基于單片機(jī)的錄音筆設(shè)計(jì)1

摘要隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)碼錄音筆已得到了越來(lái)越多的人的青睞，論文通過(guò)對(duì)多種錄音筆的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了比較和分析，選定STC90C52單片機(jī)設(shè)計(jì)了一個(gè)數(shù)碼錄音筆。本文提出并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于STC90C52單片機(jī)和ISD4004語(yǔ)音芯片的多功能錄音筆方案。首先介紹了設(shè)計(jì)方案的選擇，接著進(jìn)行了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，包括音頻輸入輸出電路的設(shè)計(jì)、按鍵控制電路的設(shè)計(jì)、液晶顯示電路的設(shè)計(jì)等，設(shè)計(jì)中以STC90C52單片機(jī)主控制為核心，采用了美國(guó)ISD公司制造的ISD4004語(yǔ)音芯片實(shí)現(xiàn)錄放系統(tǒng)的功能。其中按鍵控制電路對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制，顯示電路用LCD1602更直觀的錄音放音，音頻放大電路放大器采用通用型音頻功率放大器LM386來(lái)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)模塊包括主程序模塊、語(yǔ)音信號(hào)的采集模塊、鍵盤(pán)掃描模塊等，進(jìn)行了程序流程的設(shè)計(jì)，編寫(xiě)了程序代碼。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音數(shù)據(jù)的錄制、播放、暫停、循環(huán)播放、重復(fù)播放、選擇上一段、選擇下一段以及用LCD1602等顯示相關(guān)操作等功能，設(shè)計(jì)具有一定的應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：ISD4004STC90C52錄音筆錄音Abstract：Withtherapiddevelopmentofelectronictechnology,digitalvoicerecorderhasbeenmoreandmorepeoplehavefavoredpaperonthedesignofavarietyofvoicerecorderwerecomparedandanalyzed,theselectedSCMSTC90C52designedadigitalvoicerecorder.ThispaperisproposedbasedonSTC90C52SCMandISD4004pronunciationchipvoicestorageandplaybackdesignscheme.Firstlyintroducestheselectionofdesignscheme,thenthehardwaredesign,includingaudioinput/outputcircuitdesign,buttoncontrolcircuitdesign,liquidcrystaldisplaycircuitdesign,designwithSTC90C52singlechipcomputermastercontrolasthecore,usingAmericaISDcompaniesmanufactureofISD4004pronunciationchiprealizingthefunctionofrecordingsystem.Onebuttoncontrolcircuittocontrolthewholesystem,displaycircuitwithaLCDmoreintuitiverecordingplayback,audioamplifiercircuitamplifierusinguniversalmodelLM386audioamplifiertorealize.Systemmodulesincludingmainprogrammodule,speechsignalacquisitionmodule,thekeyboardscanmodule,speechsignalstoragemoduledesign,thedesignoftheprogramflowandwriteprogramcode.Systemrealizesthespeechdatarecorded,play,pause,looping,aired,choosealong,choosingthenextparagraphanduseLCD1602relevantoperatingfunctionssuchasdesignhascertain,theapplicationvalue.Keywords：ISD4004STC90C52目錄第1章前言 11.1研究意義 11.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的對(duì)比 11.3主要研究?jī)?nèi)容 2第2章設(shè)計(jì)方案及元器件的介紹 32.1系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案 32.2主要器件的介紹 52.2.1ISD4004 52.2.2DS1302 82.2.3AT24C02 102.2.4LCD1602 102.2.5STC90C52 11第3章硬件設(shè)計(jì) 133.1系統(tǒng)整體工作原理 133.2語(yǔ)音信號(hào)輸入電路 133.3LM386音頻功放電路 143.4DS1302電路 153.5AT24C02電路 153.6LCD1602電路 163.7蜂鳴器電路 163.7中斷按鍵 17第4章軟件設(shè)計(jì) 18軟件總設(shè)計(jì)思路 18 錄音程序設(shè)計(jì) 20 放音程序設(shè)計(jì) 21 按鍵部分程序設(shè)計(jì) 23第5章系統(tǒng)測(cè)試 25系統(tǒng)實(shí)物圖 255.2系統(tǒng)概況 25系統(tǒng)的不足和改進(jìn) 26結(jié)論 27致謝 28參考文獻(xiàn) 29第1章前言1.1研究意義數(shù)碼錄音筆對(duì)于我們現(xiàn)如今的人們己經(jīng)是再熟悉不過(guò)的產(chǎn)品了，它己經(jīng)應(yīng)用在了很多地方，其中主體部分應(yīng)該是記者了。正是基于錄音筆能夠錄音的特點(diǎn)，在你無(wú)法憑借記憶記住重要談話，或者重要會(huì)議的重要內(nèi)容的時(shí)候，它便體現(xiàn)除了它的優(yōu)勢(shì)，清晰完整無(wú)誤的記錄下你要記錄的東西，而你能夠拿出更多的時(shí)間來(lái)處理其他事情。除此之外錄音筆小巧易于攜帶，存儲(chǔ)內(nèi)容量大，基于這些優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越得到人們的青睞?