畢業(yè)設計論文單片機無線遙控語音播報系統(tǒng)

1、無線遙控語音播報系統(tǒng)wireless remote-control voice reminding system摘 要該設計制作了一種無線遙控語音播報器，以編碼模塊pt2262和解碼模塊pt2272為核心，通過單片機接收信號并控制語音芯片isd2500發(fā)聲,具有結構簡單、可靠性高、使用方便、成本低等特點，主要為盲人服務，解決了盲人到達車站后無法通過站牌了解本站有哪幾路車、各路車開往哪里和當公交進站?？亢竺と藷o法了解是哪路車進站的問題。關鍵詞 pt2262pt2272 at89s52 isd2500abstractin thesis a wireless remote control voice

2、 reminder is designed. the systems coder is module pt2262 and pt2272 .mcu is used to receive signals and to control a voice chip isd2500, which makes the system with simple architecture, high reliability , low cost. the system is typically used to guide blinders, and that make them very clear of whi

3、ch bus to take, which one is coming, and the destination of each bus.keywords pt2262pt2272 at89s52 isd2500目錄第1章 緒論41.1 產品的發(fā)展現(xiàn)狀41.2 設計背景4第2章 系統(tǒng)總體方案5第3章 系統(tǒng)的硬件簡介63.1 編碼模塊pt2262和解碼模塊pt2272簡介63.1.1 pt2262外形及管腳說明63.1.2 編碼解碼芯片pt2262/pt2272芯片原理簡介63.1.3 pt2262特點73.1.4 pt2262的電氣性能參數(shù)73.1.5 時序83.2 語音芯片isd2500簡介

4、93.2.1 isd簡介93.2.2 isd原理概述93.2.3 isd2500特點103.2.4 原理結構113.2.5 isd2500系列語音芯片的管腳功能113.2.6 isd2500操作模式133.2.7 使用方法133.2.8 分段錄放音143.3 isd25120的按鍵模式m6143.3.1 按鍵模式說明143.4 at89s52153.4.1 結構框圖163.4.2省電模式18第4章 系統(tǒng)硬件設計及實現(xiàn)204.1 硬件電路實現(xiàn)方法204.1.1 發(fā)射電路8位地址編碼4位數(shù)據(jù)的連接204.1.2 pt2262/2272芯片的地址編碼設定和修改214.1.3 遙控電路實現(xiàn)方法214.

5、1.4 接收電路實現(xiàn)方法224.1.5 復位電路224.1.6 單片機最小系統(tǒng)234.1.7 基于isd2500的語音錄放硬件電路234.1.8 isd2500與單片機的連接24第5章 軟件設計265.1 語音提示部分265.2 車站單片機主控程序275.3 公交車播報系統(tǒng)程序28結束語30謝 辭31參考文獻32第1章 緒論1.1 產品的發(fā)展現(xiàn)狀我國有2073萬的聾啞人,900萬的盲人, 由于身體的缺陷,他們在工作生活中更需要借助電子產品獲取信息,與他人交流。我們根據(jù)殘疾人的需求,制作了這一款無線遙控智能語音報站系統(tǒng)。近年來，隨著科學技術的發(fā)展，微型計算機技術日益發(fā)展，已經在許多領域得到了廣泛

6、的應用。在聲學領域，微機技術與各種語音芯片相結合，即可完成語音的合成技術，使得汽車報站器的實現(xiàn)成為可能，使得人們能夠得到更加人性化的服務。目前的汽車報站器中用的語音芯片為固態(tài)數(shù)字化聲音壓縮存儲形式，工作方式為，聲音模擬量ad存儲da模擬量播放，這種方式的語音芯片外圍電路復雜，對聲音質量有一定的失真。本文介紹采用模擬語音數(shù)據(jù)直接存儲語音芯片isd2500在汽車報站器上的設計應用，使語音報站器的語音自然、使用方便。1.2 設計背景不論巴士公司是否抱有歧視部份乘客的主觀意圖，事實上無法觀看巴士路線牌的視障乘客一直受到排斥，不能有尊嚴地和便利地使用公共巴士服務，失去與其他市民同等的權利對于盲人來說，出

7、行是件比較困難的事，特別是搭乘公交車，因為看不見，盲人搭錯車、搭不到車的情況時有發(fā)生。接下來，我們專門為盲人朋友設計的公交車語音遙控播放系統(tǒng)。 見到盲人，公交車居然開口“說話”了，奧妙就在盲人手中的這個鑰匙扣遙控器。當聽到公交車進站時，盲人只要一按手中的遙控器，裝在公交車上的感應播放器就會被啟動，公交車上的喇叭就會播放路線名。這樣，盲人就知道這輛車是不是自己要乘坐的路線了。 過去公交車上曾經安裝了外置的語音裝置，但由于聲音干擾了市民生活，遭到了附近居民的投訴。使用這種遙控器就可以大大減少城市噪音。我們還制作了站臺報站器，用同樣的遙控方法可以使安裝在公交車站臺的揚聲器發(fā)音，報出在該站臺停靠的有哪

