基于單片機(jī)的錄音筆的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)好!

1、<p>　　基于單片機(jī)的錄音筆的</p><p><b>　　設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)碼錄音筆已得到越來(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)行比較和分析，選定低成本的STC單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字錄音筆。</p>

2、<p>　　本論文研究基于單片機(jī)錄音筆的設(shè)計(jì)，在對(duì)音頻采集理論研究的基礎(chǔ)上，本設(shè)計(jì)以低功耗STC89C51單片機(jī)為控制核心，通過(guò)單片機(jī)、語(yǔ)音芯片ISD4004、液晶顯示LCD12864、鍵盤(pán)模塊、溫度傳感器模塊及實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊結(jié)合實(shí)現(xiàn)了硬件電路的設(shè)計(jì)，ISD4004語(yǔ)音芯片使得大大簡(jiǎn)化了外圍電路的設(shè)計(jì)，也很好保證了錄音效果，LCD12864使得人機(jī)交互更簡(jiǎn)潔方便，同時(shí)，本設(shè)計(jì)還增加了時(shí)間、溫度的顯示及語(yǔ)音播報(bào)功能。文中也給出

3、了軟件部分的程序，并且通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，達(dá)到預(yù)期的效果。</p><p>　　數(shù)碼錄音筆在錄音領(lǐng)域等實(shí)際應(yīng)用中具有諸多優(yōu)勢(shì)，值得進(jìn)一步學(xué)習(xí)和研究。</p><p>　　關(guān)鍵詞：低功耗 STC89C51 ISD4004 錄音 語(yǔ)音播報(bào)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With

4、 the rapid development of electronic technology, digital voice recorder has been more and more people of all ages, the paper compared and analyzed by a variety of recording pen design, selected low-cost STC microcontroll

5、er design a digital voice recorder.</p><p>　　The thesis is based on the design of the single-chip voice recorder, on the basis of theoretical research on audio capture, the design of low power SCM STC89C51 f

6、or control core LCD12864, keyboard module, the temperature sensor module, single-chip, voice chip ISD4004, liquid crystal display and the real-time clock module to achieve a combination of hardware circuit design, ISD400

7、4 voice chip so that greatly simplifies the design of peripheral circuits is also very good to ensure that recordings,</p><p>　　Digital voice recorder has many advantages in practical applications such as re

8、cording field, it is worth further study and research.</p><p>　　Key words: low-power STC89C51 ISD4004 recording voice broadcast</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要I

9、I</b></p><p>　　Abstract錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p><b>　　目錄IV</b></p><p><b>　　前言1</b></p><p>　　1 設(shè)計(jì)要求及方案2</p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求2</

10、p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)方案選擇與論證2</p><p>　　2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)4</p><p>　　2.1 核心控制模塊4</p><p>　　2.1.1 STC89C58RD+單片機(jī)介紹4</p><p>　　2.1.2 單片機(jī)復(fù)位、晶振電路設(shè)計(jì)7</p><p>　　2.

11、2 音頻處理模塊7</p><p>　　2.2.1 ISD4004芯片簡(jiǎn)介8</p><p>　　2.2.2 SPI10</p><p>　　2.2.3 LM386芯片簡(jiǎn)介14</p><p>　　2.2.4 音頻處理電路設(shè)計(jì)15</p><p>　　2.3 液晶顯示模塊16</p><

12、p>　　2.3.1 LCD12864介紹16</p><p>　　2.3.2 12864模塊與單片機(jī)接口電路18</p><p>　　2.4 時(shí)鐘模塊19</p><p>　　2.4.1 DS1302介紹19</p><p>　　2.4.2 DS1302模塊電路21</p><p>　　2.5 溫度采集

13、模塊21</p><p>　　2.5.1 DS18B20介紹21</p><p>　　2.5.2 DS18B20電路連接22</p><p>　　2.5 電源模塊22</p><p>　　2.6 蜂鳴器模塊23</p><p>　　3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)24</p><p>　　3.