，F(xiàn)在所說(shuō)的錄音筆指的數(shù)碼錄音筆，也稱(chēng)為數(shù)碼錄音棒或數(shù)碼錄音機(jī)，數(shù)字錄音器的一種，為了便于操作和提升錄音質(zhì)量造型并非以單純的筆型為主，攜帶方便，同時(shí)擁有多種功能。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的對(duì)比就聲音錄制而言，雖然專(zhuān)業(yè)的數(shù)碼錄音筆不論在錄音長(zhǎng)度上還是品質(zhì)上，都擁有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，但隨著多功能MP3,MP4,PDA甚至是智能手機(jī)的普及，錄音逐漸成為了隨身數(shù)碼設(shè)備中的一項(xiàng)附屬功能。盡管不少缺乏技術(shù)的國(guó)內(nèi)小廠都相繼退出了數(shù)碼錄音筆市場(chǎng)，但以三星為代表的世界級(jí)數(shù)碼巨頭并沒(méi)有宣言放棄，反而借助新的技術(shù)和設(shè)計(jì)，給這個(gè)看似一潭死水的市場(chǎng)注入了新的活力。首先錄音作為任何一款錄音筆都是必不可少的基本功能，所以好的音質(zhì)便成為了錄音筆未來(lái)發(fā)展方向之一。隨著閃存技術(shù)的長(zhǎng)足進(jìn)步，存儲(chǔ)容量已經(jīng)不再是數(shù)碼錄音筆的發(fā)展瓶頸，相反，過(guò)大的容量還會(huì)顯得有些雞肋。于是，精明的商家開(kāi)始重新恢復(fù)音質(zhì)的魅力，并令其成為數(shù)碼錄音筆發(fā)展的一大方向。三星則在此基礎(chǔ)上將其在家庭影院中的王牌3D音效技術(shù)DNSe運(yùn)用到數(shù)碼錄音筆產(chǎn)品當(dāng)中，這種音效增強(qiáng)技術(shù)與單純地?cái)U(kuò)大頻率范圍完全不同，也就是說(shuō)，即使用較小的頻率范圍實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間錄音，也能獲得優(yōu)化后的錄制效果。DNSe是三星耗時(shí)六年開(kāi)發(fā)的虛擬音效技術(shù)，并主要用于家庭影院和高端MP3產(chǎn)品上，它能夠通過(guò)聲音數(shù)字信號(hào)的處理，創(chuàng)造出更為逼真的臨場(chǎng)感，聽(tīng)者能夠明顯感覺(jué)到聲音從四面八方傳來(lái)，并且范圍更遠(yuǎn)，聲音更純凈。搭載了DNSe音效的三星YV-150，不僅在錄音上擁有了得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，還因此獲得了媲美專(zhuān)業(yè)MP3的音樂(lè)播放能力。值得注意的是，作為數(shù)碼音樂(lè)領(lǐng)域的翹楚，三星的新一代DNSe音效技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始在13等新品上登場(chǎng)。并且，種種跡象表明三星正在試圖通過(guò)音效升級(jí)，來(lái)創(chuàng)造獨(dú)特的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，數(shù)碼錄音筆的音質(zhì)全面提升或許僅是時(shí)間問(wèn)題。其次，僅僅擁有好的音質(zhì)是不夠的。未來(lái)的錄音筆應(yīng)該具有更強(qiáng)大的功能。專(zhuān)業(yè)數(shù)碼錄音筆之所以專(zhuān)業(yè)，還在于它在功能上更加貼近商務(wù)人士的需求。錄音筆錄制出來(lái)的文件要使用于其他數(shù)碼設(shè)備，那么保存為MP3格式是最方便的，電腦、手機(jī)、MP3都能輕松播放三星YV-150可以直接把錄音存為MP3文件，很大程度上方便了用戶使用。另外，對(duì)于經(jīng)常出差的商旅人士，三星YV-150非常值得推薦，其專(zhuān)業(yè)級(jí)的音效增強(qiáng)芯片會(huì)給音樂(lè)播放帶來(lái)震撼的感受，讓你在工作之余也能娛樂(lè)休閑。隨著視聽(tīng)家電產(chǎn)品的不斷豐富，已經(jīng)有越來(lái)越多微小型產(chǎn)品走入人們的日常生活，他們最突出的優(yōu)點(diǎn)是體積小，而且重量輕，給人們帶來(lái)了方便。作為一種簡(jiǎn)單的獲取和記錄數(shù)字化文件的工具，錄音筆風(fēng)靡市場(chǎng)，成為學(xué)生記者、商務(wù)人士購(gòu)置錄音設(shè)備的首選。不僅在校園里取代了復(fù)讀機(jī)，也成為時(shí)間緊張?jiān)诼毴藛T的掌上新寵。1.3主要研究?jī)?nèi)容語(yǔ)言在人類(lèi)發(fā)展史中起到了至關(guān)重要的作用，它的作用并不亞于直立行走和工具的使用，怎樣能把人類(lèi)的語(yǔ)言絲毫不差地記錄下來(lái)也是人們一直思考的問(wèn)題。隨著人類(lèi)社會(huì)的不斷進(jìn)步，隨著數(shù)字化信號(hào)處理技術(shù)的不斷提高，語(yǔ)音處理大規(guī)模集成電路的進(jìn)步，語(yǔ)音合成，語(yǔ)音識(shí)別，語(yǔ)音存儲(chǔ)和回放技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其自動(dòng)化程度越來(lái)越高，使用范圍越來(lái)越廣，前景十分喜人。并且，錄放系統(tǒng)還具有電路簡(jiǎn)明、應(yīng)用方便、單片錄放、不怕掉電、音色純正、性價(jià)比高等特性。所以本次設(shè)計(jì)就利用單片機(jī)和語(yǔ)音芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)錄音筆系統(tǒng)。對(duì)于錄音筆的最基本的要求便是可以錄音、播放，重復(fù)錄音以及播放要求。STC90C52該款單片機(jī)資源豐富，再加上與isd4004語(yǔ)音芯片的結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音的存儲(chǔ)與回放，通過(guò)單片機(jī)的控制可以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音的多錄多放的功能。第2章設(shè)計(jì)方案及元器件的介紹系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案多功能錄音筆的主要功能是實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音存儲(chǔ)與定時(shí)播放。要實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音存儲(chǔ)與定時(shí)播放的方法很多，可供選擇的器件也很多。