基于51单片机录音笔

\课程设计报告课程名称：智能仪器课程设计题目：基于51单片机录音笔设计学院：系：过程装备与测控工程专业：测控技术与仪器班级：测仪101学号：学生姓名：起讫日期：指导教师：目录摘要............................................................................................................................21语音录放系统总体设计及主要芯片说明...............................................................31.1总体方案论证...................................................................................................31.2器件选择..........................................................................................................31.2.1单片机的选择.............................................................................................31.2.2语音芯片选择.............................................................................................31.3STC89C52芯片说明.........................................................................................41.3.1STC89C52的功能特性概述........................................................................41.4ISD1420语音芯片............................................................................................41.4.1ISD1420的引脚功能...................................................................................51.4.2ISD1420的操作模式...................................................................................51.4.3ISD1420的应用电路...................................................................................81.5LM386集成功率放大器芯片说明....................................................................81.5.1LM386电子特性.........................................................................................81.5.2LM386的引脚说明.....................................................................................92硬件电路设计........................................................................................................102.1系统硬件电路总体设计..................................................................................102.2STC89C51的外围电路设计............................................................................102.2.1晶振电路设计...........................................................................................102.2.2复位电路设计...........................................................................................112.3语音电路设计.................................................................................................122.4功放电路设计.................................................................................................133语音录放系统软件设计.......................................................................................153.1.主要变量说明..............................................................................................153.2.主程序工作原理及流程图...........................................................................153.3.子程序流程图及代码...................................................................................173.3.1录音子程序..............................................................................................173.3.2放音子程序..............................................................................................183.4.程序代码：..................................................................................................18结束语......................................................................................................................21附录1.......................................................................................................................22摘要在社会高速发展的今天，由于人们生活学习工作的需要，录音设备在现在起着至关重要的作用。在智能仪器仪表或自动控制设备中，增加语音功能能极大地提高人机界面的友好性，方便用户操作。目前语音服务行业越来越广泛，如电脑语音钟、语音型数字万用表、手机话费查询系统、排队机、监控系统语音报警以及公共汽车报站器等。在许多场合，设计者需要将语音系统和单片机结合在一起学习和了解录音设备的原理和结构，并且学习如何将语音合成、语音识别、语音存储和回放技术和单片机结合在一起。常规的模拟化语音处理系统能实现语音的存储与回放功能，但效果不是很好。通过探索决定采用Flash单片机STC89C52及数码语音芯片ISD1420组成的数字化的语音存储与回放系统。单片机是系统的控制中心，它主要实现一方面控制按键识别和功能选择；另一方面控制ISD1420语音芯片的录音和放音过程，实现语音的存储和回放。首先给出了系统的硬件电路，接着结合硬件电路编写了录、放音控制程序，最后，对本设计进行总结与展望。关键词：STC89C52单片机ISD1420语音芯片语音存储1语音录放系统总体设计及主要芯片说明1.1总体方案论证方案一：利用单片机及其外围硬件电路（如A/D、D/A、存储器等），就能完成语音信号的数字化处理，实现语音的存储与回放。系统主要由单片机STC89C51、AD574、DAC0832及闪速存储器AT29C040组成。其原理图如图1-1所示。声音通过MIC转换成微弱的电信号，经专用的音频前置放大器放大后，由带通滤波器滤波，输出的信号经A/D转换送入单片机。单片机控制将数字信号存储在存储器中，在需要放音时，单片机控制数字信号从存储器中读出，经D/A转换后输出。这种方法过程简单，但是语音信号容易受到外界干扰而失真，并且信号的压缩存储比较复杂，硬件电路不宜调试。方案二：直接采用单片机与专用的语音处理芯片ISD1420设计实现语音存储与回放，实现语音的整段录放。该系统采用语音芯片处理语音信号，抗干扰能力强，存储方便，调试简单，还可以作为语音服务的子系统，所以选择此方案。下面，就针对此方案做具体的介绍。1.2器件选择1.2.1单片机的选择单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。在这里考虑到以后的扩展，本次设计选择了扩展接口较多的STC89C52，以便在需要的时候能够升级而扩展其他的功能。1.2.2语音芯片选择语音芯片又称语音IC，又被叫做声音芯片。芯片的录音功能包括ADC和DAC两个过程，都是由芯片本身完成的，包括语音数据的采集、分析、压缩、存储、等步骤。它能够将语音信号通过采样转化为数字，存储在IC的ROM中，再通过电路将ROM中的数字还原成语音信号；而语音芯片放音功能实质上是一个DAC过程。语音芯片根据集成电路类型来分，凡是与声音有关系的集成电路被统称为语音芯片，但是在语音芯片的大类型中，又被分为语音IC（这里应该叫成SpeechIC）、音乐IC（这里应该叫成MusicIC）两种。目前，在市场上使用较为普遍的语音芯片如表1-1所示。表1-1常用语音芯片对比表项目TE6310TE6332ISD1420ISD2560语音长度10s32s20s60采样频率（kHz）6.44~6.46.48放音触发放音触发无边缘/电平电平工作电压（V）4.5~5.52.7~3.34.5~5.54.5~5.5工作电流（mA）30453030静态电流（μA）2无1010MIC前置是否否否由上表可以看出，ISD1420语音芯片的语音长度较长，工作电流和电压也符合要求。因此，本次设计将采用ISD1420作为系统的语音处理芯片参与工作。1.3STC89C52芯片说明STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8