8、些公交車。我們還根據(jù)盲人要求聽電視獲取信息的需要，制作了遙控器報臺器，它可以根據(jù)按鍵的不同，通過遙控器上的揚聲器報出現(xiàn)選頻道是什么臺。同樣的原理還可以用在電話的鍵盤上，盲人可以知道所按下的號碼方便殘疾人與外界進行交流和溝通。第2章 系統(tǒng)總體方案系統(tǒng)由三部分：遙控器、站臺報站部分和車輛報站部分組成。遙控器分發(fā)給盲人，只有按動開關系統(tǒng)才報站，平時無盲人時系統(tǒng)不進行報站。與全天循環(huán)報站相比，既有效節(jié)省能源，又避免夜間擾民。當盲人到達車站并需要了解車站車輛途徑的主要站點時，按動按鍵1號，站臺上的接收電路接到發(fā)送端遙控器發(fā)出的信號，通過解碼將信號傳給單片機觸發(fā)中斷，從而使單片機控制語音芯片isd2500

9、進行工作，通過揚聲器發(fā)音播報出存儲器中預先存好的語音段落，報出公交車的路號和其途經的各個站點，報完一路后進行下一路車情況的播報。播報過程中可通過2號鍵跳過本路車，直接選擇下一路車途經的主要站點播報，以方便盲人在確定本路車無法到達所到地點時，快速查詢下一路車的途經站點情況，有效的節(jié)省時間。播報完成后，如再沒有接收到收入信號，將停止播報。在任何情況下，按4號鍵將停止播報。如圖2.1所示：圖2.1 站臺報站部分電路圖當車輛進站后，盲人要想了解其是哪路車，是否與自己所要乘坐的車號相同，按3號鍵，安裝在車輛上的與站臺上相似的接收控制模塊將開始工作，向車外報出本車是哪路車開往何方向，單片機的一端接一開關，

10、放于司機身旁，以便司機控制上行下行方向，單片機通過檢測開關的通斷來判斷取播報開往哪個方向的語音片段的地址。同樣在任何時候，按4號鍵將停止放音，每次按鍵只播報一邊。本系統(tǒng)也可與公交車車內的報站系統(tǒng)相結合，使用同一電路，稍微進行改造即可。第3章 系統(tǒng)的硬件簡介3.1 編碼模塊pt2262和解碼模塊pt2272簡介3.1.1 pt2262外形及管腳說明pt2262外形及測試應用圖如圖3.1所示，管腳如表3.1所示： 圖3.1 pt2262外形圖及測試應用圖表3.1 pt2262管腳說明名稱管腳說明a0-a111-8、10-13地址管腳,用于進行地址編碼,可置為“0”,“1”,“f”(懸空)d0-d5

11、7-8、10-13數(shù)據(jù)輸入端，有一個為“1”即有編碼發(fā)出，內部下拉vcc18電源正端（）vss9電源負端（）te14編碼啟動端，用于多數(shù)據(jù)的編碼發(fā)射，低電平有效；osc116振蕩電阻輸入端，與osc2所接電阻決定振蕩頻率；osc215振蕩電阻振蕩器輸出端；dout17編碼輸出端（正常時為低電平）3.1.2 編碼解碼芯片pt2262/pt2272芯片原理簡介pt2262/2272是臺灣普城公司生產的一種cmos工藝制造的低功耗低價位通用編解碼電路，pt2262/2272最多可有12位(a0-a11)三態(tài)地址端管腳(懸空,接高電平,接低電平),任意組合可提供531441地址碼,pt2262最多可有

12、6位(d0-d5)數(shù)據(jù)端管腳,設定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17腳串行輸出，可用于無線遙控發(fā)射電路。編碼芯片pt2262發(fā)出的編碼信號由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個完整的碼字，解碼芯片pt2272接收到信號后，其地址碼經過兩次比較核對后，vt腳才輸出高電平，與此同時相應的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會連續(xù)發(fā)射。當發(fā)射機沒有按鍵按下時，pt2262不接通電源，其17腳為低電平，所以315mhz的高頻發(fā)射電路不工作，當有按鍵按下時，pt2262得電工作，其第17腳輸出經調制的串行數(shù)據(jù)信號，當17腳為高電平期間315mhz的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號，當17腳為低平期間

13、315mhz的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全受控于pt2262的17腳輸出的數(shù)字信號，從而對高頻電路完成幅度鍵控（ask調制）相當于調制度為100的調幅。3.1.3 pt2262特點1.cmos工藝制造，低功耗；2.外部元器件少；3.rc振蕩電阻；4.工作電壓范圍寬：2.6-15v；5.數(shù)據(jù)最多可達6位；6.地址碼最多可達531441種。3.1.4 pt2262的電氣性能參數(shù)pt2262的電氣性能參數(shù)如表3.2和3.3所示：表3.2 電氣性能參數(shù)（1）表3.3 電氣性能參數(shù)（2）3.1.5 時序1.狀態(tài)時序pt2262狀態(tài)時序圖如圖3.4所示：圖3.4 狀態(tài)時序圖2 .無線接收時序