由于單片機(jī)等微控制器的出現(xiàn)和數(shù)字電路技術(shù)的發(fā)展，使得現(xiàn)在的語(yǔ)音存儲(chǔ)與自動(dòng)播放變得易于實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)作為微控制器。選用字長(zhǎng)為8位的STC90C52單片機(jī)作為控制器。目前可以與單片機(jī)配合使用的語(yǔ)音芯片有很多，其中不乏性能十分優(yōu)越的語(yǔ)音芯片，美國(guó)ISD公司生產(chǎn)的ISD40O4語(yǔ)音芯片就是它們中的一員。ISD4004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(dòng)靜噪及高密度多電平閃爍存貯陣列。引腳包括電源、時(shí)鐘、語(yǔ)音信號(hào)模擬輸入／輸出端、與MCU接口(SPI接口)幾部分。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內(nèi)閃爍存貯器中，因此能夠非常真實(shí)、自然地再現(xiàn)語(yǔ)音。ISD4004系列單片錄放時(shí)間為8～16min，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。芯片設(shè)計(jì)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或Mi—crowire)送入。由于ISD4004的眾多優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)就采用它作為錄放音器件。系統(tǒng)外接時(shí)鐘芯片DS1302、中斷鍵盤(pán)LCD1602顯示和E2PROMAT24CO2。錄音時(shí)為了改善語(yǔ)音質(zhì)量，要提高輸入端的信噪比，因此在系統(tǒng)的輸入端采用三極管(9011)放大電路單端輸入，系統(tǒng)的輸出端經(jīng)音頻功率放大器LM386放大輸出后驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器。如果錄音筆只作為錄音放音顯得功能單一，為此加入了時(shí)間功能。如采用單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器來(lái)作為時(shí)間的話，時(shí)間不夠準(zhǔn)確，卻比較浪費(fèi)單片機(jī)資源。為此選擇了DS1302做為時(shí)鐘芯片。該芯片是美國(guó)DALLAS公司推出的一卷低功耗、高性價(jià)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，價(jià)格低廉、電路接口簡(jiǎn)單、使用方便，含有主電源/后備電源雙電源引腳，并提供了對(duì)后備電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。采用SPI三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，可提供秒、分、時(shí)、日、星期、月和年、一個(gè)月小31天時(shí)自動(dòng)調(diào)整，且具有閏年補(bǔ)償功能。時(shí)間對(duì)人們來(lái)說(shuō)總是那么寶貴，工作的忙碌性和繁雜性容易使人忘記當(dāng)前的時(shí)間。忘記了要做的事情，當(dāng)事情不是很重要的時(shí)候，這種遺忘無(wú)傷大雅。但是，一旦重要事情，一時(shí)的耽誤可能釀成大禍。鬧鐘在一定程度上能解決這些問(wèn)題。既然能錄音了，該設(shè)計(jì)就在此基礎(chǔ)上增加了自錄語(yǔ)音信息,提示該做的事，人難免有些時(shí)候鬧鐘響了卻忘記自己該做什么事了。語(yǔ)音芯片是該設(shè)計(jì)中的核心，對(duì)于設(shè)計(jì)十分重要。目前可以與單片機(jī)配合使用的語(yǔ)音芯片有很多，其中不乏性能十分優(yōu)越的語(yǔ)音芯片，美國(guó)ISD公司生產(chǎn)的ISD4004語(yǔ)音芯片就是它們中的一員。ISD4004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(dòng)靜噪及高密度多電平閃爍存貯陣列。引腳包括電源、時(shí)鐘、語(yǔ)音信號(hào)模擬輸入/輸出端、與MCU接口(SPI接口)幾部分。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內(nèi)閃爍存貯器中，因此能夠非常真實(shí)、自然地再現(xiàn)語(yǔ)音。該設(shè)計(jì)中為了使用戶使用更加方便，每段錄音的長(zhǎng)短以及錄音時(shí)間都會(huì)顯示給用戶。但是難免不會(huì)有電池掉電的可能性，尤其是掉電之后，語(yǔ)音鬧鐘時(shí)間也會(huì)丟失。為此在該設(shè)計(jì)中加入了EEPROM，在掉電之后，存儲(chǔ)的這些鬧鐘數(shù)據(jù)、錄音時(shí)間等數(shù)據(jù)也不會(huì)丟失。在考慮存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量的大小以及性價(jià)比之后，選擇了AT24C02這款芯片。該芯片有2k位存儲(chǔ)空間，足以應(yīng)付該設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)量。芯片接口方便，體積小，在儀器儀表及工業(yè)自動(dòng)化控制中得到大量的應(yīng)用。AT24C02是個(gè)不錯(cuò)的選擇。該系統(tǒng)是通過(guò)控制核心單片機(jī)來(lái)控制各個(gè)模塊的工作。系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)框圖如：圖2-1：駐極體話筒駐極體話筒三極管放大電路ISD4004DS1302揚(yáng)聲器中斷鍵盤(pán)AT24C02LCD1602STC90C52LM386組成的功放電路圖2-1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖主要器件的介紹2ISD4004ISD4004語(yǔ)音芯片與普通的錄音/重放芯片相比,ISD4004具有如下優(yōu)點(diǎn):首先是記錄聲音沒(méi)有段長(zhǎng)度限制,并且聲音記錄不需要A/D轉(zhuǎn)換和壓縮。其次,快速閃存作為存儲(chǔ)介質(zhì),無(wú)需電源可保存數(shù)據(jù)長(zhǎng)達(dá)100年,重復(fù)記錄100000次以上。此外ISD4004具有記錄時(shí)間長(zhǎng)(可達(dá)16分鐘,本論文采用的為8分鐘的ISD4004語(yǔ)音芯片)的優(yōu)點(diǎn)。最后ISD4004開(kāi)發(fā)應(yīng)用具有所需外圍電路簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)?；贗SD4004以上的優(yōu)點(diǎn)，這也是我這次論文選擇該語(yǔ)音芯片的原因。