基于ISD4004芯片的語(yǔ)音錄放系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、 PAGE30 / NUMPAGES37 ANYANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 本 科 畢 業(yè) 論 文基于ISD4004芯片的語(yǔ)音錄放系統(tǒng)設(shè)計(jì)TheDesign of Voice Recording and Playback SystemBased on ISD4004 系（院）名稱： 電子信息工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級(jí)： 11屆電子信息工程 學(xué) 生 姓 名： 昌 學(xué) 生 學(xué) 號(hào)： 1107050017 指導(dǎo)教師： xx 指導(dǎo)教師職稱： 講師 2015年5月畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)

2、行的研究工作與取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得工學(xué)院與其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了意。作 者 簽 名： 日 期：指導(dǎo)教師簽名： 日期：使用授權(quán)說(shuō)明本人完全了解工學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊?/p>

3、文的部分或全部容。作者簽名： 日 期：基于ISD4004芯片的語(yǔ)音錄放系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：用單片機(jī)控制語(yǔ)音芯片，再把單片機(jī)和語(yǔ)音芯片嵌入到通信設(shè)備，智能儀器，治安報(bào)警與兒童玩具中，就可做成語(yǔ)音播放的機(jī)器。本文介紹了基于AT89C52單片機(jī)與ISD4004語(yǔ)音板為主要部件的語(yǔ)音錄放電路的工作原理、硬件和軟件的設(shè)計(jì)。ISD4004系列工作電壓3V,單片錄放時(shí)間8至16分鐘,音質(zhì)好,適用于移動(dòng)與其他便攜式電子產(chǎn)品中。芯片設(shè)計(jì)是基于所有操作必須由微控制器控制,操作命令可通過(guò)串行通信接口SPI送入。論文概述了語(yǔ)音錄放電路的原理，并且在介紹語(yǔ)音錄放系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，提出了系統(tǒng)的總體構(gòu)成。針對(duì)錄放系統(tǒng)的錄音、放音

4、部分的總體設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了論證。進(jìn)一步介紹了單片機(jī)AT89C52應(yīng)用在系統(tǒng)中的應(yīng)用，分析了系統(tǒng)各部分的硬件與軟件實(shí)現(xiàn)。本次設(shè)計(jì)目是完成一個(gè)簡(jiǎn)單方便，能可靠穩(wěn)定工作的語(yǔ)音錄放系統(tǒng)，該方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,控制可靠, 便于推廣。關(guān)鍵詞：ISD4004 AT89C52單片機(jī) 語(yǔ)音錄放The design of voice recording and playback system based on isd4004Abstract：Withthe single-chip microcomputer control, and then make the pronunciation chip microcontro

5、ller and pronunciation chip embedded in communication equipment, intelligent instruments, security alarm and childrens toys, so can make a speech broadcast machine.This paper introduces ISD4004 based on AT89C52 single chip computer and of the main parts of speech plate as the working principle of vo

6、ice recording circuit and the design of hardware and software. ISD4004 series working voltage, monolithic 3V recording time 8 to 16 minutes, timbre, suitable for mobile phones and other portable electronics. Chip design is based on all the operation must by micro controller control, operation orders

7、 through serial communication interface SPI into. This paper summarizes the principle of voice recording circuit, and introduces the function of speech on the basis of recording system, puts forward the general structure of the system. Recording system for the recording, playback part of the overall

8、 design scheme is demonstrated. This paper introduces microcontroller AT89C52 single applications in system, the application system were analyzed each part of hardware and software realization.This design is to completea reliable and stable working voice recording circuit. The design is simple in st

9、ructure,reliable control and facilitate promotion.Keywords: ISD4004；89C52microcontroller；voice recording and playback目 錄TOC o 1-3 h z uHYPERLINK l _Toc295132230引言 PAGEREF _Toc295132230 h 1HYPERLINK l _Toc295132231第1章緒論 PAGEREF _Toc295132231 h 2HYPERLINK l _Toc2951322321.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義 PAGEREF _Toc29513223

10、2 h 2HYPERLINK l _Toc2951322331.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的 PAGEREF _Toc295132233 h 2HYPERLINK l _Toc2951322341.3系統(tǒng)采用的實(shí)現(xiàn)方法 PAGEREF _Toc295132234 h 3HYPERLINK l _Toc295132235第2章單片機(jī)控制技術(shù)和開(kāi)發(fā)環(huán)境介紹 PAGEREF _Toc295132235 h 4HYPERLINK l _Toc2951322362.1 89C52單片機(jī)性能和引腳介紹 PAGEREF _Toc295132236 h 4HYPERLINK l _Toc2951322372.1.1概述

11、PAGEREF _Toc295132237 h 4HYPERLINK l _Toc2951322382.1.2 AT89C52主要性能參數(shù) PAGEREF _Toc295132238 h 4HYPERLINK l _Toc2951322392.1.3引腳功能說(shuō)明 PAGEREF _Toc295132239 h 4HYPERLINK l _Toc2951322402.2 keil開(kāi)發(fā)環(huán)境和建立工程 PAGEREF _Toc295132240 h 8HYPERLINK l _Toc2951322412.2.1 keil簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc295132241 h 8HYPERLINK l

12、_Toc2951322422.2.2 Keil工程建立 PAGEREF _Toc295132242 h 8HYPERLINK l _Toc2951322432.3 ISD4004介紹 PAGEREF _Toc295132243 h 11HYPERLINK l _Toc2951322442.3.1性能簡(jiǎn)述和引腳圖 PAGEREF _Toc295132244 h 11HYPERLINK l _Toc2951322452.3.2引腳描述 PAGEREF _Toc295132245 h 11HYPERLINK l _Toc2951322462.4 SPI(串行外設(shè)接口) PAGEREF _Toc295

13、132246 h 13HYPERLINK l _Toc2951322472.4.1協(xié)議介紹 PAGEREF _Toc295132247 h 13HYPERLINK l _Toc2951322482.4.2 信息快進(jìn) PAGEREF _Toc295132248 h 14HYPERLINK l _Toc2951322492.4.3上電順序 PAGEREF _Toc295132249 h 14HYPERLINK l _Toc2951322502.4.4 SPI端口的控制位 PAGEREF _Toc295132250 h 15HYPERLINK l _Toc2951322512.4.5 SPI控制寄存

14、器 PAGEREF _Toc295132251 h 16HYPERLINK l _Toc2951322522.4.6時(shí)序 PAGEREF _Toc295132252 h 16HYPERLINK l _Toc295132253第3章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc295132253 h 18HYPERLINK l _Toc2951322543.1 硬件電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc295132254 h 18HYPERLINK l _Toc2951322553.1.1硬件電路圖 PAGEREF _Toc295132255 h 18HYPERLINK l _Toc2951322563.