14、一個字碼由12位ad碼（地址碼加數(shù)據(jù)碼，比如8位地址碼加4位數(shù)據(jù)碼）組成，每個ad位用兩個脈沖來代表：兩個窄脈沖表示“0”；兩個寬脈沖表示“1”；一個窄脈沖和一個寬脈沖表示“f”也就是地址碼的“懸空”。2262每次發(fā)射時至少發(fā)射4組字碼，2272只有在連續(xù)兩次檢測到相同的地址碼加數(shù)據(jù)碼才會把數(shù)據(jù)碼中的“1”驅動相應的數(shù)據(jù)輸出端為高電平和驅動vt端同步為高電平。因為無線發(fā)射的特點，第一組字碼非常容易受零電平干擾，往往會產生誤碼，所以程序可以丟棄處理。無線接收時序圖如圖3.5所示：圖3.5 無線接收時序圖3.2 語音芯片isd2500簡介3.2.1 isd簡介isd公司的專利技術成功實現(xiàn)了模擬數(shù)據(jù)

15、在半導體存儲器中的儲存。這種突破性的eeprom存儲方法可以將模擬語音數(shù)據(jù)直接寫入單個存儲單元,不需要經過a/d或d/a轉換。isd系列外部元件包括:麥克風,揚聲器,開關和少數(shù)電阻,電容,再加上電源或電池,這樣就構成了一個完整的語音錄放系統(tǒng).其他的功能模塊包括內部時鐘,前置放大器,濾波器,自動增益控制器(agc),功率放大器,控制邏輯和模擬存儲器全部都做在芯片上。3.2.2 isd原理概述isd器件在錄音過程中進行存儲操作之前,要對信號作調整.首先,將輸入信號放大到存儲電路動態(tài)范圍的最佳電平.這由前置放大器,放大器和agc部分來完成.前置放大器通過隔直電容與麥克風連接,隔直電容用于去掉低電平交

16、流信號(約2-20mv)中的直流成分.agc電路動態(tài)監(jiān)控放大器的輸出電平并發(fā)送增益控制電壓到前置放大器,使前置放大器的增益自動調節(jié)以便維持進入濾波器的信號為最佳電平.下一步的信號調整由輸入濾波器完成isd用8khz的采樣頻率可使語音質量大大優(yōu)于電話的音質.低通濾波器的最高頻率頻限選在3.4khz,可滿足奈奎斯特定理,而且仍有足夠的頻帶以獲得高質量的語音.濾波器是一個連續(xù)時間五極點低通濾波器,在3.4khz處每八倍頻程衰減40db.信號調整到此結束.然后輸入信號通過模擬收發(fā)器寫入模擬存儲陣列中.由8khz采樣,并且經過電平移位而生成不揮發(fā)寫入過程所需要的高電壓,同時補償與fowler-nordh

17、eim隧道效應有關的一些因素.采樣時鐘也用于存儲陣列的地址譯碼,以便菜樣信號順序地寫入存儲陣列.放音時,錄入的模擬電壓在同一采樣時鐘的控制下順序地從存儲陣列中讀出,重構原來的采樣波形.輸出通路上的平滑濾波器去掉采樣頻率分量并恢復原始波形.采樣時鐘的頻率會影響錄音的時間長度和音質.隨著頻率的提高,音質會有所改善,當然,錄音時間相應縮短.反之,較低的振蕩頻率增加錄音時間,代價是降低了音質.isd有一套先進的技術,即通過對集成在芯片內的不揮發(fā)微調位進行編程來實現(xiàn)振蕩元件的微調.平滑濾波器的輸出通過一個模擬多路開關連接到輸出功率放大器,兩個輸出引腳直接驅動揚聲器,選用16歐姆喇叭時功率約為12.5mw

18、,在一般的房間里足以聽得很清晰.isd系列器件的線路設計使得每個eeprom存儲單元等效于8位存儲器,信息寫入存儲單元采用閉環(huán)方式,采樣保持電路在編程周期內保持數(shù)據(jù)并將需要存儲的模擬電壓提供給比較器的一個輸入端,比較器的另一個輸入是存儲單元本身的輸出.當比較器指示存儲單元的輸出單元電壓等于采樣保持電平時,就停止該單元的編程過程.美國isd公司生產的isd25o 系列單片優(yōu)質語音錄放電路(以下簡稱isd2500系列)，較之以往所有的語音芯片，采用isd公司專有的直接模擬存儲技術，為用戶提供高品質的語音(音樂)回放. 具有抗斷電、音質好，使用方便等優(yōu)點。它的最大特點在于片內e2prom容量為480

19、k(1400系列為128k)，所以錄放時間長；有10個地址輸入端(1400系列僅為8個)，尋址能力可達1024位；最多能分600段；設有ovf（溢出）端，便于多個器件級聯(lián)isd2560芯片采用多電平直接模擬量存儲專利技術，每個采樣值直接存儲在片內單個e2prom單元中，不需另加ad或da變換來存儲和重放，能夠非常自然、真實地再現(xiàn)語音，音樂，音調和效果聲，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"，因此，作為目前國內外較為理想的語音芯片，在許多領域得到了廣泛地應用。3.2.3 isd2500特點1易于使用，單片實現(xiàn)語音(音樂)的全部錄放功能，僅用少量元器件(