ISD4004芯片有如下特點(diǎn)：1.單片8至16分鐘語(yǔ)音錄放2.內(nèi)置微控制器串行通信接口單電源工作4.多段信息處理5.工作電流25-30mA,維持電流1μA6.不耗電信息保存100年(典型值)7.高質(zhì)量、自然的語(yǔ)音還原技術(shù)8.10萬(wàn)次錄音周期(典型值)9.自動(dòng)靜噪功能10.片內(nèi)免調(diào)整時(shí)鐘,可選用外部時(shí)鐘電源(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。地線(VSSA,VSSD)：芯片內(nèi)部的模擬和數(shù)字電路也使用不同的地線。同相模擬輸入(ANAIN+)：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3KΩ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系列相同。反相模擬輸入(ANAIN-)：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(AUDOUT)：提供音頻輸出,可驅(qū)動(dòng)5KΩ的負(fù)載。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。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。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)。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。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OVF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)到內(nèi)部的EOM標(biāo)志時(shí),此狀態(tài)位才置1。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218.75μs是高平,31.25μs為低電平。該端可用于存儲(chǔ)管理技術(shù)。外部時(shí)鐘(XCLK)：本端內(nèi)部有下拉元件。芯片內(nèi)部的采樣時(shí)鐘在出廠前已調(diào)校,誤差在+1%內(nèi)。商業(yè)級(jí)芯片在整個(gè)溫度和電壓范圍內(nèi),頻率變化在+2.25%內(nèi)。此時(shí)鐘已經(jīng)比較精準(zhǔn)，所以一般不采用外接時(shí)鐘。在不外接地時(shí)鐘時(shí),此端必須接地。自動(dòng)靜噪(AMCAP)：當(dāng)錄音信號(hào)電平下降到內(nèi)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)成內(nèi)部信號(hào)電平峰值檢測(cè)電路的一部分。檢出的峰值電平與內(nèi)部設(shè)定的閾值作比較,決定自動(dòng)靜噪功能的翻轉(zhuǎn)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。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)議的具體內(nèi)容為：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。數(shù)據(jù)在時(shí)鐘上升沿移入,在下降沿移出。4.SS變低,輸入指令和地址后,ISD才能開(kāi)始錄放操作。指令格式是(8位控制碼)加(16位地址碼)。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。使用"讀"指令使中斷狀態(tài)位移出ISD的MISO引腳時(shí),控制及地址數(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)始新的操作所有操作在運(yùn)行位(RUN)置1時(shí)開(kāi)始,置0時(shí)結(jié)束。所有指令都在SS端上升沿開(kāi)始執(zhí)行。該芯片的上電順序：器件延時(shí)TPUD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。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))；發(fā)地址值為00的SETPLAY命令；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:發(fā)POWERUP命令；等待TPUD(上電延時(shí))；發(fā)POWERUP命令等待2倍TPUD；發(fā)地址值為00的SETREC命令；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2.1ISD4004指令表指令8位控制碼<16位地址>操作摘要POWERUP001001XX<XXXXXXXXXXXXXXXX>上電：等待TPUD后器件可以工作SETPLAY11100XXX<A15-A00>從指定地址開(kāi)始放音。必須后跟PLAY指令使放音繼續(xù)PLAY11110XXX<XXXXXXXXXXXXXXX>從當(dāng)前地址開(kāi)始放音（直至EOM或OVF）SETREC11101XXX<A15-A00>從指定地址開(kāi)始錄音。必須后跟REC指令錄音繼續(xù)REC10110XXX<XXXXXXXXXXXXXXX>從當(dāng)前地址開(kāi)始錄音(直至OVF或停止)SETMC11101XXX<A15-A00>從指定地址開(kāi)始快進(jìn)。必須后跟MC指令快進(jìn)繼續(xù)MC11111XXX<XXXXXXXXXXXXXXX>執(zhí)行快進(jìn)，知道EOM。若再無(wú)信息，則進(jìn)入OVF狀態(tài)STOP0X110XXX<XXXXXXXXXXXXXXXX>停止當(dāng)前操作STOPWRDN0X01XXXX<XXXXXXXXXXXXXXXX>停止當(dāng)前操作并掉電RINT0X110XXX<XXXXXXXXXXXXXXXX>讀狀態(tài)：EOM或OVF2.2.2DS1302DS1302是DALLAS公司推出的涓流充電時(shí)鐘芯片，內(nèi)含有一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷和31字節(jié)靜態(tài)RAM，通過(guò)簡(jiǎn)單的串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷電路。提供秒、分、時(shí)、日、月、年的信息，每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動(dòng)調(diào)整，時(shí)鐘操作可通過(guò)AM/PM指示決定采用24或12小時(shí)格式。