作電容抗及電感抗，簡稱容抗及感抗。它們的計量單位與電阻一樣是歐姆，而其值的大小則和交流電的頻率有關(guān)系，頻率愈高則容抗愈小感抗愈大，頻率愈低則容抗愈大而感抗愈小。此外電容抗和電感抗還有相位角度的問題，具有向量上的關(guān)系式，因此才會說：阻抗是電阻與電抗在向量上的和。</p><p>　　增加一個排阻達(dá)到提高驅(qū)動能力的效果，也使得電路工作起來

62、更加穩(wěn)定。</p><p>　　3.3.4播放的設(shè)計要求</p><p>　　當(dāng)把錄音部分設(shè)計好了，有錄音就有播放，想要把之前已經(jīng)錄制好的聲音播放出來就要對ISD4004-8語音芯片的放音控制。</p><p>　　LM386芯片是一種音頻集成功放，具有自身功耗低、電壓增益可調(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，現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于錄音機(jī)和收音機(jī)之中。&l

63、t;/p><p>　　在電路中采用了LM386芯片，LM386芯片是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的音頻功率放大器，主要應(yīng)用于低電壓消費類產(chǎn)品。為了使外圍元件最少，電壓增益內(nèi)置為20。但在1腳河腳之間增加一只外接電阻和電容，使可將電壓增益調(diào)為任意值，直至200.輸入端以地位參考，同時輸出端被自動偏置到電源電壓的一半，在6V電源下，它的靜態(tài)功耗儀為24mW,使得LM386芯片特別適用于電池供電的場合。LM386芯片的封裝形式有

64、塑封8引腳雙列直插式和貼片式，圖3-4 LM386的外形。</p><p>　　LM386芯片的特性靜態(tài)功耗低約為4mA,可以用于電池供電，工作電壓范圍在4-12V或者5-18V之間。外圍元件少，電壓增益可調(diào)在20到200之間。</p><p>　　電路為音頻功率放大電路，目的是放大音頻信號，功率放大器的作用是給音響放大器的負(fù)載（揚聲器）提供一定的輸出概率。當(dāng)負(fù)載一定時，希望輸出的功率盡可

65、能大，輸出信號的非線性失真盡可能小，達(dá)到盡可能高的效率。在設(shè)計電路中包括三條信號通路：前段輸入部分，中間放大部分和后端輸出部分，在電路中輸入端通過滑動變阻器（電位器）可以調(diào)節(jié)音量的大小，中間放大部分是運用LM386芯片集成運放，輸出端通過揚聲器發(fā)聲。</p><p>　　設(shè)計功放電路由輸入級、中間級和輸出級三部分組成的。</p><p>　　輸入級是由10K的耦合電容及10K的電位器組成的

66、，它們具有隔直流、調(diào)節(jié)音量及增益的作用。之所以選擇10K的可變電阻是為了防止電流過大把管子燒壞。中間級是由集成運放LM386芯片以及10µF和10K的電位器等組成的可調(diào)增益放大電路，在電源和地之間并一個電容是為了防止高頻自激。輸出級是由通過濾波經(jīng)揚聲器把聲音放出的，在輸出級設(shè)有防噪聲電路，因為噪聲主要為高頻信號，所以用電路和電容組成濾波電路，減小高頻噪聲對音頻信號的干擾，音頻信號經(jīng)耦合電容輸送到揚聲器發(fā)聲。</p>

67、<p>　　3.3.5設(shè)計功放電路可能出現(xiàn)的問題</p><p>　　設(shè)計的第一個難點主要是使用LM386芯片的增益對音頻信號放大，滑動音量調(diào)節(jié)可以調(diào)節(jié)輸入的電壓及增益。第二個難點在于輸出級，用高頻扼流圈阻止高頻信號通過，流入電線。</p><p>　　可能出現(xiàn)噪聲問題：盡管在使用LM386芯片是比較簡單的，但是只要稍微不注意，特別是給器件上電和斷電瞬間，甚至工作穩(wěn)定后，一些