14、1主程序流程圖及代碼24</p><p>　　3.2 子程序的設(shè)計(jì)25</p><p>　　3.2.1 錄放聲音程序設(shè)計(jì)25</p><p>　　3.2.2 LCD12864程序設(shè)計(jì)26</p><p>　　3.2.3 DS1302程序設(shè)計(jì)27</p><p>　　3.2.4 DS18B20程序設(shè)計(jì)28&l

15、t;/p><p>　　4軟硬件調(diào)試及結(jié)果30</p><p><b>　　總結(jié)32</b></p><p><b>　　致謝33</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)33</b></p><p>　　附件一 系統(tǒng)總原理圖34</p&g

16、t;<p>　　附件二 系統(tǒng)PCB35</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　錄音筆對(duì)于我們現(xiàn)如今的人們已經(jīng)是再熟悉不過(guò)的產(chǎn)品了，它已經(jīng)應(yīng)用在了很多領(lǐng)域。正是由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

17、其他事情，當(dāng)你有充足的時(shí)間時(shí)再來(lái)處理這些未處理的內(nèi)容。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)越多的得到人們的青睞！通過(guò)對(duì)先進(jìn)技術(shù)的兼收并蓄，并高標(biāo)準(zhǔn)、能夠高起點(diǎn)自主開(kāi)發(fā)一系列的高技術(shù)產(chǎn)品，因此研究本課題具有非常重要的實(shí)用意義。</p><p>　　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

18、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，也成為時(shí)間緊張?jiān)诼毴藛T的掌上新寵。這正是本次論文選題的主要依據(jù)和動(dòng)機(jī)。</p><p>　　現(xiàn)在所說(shuō)的錄音筆指的數(shù)碼錄音筆，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，如激光筆功能、FM 調(diào)頻、MP3 播放等。與傳統(tǒng)錄音機(jī)相比，數(shù)碼錄音筆是通過(guò)數(shù)字存儲(chǔ)的方式來(lái)記錄音頻的。<

19、/p><p>　　本論文研究基于單片機(jī)錄音筆的設(shè)計(jì)，在對(duì)音頻采集理論研究的基礎(chǔ)上，本設(shè)計(jì)采用低功耗STC89C51單片機(jī)為控制核心，通過(guò)單片機(jī)、語(yǔ)音芯片ISD4004、液晶顯示LCD12864、鍵盤(pán)模塊、溫度傳感器模塊及實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊等結(jié)合實(shí)現(xiàn)了硬件電路的設(shè)計(jì)，ISD4004 語(yǔ)音芯片使得大大簡(jiǎn)化了外圍電路的設(shè)計(jì)，也很好保證了錄音效果，LCD12864使得人機(jī)交互更簡(jiǎn)潔方便，同時(shí)，本設(shè)計(jì)還增加了時(shí)間、溫度的顯示及語(yǔ)音播

20、報(bào)功能。論文末尾給出了軟件部分的程序，并且通過(guò)了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，達(dá)到預(yù)期的效果。</p><p>　　這次的設(shè)計(jì)也有很多的不足，我相信數(shù)碼錄音筆在以后的不斷發(fā)展和完善后將不斷的給人們的工作和生活帶來(lái)更多的方便。</p><p><b>　　1 設(shè)計(jì)要求及方案</b></p><p>　　隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，錄音筆已經(jīng)廣泛應(yīng)用到學(xué)習(xí)、生活、工作中，進(jìn)而

21、對(duì)其功能和性能提出了更高的要求，為此設(shè)計(jì)一款數(shù)碼錄音筆。</p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求</p><p>　　此次的設(shè)計(jì)任務(wù)是設(shè)計(jì)一款基于單片機(jī)的錄音筆的設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求如下：</b></p><p>　　●具有單片機(jī)核心控制模塊；</p><p>　　●具

22、有音頻處理模塊（ISD4004及功放LM386模塊）；</p><p>　　●具有LCD顯示模塊（LCD12864模塊）；</p><p>　　●具有鍵盤(pán)控制模塊。</p><p>　　●具有（定時(shí)）錄音、放音功能。</p><p>　　●具有語(yǔ)音、溫度顯示及語(yǔ)音播報(bào)功能。</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)方案選擇與論

23、證</p><p><b>　　方案一：</b></p><p>　　基于單片機(jī)、數(shù)字信號(hào)處理器 DSP、FLASH 存儲(chǔ)器的數(shù)碼錄音放音系統(tǒng)。在錄音時(shí)，語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后送到 A/D 轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，把這些數(shù)字信號(hào)送到數(shù)字信號(hào)處理器DSP進(jìn)行壓縮處理，壓縮后的語(yǔ)音數(shù)據(jù)與時(shí)間日期一起送到FLASH 中，回放時(shí)從 FLASH 存儲(chǔ)器中讀取壓縮的數(shù)據(jù)以及時(shí)間，經(jīng)過(guò)