DS1302與單片機(jī)之間能簡(jiǎn)單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信，僅需用到三個(gè)口線：RES復(fù)位，I/O數(shù)據(jù)線，SCLK串行時(shí)鐘。DS1302工作時(shí)功耗很低，保持?jǐn)?shù)據(jù)和時(shí)鐘信息時(shí)功率小于1mW。DS1302是由DS1202改進(jìn)而來(lái),增加了一些特性。雙電源管腳用于主電源和備份電源供應(yīng)，為可編程涓流充電電源附加七個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)器。下面將主要的性能指標(biāo)作一綜合：1、實(shí)時(shí)時(shí)鐘具有能計(jì)算2100年之前的秒分時(shí)日日期星期月年的能力還有閏年調(diào)整的能力；2、318位暫存數(shù)據(jù)存儲(chǔ)RAM；3、串行I/O口方式使得管腳數(shù)量最少；4、寬范圍工作電壓；5、工作電流2.0V時(shí),小于300nA；6、讀/寫(xiě)時(shí)鐘或RAM數(shù)據(jù)時(shí)有兩種傳送方式單字節(jié)傳送和多字節(jié)傳送字符組方式；7、8腳DIP封裝或可選的8腳SOIC封裝根據(jù)表面裝配；8、簡(jiǎn)單3線接口；9、與TTL兼容Vcc=5V；10、可選工業(yè)級(jí)溫度范圍-40+85；11、對(duì)Vcc1有可選的涓流充電能力；12、雙電源管用于主電源和備份電源供應(yīng)；13、備份電源管腳可由電池或大容量電容輸入；14、附加的7字節(jié)暫存存儲(chǔ)器；DS1302的引腳排列如下圖（圖2-2）所示.圖2-2DS1302芯片引腳2.2.3AT24C0224C02與單片機(jī)的接口非常簡(jiǎn)單，如下圖(圖2-3)所示。A0，A1，A2為器件地址線，WP為寫(xiě)保護(hù)引腳，SCL，SDA為二線串行接口，符合I2C總線協(xié)議。圖2-3AT24C02引腳圖該芯片有如下特點(diǎn)：1.寬范圍的工作電壓2.低電壓技術(shù)：1mA典型工作電流1uA典型待機(jī)電流3.儲(chǔ)存器組織結(jié)構(gòu)線串行接口，完全兼容I2C總線5.施密特觸發(fā)輸入噪聲抑制6.硬件數(shù)據(jù)寫(xiě)保護(hù)7.內(nèi)部與周期（最大5ms）8.自動(dòng)遞增地址9.可按照字節(jié)寫(xiě)保護(hù)大于11.高可靠性：--擦寫(xiě)壽命：100萬(wàn)次數(shù)據(jù)保持時(shí)間：100年12.無(wú)鉛工藝，符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)2.LCD16021602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專(zhuān)門(mén)用來(lái)顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊，它有若干個(gè)5X7或者5X11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符。每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔每行之間也有也有間隔起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱?，所以他不能顯示圖形（用自定義CGRAM，顯示效果也不好）。目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模塊。1602LCD是指顯示的內(nèi)容為16X2,即可以顯示兩行，每行16個(gè)字符液晶模塊。一般1602字符型液晶顯示器實(shí)物如圖2-5如下。圖2-5LCD1602實(shí)物圖LCD1602具有如下特性：1、+5V電壓，對(duì)比度可調(diào)2、內(nèi)含復(fù)位電路3、提供各種控制命令,如：清屏、字符閃爍、光標(biāo)閃爍、顯示移位等多種功能4、有80字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器DDRAM5、內(nèi)建有160個(gè)5X7點(diǎn)陣的字型的字符發(fā)生器CGROM6、8個(gè)可由用戶自定義的5X7的字符發(fā)生器CGRAM2.2.5STC90C52STC90C52是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。STC90C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。STC89C52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35MHz，6T/12T可選。其引腳圖如圖2-6所示。圖2-6STC90C52引腳圖其內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要組成為：1、8位CPU，8kbytes程序存儲(chǔ)器(ROM)；2、256bytes的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)；3、32條I/O口線，111條指令，大部分為單字節(jié)指令；4、21個(gè)專(zhuān)用寄存器；5、3個(gè)可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器，6個(gè)中斷源，2個(gè)優(yōu)先級(jí)；6、I/O口：4個(gè)8位并行I/O口，既可用作輸入，也可用作輸出；7、T/C：3個(gè)定時(shí)/記數(shù)器，既可以工作在定時(shí)模式，也可以工作在記數(shù)模式；8、一個(gè)全雙工UART（通用異步接收發(fā)送器）的串行I/O口，用于實(shí)現(xiàn)單片機(jī)之間或單片機(jī)與微機(jī)之間的串行通信；9、片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路，石英晶體和微調(diào)電容需要外接。最高振蕩頻率為12M。第3章硬件設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)整體工作原理系統(tǒng)主要有七個(gè)部分，語(yǔ)音模塊部分、蜂鳴器部分、控制處理部分、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分部分、中斷按鍵部分、顯示部分和實(shí)時(shí)時(shí)鐘部分，如：圖3-1：STC90C52STC90C52MCULCD1602中斷按鍵DS1302AT24C02ISD4004聲音采集三極管放大電路LM386功放圖3-1系統(tǒng)工作原理圖3.2語(yǔ)音信號(hào)輸入電路該部分的主要元件是駐極體話筒，在電路的選擇上主要有兩種方案，如圖。方案一：如下圖3-2所示。圖3-2mic電路接法一方案二：如下圖3-3所示。