68、操作都會帶來的瞬態(tài)沖擊，在輸出喇叭上會產(chǎn)生非常討厭的噪聲，就是不能把我們之前錄音的內(nèi)容很好的播放出來。因此需要注意一下幾點：第一，在設(shè)計電路時，所有外圍元件盡可能靠近LM386芯片。第二，地線應(yīng)盡可能粗一些，輸入音頻信號通路盡可能平行走線，輸出也是如此。第三，另外選擇好調(diào)節(jié)音量的電位器也可以降低噪音。質(zhì)量要稍微好一點的，阻值是10K?比較合適，如果太大的話也會影響音質(zhì)。第四，需要在7管腳增加安裝旁路電容。在實際應(yīng)用時，7管腳段必須外接一

69、個電解電容到地，起到濾除噪聲的作用。在工作穩(wěn)定后，該管腳電壓值大約等于電壓的一半。在器件上電電、掉電時的噪聲就是由該偏置電壓的瞬間跳變所致，因此增大這個電容的容值，可以減緩直流基準(zhǔn)電壓的上升、下降速度，有效抑制噪聲。另外在焊接該電路時，房子出現(xiàn)燒壞電路板等問題，應(yīng)該注意以下幾點：1、首先要手機(jī)齊所需要的元件，并對元器件的質(zhì)量和參數(shù)值進(jìn)行核對和判斷。2、進(jìn)行元器件的焊接時必須在集成塊焊好的情況下才能接著二極管等其他元件焊接，而且動作要&l

70、t;/p><p>　　4 紅外遙控系統(tǒng)結(jié)構(gòu) </p><p>　　紅外線遙控器已經(jīng)被廣泛使用在各種類型的家電產(chǎn)品上，它的出現(xiàn)給使用電器提供了很多的便利，紅外遙控系統(tǒng)一般由紅外發(fā)射裝置和紅外接收設(shè)備兩大部分組成。紅外發(fā)射裝置又可由鍵盤電路、紅外編碼芯片、電源和紅外發(fā)射電路組成。紅外接收設(shè)備可由紅外接收電路、紅外解碼芯片、電源和應(yīng)用電路組成。通常為了使信號能更好的被傳輸發(fā)送端將基帶二進(jìn)

71、制信號調(diào)制為脈沖信號，通過紅外管發(fā)射。</p><p>　　光譜位于紅色光之外， 波長為0.76～1.5μm，比紅色光的波長還長，這樣的光被稱為紅外線。 紅外遙控是利用紅外線進(jìn)行傳遞信息的一種控制系統(tǒng)，紅外遙控具有抗干擾，電路簡單，編碼 及解碼容易，功耗小，成本低的優(yōu)點，目前幾乎所有的視頻和音頻設(shè)備都支持這種控制方式。</p><p>　　使用起來比較容易懂，和家里的電視機(jī)用到的遙控器一樣

72、，不管大小老少都很簡單的使用。</p><p>　　紅外遙控系統(tǒng)主要分為調(diào)制、發(fā)射和接收三部分，如圖所示：</p><p>　　在同一個遙控電路中通常要使用實現(xiàn)不同的遙控功能或者區(qū)分不同的機(jī)器類型，這樣就要求信號按一定的編碼傳送，編碼則會由編碼芯片或者電路完成。對應(yīng)于編碼芯片通常會有相配對的解碼芯片或者包含解碼模塊的應(yīng)用芯片。在實際的產(chǎn)品設(shè)計或者其他的電子制作中，編碼芯片并一定能完成我們要

73、求的功能，這個時候我們就需要了解所使用的編碼芯片到底怎么編碼的。只有 知道編碼方式，才可以使用單片機(jī)或者數(shù)字電路去定制解碼方案。</p><p>　　4.1紅外遙控系統(tǒng)的調(diào)制</p><p>　　紅外遙控發(fā)射數(shù)據(jù)時采用調(diào)制的方式，即把數(shù)據(jù)和一定頻率的載波進(jìn)行“與”操作，這樣可以提高發(fā)射效率和降低電源功耗。調(diào)制載波頻率一般在30khz到60khz之間，大多數(shù)使用的是38kHz，占空比1/3的

74、方波，如圖4-2所示，這是由發(fā)射端所使用的455kHz晶振決定的。在發(fā)射端要對晶振進(jìn)行整數(shù)分頻，分頻系數(shù)一般取12，所以455kHz÷12≈37.9 kHz≈38kHz。</p><p>　　就是遙控器在使用時電流是越小越好，可能一個遙控器從開始使用的那一天到被弄壞或者弄丟，一對電池就解決所有問題，甚至不需要比較好的電池，所以我們在選擇占空比的時候也可以用1：1的方波比，但是這個比1/3的方波耗電量大一