24、 D/A 轉(zhuǎn)換后，再通過(guò)喇叭等具有播放功能的器件進(jìn)行播放。具體框圖如下所示：</p><p>　　由于此方案要通過(guò)A/D芯片，專門(mén)的DSP芯片，本設(shè)計(jì)不需要高速、高精度運(yùn)算，而且DSP功耗相對(duì)高，成本比較高，因此不選擇此方案。</p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　采用處理器集成型可重構(gòu)系統(tǒng)PICEX實(shí)現(xiàn)數(shù)碼錄音筆的

25、核心部分設(shè)計(jì)，對(duì)于每一個(gè)模塊功能實(shí)現(xiàn)模塊都構(gòu)成一個(gè)可實(shí)現(xiàn)重構(gòu)功能模塊。在系統(tǒng)完成各種任務(wù)時(shí)，可重構(gòu)模塊的運(yùn)行是完全獨(dú)立于內(nèi)核的，在編程中使個(gè)個(gè)模塊并行運(yùn)行。錄音狀態(tài)時(shí)各部件采用流水線的方法，即每個(gè)部件的輸入數(shù)據(jù)都取自上一個(gè)部件輸出的一個(gè)值，各部件幾乎同時(shí)進(jìn)行工作，處于并行運(yùn)行狀態(tài)。雖然此方案提高了系統(tǒng)的并行性，節(jié)省了資源這種設(shè)計(jì)所需重構(gòu)部件多，設(shè)計(jì)工作量大操作時(shí)間長(zhǎng)，所以本設(shè)計(jì)也不采取這種方案。</p><p>

26、<b>　　方案三：</b></p><p>　　通過(guò)51單片機(jī)與語(yǔ)音功能集成芯片ISD4004，以及 LCD12864 液晶芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)，由單片機(jī)控制ISD4004來(lái)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音的錄制存儲(chǔ)以及播放清除等功能。并且通過(guò)LCD12864來(lái)實(shí)現(xiàn)良好的人機(jī)交互界面。具體框圖如下所示：</p><p>　　由于采用資源不多的 51 單片機(jī)，這樣節(jié)省了資源同時(shí)單片機(jī)運(yùn)算速度已經(jīng)足夠

27、用于檢測(cè)按鍵，以及控制錄音筆進(jìn)行各種操作，而且這種設(shè)計(jì)無(wú)需對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼壓縮的復(fù)雜的操作，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，功耗不高，相對(duì)而言成本也不高，所以本設(shè)計(jì)采用了此方案。</p><p>　　2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)</p><p>　　2.1 核心控制模塊</p><p>　　控制模塊是整個(gè)錄音筆的核心，實(shí)現(xiàn)對(duì)語(yǔ)音芯片ISD4004、溫度ds18b20、實(shí)時(shí)時(shí)鐘ds1302、

28、液晶顯示模塊發(fā)送或接受指令，使其完成相應(yīng)的動(dòng)作。本設(shè)計(jì)采用了型號(hào)為STC89C58RD+單片機(jī)，它是一種簡(jiǎn)明易掌握，效率較高的指令系統(tǒng)，對(duì)存儲(chǔ)空間和時(shí)間的利用率較高。</p><p>　　2.1.1 STC89C58RD+單片機(jī)介紹</p><p>　　STC89C58RD+是宏晶科技生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含32KB的可以反復(fù)檫寫(xiě)的程序存儲(chǔ)器和1280B的隨機(jī)存取數(shù)

29、據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)配置有通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲(chǔ)單元，可靈活的應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。STC89C58RD+單片機(jī)與Intel公司的80C52在引腳排列、硬件組成、工作特點(diǎn)和指令系統(tǒng)等方面兼容。其主要工作特性是：</p><p>　　●片內(nèi)程序存儲(chǔ)器內(nèi)含32KB的Flash程序存儲(chǔ)器，可以擦寫(xiě)壽命為100，000次以上；&l

30、t;/p><p>　　●片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)含有1280字節(jié)的RAM；</p><p>　　●有32根可編程I/O口線；</p><p>　　●有2個(gè)可編程定時(shí)器；</p><p>　　●中斷系統(tǒng)是有5個(gè)中斷源、5個(gè)中斷矢量、2個(gè)級(jí)優(yōu)先權(quán)的中斷結(jié)構(gòu)；</p><p>　　●串行口是有一個(gè)全雙工的可編程串行通信口；</p&