圖3-3mic電路接法二3、方案比較：語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)過(guò)駐極體話筒轉(zhuǎn)化為的電信號(hào)很微弱，在送入語(yǔ)音芯片之前如果經(jīng)過(guò)放大可以提高信號(hào)的信噪比，以達(dá)到更好的抑制噪聲的目的。方法二中使用三極管對(duì)駐極體話筒產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行放大能達(dá)到此效果，所以該設(shè)計(jì)中采用方法二中電路。LM386音頻功放電路本設(shè)計(jì)中從語(yǔ)音芯片輸出的語(yǔ)音信號(hào)很微弱，不能直接驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器，所以要在語(yǔ)音芯片和揚(yáng)聲器之間加上一個(gè)功率放大電路。圖3-4LM386功放電路功率放大電路使用美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的音頻功率放大器LM386并配合少許電容電阻構(gòu)成（如圖3-4所示）。該功放電路的放大效果良好，噪音小，可以滿足該設(shè)計(jì)的要求。其集成功放電壓可達(dá)到26dB,機(jī)電壓放大倍數(shù)為20，可調(diào)電阻R4可調(diào)節(jié)揚(yáng)聲器的音量。DS1302電路DS1302電路簡(jiǎn)單，與CPU的連接需要三條線，即SCLK(7)、I/O(6)、RST(5)，再加上一個(gè)的晶振即可。DS1302可以接兩個(gè)電源，其中Vcc1為后備電源，VCC2為主電源。后備電源一般選用紐扣電池或大電容，這樣在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。DS1302由Vcc1或Vcc2兩者中的較大者供電。當(dāng)Vcc2大于時(shí)，Vcc2給DS1302供電。當(dāng)Vcc2小于Vcc1時(shí)，DS1302由Vcc1供電。其電路如下圖3-5所示。圖3-5DS1302電路AT24C02電路24C02與單片機(jī)的接口簡(jiǎn)單，A0、A1、A2為地址線，WP為寫(xiě)保護(hù)引腳，SCL，SDA為二線串行接口，符合I2C總線協(xié)議。在該設(shè)計(jì)中僅需一個(gè)24C02芯片，地址線不需要。但是為了防止靜電干擾，將這三個(gè)引腳接地。如圖3-6所示。圖3-6AT24C02電路3.6LCD1602電路1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中：第1腳：VSS為電源地第2腳：VCC接5V電源正極第3腳：V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高（對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，可以通過(guò)10K電位器調(diào)整對(duì)比度）。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時(shí)選擇指令寄存器。第5腳：RW為讀寫(xiě)信號(hào)線，高電平(1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平(0)時(shí)進(jìn)行寫(xiě)操作。第6腳：E(或EN)端為使能(enable)端,高電平（1）時(shí)讀取信息，負(fù)跳變時(shí)執(zhí)行指令。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。第15～16腳：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負(fù)極。該設(shè)計(jì)具體接法如下圖3-7所示：圖3-7LCD1602電路3.7蜂鳴器電路本設(shè)計(jì)選擇一只蜂鳴器來(lái)實(shí)現(xiàn)當(dāng)預(yù)先規(guī)定的提醒時(shí)間到時(shí)有聲音提醒信號(hào)產(chǎn)生。壓電式蜂鳴器工作時(shí)約需要10mA的驅(qū)動(dòng)電流，并設(shè)計(jì)一個(gè)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)及控制電路。

蜂鳴器作為三極管的集電極負(fù)載，VT1用來(lái)控制蜂鳴器的發(fā)聲與否。當(dāng)三極管導(dǎo)通時(shí)，蜂鳴器發(fā)出蜂鳴的聲音，VT1斷開(kāi)時(shí)，蜂鳴器不發(fā)聲。R9是限流電阻。

下面我們來(lái)介紹下蜂鳴器電路與單片機(jī)的接口問(wèn)題。

VT1的基極與單片機(jī)P2口的引腳（FM）相連接，此時(shí)的引腳就是作為輸出口使用的。當(dāng)FM＝0時(shí)，三極管導(dǎo)通時(shí)，使蜂鳴器的兩個(gè)引腳間產(chǎn)生近5V的直流電壓，蜂鳴器中有電流通過(guò)，而產(chǎn)生蜂鳴音。當(dāng)FM＝1時(shí)，三極管斷開(kāi)，蜂鳴器的兩引腳間的直流電壓為于0V，蜂鳴器就不會(huì)發(fā)出提示聲音。蜂鳴電路如圖3－8所示。圖3-8蜂鳴器電路3.7中斷按鍵鍵盤(pán)是單片機(jī)系統(tǒng)中最常用的人際聯(lián)系的一種輸入設(shè)備。用戶通過(guò)鍵盤(pán)可以向CPU輸入數(shù)據(jù)、地址和命令。按其結(jié)構(gòu)形式可分為編碼式鍵盤(pán)和非編碼式鍵盤(pán)兩大類(lèi)。編碼式鍵盤(pán)是由內(nèi)部硬件邏輯電路自動(dòng)產(chǎn)生被按鍵的編碼。這類(lèi)鍵盤(pán)使用方便但價(jià)格較貴。非編碼式鍵盤(pán)主要由軟件產(chǎn)生被按鍵的編碼。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜，但使用起來(lái)不如編碼式鍵盤(pán)方便，鍵盤(pán)管理程序的編制也較復(fù)雜。設(shè)計(jì)中考慮到系統(tǒng)需要按鍵不多及價(jià)格因素，選擇的是非編碼式鍵盤(pán)，兩個(gè)直接接普通IO口，另外四個(gè)按鍵和與門(mén)搭建，共接一外部中斷。如圖3-9所示。圖3-9按鍵電路第4章軟件設(shè)計(jì)軟件總設(shè)計(jì)思路本設(shè)計(jì)的程序代碼在Keil環(huán)境下編寫(xiě)，Keil可以使用匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言，但C語(yǔ)言使用靈活，調(diào)試方便，所以該設(shè)計(jì)選擇C語(yǔ)言。KeilC51是美國(guó)KeilSoftware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提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開(kāi)發(fā)方案，通過(guò)一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部分組合在一起。