75、些。</p><p>　　4.2 遙控的發(fā)射系統(tǒng)</p><p>　　目前有很多種芯片可以實現(xiàn)紅外發(fā)射，可以根據(jù)選擇發(fā)出不同種類的編碼。由于發(fā)射系統(tǒng)一般用電池供電，這就要求芯片的功耗要很低，芯片大多都設(shè)計成可以處于休眠狀態(tài)，當(dāng)有按鍵按下時才工作，這樣可以降低功耗芯片所用的晶振應(yīng)該有足夠的耐物理撞擊能力，不能選用普通的石英晶體，一般是選用陶瓷共鳴器，陶瓷共鳴器準(zhǔn)確性沒有石英晶體高，但通常一點

76、誤差可以忽略不計。</p><p>　　紅外線通過紅外發(fā)光二極管(LED)發(fā)射出去，紅外發(fā)光二極管內(nèi)部材料和普通發(fā)光二極管不同，在其兩端施加一定電壓時，通過遙控器的按鍵來控制發(fā)光和不光，它發(fā)出的是紅外線而不是可見光。 </p><p>　　4.3遙控的紅外接收頭</p><p>　　紅外接收電路通常被廠家集成在一個元件中，成為一體化紅外接收頭。內(nèi)部電路包括紅外監(jiān)測二

77、極管，放大器，限副器，帶通濾波器，積分電路，比較器等。紅外監(jiān)測二極管監(jiān)測到紅外信號，然后把信號送到放大器和限幅器，限幅器把脈沖幅度控制在一定的水平，而不論紅外發(fā)射器和接收器的距離遠(yuǎn)近。交流 信號進(jìn)入帶通濾波器，帶通濾波器可以通過30khz到60khz的負(fù)載波，通過解調(diào)電路和積分電路進(jìn)入比較器，比較器輸出高低電平，還原出發(fā)射端的信號波形。注意輸出的高低電平和發(fā)射端是反相的，這樣的目的是為了提高接收的靈敏度。</p><

78、p>　　控器作為控制信號發(fā)出裝置，當(dāng)按下遙控器的設(shè)置鍵后，紅外接收裝置接收到遙控器發(fā)出的紅外線控制信號，然后把這個信號轉(zhuǎn)換成電信號，傳到單片機(jī)中，利用單片機(jī)對這個信號進(jìn)行解碼，解碼完成后查表確定是不是設(shè)置信號，當(dāng)這個信號是設(shè)置信號后，啟動設(shè)置子程序，那么以后接收到的紅外信號就是設(shè)置的時間信號了，單片機(jī)再對這些信號進(jìn)行解碼，查表判斷出數(shù)值是多少，然后設(shè)置，設(shè)置完時間后要進(jìn)行確認(rèn)，當(dāng)遙控器發(fā)出確認(rèn)信號后，單片機(jī)收到這個信號并查表判斷這

79、是確認(rèn)信號后，執(zhí)行確認(rèn)指令，使設(shè)置生效,從而達(dá)到控制電源通斷的目的。</p><p>　　5 硬件系統(tǒng)檢查與調(diào)試</p><p>　　在整個硬件電路板都完成后，需要對硬件電路板進(jìn)行檢查和調(diào)試。只有當(dāng)硬件中的各個模塊工作測試穩(wěn)定好后，才能進(jìn)行系統(tǒng)總體調(diào)試。這里將調(diào)試的過程及在調(diào)試的過程中所遇到的問題提出來進(jìn)行討論，以便能夠進(jìn)一步的掌握設(shè)計工作的要領(lǐng)，為以后的設(shè)計電路積累更多的經(jīng)驗。<

80、/p><p>　　5.1 機(jī)械系統(tǒng)總裝調(diào)試</p><p>　　在每個機(jī)械模塊都加工完成后，就把每個模塊安裝在主體骨架的相應(yīng)位置，把電路板接上相應(yīng)的電源，調(diào)試電路板運轉(zhuǎn)的效果，對不到位之處進(jìn)行修改，從而確定各個模塊沒有問題，和所提供電源電壓的大小，使系統(tǒng)運行達(dá)到設(shè)計效果。對單片機(jī)控制部分，電源部分，錄音儲存部分，功放部分系統(tǒng)調(diào)試，是以小體配合大體來進(jìn)行調(diào)試，已修改小尺寸為主，以最簡單的修改方式