15、1.2 ISD4004原理圖 PAGEREF _Toc295132256 h 18HYPERLINK l _Toc2951322573.2軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc295132257 h 19HYPERLINK l _Toc2951322583.2.1語(yǔ)音芯片的部信息尋址機(jī)制 PAGEREF _Toc295132258 h 19HYPERLINK l _Toc2951322593.2.2監(jiān)控ISD4004錄音地址的實(shí)例 PAGEREF _Toc295132259 h 20HYPERLINK l _Toc2951322603.2.3程序流程圖 PAGEREF _Toc295132260

16、h 21HYPERLINK l _Toc295132261第4章測(cè)試實(shí)例 PAGEREF _Toc295132261 h 23HYPERLINK l _Toc2951322624.1 測(cè)試容 PAGEREF _Toc295132262 h 23HYPERLINK l _Toc2951322634.2 測(cè)試結(jié)果 PAGEREF _Toc295132263 h 23HYPERLINK l _Toc2951322644.3 基于ISD4004的家庭語(yǔ)音報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc295132264 h 23HYPERLINK l _Toc2951322654.3.1語(yǔ)音錄放模塊設(shè)計(jì) PAG

17、EREF _Toc295132265 h 24HYPERLINK l _Toc2951322664.3.2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc295132266 h 25HYPERLINK l _Toc2951322674.4 基于ISD4004的紅外遙控醫(yī)院語(yǔ)音播報(bào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc295132267 h 26HYPERLINK l _Toc2951322684.4.1系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc295132268 h 26HYPERLINK l _Toc2951322694.4.2系統(tǒng)原理電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc295132269 h 27HYPE

18、RLINK l _Toc2951322704.4.3語(yǔ)音錄放模塊 PAGEREF _Toc295132270 h 28HYPERLINK l _Toc295132271結(jié)論 PAGEREF _Toc295132271 h 29HYPERLINK l _Toc295132272致 PAGEREF _Toc295132272 h 30HYPERLINK l _Toc295132273參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc295132273 h 31引 言語(yǔ)音，作為一種典型的非平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)，是人類交流信息最自然、最有效、最方便的手段，在人類文明和社會(huì)進(jìn)步中起著重要的作用。隨著電子通信業(yè)的出現(xiàn)和計(jì)算機(jī)技術(shù)

19、的發(fā)展，人們開(kāi)始可以從數(shù)字信號(hào)處理的角度了解語(yǔ)音。語(yǔ)音信號(hào)的研究可以從時(shí)域和頻域兩個(gè)方面進(jìn)行。其中時(shí)域的分析處理有兩種方法：一是進(jìn)行語(yǔ)音信號(hào)分析，這屬于小型處理的疇，主要是通過(guò)信號(hào)的加減、時(shí)移、倍乘、卷積、求相關(guān)函數(shù)等來(lái)實(shí)現(xiàn)；另一種是生成和變換成各種調(diào)制信號(hào)，這屬于非線性的疇，主要是對(duì)信號(hào)平均累加器的動(dòng)態(tài)圍進(jìn)行壓縮擴(kuò)，用門(mén)限方法對(duì)噪聲的抑制。對(duì)頻域分析處理，即對(duì)信號(hào)的頻率特性在頻譜中加以分析研究，這拓展了信號(hào)分析的圍，是對(duì)不確定信號(hào)分析的主要方法。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)處理和信息技術(shù)的發(fā)展，語(yǔ)音交互已經(jīng)成為人機(jī)交互的必要手段，而語(yǔ)音信號(hào)的采集處理是人機(jī)交互的前提和基礎(chǔ)。聲卡是計(jì)算機(jī)對(duì)語(yǔ)音信息進(jìn)行加工的

20、重要部件，它具有對(duì)信號(hào)濾波、放大、采樣保持、A/D和D/A轉(zhuǎn)換等功能。語(yǔ)音信號(hào)處理作為一個(gè)重要的研究領(lǐng)域，已經(jīng)有很長(zhǎng)的研究歷史。但是它的快速發(fā)展可以說(shuō)是從1940年前后Dudley的聲碼器和Potter等人的可見(jiàn)語(yǔ)音開(kāi)始的；20世紀(jì)60年代中期形成的一系列數(shù)字信號(hào)處理方法和技術(shù)，如數(shù)字濾波器、快速傅里葉變換等成為語(yǔ)音信號(hào)數(shù)字處理的理論和技術(shù)基礎(chǔ)；到了80年代，由于矢量量化、隱馬爾克夫模型和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等相繼被應(yīng)用于語(yǔ)音信號(hào)處理，并經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)與完善，使得語(yǔ)音信號(hào)處理技術(shù)產(chǎn)生了突破性的進(jìn)展。進(jìn)入90年代以來(lái)，語(yǔ)音信號(hào)處理在實(shí)用化方面取得了許多實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。一方面，對(duì)聲音語(yǔ)音學(xué)統(tǒng)計(jì)模型的研究逐漸深

21、入，魯棒的語(yǔ)音識(shí)別、基于語(yǔ)音段的建模方法與隱馬爾可夫模型與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合成為研究的熱點(diǎn)。另一方面，為了語(yǔ)音識(shí)別使用化的需要，講著自適應(yīng)、聽(tīng)覺(jué)模型、快速搜索識(shí)別算法以與進(jìn)一步的語(yǔ)言模型的研究等課題備受關(guān)注。第1章緒論1.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義語(yǔ)音不僅是人與人之間進(jìn)行信息交流最直接、最方便和最有效的工具，而且也是人與機(jī)器之間進(jìn)行通信的重要工具。1874年的發(fā)展可以認(rèn)為是現(xiàn)代處理的開(kāi)端。的理論基礎(chǔ)是盡可能不失真地傳送語(yǔ)音波形。這種“波形原則”幾乎統(tǒng)治了其后整整一百年。1939年產(chǎn)生了一種概念全新的語(yǔ)音處理技術(shù)，這就是著名的通道聲碼器技術(shù)。聲碼器的理論基礎(chǔ)是認(rèn)為語(yǔ)音是由人的聲帶振動(dòng)產(chǎn)生的生源（載波）受到

