微机原理数字录音机课程设计

数字录音机郑州科技学院微机原理课程设计题目数字录音机学生姓名XX专业班级10计算机科学与技术3班学号X所在系信息工程学院指导教师完成时间2012年1月4日数字录音机郑州科技学院微机原理课程设计任务书题目数字录音机专业X班级3班学号X姓名X一、基本要求将声传感器MIC接J2，把代表语音的电信号送给ADC0809通道2；D/A转换器的输出端通过K8跳线接喇叭。编程，以8KHz的速率采集IN2输入的语音数据并存入内存，共采集64000个数据（录8秒），然后再以规定的速率和幅度将数据送DAC0832使喇叭发声；要求用开关K0控制开始，K2停止，K3控制重放，也可用键盘控制启停。二、设计任务按图连接好线路，将传感器（话筒）接T2，由话筒传入语音电信号，把代表语音的电信号传送给ADC0809。利用可编程定时/计数器8253，由CLK0计数时钟，输入时钟频率1MHz，再由GATE0门控信号接+5V，通过GATE0端控制计数器的启动计数和停止计数操作；CS片选信号接实验箱地址280H。三、设计时间2012年12月30日至2013年1月4日指导教师：教研室主任：数字录音机目录摘要...................................................................................................................1引言...................................................................................................................21.实验目的.....................................................................................................32.课题设计内容...............................................................................................43.设计方案及论证...........................................................................................64.系统设计.......................................................................................................74.1硬件设计.............................................................................................74.1.1数字录音电路工作原理............................................................74.1.2芯片简介及管脚功能介绍........................................................84.2具体实现方法....................................................................................154.2.1实现该声音录放系统功能.......................................................154.2.2调试程序..................................................................................205.分析与总结.................................................................................................25致谢.................................................................................................................27附录.............................................................................................................28附1:元件清单..........................................................................................28数字录音机附2:程序清单..........................................................................................28数字录音机1微机原理数字录音机课程设计摘要本次课程设计的主题研究思想是利用微机原理与接口技术知识,掌握数字录音技术的基本原理.利用8253芯片,8255芯片,ADC0809芯片和DAC0832芯片实现电信号与数据信号的转换.8253设置成方式0,记数为200个,利用PA0查询电平变化,控制录音和放音时间.达到数字录音的目的.可广泛应用于数字录音领域.因此它具有一定的实用价值和开发价值。数字录音机有一定的市场前景和研究领域。关键词：数字录音A/D转换D/A转换数字录音机2引言微机原理和接口技术是一门实践性强的学科，其中很多的原量、规则、现象等仅仅靠学习教科书是无法完全掌握的，必须通过实践才能比较直观和深刻的理解。