81、來解決一些裝配上的問題。</p><p>　　確保支架安裝在小車上的時候不會碰到小車的輪子，這樣會影響到小車的正常行駛，制作到盡量的大方和美觀。</p><p><b>　　5.2 硬件調(diào)試</b></p><p>　　硬件調(diào)試主要是針對電路板調(diào)試，檢測它們的工作狀態(tài)是否到達(dá)電路設(shè)計要求，也是檢測電路板功能的實現(xiàn)情況,根據(jù)電路板的實際情況和不夠

82、完善的問題進(jìn)行修改和補充。</p><p>　?。?）單片機(jī)電路板的調(diào)試</p><p>　　首先通過下載口寫入一個程序驗證板子的基本功能，然后拔掉下載線，以5V的電壓給單片機(jī)板供電，此時看看板子的工作狀態(tài)，如果還與連接下載線時的工作狀態(tài)一樣及板子調(diào)試成功，電路上的2個發(fā)光二極管顯示工作正常，可以寫入所需的程序；反之要檢測板子的電路原理圖和電路上的焊接點，從而找出錯誤并采取相應(yīng)的措施修改。

83、</p><p>　?。?）錄音模塊的調(diào)試</p><p>　　當(dāng)接通電源時，首先觀察電路板上面的發(fā)光二極管的狀態(tài)，如果發(fā)光二極管的狀態(tài)屬于正常時，可以根據(jù)電位器來調(diào)節(jié)錄音的倍數(shù)。再根據(jù)按鍵來判斷，當(dāng)按下我們想要的錄音按鍵時，電路板就正常工作，這個時候發(fā)光二極管也可以判斷。在錄音時發(fā)光二極管是一直閃爍著的，停止或者不工作的時候是亮綠色的。如果不是這樣的效果的話就得對電路板查找問題和再次進(jìn)行

84、調(diào)試。</p><p>　?。?）播放模塊的調(diào)試</p><p>　　首先檢查喇叭是不是不損壞的，能正常工作的。另一個電位器可以調(diào)節(jié)播放時音量的大小。根據(jù)聲音的質(zhì)量可以判斷得出在播放電路這個模塊里存在的問題，電位器在一個反饋電路里，是調(diào)節(jié)放大的倍數(shù)的。聲音質(zhì)量不好的話，可能是隔直流不夠干凈，或者是其他的因數(shù)，還需要改進(jìn)。</p><p>　?。?）顯示模塊的調(diào)試&l

85、t;/p><p>　　以數(shù)碼錄音與播放系統(tǒng)的設(shè)計，有即時錄音及播放功能，可即錄即放，亦可保存之前錄音內(nèi)容，選擇播放，我們想知道當(dāng)時在播放那一段或者在錄音存在那一段，通過數(shù)碼管顯示出來，觀察數(shù)碼管的亮度或者能不能亮全。如果不能達(dá)到效果的話，就檢查電路板的干擾問題，包括器件和器件之間，電路線與電路線之間的干擾。</p><p><b>　　6 軟件系統(tǒng)設(shè)計</b></

86、p><p>　　軟件編程既可以用匯編語言，又可采用C語言。在這套系統(tǒng)制作中單片機(jī)編程采用的是C語言編程。C語言是一種編譯型程序設(shè)計語言，它兼顧了多種高級語言的特點，并具備匯編語言的功能。C語言有功能豐富的庫函數(shù)、運算速度快、編譯效率高、有良好的可移植性，而且可以直接實現(xiàn)對系統(tǒng)硬件的控制。用C語言來編寫目標(biāo)系統(tǒng)軟件，會大大縮短開發(fā)周期，且明顯地增加軟件的可讀性，便于改進(jìn)和擴(kuò)充，從而研制出規(guī)模更大、性能更完備的系統(tǒng)。&l

87、t;/p><p>　　軟件部分是用來配合硬件電路，指揮控制整個系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)功能，以實現(xiàn)設(shè)計預(yù)定功能。在此系統(tǒng)在運行中，其主要由兩部分功能組成：</p><p>　　一部分是對錄音與播放模塊的信號處理，及其對相應(yīng)的輸出信號進(jìn)行顯示，在單片機(jī)實現(xiàn)時有主程序設(shè)計和子程序設(shè)計；另一部分是對紅外遙控的信號處理。對系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)的開始、停止和定時進(jìn)行控制。</p><p>　　6.1 單