22、運(yùn)動(dòng)的聲道的控制（調(diào)制）而產(chǎn)生的，因而將載波和調(diào)制兩部分分開(kāi)來(lái)進(jìn)行傳送便可極壓縮頻帶。這一概念已經(jīng)包含著其后出現(xiàn)的語(yǔ)音參數(shù)模型的基本思想。40年代后期，研制成功了能夠把語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)變譜用語(yǔ)音表示出來(lái)的儀器語(yǔ)音儀，為語(yǔ)音信號(hào)分析提供了一個(gè)有力的工具。對(duì)于語(yǔ)音信號(hào)，數(shù)字處理比模擬處理具有更多的優(yōu)點(diǎn)。這是因?yàn)椋旱谝唬瑪?shù)字技術(shù)能夠完成許多很復(fù)雜的信號(hào)處理工作；第二，通過(guò)語(yǔ)音進(jìn)行交換的信息本質(zhì)上具有離散的性質(zhì)，因?yàn)檎Z(yǔ)音可以看成是因素的組合，這就特別適合于數(shù)字處理；第三，數(shù)字系統(tǒng)具有高可靠性、價(jià)廉、緊湊、快速等特點(diǎn)，很容易完成實(shí)時(shí)處理任務(wù)；第四，數(shù)字語(yǔ)音適合于在強(qiáng)干擾通信中傳輸，易于和數(shù)據(jù)一起在通信網(wǎng)中傳

23、輸，也易于進(jìn)行加密傳輸。因此數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)處理是主要研究方向。無(wú)論是人與人之間還是人與計(jì)算機(jī)之間的語(yǔ)音通信，語(yǔ)音處理，特別是語(yǔ)音數(shù)字處理的理論和技術(shù)，具有特別重要的作用。單片機(jī)的應(yīng)用無(wú)處不在，利用單片機(jī)控制語(yǔ)音的錄放也多不勝舉。用單片機(jī)控制語(yǔ)音芯片，再把單片機(jī)和語(yǔ)音芯片嵌入到通信設(shè)備，智能儀器，治安報(bào)警與兒童玩具中，就可做成語(yǔ)音播放的機(jī)器，應(yīng)用圍廣泛。用單片機(jī)控制語(yǔ)音芯片設(shè)計(jì)語(yǔ)音錄放系統(tǒng),該系統(tǒng)功能多，錄放音音質(zhì)好，外圍電路簡(jiǎn)單。1.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的設(shè)計(jì)一個(gè)語(yǔ)音錄放系統(tǒng)，可以應(yīng)用于通訊設(shè)備、智能儀表、治安報(bào)亭、語(yǔ)音報(bào)站、報(bào)數(shù)報(bào)價(jià)、語(yǔ)音講解、語(yǔ)音記錄、語(yǔ)音復(fù)讀、教學(xué)儀器、智能玩具、電子禮品等領(lǐng)域。

24、要求放音質(zhì)量好，用二極管顯示工作狀態(tài)。系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，便于安裝和擴(kuò)展。1.3系統(tǒng)采用的實(shí)現(xiàn)方法設(shè)計(jì)硬件原理圖,焊接語(yǔ)音模塊,包括電壓轉(zhuǎn)換芯片,音頻小功率放大器和ISD4004的連接.編寫(xiě)軟件程序,利用單片機(jī)控制技術(shù),實(shí)現(xiàn)錄、放、停等操作。第2章 單片機(jī)控制技術(shù)和開(kāi)發(fā)環(huán)境介紹2.1 89C52單片機(jī)性能和引腳介紹2.1.1概述AT89C52是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片含8k bytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的只讀程序存儲(chǔ)器（PEROM）和256 bytes的隨即存儲(chǔ)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度，非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，與標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系

25、統(tǒng)與8052產(chǎn)品引腳兼容，片置通用8位中央處理器和FLASH存儲(chǔ)單元。功能強(qiáng)大AT89C52單片機(jī)適合與許多較為復(fù)雜控制應(yīng)用場(chǎng)合。AT89C52提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)FLASH閃速存儲(chǔ)器，256字節(jié)部RAM,32個(gè)I/O口線，3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片震蕩器與時(shí)鐘電路。同時(shí)，AT89C52可降至OHZ的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)點(diǎn)工作模式。空閑方式停止CPU工作，但允許RAM，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行口與中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的容，但震蕩器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一個(gè)部件復(fù)位。2.1.2 AT89C52主要性能參

26、數(shù) AT89C52單片機(jī)與MCS-51產(chǎn)品指令和引腳兼容，部含有8K字節(jié)可擦寫(xiě)FALSH閃存，1000次擦寫(xiě)周期。同時(shí)具有全靜態(tài)操作：OHZ-24MHZ，三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器，2568字節(jié)部RAM，32個(gè)可編程I/O口線，3個(gè)15位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，8個(gè)中斷源，可編程串行UART通道的功能部件。2.1.3引腳功能說(shuō)明引腳圖如圖2.1所示：圖2.1 AT89C52單片機(jī)引腳圖功能說(shuō)明如下：1 VCC：電源電壓 2 GND：地3 P0 口：P0 口是一組8 位漏極開(kāi)路型雙向I/O 口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門(mén)電路，對(duì)端口P0 寫(xiě)“1”時(shí)，可作為高

27、阻抗輸入端用。在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問(wèn)期間激活部上拉電阻。在Flash 編程時(shí)，P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。4 P1 口：P1 是一個(gè)帶部上拉電阻的8 位雙向I/O 口， P1 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL 邏輯門(mén)電路。對(duì)端口寫(xiě)“1”，通過(guò)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)椴看嬖谏侠娮?，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(IIL)。與AT89C51 不同之處是，P1.0 和P1.1 還可分別作為定時(shí)/計(jì)數(shù)器2 的外部計(jì)數(shù)輸入