使用C語(yǔ)言編程，Keil幾乎就是不二之選，即使不使用C語(yǔ)言而僅用匯編語(yǔ)言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會(huì)令你事半功倍。該設(shè)計(jì)中用到的是KeilμVision4版本。KeilμVision4引入靈活的窗口管理系統(tǒng)，使開(kāi)發(fā)人員能夠使用多臺(tái)監(jiān)視器，并提供了視覺(jué)上的表面對(duì)窗口位置的完全控制的任何地方。新的用戶界面可以更好地利用屏幕空間和更有效地組織多個(gè)窗口，提供一個(gè)整潔，高效的環(huán)境來(lái)開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序。該設(shè)計(jì)以MCS-51系列單片機(jī)為核心器件組成一個(gè)多功能錄音筆系統(tǒng)。系統(tǒng)具有標(biāo)準(zhǔn)的日歷和時(shí)鐘，既年、月、日、星期、時(shí)、分和秒，遇到閏年自動(dòng)修正的功能。系統(tǒng)顯示器為L(zhǎng)CD1602。顯示時(shí)間值和日期，常態(tài)下顯示時(shí)間，能夠隨時(shí)對(duì)當(dāng)前時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，在常態(tài)下長(zhǎng)按錄音鍵進(jìn)行錄音操作，松開(kāi)停止錄音。按一下切換鍵進(jìn)入鬧鐘畫(huà)面，在鬧鐘畫(huà)面按錄音鍵錄制語(yǔ)音信息，能夠隨時(shí)輸入鬧鐘時(shí)間。到了定時(shí)時(shí)間，發(fā)出蜂鳴器提示信號(hào)，按一下放音鍵，播放之前錄制的提示語(yǔ)音信息。再按一下進(jìn)入放音畫(huà)面，放音畫(huà)面下按增加減少鍵調(diào)換已錄的語(yǔ)音信息，按放音鍵播放該段語(yǔ)音。本設(shè)計(jì)中的序設(shè)計(jì)包括以下幾個(gè)部分，即鍵盤(pán)處理程序、ISD4004放音驅(qū)動(dòng)程序、ISD4004錄音驅(qū)動(dòng)程序、時(shí)間校正程序、錄音子程序、放音子程序、播放時(shí)間設(shè)置子程序、播放選擇程序、子程序設(shè)計(jì)。圖4-1為主程序流程圖。圖4-1程序主流程圖錄音程序設(shè)計(jì)錄音子程序的關(guān)鍵就是找出錄音語(yǔ)音數(shù)據(jù)的首地址。存程序執(zhí)行中通過(guò)段數(shù)變量，在地址數(shù)組中查找到對(duì)應(yīng)該序號(hào)的首地址數(shù)據(jù)，向ISD芯片發(fā)出SETREC<地址>和REC指令，就可以開(kāi)始錄音。在錄音過(guò)程中，開(kāi)啟單片機(jī)的定時(shí)器，對(duì)ISD4004芯片的錄音時(shí)間進(jìn)行記錄并寫(xiě)入AT24C02中，將本段音頻信號(hào)的時(shí)長(zhǎng)在LCD1602上進(jìn)行顯示。圖4-2為錄音子程序流程圖。圖4-2錄音子程序流程圖其具體程序?yàn)椋簉ec_count=read_add(0x28);sound_time[rec_count]=0;isd_powerup();//AN鍵按下，ISD上電并延遲50msisd_stopwrdn();isd_powerup(); LED1=1;//錄音指示燈亮，表示進(jìn)入錄音模式LCD_Write_String(0,0,"RECORDING:");LCD_Write_String(0,1,"REC_time:");isd_setrec(adds[rec_count]&0x00ff,adds[rec_count]>>8);//從指定地址LCD_Write_Char(12,0,(rec_count)/10+0x30);LCD_Write_Char(13,0,(rec_count)%10+0x30); if(INT==1)//判定芯片有沒(méi)有溢出 {isd_rec();//發(fā)送錄音指令 } t0_init(); while(set_key==0);//等待本次錄音結(jié)束 TR0=0; rec_isdto24c02();//記錄錄音時(shí)的時(shí)間 t0_count=0;isd_stop();//發(fā)送4004停止命令放音程序設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)在ISD語(yǔ)音芯片中指定的音頻數(shù)據(jù)播放，在放音程序執(zhí)時(shí)，同樣要凌取存放在EEPROM中該序號(hào)語(yǔ)音數(shù)據(jù)的首地址信息。為了能實(shí)現(xiàn)連續(xù)播放和循環(huán)播放的功能，在程序執(zhí)行中對(duì)ISD4004輸出的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)并進(jìn)行處理。圖4-3為放音子程序流程圖。圖4-3放音子程序流程圖具體程序?yàn)椋篿sd_powerup();//AN鍵按下，ISD上電并延遲50msisd_stopwrdn();isd_powerup();switch(pic_flag) {case2:isd_setplay(adds[play_count]&0x00ff,adds[play_count]>>8);break;//發(fā)送setplay指令，從指定地址開(kāi)始放音case1:isd_setplay(adds[clock]&0x00ff,adds[clock]>>8);break;//發(fā)送setplay指令，從指定地址開(kāi)始放音case0: FM=1;clock_stata[clock_onoff]=0;switch(clock_onoff) { case0:write_add(2,clock_stata[0]);break;//將每個(gè)鬧鐘的開(kāi)關(guān)狀態(tài)寫(xiě)入24C02，掉電后仍能記住case1:write_add(3,clock_stata[1]);break;case2:write_add(4,clock_stata[2]);break; }isd_setplay(adds[clock]&0x00ff,adds[clock_onoff]>>8);break;//發(fā)送setplay指令，從指定地址開(kāi)始放音 }isd_play();//發(fā)送放音指令DelayUs(20); while(INT==1);//等待放音完畢的EOM中斷信號(hào)isd_stop();//放音完畢，發(fā)送stop指令while(AN==0);//isd_stop();按鍵部分程序設(shè)計(jì)按鍵有兩個(gè)直接，有四個(gè)由與門(mén)搭建連接了一個(gè)外部中斷IO口。利用了外部中斷將使按鍵更加精準(zhǔn)。中斷鍵盤(pán)一按下，INT0口由高電平到低電平（外部中斷0設(shè)為下降沿觸發(fā)），此時(shí)進(jìn)入外部中斷0中斷程序中，將按鍵狀態(tài)由0變?yōu)?