88、片機(jī)程序設(shè)計</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計的電路要求，下圖6-1為單片機(jī)的程序流程圖。</p><p>　　從上面的流程圖，可以從開始端為按鍵組成的輸入端，也是信號的開始端，系統(tǒng)采用的信號處理系統(tǒng)的單片機(jī)，對單片機(jī)的I/O口進(jìn)行設(shè)定和判斷，運用到的I/O口都是信號的流通通道。按照要求所實現(xiàn)的功能和流程圖的順序進(jìn)行對單片機(jī)的軟件編程。</p><p>　　6.2

89、主程序的設(shè)計</p><p>　　主程序控制各模塊電路，程序流程圖如圖6-2。</p><p>　　（1）主控節(jié)點主程序中，系統(tǒng)首先對各個模塊進(jìn)行初始化，即系統(tǒng)剛上電的時候?qū)ο到y(tǒng)的各個引腳的電平分配和對各寄存器的初值賦值。其中包括對ISD4004語音芯片的初始化，對數(shù)碼管顯示的初始化，還包括紅外接收傳輸模塊的初始化。</p><p>　?。?）開始各個運行狀態(tài)，在不

90、同的時間發(fā)送不同的指令，發(fā)送完成則關(guān)閉，根據(jù)不同的命令控制從節(jié)點分時對主控節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)，同時判斷從機(jī)的響應(yīng)信號，根據(jù)響應(yīng)信號不同，判斷所接收到的數(shù)據(jù)為哪個節(jié)點的數(shù)據(jù)。</p><p>　?。?）進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)顯示，并重新開啟運行狀態(tài)。其程序流程圖如6-2所示，程序見附錄。</p><p>　　主程序一開始先進(jìn)行元件的初始化，包括數(shù)碼管顯示，語音芯片。之后進(jìn)行一次錄音操作，根據(jù)數(shù)碼錄音儲存的

91、內(nèi)容和儲存到那一段，和操作是錄制幾段內(nèi)容，然后進(jìn)行播放操作，等待播放前面錄音好的內(nèi)容，和選擇播放那一段。如果在播放時沒有聲音出來，進(jìn)行一次循環(huán)錄制。如果聽到前面已經(jīng)錄制的聲音效果。根據(jù)情況要不要保存錄制的內(nèi)容。如果不要保存的話就再選到段重新錄制新的內(nèi)容聲音。否則芯片自動保存前面錄制的內(nèi)容聲音。并在錄制和播放時顯示出當(dāng)前正在哪一段運轉(zhuǎn)。（主要程序見附錄五到七）</p><p>　　6.3紅外遙控解碼程序的設(shè)計<

92、;/p><p>　　通用紅外遙控系統(tǒng)由發(fā)射和接收兩大部分組成，應(yīng)用編碼器和解碼專用集成電路芯片來進(jìn)行控制操作。發(fā)射部分包括鍵盤矩陣、編碼調(diào)制、LED紅外發(fā)送器；接收部分包括光、電轉(zhuǎn)換放大器、解調(diào)、解碼電路。</p><p>　　遙控發(fā)射器專用芯片很多，根據(jù)編碼格式可以分成兩大類，這里我們以運用比較廣泛，解碼比較容易的一類來加以說明，現(xiàn)以日本NEC的uPD6121G組成發(fā)射電路為例說明編碼原理。

93、當(dāng)發(fā)射器按鍵按下后，即有遙控碼發(fā)出，所按的鍵不同遙控編碼也不同。這種遙控碼具有以下特征：采用脈寬調(diào)制的串行碼，以脈寬為0.565ms、間隔0.56ms、周期為1.125ms的組合表示二進(jìn)制的“0”；以脈寬為0.565ms、間隔1.685ms、周期為2.25ms的組合表示二進(jìn)制的“1”。遙控器在按鍵按下后，周期性地發(fā)出同一種32位二進(jìn)制碼，周期約為108ms。一組碼本身的持續(xù)時間隨它包含的二進(jìn)制“0”和“1”的個數(shù)不同而不同，大約在45～