20、電阻、電容、揚聲器、傳聲器)即可組成一個最小的錄放系統(tǒng)。2isd2500系列按錄放時間(秒)分為isd2532404864和isd25607590120八個品種，并采用不同的抽樣頻率和通頻帶寬可供選擇(見表1)。3輸人的模擬量經采樣后，不再進行量化和壓縮處理，而采取具有專利技術的直接模擬存儲方式，避免信號重建后的失真，提供真實、自然的話音回放，并提高存儲效率。4基本不耗電存儲，并具有自動節(jié)電模式，靜態(tài)維持僅需1 a電流。5信息存放于內置的ezprom(容量256 k480 k)中，斷電后不丟失，存儲語音可保存30年，反復錄放1o萬次。6尋址能力可達1 k，錄放最多能分6oo段，并可通過直接級聯(lián)

21、延長錄放時間。7可利用手動開關、按鈕或各種微控制器(如mcs一51系列、pic16c5x系列、mc68hcxx系列等)控制語音芯片的錄放，使之適用于不同用途和場合。8封裝形式有dip，soic，tsop以及片芯式。9單電源+5v供電。3.2.4 原理結構isd25o0 系列屬cmos器件如圖3.6所示，其內部主要由振蕩器、定時器、傳聲器前置放大器、自動增益控制電路(agc)、5階有源抗干擾濾波器、5階有源平滑濾波器、輸出放大器、高密度多級存儲陣列等組成。外部連接少量元器件即可組成最小錄放系統(tǒng)，另外，isd2500系列兼容各種單片機，可實現(xiàn)多段語音的控制與回放。圖示為isd2560120的框圖，

22、而isd2564僅其地址線和存儲器容量(256 k)不同，其他均相同8。圖3.6 isd2500原理結構3.2.5 isd2500系列語音芯片的管腳功能isd2500的單片語音存儲時間60秒、75秒、90秒和120秒分成isd2560、2575、2590和25120四個品種。并可直接串聯(lián)以延長時問_2，各管腳如圖1所示： 圖3.7 isd2500引腳圖各引腳的主要功能如下：電源(vcca,vccd):為了最大限度的減小噪聲，芯片內部的模擬和數(shù)字電路使用不同的電源總線，并且分別引到外封裝上。模擬和數(shù)字電源端最好分別走線，并應盡可能在靠近供電端處相連，而去耦電容則應盡量靠近芯片.地線(vssa,v

23、ssd):由于芯片內部使用不同的模擬和數(shù)字地線，因此，這兩腳最好通過低阻抗通路連接到地.節(jié)電控制（pd）：該端拉高可使芯片停止工作而進入節(jié)電狀態(tài)。當芯片發(fā)生溢出即ovf端輸出低電平后，應將本端短暫變高以復位芯片；pd端在模式6下還有特殊的用途。片選(ce) ：該端變低且pd也為低電平時，允許進行錄、放操作。芯片在該端的下降沿將鎖存地址線和p/r端的狀態(tài)；另外，它在模式6中也有特殊的意義。錄放模式(p/r)：該端狀態(tài)一般在ce的下降沿鎖存。高電平選擇放音，低電平選擇錄音。錄音時，由地址端提供起始地址，直到錄音持續(xù)到ce或pd變高，或內存溢出；如果是前一種情況，芯片將自動在錄音結束處寫入eom標志

24、。放音時，由地址端提供起始地址，放音持續(xù)到eom標志。如果ce一直為低，或芯片工作在某些操作模式，放音則會忽略eom而繼續(xù)進行下去，直到發(fā)生溢出為止。信息結尾標志(eom)：eom標志在錄音時由芯片自動插入到該信息段的結尾.放音遇到eom時，該端輸出低電平脈沖。另外，isd25120芯片內部會自動檢測電源電壓以維護信息的完整性，當電壓低于3.5v時，該端變低，此時芯片只能放音。在模式狀態(tài)下，可用來驅動led，以指示芯片當前的工作狀態(tài)。溢出標志(ovf)：芯片處于存儲空間末尾時，該端輸出低電平脈沖以表示溢出，之后該端狀態(tài)跟隨ce端的狀態(tài)，直到pd端變高。此外，該端還可用于級聯(lián)多個語音芯片來延長放

25、音時間。話筒輸入(mic)：該端連至片內前置放大器。片內自動增益控制電路(agc)可將增益控制在-1524db。外接話筒應通過串聯(lián)電容耦合到該端。耦合電容值和該端的10k輸入阻抗決定了芯片頻帶的低頻截止點。話筒參考(micref)：該端是前置放大器的反向輸入。當以差分形式連接話筒時，可減小噪聲，并提高共模抑制比。自動增益控制(agc)：agc可動態(tài)調整前置增益以補償話筒輸入電平的寬幅變化，這樣在錄制變化很大的音量（從耳語到喧囂聲）時就能保持最小失真。響應時間取決于該端內置的5k電阻和從該端到vssa端所接電容的時間常數(shù)。釋放時間則取決于該端外接的并聯(lián)對地電容和電阻設定的時間常數(shù)。選用標稱值分別

26、為470k和4.7f的電阻、電容可以得到滿意的效果。模擬輸出(ana out)：前置放大器輸出。其前置電壓增益取決于agc端電平。模擬輸入(ana in)：該端為芯片錄音信號輸入。對話筒輸入來說，ana out端應通過外接電容連至該端，該電容和本端的3k輸入阻抗決定了芯片 頻帶的附加低端截止頻率。其它音源可通過交流耦合直接連至該端。揚聲器輸出(sp+,sp-)：可驅動16以上的喇叭（內存放音時功率為12.2mw aux in放音時功率為50mw）。單端輸出時必須在輸出端和喇叭間接耦合電容而雙端輸出則不用電容就能將功率提高至4倍。輔助輸入(aux in)：當ce和p/r為高，不進行放音或處入放音