28、（P1.0/T2）和輸入（P1.1/T2EX），參見(jiàn)表2.1。Flash 編程和程序校驗(yàn)期間，P1 接收低8 位地址。表2.1 P1.0和P1.1的第二功能引腳號(hào)功能特性P1.0T2（定時(shí)/計(jì)數(shù)器2外部計(jì)數(shù)脈沖輸入），時(shí)鐘輸出P1.1T2EX(定時(shí)/計(jì)數(shù)2捕獲、重裝載觸發(fā)和方向控制）5 P2 口：P2 是一個(gè)帶有部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè)TTL 邏輯門(mén)電路。對(duì)端口P2 寫(xiě)“1”，通過(guò)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)椴看嬖谏侠娮瑁硞€(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(IIL)。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或16

29、 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX DPTR 指令）時(shí)，P2 口送出高8 位地址數(shù)據(jù)。在訪問(wèn)8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行MOVX RI 指令）時(shí)，P2 口輸出P2 鎖存器的容。Flash 編程或校驗(yàn)時(shí)，P2亦接收高位地址和一些控制信號(hào)。6 P3口：P3口是一組帶有部上拉電阻的8位雙向I/O 口。P3 口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè)TTL 邏輯門(mén)電路。對(duì)P3口寫(xiě)入“1”時(shí)，它們被部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時(shí)，被外部拉低的P3 口將用上拉電阻輸出電流（IIL）。P3 口除了作為一般的I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能，如表2.2所示，此外，P3 口還接收一

30、些用于Flash 閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。表2.2 P3口第二功能7 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。8 ALE/PROG： 當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8 位字節(jié)。一般情況下，ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6 輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè)ALE 脈沖。對(duì)Flash 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。如有必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH 單元的D0 位置位，可禁止A

31、LE 操作。該位置位后，只有一條MOVX 和MOVC指令才能將ALE 激活。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ALE 禁止位無(wú)效。9 PSEN：程序儲(chǔ)存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89C52 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖。在此期間，當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過(guò)兩次PSEN信號(hào)。EA/VPP：外部訪問(wèn)允許。欲使CPU 僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000HFFFFH），EA 端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1 被編程，復(fù)位時(shí)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接Vcc端），

32、CPU 則執(zhí)行部程序存儲(chǔ)器中的指令。Flash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12V 的編程允許電源Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用12V 編程電壓Vpp。XTAL1：振蕩器反相放大器的與部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。2.2 keil開(kāi)發(fā)環(huán)境和建立工程2.2.1 keil簡(jiǎn)介Keil C51是 HYPERLINK :/baike.baidu /view/2398.htm t _blank 美國(guó)Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。Keil C51軟件提

33、供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。2.2.2 Keil工程建立啟動(dòng)uVison3，點(diǎn)擊“FileNew”在工程管理器的右側(cè)打開(kāi)一個(gè)新的文件輸入窗口，在這個(gè)窗口里輸入一個(gè)源程序，注意大小寫(xiě)與每行后的分號(hào)，不要錯(cuò)輸與漏輸。輸入完畢之后，選擇“FileSave”，給這個(gè)文件取名保存，取名字的時(shí)候必須要加上擴(kuò)展名，一般C語(yǔ)言程序均以“.C”為擴(kuò)展名，這里將其命名為fgf.c，保存完畢后可以將該文件關(guān)閉。Keil不能直接對(duì)單個(gè)的C語(yǔ)

34、言源程序進(jìn)行處理，還必須選擇單片機(jī)型號(hào)；確定編譯、匯編、連接的參數(shù)；指定調(diào)試的方式；而且一些項(xiàng)目中往往有多個(gè)文件，為管理和使用方便，Keil使用工程（Project）這一概念，將這些參數(shù)設(shè)置和所需的所有文件都加在一個(gè)工程中，只能對(duì)工程而不能對(duì)單一的源程序進(jìn)行編譯和連接等操作。點(diǎn)擊“Project-NewProject”菜單，出現(xiàn)對(duì)話框，要求給將要建立的工程起一個(gè)名字，這里起名為fgf，不需要輸入擴(kuò)展名。點(diǎn)擊“保存”按鈕，出現(xiàn)第二個(gè)對(duì)話框，如圖2.2所示，這個(gè)對(duì)話框要求選擇目標(biāo)CPU（即你所用芯片的型號(hào)），Keil支持的CPU很多，這里選擇Atmel公司的89S52芯片。點(diǎn)擊ATMEL前面的“+

35、”號(hào)，展開(kāi)該層，點(diǎn)擊其中的89S52，然后再點(diǎn)擊“確定”按鈕，回到主窗口，此時(shí)，在工程窗口的文件頁(yè)中，出現(xiàn)了“Target1”，前面有“+”號(hào)，點(diǎn)擊“+”號(hào)展開(kāi)，可以看到下一層的“SourceGroup1”，這時(shí)的工程還是一個(gè)空的工程，里面什么文件也沒(méi)有，需要手動(dòng)把剛才編寫(xiě)好的源程序加入，點(diǎn)擊“SourceGroup1”使其反白顯示，然后，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，出現(xiàn)一個(gè)下拉菜單，如圖2.3所示，選中其中的“AddfiletoGroupSourceGroup1”，出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框，要求尋找源文件。圖2.2 選擇單片機(jī)型號(hào)圖2.3 加入文件雙擊fgf.c文件，將文件加入項(xiàng)目，注意，在文件加入項(xiàng)目后，該對(duì)話框

36、并不消失，等待繼續(xù)加入其它文件，但初學(xué)時(shí)常會(huì)誤認(rèn)為操作沒(méi)有成功而再次雙擊同一文件，這時(shí)會(huì)出現(xiàn)如圖2.4所示的對(duì)話框，提示你所選文件已在列表中，此時(shí)應(yīng)點(diǎn)擊“確定”，返回前一對(duì)話框，然后點(diǎn)擊“Close”即可返回主接口，返回后，點(diǎn)擊“SourceGroup1”前的加號(hào)，fgf.c文件已在其中。雙擊文件名，即打開(kāi)該源程序。圖2.4 重復(fù)加入源程序得到的提示 2.3 ISD4004介紹2.3.1性能簡(jiǎn)述和引腳圖ISD4004系列工作電壓3V,單片錄放時(shí)間8 至16 分鐘,音質(zhì)好,適用于移動(dòng)與其他便攜式電子產(chǎn)品中。芯片采用CMOS技術(shù),含振蕩器、防混淆濾波器、平滑濾波器、音頻放大器、自動(dòng)靜噪與高密度多電