94、63ms之間。</p><p>　　體積和普通的塑封三極管大小一樣，它適合于各種紅外線遙控和紅外線數(shù)據(jù)傳輸。紅外一開始發(fā)送一段13.5ms的引導(dǎo)碼，引導(dǎo)碼由9ms的高電平和4.5ms的低電平組成，跟著引導(dǎo)碼是系統(tǒng)碼，系統(tǒng)反碼，按鍵碼，按鍵反碼，如果按著鍵不放，則遙控器則發(fā)送一段重復(fù)碼，重復(fù)碼由9ms的高電平，2.25ms的低電平，跟著是一個短脈沖，本程序經(jīng)過試用，能解大部分遙控器的編碼。</p>&

95、lt;p>　　結(jié)合外加遙控器的程序與主程序把各個模塊電路連成一個整體,使電路系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)。</p><p>　　7 硬件和軟件結(jié)合調(diào)試</p><p>　　整個設(shè)計中最重要的部分就是把制作好的硬件和編寫好的程序結(jié)合調(diào)試，也是檢驗整個設(shè)計制作得是否成功的方法。系統(tǒng)調(diào)試的主要任務(wù)是要查出硬件設(shè)計及軟件設(shè)計中存在的錯誤或缺陷，以便修改設(shè)計，最終完成系統(tǒng)的樣機(jī)。</p>&l

96、t;p>　　為了方便調(diào)試，本數(shù)碼錄音與播放系統(tǒng)只有1塊PCB板，有單片機(jī)最小系統(tǒng)，有紅外的發(fā)射和接收組成的控制模塊板，還有語音模塊電路板，錄音與播放驅(qū)動電路模塊。調(diào)試分塊進(jìn)行，調(diào)試好再把各個模塊組合起來調(diào)試。整體電路有問題再分塊調(diào)試，體現(xiàn)由于局部到整體，再由整體到局部的科學(xué)方法。</p><p>　　靜態(tài)調(diào)試是系統(tǒng)未聯(lián)機(jī)前的硬件檢查過程。在上電之前，首先目測板上的線路是否有比較明顯的斷線，短路等。用萬用表檢

97、查線路是否具有很好的連通性或者短路，否則，直接上電有可能燒壞在線仿真器，甚至導(dǎo)致應(yīng)用系統(tǒng)崩潰。</p><p>　　第一步：不加電檢查。對照PCB板焊好之后，必須對照原理圖，檢查板上的線路是否有連接錯誤、開路、及短路現(xiàn)象，特別是電源部分的短路故障。另外，對PCB板上焊接的元器件應(yīng)仔細(xì)核對型號，通過目測查出一些明顯的安裝及連接錯誤。</p><p>　　第二步：加電檢查。在確保電路板沒有問題

98、后，方可接上電源。開啟電源后，要檢查所有參與工作的芯片插座上的電源電壓是否正常工作。然后，在斷電狀態(tài)下將逐個插入相應(yīng)的插座上，并仔細(xì)檢查各部分電路在加電中是否異常，如發(fā)熱。若無異?？蛇M(jìn)行動態(tài)調(diào)試。</p><p>　　將編好的程序燒錄到單片機(jī)中，查看各個模塊的工作狀態(tài)：顯示模塊顯示的數(shù)據(jù)是否正常，是否有亂碼；錄音與播放是否處于正常狀態(tài)；顯示值是否可以進(jìn)行選擇，選擇時是否出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯誤或亂碼；如果通過觀察后均無問題，

99、則軟件調(diào)試結(jié)束。</p><p>　　所編好的程序燒寫到單片機(jī)里，接上電源，通過按鍵就可以操作這個電子產(chǎn)品了，實現(xiàn)我們所需要的功能以便完成任務(wù)。</p><p>　　8 性能分析與產(chǎn)品的發(fā)展</p><p>　　8.1該作品的性能分析</p><p>　　達(dá)到數(shù)碼錄音與播放系統(tǒng)的設(shè)計，有即時錄音及播放功能，可即錄即放，亦可保存之前錄音內(nèi)容，