27、溢出狀態(tài)時該端的輸入信號將通過內部功放驅動喇叭輸出端。當多個isd25120芯片級聯(lián)時,后級的喇叭輸出將通過該端連接到本級的輸出放大器。為防止噪聲,建議在存放內存信息時,該端不要有驅動信號。外部時鐘(xclk)：該端內部有下拉元件，不用時應接地。地址/模式輸入(ax/mx) ：地址端的作用取決于最高兩位（msb，即a8和a9）的狀態(tài)。當最高兩位中有一個為0時，所有輸入均作為當前錄音或放音的起始地址。地址端只作輸入，不輸出操作過程中的內部地址信息。地址在ce的下降沿鎖存。當最高兩位全為1時，a0a6可用于模式選擇。3.2.6 isd2500操作模式操作模式簡表如表3.4所示:表3.4 操作模式簡

28、表模  式功  能典  型  應  用可組合使用的模式m0信息檢索快進入信息m4、m5、m6m1刪除wom在最后一條信息結束處放eomm3、m4、m5、m6m2未用保留n/am3循環(huán)從0地址連續(xù)放音m1、m5、m6m4連續(xù)尋址錄放連續(xù)的多段信息m0、m1、m5m5ce電平有效允許暫停m0、m1、m3、m4m6按鍵模式簡化外圍電路m0、m1、m33.2.7 使用方法在許多領域，語音芯片常與微控制器相連實現(xiàn)智能化語音播放，現(xiàn)主要介紹地址模的使用。isd25o 系列語音錄放最多可分600段，由此可知錄放尋址范圍是0257 h，并可根據(jù)錄放時間確定每段

29、的持續(xù)時間。例如isd2560的放音時間為60 s，那么每段的放音時間為o.1 s。若實際中第一段錄音時間為2 s，第二段為4 s，假定放音時第一段的起始地址為oh，則第二段應從14h開始放音，結束地址為3bh 。只要在分段錄放操作前(不小于tssr時間)，給地址a a 賦值，操作就從該地址開始。語音蒜片現(xiàn)在均配有錄放板，可用板上的地址和功能撥碼開關直接進行錄放操作。如無特殊要求，可直接利用錄放板進行錄音，以節(jié)省開發(fā)周期。以下為放音操作過程15：1.器件上電。2.pd端置低電平。3.輸入放音起始地址，并置p 為高電平。4.等待上電延遲(t )后，使 端由高變低，下降沿執(zhí)行放音操作。此時器件不再

30、響應地址端和錄放控制端的再次跳變，注意在 變低前的控制地址建立時間(1 )內，應保持上述引腳的穩(wěn)定。5.在遇到內部eom標志時，器件繼續(xù)輸出聲音，當eom脈沖 結束時，放音停止。3.2.8 分段錄放音2500系列最多可分為600段，只要在分段錄/放音操作前(不少于300納秒)，給地址a0-a9賦值，錄音及放音功能均從設定的起始地址開始，錄音結束由停止鍵操作決定，芯片內部自動在該段的結束位置插入結束標志（eom）；而放音時芯片遇到eom標志即自動停止放音。3.3 isd25120的按鍵模式m63.3.1 按鍵模式說明這是isd2500系列器件特有的操作模式,提供這種模式是為了便于最小系統(tǒng)配置及簡

31、化應用.選擇按鍵模式時,三個引腳的功能發(fā)生改變,如表3.5所示:表3.5 isd2500按鍵模式的控制引腳引腳號名稱按鍵模式下的引腳23腳/ce變?yōu)椤眴?暫?！惫δ芏?低脈沖有效24腳pd變?yōu)椤蓖Ｖ?復位”功能端,高脈沖有效25腳/eom變?yōu)椤边\行指示”端,通過高電平指示22腳/ovf不變“啟動/暫?！庇脕碓阡浺艋蚍乓舴绞街袉悠骷?錄或放依照第27腳的狀態(tài).給/ce腳提供低脈沖則器件開始運行,器件運行結束的原因可能是:到了器件的終點,或是出現(xiàn)了eom標志(放音方式),或在”停止/復位”引腳加了正脈沖,或者在“啟動/暫?！币_再一次加低脈沖。在錄音方式,從地址0開始,通過多次按“啟動/暫?！?/p>

32、鍵可以錄制一連串信息,每偶數(shù)次按下按鍵則錄制下一段信息,奇數(shù)次按下按鍵則停止錄當前信息.當按鍵再一次按下時,新一段信息從下一行地址的起點開始錄制.如果不再進行錄音或者已經到達器件的終點,按下”停止/復位”鍵停止錄音,并寫入一個eom標志,而且地址計數(shù)器復位到0。在放音方式時,每次按下“啟動/暫?！辨I就會放下一段信息,在出現(xiàn)eom標志時停止,并等待下一個命令。按鍵模式中第25腳(/eom)變?yōu)椤斑\行指示”。當器件在進行錄音或者放音時,這個引腳產生一個高電平信號,它可以驅動一個低功耗的led指示器,用來指示“啟動/暫停”鍵最后一次按下是啟動工作還是暫停。isd2500系列器件按鍵模式的一個重要特點