，主程序中檢測(cè)檢測(cè)到按鍵狀態(tài)變?yōu)?后，執(zhí)行相關(guān)程序代碼，然后狀態(tài)又由0變?yōu)?。具體中斷程序?yàn)椋簐oidISR_Key(void)interrupt0using1{k1=1;k2=1;k3=1;k4=1;if(k1==0){pic_flag++;if(pic_flag==3)pic_flag=0;}if(k2==0){if(pic_flag==0) {time_cut++;if(time_cut==8)time_cut=0; }if(pic_flag==1) {clock_cut++;if(clock_cut==8)clock_cut=0; }}if(k3==0){ k3_stata=1;if(time_cut==0&&pic_flag==0)k3_stata=0;if(clock_cut==0&&pic_flag==1)k3_stata=0;}if(k4==0){ k4_stata=1;if(time_cut==0&&pic_flag==0)k4_stata=0;if(clock_cut==0&&pic_flag==1)k4_stata=0;}}直接的按鍵在按下后接地，主程序檢測(cè)其相應(yīng)IO口狀態(tài)，IO口為低電平時(shí)就表示有按鍵按下。但由于按鍵為機(jī)械開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)，因此機(jī)械觸點(diǎn)的彈性及電壓突跳等原因，往往在觸點(diǎn)閉合或斷開(kāi)的瞬間會(huì)出現(xiàn)電壓抖動(dòng)，為保證鍵識(shí)別的準(zhǔn)確，在電壓抖動(dòng)的情況下不能進(jìn)行狀態(tài)的輸入，為此需進(jìn)行去抖動(dòng)處理。硬件消抖需要加入硬件，會(huì)提高設(shè)計(jì)成本，同時(shí)使電路復(fù)雜，在干擾性方面使電路更加麻煩，所以一般采用軟件消抖。軟件消抖就是用時(shí)間延遲避開(kāi)消抖，待穩(wěn)定后再次掃描，一般延遲消抖時(shí)間為10-20ms。其程序代碼為：If(K1==0){Delay10ms();If(K1==0){……}}第5章系統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)實(shí)物圖本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的實(shí)物圖如圖5-1所示。圖5-1系統(tǒng)實(shí)物圖5.2系統(tǒng)概況系統(tǒng)上電后之后LCD1602進(jìn)入時(shí)間界面，LCD1602會(huì)出現(xiàn)年、月、日、時(shí)、分、秒等信息。當(dāng)按下錄音鍵后，系統(tǒng)開(kāi)始錄音。錄音時(shí)，LCD1602進(jìn)入錄音界面，界面會(huì)顯示錄音的段數(shù)，以及錄音計(jì)時(shí)；當(dāng)按鍵松開(kāi)后，該語(yǔ)音段的錄音結(jié)束，LCD1602重新顯示時(shí)間信息。當(dāng)按下切換時(shí)，界面進(jìn)入鬧鐘調(diào)試界面，這時(shí)LCD1602會(huì)顯示鬧鐘數(shù)、鬧鐘時(shí)間、及鬧鐘開(kāi)關(guān)狀態(tài)，并會(huì)顯示該鬧鐘錄音的時(shí)間長(zhǎng)短。按下錄音鍵即可為當(dāng)前鬧鐘錄制提示的語(yǔ)音信息，放開(kāi)錄完。按下放音鍵可以播放該段語(yǔ)音提示信息。再次按切換鍵進(jìn)入語(yǔ)音播放界面，該界面會(huì)顯示當(dāng)前語(yǔ)音段數(shù)、當(dāng)前段數(shù)語(yǔ)音的時(shí)間長(zhǎng)短及錄音時(shí)間。通過(guò)增加鍵、減少鍵可以調(diào)換當(dāng)前應(yīng)該播放段數(shù)，再按一下放音鍵即可播放該段語(yǔ)音。再次按切換鍵回到時(shí)間界面即可播放該段語(yǔ)音。

整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)合理，外圍電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便調(diào)試；單片機(jī)余留有I／O口，方便系統(tǒng)的升級(jí)和擴(kuò)展；單片機(jī)的所有程序均使用C-51進(jìn)行編寫(xiě)，方便調(diào)試和閱讀。整個(gè)系統(tǒng)工作穩(wěn)定，操作方便。本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原理完全可以用在公共汽車(chē)上，作為語(yǔ)音報(bào)站器使用，也可以用在銀行和醫(yī)院等一些需要自動(dòng)播報(bào)語(yǔ)音信息的公共場(chǎng)所。在本設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上稍加擴(kuò)充，就可以滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。系統(tǒng)的不足和改進(jìn)本系統(tǒng)在播放錄音時(shí)會(huì)有少量的噪音，可能由以下原因造成：

(1)整個(gè)系統(tǒng)完全是手工焊制，線路之間存在干擾；

(2)ISD4004的數(shù)字地與模擬地沒(méi)有分別走線，全部接到了一起，存在干擾；

(3)語(yǔ)音輸入放大電路的放大倍數(shù)不夠，噪聲沒(méi)有得到足夠的抑制。

另外由于語(yǔ)音芯片的限制，該錄音芯片時(shí)間過(guò)短，可選取存儲(chǔ)空間大一些的芯片來(lái)取代。該語(yǔ)音芯片也不是數(shù)字信息存儲(chǔ)，不能和PC端交互，在改良時(shí)，可以選取數(shù)字存儲(chǔ)類(lèi)的芯片。整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)合理，外圍電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便調(diào)試；單片機(jī)余留有I／0口，方便系統(tǒng)的升級(jí)和擴(kuò)展；單片機(jī)的所有程序均使用c一51進(jìn)行編寫(xiě)，方便調(diào)試和閱讀。整個(gè)系統(tǒng)工作穩(wěn)定，操作方便。本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原理完全可以用在公共汽車(chē)上，作為語(yǔ)音報(bào)站器使用，也可以用在銀行和醫(yī)院等一些需要自動(dòng)播報(bào)語(yǔ)音信息的公共場(chǎng)所。在本設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上稍加擴(kuò)充，就可以滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。結(jié)論在本論文中，本人按