37、平閃爍存貯列。芯片設(shè)計(jì)是基于所有操作必須由微控制器控制,操作命令可通過(guò)串行通信接口SPI送入。芯片采用多電平直接模擬量存儲(chǔ)技術(shù), 每個(gè)采樣值直接存貯在片閃爍存貯器中,因此能夠非常真實(shí)、自然地再現(xiàn)語(yǔ)音、音樂(lè)、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4.0,5.3,6.4,8.0kHz,頻率越低,錄放時(shí)間越長(zhǎng),而音質(zhì)則有所下降,片信息存于閃爍存貯器中,可在斷電情況下保存100年(典型值),反復(fù)錄音10萬(wàn)次。圖2.5 ISD4004引腳圖2.3.2引腳描述1 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

38、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。2 地線:(VSSA,VSSD) 芯片部的模擬和數(shù)字電路也使用不同的地線。3 同相模擬輸入(ANA IN+) 這是錄音信號(hào)的同相輸入端。輸入放大器可用單端或差分驅(qū)動(dòng)。單端輸入時(shí), 信號(hào)由耦合電容輸入,最大幅度為峰峰值 32mV,耦合電容和本端的 3K電阻輸入阻抗決定了芯片頻帶的低端截止頻率。差分驅(qū)動(dòng)時(shí),信號(hào)最大幅度為峰峰值 16mV，為 ISD33000 系列一樣。4 反相模擬輸入(ANA IN-) 差分驅(qū)動(dòng)時(shí),這是錄音信號(hào)的反相輸入端。信號(hào)通過(guò)耦合電容輸入,最大幅度為峰峰值 16mV音頻輸出(

39、AUD OUT) 提供音頻輸出,可驅(qū)動(dòng) 5K的負(fù)載。5 片選(SS) 此端為低,即向該 ISD4004 芯片發(fā)送指令，兩條指令之間為高電平。6 串行輸入(MOSI) 此端為串行輸入端，主控制器應(yīng)在串行時(shí)鐘上升沿之前半個(gè)周期將數(shù)據(jù)放到本端,供ISD輸入。7 串行輸出(MISO) ISD 的串行輸出端。ISD 未選中時(shí),本端呈高阻態(tài)。8 串行時(shí)鐘(SCLK) ISD 的時(shí)鐘輸入端,由主控制器產(chǎn)生,用于同步 MOSI 和 MISO 的數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)在 SCLK上升沿鎖存到 ISD,在下降沿移出 ISD。9 中斷(/INT) 本端為漏極開(kāi)路輸出。ISD 在任何操作(包括快進(jìn))中檢測(cè)到 EOM 或 OV

40、F 時(shí),本端變低并保持。中斷狀態(tài)在下一個(gè) SPI 周期開(kāi)始時(shí)清除。中斷狀態(tài)也可用 RINT 指令讀取。OVF 標(biāo)志指示 ISD 的錄、放操作已到達(dá)存儲(chǔ)器的未尾。EOM 標(biāo)志只在放音中檢測(cè)到部的 EOM 標(biāo)志時(shí),此狀態(tài)位才置1。10 行地址時(shí)鐘(RAC) 漏極開(kāi)路輸出。每個(gè) RAC 周期表示 ISD 存儲(chǔ)器的操作進(jìn)行了一行(ISD4004 系列中的 存貯器共 2400 行)。該信號(hào) 175ms 保持高電平,低電平為25ms?？爝M(jìn)模式下,RAC 的 218.75s 是高電 平,31.25s 為低電平。圖2.6 時(shí)序 11 外部時(shí)鐘(XCLK) 本端部有下拉元件。芯片部的采樣時(shí)鐘在出廠前已調(diào)校,誤差

41、在 +1%。商業(yè)級(jí)芯片在整個(gè)溫度和電壓圍, 頻率變化在+2.25%。工業(yè)級(jí)芯片在整個(gè)溫度和電壓圍,頻率變化在-6/+4%,此時(shí)建議使用穩(wěn)壓電源。若要求更高精度,可從本端輸入外部時(shí)鐘(如前表所列)。由于部的防混淆與平滑濾波器已設(shè)定,故上述推薦的時(shí)鐘頻率不應(yīng)改變。輸入時(shí)鐘的占空比無(wú)關(guān)緊要,因部首先進(jìn)行了分頻。在不外接地時(shí)鐘時(shí),此端必須接地。12 自動(dòng)靜噪(AMCAP) 當(dāng)錄音信號(hào)電平下降到部設(shè)定的某一閾值以下時(shí),自動(dòng)靜噪功能使信號(hào)衰弱,這樣有助于養(yǎng)活無(wú)信號(hào)(靜音)時(shí)的噪聲。通常本端對(duì)地接 1mF 的電容,構(gòu)成部信號(hào)電平峰值檢測(cè)電路的一部分。檢出的峰值電平與部設(shè)定的閾值作比較,決定自動(dòng)靜噪功能的翻轉(zhuǎn)

42、點(diǎn)。大信號(hào)時(shí),自動(dòng)靜噪電路不衰減,靜音時(shí)衰減 6dB。1mF 的電容也影響自動(dòng)靜噪電路對(duì)信號(hào)幅度的響應(yīng)速度。本端接 VCCA 則禁止自動(dòng)靜噪。2.4 SPI(串行外設(shè)接口)2.4.1協(xié)議介紹ISD4004工作于SPI串行接口。SPI協(xié)議是一個(gè)同步串行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,協(xié)議假定微控制器的SPI 移位寄存器在SCLK的下降沿動(dòng)作,因此對(duì)ISD4004而言,在時(shí)鐘止升沿鎖存MOSI引腳的數(shù)據(jù),在下降沿將數(shù)據(jù)送至MISO 引腳。協(xié)議的具體容為：1 所有串行數(shù)據(jù)傳輸開(kāi)始于SS 下降沿。2 SS 在傳輸期間必須保持為低電平,在兩條指令之間則保持為高電平。3 數(shù)據(jù)在時(shí)鐘上升沿移入,在下降沿移出。4 SS 變低,