33、是,在每一次操作結束后都自動進入低功耗節(jié)電狀態(tài),而不會丟掉信息起始指針的值,這就意味著下一次操作可在原來所要求的位置開始。使用單片機對isd2500系列芯片進行控制時需注意以下幾點：1.isd2500系列的地址線與單片機的地址數(shù)據(jù)線并不兼容，需通過緩沖器或鎖存器相連。2.isd2500 系列的地址建立時間(tset)為300ns，即應保證地址信號在ce一下跳沿之前有300ns的時延。有些速度很快的單片機就需要加延時。3.isd250o系列eom一脈沖寬度的典型值為125ms，放音時可以用查詢或外部中斷的方式來檢測eom一端的上升沿，固為只有當eom 一端變?yōu)楦唠娖胶螅琧e一信號才 能開始下一個

34、操作。4.所有操作模式下的操作都是從0地址開始，以后的操作根據(jù)模式的不同，而從相應的地址開始工作。當電路中錄音轉放音或進入省電狀態(tài)時，地址計數(shù)器復位為0。 5.操作模式位不加鎖定，可以在msb（a8、a9）地址位為高電平時，ce電平變低的任何時間執(zhí)行操作模式操作。如果下一片選周期msb（a8、a9）地址位中有一個(或兩個)變?yōu)榈碗娖?，則執(zhí)行信息地址，即從該地址錄音或放音，原來設定的操作模式狀態(tài)丟失。 3.4 at89s52 atmel公司的8位單片機有at89、at90兩個系列。at89 系列單片機（簡稱89 系列單片機）是atmel公司的8位flash單片機。這個系列單片機最吸引人的特點就是

35、在片內含有 flash 存儲器，因此，它有著十分廣泛的用途，特別是在便攜式和需要特殊信息保存的儀器和系統(tǒng)中顯得更為有用。89 系列單片機是以 8051 為內核構成的，所以與 8051 系列單片機相互兼容1。這個系列對于以8051 為基礎的系統(tǒng)來說，進行取代和構造十分容易。故對于熟悉 8051 的用戶來說，用 atmel公司的89系列單片機取代8051來進行系統(tǒng)設計是輕而易舉的事。89 系列單片機的內部結構與 80c51 相近，主要含有以下一些部件：8051 cpu；振蕩電路；總線控制部件；中斷控制部件；片內 flash 存儲器；片內 ram ； 并行 i/o 接口；定時器；串行 i/o 接口。

36、at89 系列單片機對于一般用戶來說，存在3個很明顯的優(yōu)點： 內含 flash 存儲器由于內含 flash 存儲器，因此在應用系統(tǒng)的開發(fā)過程中可以十分容易地進行程序的修改。這就大大縮短了系統(tǒng)的開發(fā)周期。同時，在系統(tǒng)工作過程中，能有效地保存一些數(shù)據(jù)信息，即使外界電源損壞也不影響信息的保存。 與 80c51 插座兼容at89 系列單片機的引腳與 89c51 是一樣的，所以，當用 at89 系列單片機取代 80c51 時，可以直接進行取代。這時，不管采用 40 引腳還是 44 引腳的產品，只要用相同引腳的 at89 系列單片機取代 80c51 的單片機即可。 靜態(tài)時鐘方式at89 系列單片機采用靜態(tài)

37、時鐘方式，所以可以節(jié)省電能。這對于降低便攜式產品的功耗十分有用。at89 系列單片機的內部結構與一般單片機是相似的，含有 cpu、存儲器和 i/o 接口等部件。本節(jié)將介紹 at89 系列單片機的結構框圖、定時時序、存儲器結構和接口部件及其功能。3.4.1 結構框圖它主要由下面幾個部分組成個位中央處理單元cpu、片 內flash 存 儲 器、片 內ram、2個8位 的 雙 向 可 尋i/o口、1個全雙工uart(通用異步接收發(fā)送器)的串行接口、2個16位的定時器/計數(shù)器、多個優(yōu)先級的嵌套中斷結構、一個片內振蕩器和時鐘電路、片內eeprom以及串行總線接口和 watchdog定時器2.圖3.8 a

38、t89s52結構框圖at89s52主要性能：與mcs-51 單片機產品兼容、8k 字節(jié)在系統(tǒng)可編程flash 存儲器、1000 次擦寫周期、全靜態(tài)操作：0hz33hz、三級加密程序存儲器、32 個可編程i/o 口線、三個16 位定時器/計數(shù)器、八個中斷源、全雙工uart 串行通道、低功耗空閑和掉電模式、掉電后中斷可喚醒、看門狗定時器、雙數(shù)據(jù)指針、掉電標識符。功能特性描述：at89s52 是一種低功耗、高性能cmos8 位微控制器，具有8k 在系統(tǒng)可編程 flash 存儲器。使用atmel公司高密度非易失性存儲器技術制造，與工業(yè)80c51 產品指令和引腳完全兼容。片上flash 允許程序存儲器在