在进行课题设计的过程中，可以让学生体验分析问题、提出解决方案、通过编程等手段实现解决方案、不断调试最终达到设计要求的全过程，从而帮助学生系统地掌握微机原理的接口技术的相关知识，达到将知识融会贯通的目的。主要特点：微结微机原理和接口技术教材的重点内容编写，涵盖课程的主要知识点，具有通用性，适合开设计课程的不同学校采用。对课程设计的原理有比较详细的描述，课程设计的步骤循序渐进，便于学生独立完成课程设计。实例丰富，既有小型的适合一个学生独立完成的项目，也有比较大型的适合团队完成的项目，不仅可以培养学生的动手能力，也有助于培养学生的团队意识。数字录音机31.实验目的实验目的：（1）了解数/模转换器的基本原理，掌握DAC0832芯片的使用方法；（2）了解模/数转换器的基本原理，掌握ADC0809芯片的使用方法；（3）掌握计数器/定时器8253和并行输入输出8255的基本工作原理和编程使用方法；（4）了解录音机的基本工作原理，掌握其内部连接方式。数字录音机42.课题设计内容1、总体设计思想根据设计要求，本次数字录音机的汇编语言设计所需芯片有模数转换芯片ADC0809、数模转换芯片DAC0832、定时计数器8253、可编程并行I/O接口8355A及译码器74LS138。设计过程可简述为：利用传感器和ADC0809采集语音数据，以每秒5000的速率采集IN0输入的语音数据并存入内存，共采集数据60000个，即录音12秒。DAC0832进行数模转换，以同样的速率将数据送DAC0832使喇叭发声。8253用作定时，定时0.2ms，设置成方式0，计数初值为200。8253计数器0的OUT0与8255A的PA0连接，利用PA0查询OUT0电平，如果为高点平则表示定时时间到。用译码器74LS138对地址线进行译码以产生各接口芯片所需的信号。2、按图1连接电路,将声传感器接J2,把代表语音的电信号送给ADC0809通道2(IN2)；D/A转换器的输出端通过K8跳线接喇叭。图2.1硬件连接图3、各芯片的作用及工作方式（1）ADC0809在本次设计中的作用及工作方式数字录音机5ADC0809作数据采集用，用来采集12秒的语音信号并保存到相应的存储单元。对ADC0809的8个模拟通道，这里是用数据总线的低8位D2、D1、D0来控制ADC的通道选择信号ADDC、ADDB、ADDA，以实现选择其中之一模拟通道输入。在本次设计中，初始值为000（D2=0、D1=0、D0=0），即选择IN0通道进行数据采集，然后使ADC0809的ALE、START有效，START和ALE信号通过CPU向选中的通道口执行一条输出指令，启动A/D转换。转换结束后，发出EOC信号，当EOC为高电平时，可供CPU查询，读取每次采集的A/D转换结果。当CPU知道转换已完成，执行一条输入指令使OE信号有效，此时输出缓冲器被打开，数据送到数据总线。系统时钟经分频后接到ADC0809芯片的时钟引脚CLK上。（2）DAC0832在本次设计中的作用及工作方式在本次设计中，我使用的DAC0832采用直通方式与CPU连接，从硬件图中可以看出，该片DAC0832只有一个端口地址，即88H。DAC0832的ILE信号与+5V连在一起，、WR1和WR2均接地，总是有效的，DAC0832的输入寄存器和DAC寄存器均处于选通状态，只要CPU想88H端口执行一条输出指令，就会使XFER有效，CPU输出繁荣数字量就会顺利通过DAC0832的两个寄存器，然后进行D/A转换，在运算放大器的输出端得到转换结果。（3）8253、8255A在本次设计中的作用及工作方式8253在本次设计中用作定时，工作于方式0，与8255A连接使用完成定时操作。8255A采用工作方式0进行输入操作，工作方式0是8255A个端口的基本输入输出方式，CPU可从指定端口输入信息，也可向指定端口输出信息。当8253写入方式0控制字后，计数输出端OUT0立即变为低电平，并且在计数过程中一直保持低电平，当计数完成时，OUT0输出变为高电平。8253计数器0的OUT0与8255A的PA0连接，因此可通过查询PA0是否为1，判断计数是否完成。计数完成，则表示定时时间到。（4）74LS138在本次设计中的作用译码器74LS138对地址线进行译码以产生各接口芯片所需的信号数字录音机63.设计方案及论证设计方案及论证如下:1、本课题设计可采用单独的硬件设计，也可以软件与硬件结合设计。后者的设计方案较为合适,能够达到微机原理与接口技术的目的.2、单独使用硬件来完成此设计，所使用的硬件材料较多，且不便于调试，而且设计复杂，相对于用软件和硬件想结合而言，后者较为合适。3、由于我们上一期学的课程是微机原理与接口技术课程，掌握了一定的微机原理与接口技术知识.所以此设计采用硬件与软件结合设计，配合通用微机接口实验系统实验箱实现此设计及此设计功能，与此同时也可以对此门课程加深理解和巩固。为以后的学习和工作打下良好的基础.数字录音机74.系统设计4.1硬件设计准备好实验箱,检查芯片和导线是否完整.按图1连接线路.具体连接情况如下:8255：CS8255接地址译码Y1，PA0接8253的OUT0。8253：CS8253接地址译码Y0，CLK0接1MHz脉冲，GATE0接VCC。DAC0832：CS0832接地址译码Y2，UB接SPEAKINPUT。ADC0809：CS0809接地址译码Y3，CLK接1MHz脉冲，IN2接MICOUTPUT。4.1.1数字录音电路工作原理按图连接好线路，将传感器（话筒）接T2，由话筒传入语音电信号，把代表语音的电信号传送给ADC0809。A/D转换芯片通道2（IN2），片选信号CS低电平有效接微机通用实验系统箱地址298H,由298H地址信号控制,低电平表示ADC0809芯片被选中.利用可编程定时/计数器8253，由CLK0计数时钟，输入时钟频率1MHz，再由GATE0门控信号接+5V，通过GATE0端控制计数器的启动计数和停止