43、輸入指令和地址后,ISD 才能開(kāi)始錄放操作。5 指令格式是(8位控制碼)加(16位地址碼)。6 ISD的任何操作(含快進(jìn))如果遇到EOM或OVF,則產(chǎn)生一個(gè)中斷,該中斷狀態(tài)在下一個(gè)SPI周期開(kāi)始時(shí)被清除。7 使用讀指令使中斷狀態(tài)位移出ISD 的MISO 引腳時(shí),控制與地址數(shù)據(jù)也應(yīng)同步從MOSI 端移入。因此要注意移入的數(shù)據(jù)是否與器件當(dāng)前進(jìn)行的操作兼容。當(dāng)然,也允許在一個(gè)SPI周期里,同時(shí)執(zhí)行讀狀態(tài)和開(kāi)始新的操作(即新移入的數(shù)據(jù)與器件當(dāng)前的操作可以不兼容)。8 所有操作在運(yùn)行位(RUN)置1時(shí)開(kāi)始,置0時(shí)結(jié)束。9 所有指令都在SS 端上升沿開(kāi)始執(zhí)行。2.4.2 信息快進(jìn)用戶不必知道信息的確切地址

44、,就能快進(jìn)跳過(guò)一條信息。信息快進(jìn)只用于放音模式。放音速度是正常的1600倍,遇到EOM后停止,然后部地址計(jì)數(shù)器加1,指向下條信息的開(kāi)始處。2.4.3上電順序器件延時(shí)TPUD(8kHz采樣時(shí),約為25毫秒)后才能開(kāi)始操作。因此,用戶發(fā)完上電指令后,必須等待TPUD,才能發(fā)出一條操作指令。參見(jiàn)表2.3。例如,從00從處發(fā)音,應(yīng)遵循如下時(shí)序:發(fā)POWERUP 命令;等待TPUD(上電延時(shí));3 發(fā)地址值為00的SETPLAY 命令;4 發(fā)PLAY 命令。器件會(huì)從此00地址開(kāi)始放音,當(dāng)出現(xiàn)EOM時(shí),立即中斷,停止放音。如果從00處錄音,則按以下時(shí)序:1 發(fā)POWER UP 命令;2 等待TPUD(上電

45、延時(shí));3 發(fā)POWER UP 命令;4 等待2倍TPUD;5 發(fā)地址值為00的SETREC 命令;6 發(fā)REC命令。器件便從00地址開(kāi)始錄音,一直到出現(xiàn)OVF(存貯器末尾)時(shí),錄音停止。表2.3 指令表指令8位控制碼操作摘要POWERUP00100XXX上電:等待TPUD后器件可以工作SET PLAY11100XXX從指定地址開(kāi)始放音。后跟 PLAY 指令可使放音繼續(xù)進(jìn)行下去PLAY11110XXX從當(dāng)前地址開(kāi)始放音(直至 EOM 或 OVF)SET REC10100XXX從指定地址開(kāi)始錄音。后跟 REC 指令可使錄音繼續(xù)進(jìn)行下去REC10110XXX從當(dāng)前地址開(kāi)始錄音(直至 OVF 或停止

46、)SET MC11101XXX從指定地址開(kāi)始快進(jìn)。后跟 MC 指令可使快進(jìn)繼續(xù)進(jìn)行下去MC11111XXX執(zhí)行快進(jìn),直到 EOM.若再無(wú)信息,則進(jìn)入 OVF 狀態(tài)STOP0X110XXX停止當(dāng)前操作STOP WRDN0X01XXXX停止當(dāng)前操作并掉電RINT0X110XXX讀狀態(tài):OVF 和 EOM注：快進(jìn)只能在放音操作開(kāi)始時(shí)選擇。2.4.4 SPI端口的控制位SPI端口有兩個(gè)硬件控制位MISO 和MOSI，SPI控制寄存器控制放、錄、信息檢索、上電、掉電、啟動(dòng)和停止、忽視地址指示等功能。詳見(jiàn)圖2.4圖2.4 各端口功能2.4.5 SPI控制寄存器SPI控制寄存器控制器件的每個(gè)功能,如錄放、錄

47、音、信息檢索(快進(jìn))、上電/掉電、開(kāi)始和停止操作、忽略地址指針等。詳見(jiàn)表2.5：表2.5 控制器功能位值功能位值功能RUN10允許/禁止操作開(kāi)始停止PU10電源控制上電掉電P/-R10錄/放模式放音錄音IAB10操作是否使用指令地址忽略輸入地址寄存的容使用輸入地址寄存的容MC10快進(jìn)模式允許快進(jìn)禁止P15-P0A15-A0行指針寄存器輸出輸入地址寄存器 注：IAB置0時(shí),錄、放操作從A9-A0地址開(kāi)始。為了能連貫地錄、放到后續(xù)的存儲(chǔ)空間,在操作到達(dá)該行末之前,應(yīng)發(fā)出第二個(gè)SPI指令將IAB置1,否則器件在同一地址上反復(fù)循環(huán)。這個(gè)特點(diǎn)對(duì)語(yǔ)音提示功能很有用。RAC腳和IAB位可用于信息管理。SPI

48、端口簡(jiǎn)單框圖如下：圖2.7 SPI 端口2.4.6時(shí)序SPI總線協(xié)議是一個(gè)環(huán)形總線結(jié)構(gòu)，由ss（cs）、sck、sdi、sdo構(gòu)成，其時(shí)序主要是在sck的控制下，兩個(gè)雙向移位寄存器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。假設(shè)下面的8位寄存器裝的是待發(fā)送的數(shù)據(jù)10101010，上升沿發(fā)送、下降沿接收、高位先發(fā)送。那么第一個(gè)上升沿來(lái)的時(shí)候數(shù)據(jù)將會(huì)是sdo=1；寄存器=0101010 x。下降沿到來(lái)的時(shí)候，sdi上的電平將所存到寄存器中去，那么這時(shí)寄存器=0101010sdi，這樣在8個(gè)時(shí)鐘脈沖以后，兩個(gè)寄存器的容互相交換一次。這樣就完成里一個(gè)spi時(shí)序。表2.6 SPI 時(shí)序參數(shù)SymbolParametersMinTyp