39、系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位cpu 和在系統(tǒng)可編程flash，使得at89s52 為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、有效的解決方案。at89s52 引腳結構：l. 封裝形式及引腳排列at89s52有40腳pdip、42腳pdip、44腳plcc和44腳tqfp四種封裝形式。圖3.9是4o腳pdip封裝(雙列直插)的引腳排列圖。 圖3.9 at89s52引腳排列圖p0p3四個 8位 并 行 i/o 口 (32個 i/o口線 )均可作普通 l/o 口用。每個口線可以單獨用作輸入或輸出，此時它們是準雙向口，在將某一口線作為輸出口用時可直接向其輸出數(shù)據(jù)。而作為輸入口用時

40、，必須先向該口的鎖存器寫1，將 其置為高阻輸入，方可讀入引腳數(shù)據(jù)。若某口鎖存器為0，則對應引腳被鉗位在o狀態(tài)，無法讀出高電平輸入。 2.at89s52可外 接晶振或振蕩器，頻率 范圍 033mhz。外接 振 蕩 器 時 xtal2 浮空 。3.at89s52單片機是高電平復位。在無外擴程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器時，ea應接高電平。4.at89s52單片機的控制信號等組成(如圖 3.10所示時鐘電路)，時鐘電路由外接諧振器的時鐘振蕩器、時鐘發(fā)生器及關斷示)。時鐘振蕩器是單片機的時鐘源，時鐘發(fā)生器對振蕩器的輸出信號進行二分頻。關斷控制信號/pd和iidl用于單片機的功耗管理(pd置0可關閉時鐘振蕩器，

41、idl置o可關閉cpu的時鐘，降低單片機的功耗)。圖3.10 at89s52時鐘電路5.外部電路連接 cpu的時鐘振蕩信號有兩個來源：一是采用內部振蕩器，此時需在 xtal1和 xtal2腳接一只頻率范圍為 033mhz的晶體振蕩器或陶瓷振蕩器及兩只30pf/40pf微調電容，電路如圖3.11所示；二是采用外部振蕩器，此時應將外部蕩器的輸 出信號接至×tal1腳，將×tal2腳 浮空，電路如圖3.12所示。 圖3.11 內部振蕩器 圖3.12 外部振蕩器6.中斷：at89s52 有6 個中斷源：兩個外部中斷（int0 和int1），三個定時中斷（定時器0、1，和一個串行中斷

42、。每個中斷源都可以通過置位或清除特殊寄存器ie 中的相關中斷允許控制位分別使得中斷源有效或無效。ie 還包括一個中斷允許總控制位ea，它能一次禁止所有中斷。定時器2 可以被寄存器t2con 中的tf2 和exf2 的或邏輯觸發(fā)。程序進入中斷服務后，這些標志位都可以由硬件清0。實際上，中斷服務程序必須判定是否是tf2 或exf2 激活中斷，標志位也必須由軟件清0。定時器0 和定時器1 標志位tf0 和tf1 在計數(shù)溢出的那個周期的s5p2 被置位。它們的值一直到下一個周期被電路捕捉下來。然而，定時器2 的標志位tf2 在計數(shù)溢出的那個周期的s2p2 被置位，在同一個周期被電路捕捉下來。3.4.2

43、省電模式1.空閑模式在空閑工作模式下，cpu 處于睡眠狀態(tài)，而所有片上外部設備保持激活狀態(tài)。這種狀態(tài)可以通過軟件產生。在這種狀態(tài)下，片上ram 和特殊功能寄存器的內容保持不變?？臻e模式可以被任一個中斷或硬件復位終止。由硬件復位終止空閑模式只需兩個機器周期有效復位信號，在這種情況下，片上硬件禁止訪問內部ram，而可以訪問端口引腳?？臻e模式被硬件復位終止后，為了防止預想不到的寫端口，激活空閑模式的那一條指令的下一條指令不應該是寫端口或外部存儲器。2.掉電模式在掉電模式下，晶振停止工作，激活掉電模式的指令是最后一條執(zhí)行指令。片上ram和特殊功能寄存器保持原值，直到掉電模式終止。掉電模式可以通過硬件復

44、位和外部中斷退出。復位重新定義了sfr 的值，但不改變片上ram 的值。在vcc 未恢復到正常工作電壓時，硬件復位不能無效，并且應保持足夠長的時間以使晶振重新工作和初始化。第4章 系統(tǒng)硬件設計及實現(xiàn)4.1 硬件電路實現(xiàn)方法4.1.1 發(fā)射電路8位地址編碼4位數(shù)據(jù)的連接發(fā)射電路8位地址編碼4位數(shù)據(jù)的連接圖如圖4.1所示： 圖4.1 發(fā)射電路8位地址編碼4位數(shù)據(jù)的連接圖發(fā)射電路如圖4.2所示，pt2262發(fā)射芯片地址編碼輸入有“1”、“0”和“開路”三種狀態(tài)，數(shù)據(jù)輸入有“1”和“0”兩種狀態(tài)，因此具有6561種可能的地址編碼，由各地址、數(shù)據(jù)的不同接腳狀態(tài)決定。編碼從輸出端17腳輸出，經三極管v放大