100、選擇播放。基于單片機(jī)完成錄音信息接收、存儲及信號處理后的播放等主要內(nèi)容。</p><p>　　根據(jù)上述設(shè)計的電路參數(shù)和所編寫的程序，數(shù)碼錄音制作的內(nèi)容可以分別儲存在1到9段，可以播放所有1到9段的內(nèi)容，但是最長錄制時間只能到達(dá)8分鐘。就是比如只錄制一段的話最長也只有8分鐘有效，錄制2段加起來的時間也只能是8分鐘時間的有效時間。由于是語音芯片的功能我們可以重復(fù)錄制很多次和播放多次。</p><p

101、>　　再完成任務(wù)的情況下，在設(shè)計中外加了可以通過遙控器來控制.增加了紅外接收發(fā)送模塊，使用遙控器也可以控制這個系統(tǒng)的功能，去達(dá)到數(shù)碼錄制和播放，選擇把錄制的內(nèi)容放在哪一段和選擇哪一段播放。再把電路板放到小車上，可以把車開到那些人不方便到的地方去把需要的信息帶回來，比如放生了一些災(zāi)害，想從被困的生存者那里得到信息和想把一些信息帶去給他們，我設(shè)計的這個電子產(chǎn)品可以實現(xiàn)這個功能。這樣使這個產(chǎn)品更加多功能化。</p><

102、;p><b>　　8.2該作品的發(fā)展</b></p><p>　　商場如戰(zhàn)場，得客戶者得市場，在市場競爭日益激烈的今天，錄音機(jī)是把聲音記錄下來以便重放的機(jī)器，它以硬磁性材料為載體，利用磁性材料的剩磁特性將聲音信號記錄在載體，一般都具有重放功能。家用錄音機(jī)大多為盒式磁帶錄音機(jī)。</p><p>　　但是現(xiàn)在是科技時代，只要能給人們帶來方便、適用的產(chǎn)品才是我們現(xiàn)在所

103、要追求的產(chǎn)品。錄音機(jī)從磁帶式的發(fā)展到現(xiàn)在芯片式的，說明人們更喜歡接受芯片系統(tǒng)式的錄音機(jī)。</p><p><b>　　9 結(jié)論</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計完成的主要任務(wù)是單片機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計、數(shù)碼錄音與播放系統(tǒng)的設(shè)計和遙控系統(tǒng)設(shè)計三大塊內(nèi)容。通過單片機(jī)來控制錄音與播放的操作，并由LED共陽數(shù)碼管將錄制和播放的段數(shù)顯示出來，同時單片機(jī)控制語音芯片來播放錄制好

104、的內(nèi)容?？偨Y(jié)整個畢業(yè)設(shè)計的制作完成過程，心里有頗多體會和得到以下結(jié)論：</p><p>　?。?）對整個數(shù)碼錄音與播放系統(tǒng)進(jìn)行了全面的分析，綜合比較選擇了AT89S51作為主控的系統(tǒng)。</p><p>　?。?）對語音芯片的了解有了很深刻的印象，選用了市場上應(yīng)用的比較廣泛的ISD4004語音芯片。</p><p>　　（3）整個系統(tǒng)模塊化，每單個模塊進(jìn)行比較設(shè)計，編

105、程時也是單個模塊先進(jìn)行編程，然后各個模塊整合起來，以實現(xiàn)這次畢業(yè)設(shè)計的要求。</p><p>　?。?）對各個模塊所使用的芯片元器件進(jìn)行了較深的了解，知道每個芯片的功能。</p><p>　?。?）設(shè)計時更熟練的使用了一些基本軟件，這是一個很有實用性的軟件，這對我們以后出去工作有較大的幫助。</p><p>　　由于缺乏生產(chǎn)生活中的試驗，所以本設(shè)計要應(yīng)用于生產(chǎn)生活還

106、需要進(jìn)行改進(jìn)，對單片機(jī)內(nèi)存的擴(kuò)展，可以存更多的程序，或者改用內(nèi)存更大的單片機(jī)。</p><p>　　由于是實物設(shè)計，所以在這次設(shè)計的過程中考慮最多的是實際制造的問題，因此在設(shè)計理念上受到了諸多的限制。同時自身的知識和經(jīng)驗儲備不足，無法將自己的設(shè)計理念完全體現(xiàn)在實物上。但是正是這些諸多的因素已經(jīng)理解和懂得了，作為一名設(shè)計者如何去做設(shè)計，如何來實現(xiàn)設(shè)計要求?？傮w上講，在這次畢業(yè)設(shè)計過程里，能將所學(xué)的知識應(yīng)用到實際中，