49、MaxUnitsTSSS/SS Setup Time500nsecTSSH/SS Hold Time500nsecTDISDatainSetupTime200nsecTDIHDatainHoldTime200nsecTPDOutputDelay500nsecTDFOutputDelay toHiz500nsecTSSmin/SS HIGH1secTSCKhiSCLK HighTime400nsecTSCKlowSCLK Low Time400nsecF0CLK(Frequency)1000kHz第3章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)3.1 硬件電路設(shè)計(jì)本文的語(yǔ)音錄放系統(tǒng)所采用的是錄放時(shí)間為八至十六分鐘的ISD40

50、04 語(yǔ)音芯片。該語(yǔ)音錄放電路主要由單片機(jī)AT89C51，ISD4004 構(gòu)成，本系統(tǒng)可以主要分為三部分單片機(jī)控制部分、錄音部分和放音部分?？刂撇糠謩t主要由單片機(jī)AT89C51 構(gòu)成，包含必要的按鍵電路、復(fù)位電路和指示電路等外圍電路。3.1.1硬件電路圖本文討論的主要由單片機(jī)89C52 和ISD4004 構(gòu)成。該系統(tǒng)的硬件電路連接如圖1 所示：本系統(tǒng)可以主要分為三部分。單片機(jī)控制部分、錄音部分、放音部分?？刂撇糠謩t主要由單片機(jī)89C52 構(gòu)成，包含必要的按鍵電路、復(fù)位電路和看門(mén)狗電路等外圍電路。放音部分主要由ISD4004 構(gòu)成，包含配套的變壓電路，功放電路等。圖3.1 硬件連接圖3.1.2

51、ISD4004原理圖ISD4004開(kāi)發(fā)板是由ISD4004芯片、LM386低壓音頻小功率放大器和AMS1117電壓轉(zhuǎn)換芯片焊接而成，其連接如圖3.2所示。圖3.2 ISD4004原理圖3.2軟件設(shè)計(jì)3.2.1語(yǔ)音芯片的部信息尋址機(jī)制ISD4004語(yǔ)音芯片具有能夠準(zhǔn)確控制語(yǔ)音錄放地址的功能，這種功能使我們能夠方便靈活地對(duì)語(yǔ)音信息進(jìn)行處理以達(dá)到我們對(duì)語(yǔ)音信息的要求。例如，我們可以利用軟件編程的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)語(yǔ)音信息的剪輯、合成等操作來(lái)達(dá)到我們對(duì)語(yǔ)音信息特殊的要求。還有，我們可以通過(guò)程序控制做到語(yǔ)音的定時(shí)放音和循環(huán)放音。若干條信息按順序分別錄入到芯片，比如稱其為a,b,c,d信息。我們需要知道每一時(shí)刻的

52、錄音信息在芯片存儲(chǔ)器中所處的位置，這樣有利于我們實(shí)時(shí)地監(jiān)控ISD4004語(yǔ)音芯片工作的位置，從而能夠知道所錄的每段信息的開(kāi)頭和結(jié)尾的準(zhǔn)確地址，便于我們對(duì)已錄入的信息進(jìn)行管理。下面以ISD4004-8MP為例來(lái)說(shuō)明如何利用硬件結(jié)構(gòu)尋址。ISD4004-8MP置了特殊的信息尋址機(jī)制，即行地址時(shí)鐘(以下簡(jiǎn)稱RAC)。為了理解其工作原理，有必要先介紹器件的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。ISD4004的存儲(chǔ)器分為2400行。對(duì)器件尋址，就是選擇一行，從行首開(kāi)始錄、放操作，而每行中的各列是不可尋址的。每一行的所有操作都從第一列開(kāi)始。ISD4004-8MP每一行周期為200ms,這就是器件的地址分辨率。其中每行有175ms的高

53、電平，25ms的低電平。每個(gè)錄放周期都從這200ms的“語(yǔ)音存儲(chǔ)塊”的塊首開(kāi)始，如圖3.21所示。還以ISD4004-8MP為例，RAC在行末前25ms變低，在恰好到達(dá)行末時(shí)變高,這就類似一個(gè)時(shí)鐘，幫助你確定錄放操作已到何處。這個(gè)時(shí)鐘相對(duì)于微控制器的速度來(lái)說(shuō)較慢，上例為200ms。因此，微控制器很容易通過(guò)軟件查詢RAC的方法來(lái)確定何時(shí)已到達(dá) 圖3.3 錄放時(shí)序行末。但由于微處理器的查詢速度相對(duì)于RAC時(shí)鐘頻率要快得多，所以，如果通過(guò)查詢的方法檢測(cè)RAC每個(gè)周期的低電平時(shí)，在上一次檢測(cè)到RAC低電平時(shí)必須要經(jīng)過(guò)一段延時(shí)才能再檢測(cè)RAC，這樣檢測(cè)到的低電平才是有效的,這段延時(shí)可以說(shuō)是“假延時(shí)”。延

54、時(shí)的時(shí)間必須大于RAC低電平的時(shí)間，而小于RAC的周期。我們可以利用一個(gè)計(jì)數(shù)器對(duì)RAC引腳進(jìn)行計(jì)數(shù)，并且通過(guò)LED顯示器實(shí)時(shí)地把計(jì)數(shù)器的值顯示出來(lái)，這樣我們不但可以知道錄入的每段信息的開(kāi)頭和結(jié)尾的地址，而且還可以知道每段信息之中特定容的地址，從而可以建立地址表對(duì)信息進(jìn)行剪輯、合成等處理達(dá)到對(duì)語(yǔ)音信息特定的要求。同樣，在放音時(shí)我們也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)語(yǔ)音信息的準(zhǔn)確放音。只需把事先編輯好的語(yǔ)音信息的準(zhǔn)確地址傳送到ISD4004的控制口就可以實(shí)現(xiàn)指定地址的放音。如果需要的話，我們還可以對(duì)ISD4004的放音地址進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，其方法與錄音時(shí)類似。3.2.2 監(jiān)控ISD4004錄音地址的實(shí)例我們可以用ST89