45、后、通過天線l發(fā)射出去。當按下發(fā)射鍵時電源開關接通; 反之電源斷開，此時不再消耗電能。 圖4.2 發(fā)射電路4.1.2 pt2262/2272芯片的地址編碼設定和修改在通常使用中，我們一般采用8位地址碼和4位數(shù)據(jù)碼，這時編碼電路pt2262和解碼pt2272的第18腳為地址設定腳，有三種狀態(tài)可供選擇：懸空、接正電源、接地三種狀態(tài)，3的8次方為6561，所以地址編碼不重復度為6561組，只有發(fā)射端pt2262和接收端pt2272的地址編碼完全相同，才能配對使用，遙控模塊的生產廠家為了便于生產管理，出廠時遙控模塊的pt2262和pt2272的八位地址編碼端全部懸空，這樣用戶可以很方便選擇各種編碼狀態(tài)

46、，用戶如果想改變地址編碼，只要將pt2262和pt2272的18腳設置相同即可，例如將發(fā)射機的pt2262的第1腳接地第5腳接正電源，其它引腳懸空，那么接收機的pt2272只要也第1腳接地第5腳接正電源，其它引腳懸空就能實現(xiàn)配對接收。當兩者地址編碼完全一致時，接收機對應的d1d4端輸出約4v互鎖高電平控制信號，同時vt端也輸出解碼有效高電平信號。用戶可將這些信號加一級放大，便可驅動繼電器、功率三極管等進行負載遙控開關操縱。4.1.3 遙控電路實現(xiàn)方法遙控電路采用發(fā)射電路如圖4.3所示，電路采用12v電供電，采用pt2262發(fā)射芯片使編碼從輸出端17腳輸出，經三極管v放大后、通過天線l發(fā)射出去。

47、當按下不同的發(fā)射鍵sb1、sb2、sb3、sb4時電源開關接通，輸出不同的編碼，經接收端判斷對應不同輸出；反之電源斷開，此時不再消耗電能，也不發(fā)送任何碼型。圖4.3 發(fā)射電路原理圖4.1.4 接收電路實現(xiàn)方法接收電路采用pt2272接收芯片，接收原理圖見圖4.4。輸出引腳10-13接單片機，與發(fā)射電路相對應，接收不同的碼型，以判斷所按的鍵。l1為接收天線，pt2272具有暫存功能和鎖存功能，暫存功能是指當發(fā)射信號消失時，pt2272的對應數(shù)據(jù)輸出端變?yōu)榈碗娖?。而鎖存功能是指發(fā)射信號消失時，pt2272的數(shù)據(jù)輸出端仍保持原狀態(tài)，直到下次接收到新的輸入信號。輸入信號經l1接收，q1、q2放大后，經

48、選頻電路l2、c7選出所需信號，再經lm358放大，最后把足夠強的信號送到解碼芯片pt2272解碼，從1013腳輸出所需的電信號。10-13引腳接單片機，為單片機提供中斷信號，由于4個不同級別的中斷信號，單片機作出不同的響應來控制系統(tǒng)。圖4.4 接收電路原理圖4.1.5 復位電路由于pt2272就有鎖存功能，發(fā)射信號消失時， pt2272的數(shù)據(jù)輸出端仍保持原狀態(tài)，直到下次接收到新的輸入信號在每次操作完成后讓單片機對其輸入電源進行復位是各引腳輸出為低電平，以便下次操作順利進行。復位電路如圖4.5所示.圖4.5 pt2272復位電路4.1.6 單片機最小系統(tǒng)1.復位電路mcs-51 通常采用上電自

49、動復位和開關復位二種方式5，其邏輯如圖4.6所示。上電自動復位通電瞬間，電容兩端電壓不能突變，倒相器輸入端為低電平，reset 保持高電平，隨之5v 通過 r1 給電容充電，倒相器輸入端逐漸上升為高電平，輸出為低電平。倒相器從上電開始輸出一個完整正脈沖，只要該正脈沖能夠保持約 10ms 以上，mcs-51 單片機就能有效復位，從而實現(xiàn)上電自動復位。開關復位，只要按下 kr按鈕，倒相器即輸出高電平，復位有效。圖4.6 單片機復位電路 2.時鐘電路xtal1（19 腳）芯片內部振蕩電路(單級反相放大器)輸入端。 xtal2（18 腳）芯片內部振蕩電路(單級反相放大器)輸出端。 mcs-51 的時鐘

50、可由內部方式或外部方式產生。一般采用內時鐘方式 利用芯片內部振蕩電路，在 xtal1，xtal2 的引腳上外接定時元件，內部振蕩器便能產生自激振蕩，用示波器便可以觀察到xtal2 輸出的正弦波，定時元件可以采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振電路，其連接方法如圖4.6所示。晶體可以在 1.2mhz12mhz 之間任選，電容可以在 2060pf 之間選擇，通常選擇為 30pf 左右，電容 c1、c2的大小對振蕩頻率有微小影響，可起頻率微調作用。在設計印制板時，晶體和電容應盡可能與單片機芯片靠近，以減少寄生電容，保證振蕩器可靠工作，一般采用瓷片電容3。4.1.7 基于isd2500的語音錄放硬件電路本設計是用單片機p2口的p2.5,p2.6.p2.7管腳來分別控制ce、pd和p/r