55、C51來(lái)檢測(cè)ISD4004的RAC引腳來(lái)實(shí)現(xiàn)錄音地址的監(jiān)控。如圖3.4所示，當(dāng)AN鍵按下時(shí)則開(kāi)始錄音，放開(kāi)則停止錄音，可檢測(cè)INT引腳看ISD芯片是否到末。R2R3為地址計(jì)數(shù)器。圖3.4硬件原理圖3.2.3程序流程圖電路上電后，程序首先完成程序的初始化，隨后查詢按鍵狀態(tài)，進(jìn)入系統(tǒng)待機(jī)狀態(tài)。如果有按鍵按下，則轉(zhuǎn)去執(zhí)行該按鍵指向的工作程序。按鍵包括錄音鍵看,放音鍵.圖3.5 程序流程圖第4章 測(cè)試實(shí)例4.1 測(cè)試容本次測(cè)試將應(yīng)用程序下載到89C52單片機(jī)中，然后用杜邦線連接ISD4004開(kāi)發(fā)板，進(jìn)行功能測(cè)試。表4.1 功能測(cè)試表測(cè)試點(diǎn)容說(shuō)明1錄音功能是否實(shí)現(xiàn)當(dāng)按下P3.5鍵時(shí)，從指定地址開(kāi)始錄音2

56、放音功能是否實(shí)現(xiàn)當(dāng)按下P3.6鍵時(shí)，從指定地址開(kāi)始放音3停止按鍵是否正常當(dāng)按下P3.7鍵時(shí)，停止當(dāng)前的操作4.2 測(cè)試結(jié)果測(cè)試1：當(dāng)按下P3.5鍵時(shí)，從0XA0地址開(kāi)始錄音，運(yùn)行結(jié)果與預(yù)期一樣。測(cè)試2：當(dāng)按下P3.6鍵時(shí)，從0XE0地址開(kāi)始放音，能夠回放錄音容。測(cè)試3：若錄音時(shí)按下P3.7鍵，則能停止錄音功能；若放音時(shí)按下P3.7鍵，能夠停止放音功能。4.3 基于ISD4004的家庭語(yǔ)音報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)現(xiàn)代家庭的防盜方式主要以安裝防盜門(mén)、防盜鎖為主，但是這類設(shè)備主要是以增加盜賊入室的難度來(lái)達(dá)到防盜目的的。這種單純的機(jī)械裝置，在較長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人在場(chǎng)的情況下，防盜效果往往不盡如人意，所以人們需要有新的防盜

57、系統(tǒng)作為補(bǔ)充。市場(chǎng)上的不少門(mén)禁系統(tǒng)雖說(shuō)性能優(yōu)良，保險(xiǎn)系數(shù)較高，但是由于其高昂的價(jià)格讓一般的家庭感到難以接受，不少系統(tǒng)是在門(mén)窗被破壞，非法人員入侵后才報(bào)警，且安裝這些防盜設(shè)備會(huì)對(duì)原有的門(mén)窗有較大破壞性。在有警情發(fā)生時(shí)這些報(bào)警系統(tǒng)會(huì)通知主人或報(bào)警中心，但是他們的響應(yīng)都需要一定的時(shí)間，很有可能在他們的響應(yīng)時(shí)間不法分子已經(jīng)完成了偷盜行為。所以，安防的最好方法是在不法分子有入侵企圖時(shí)就通過(guò)給出語(yǔ)音警告，增加其心理壓力，使其主動(dòng)離開(kāi)。在這種方法失效的情況下，可以記錄入侵時(shí)間，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)錄音，然后通過(guò)或其他方式通知主人或報(bào)警中心。 本系統(tǒng)主要由報(bào)警子系統(tǒng)和語(yǔ)音服務(wù)子系統(tǒng)兩大部分組成，如圖4.1所示。其中報(bào)警子

58、系統(tǒng)采用熱釋電紅外傳感器作為報(bào)警信號(hào)采集裝置，AT89S51單片機(jī)作為主控制器，語(yǔ)音芯片ISD4004作為報(bào)警和語(yǔ)音服務(wù)執(zhí)行裝置，鍵盤(pán)和數(shù)碼管作為人機(jī)接口。圖4.1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖系統(tǒng)工作時(shí)，熱釋電紅外傳感器對(duì)警戒區(qū)的紅外信號(hào)不斷地進(jìn)行采集，當(dāng)在警戒圍出現(xiàn)人體時(shí)，信號(hào)處理電路向單片機(jī)輸出高電平。由于不法分子一般在門(mén)外待的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，因此使用者結(jié)合自己家庭所處環(huán)境與人流情況，通過(guò)鍵盤(pán)設(shè)置最佳的報(bào)警響應(yīng)時(shí)間，以便對(duì)他們進(jìn)行區(qū)分。設(shè)置完畢后，單片機(jī)將根據(jù)報(bào)警響應(yīng)時(shí)間對(duì)經(jīng)信號(hào)處理電路處理過(guò)的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行采集處理，判斷是否啟動(dòng)報(bào)警。若啟動(dòng)報(bào)警，則通過(guò)控制已存有報(bào)警容的語(yǔ)音芯片對(duì)不法分子進(jìn)行語(yǔ)音警告，

59、然后重復(fù)播放若干次語(yǔ)音報(bào)警容以警醒主人或周圍的人，接著對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行錄音，記錄報(bào)警時(shí)間；同時(shí)在數(shù)碼管上顯示報(bào)警次數(shù)，并可以通過(guò)相應(yīng)按鍵查詢報(bào)警時(shí)間，便于破案。4.3.1語(yǔ)音錄放模塊設(shè)計(jì)語(yǔ)音錄放模塊的硬件電路如圖4.2所示。MKl為麥克風(fēng)，用于錄入語(yǔ)音，可完成普通的現(xiàn)場(chǎng)錄音。在放音電路中，輸出端選用低電壓通用集成功率放大器LM386M一1的典型應(yīng)用電路作為揚(yáng)聲器LSl的驅(qū)動(dòng)電路。該典型電路中，LM386M一1的1腳和8腳間外接10uF的旁路電容，可以使電路的放大倍數(shù)提高200倍。ISD4004的工作電壓是3V，可以通過(guò)變壓電路將5V電壓轉(zhuǎn)變?yōu)? V。圖4.2 語(yǔ)音錄放模塊硬件電路4.3.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)基于上述硬件原理圖和相關(guān)分析，軟件部分的主要任務(wù)是完成對(duì)熱釋電紅外傳感模塊傳出的數(shù)字信號(hào)V0的處理，語(yǔ)音服務(wù)的軟