31、gt;<p>　　●有一個(gè)數(shù)據(jù)指針DPTR；</p><p>　　●低功耗工作模式有掉電模式和空閑模式；</p><p>　　●有可編程的3級(jí)程序鎖定位；</p><p>　　●工作電源電壓為5.5~3.4V，且典型值為5V；</p><p>　　●最高工作頻率為40MHz；</p><p>　　●工作溫

32、度范圍：-40 ~+85℃。</p><p>　　STC89C58RD+單片機(jī)的引腳排列如圖2.1：</p><p><b>　　引腳功能：</b></p><p><b>　　Vcc:電源電壓</b></p><p><b>　　GND:地</b></p>&l

33、t;p>　　P0口：為雙向8為三態(tài)I/O接口。作為輸出口用的時(shí)候，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL 邏輯門(mén)電路，當(dāng)對(duì)端口P0 寫(xiě)“1”時(shí)，可以作為高阻抗輸入端用。</p><p>　　在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或者程序存儲(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)期間將激活內(nèi)部上拉電阻。</p><p>　　在FLASH編程時(shí)，P0口接收指令字節(jié)，然而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指

34、令字節(jié)，當(dāng)校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。</p><p>　　P1口：PI 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，Pl口輸出緩沖級(jí)能夠驅(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)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作為輸入口。當(dāng)作為輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻的某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流，與AT89C51不同之處是，Pl.0 和P1.1還能夠分別作為定時(shí)/計(jì)數(shù)器2 的外部計(jì)

35、數(shù)輸入（Pl.0/T2 ）和輸入（P1.1/T2EX) 。</p><p>　　P2口：P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口輸出緩沖級(jí)能夠驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯電路。對(duì)端口P2寫(xiě)“l(fā)"，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作為輸入口，當(dāng)作為輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻的某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（llt ）。</p><p>

36、;　　在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOvx@DPTR 指令）時(shí)，P2會(huì)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（例如執(zhí)行MOVX@RI指令）時(shí)，P2口會(huì)輸出P2鎖存器的內(nèi)容。</p><p>　　P3口：P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P3口輸出緩沖級(jí)能夠驅(qū)動(dòng)(吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。對(duì)端口P3寫(xiě)入“1”時(shí)，它們將會(huì)被內(nèi)部上拉電阻拉高并可以作為

37、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) 。 </p><p>　　P3口除了作為一般的I/0口線外，更重要的用途是它的第二功能，如下所示：</p><p>　　端口引腳 第二功能 </p><p>　　P3.0 RXD（串行輸入口〕 </p><p>　　P3.1 TXD（串行輸出口〕 </p><

38、;p>　　P3.2 INTO（外中斷0〕 </p><p>　　P3.3 INTO（外中斷l(xiāng)) </p><p>　　P3.4 TO （定時(shí)／計(jì)數(shù)器0 ) </p><p>　　P3.5 Tl （定時(shí)／計(jì)數(shù)器l ) </p><p>　　P3.6 WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通） </p><p>　　P3.7 RD

39、（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） </p><p>　　此外，P3口還會(huì)接收一些用于FLASH閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。</p><p>　　2.1.2 單片機(jī)復(fù)位、晶振電路設(shè)計(jì)</p><p>　　AT89C52單片機(jī)復(fù)位、晶振電路如圖2.2、圖2.3：</p><p>　　晶振是石英振蕩器的簡(jiǎn)稱，英文名為Crystal，晶振分為有源晶振

40、和無(wú)源晶振兩種，它的作用是在電路產(chǎn)生震蕩電流并且發(fā)出時(shí)鐘信號(hào)。它是時(shí)鐘電路中最重要的部件，它的作用是向IC等部件提供基準(zhǔn)頻率，它就像個(gè)標(biāo)尺，工作頻率不穩(wěn)定時(shí)會(huì)造成相關(guān)設(shè)備工作頻率的不穩(wěn)定，自然容易出現(xiàn)問(wèn)題。由于制造工藝的不斷提高，現(xiàn)在晶振的頻率偏差、溫度穩(wěn)定性、老化率和密封性等重要技術(shù)指標(biāo)都很好，已經(jīng)不太容易出現(xiàn)故障，但在選用時(shí)仍然需要留意一下晶振的質(zhì)量。</p><p>　　復(fù)位電路是為了確保微機(jī)系統(tǒng)中電路穩(wěn)定

41、必不可少的一部分，復(fù)位電路的第一功能是上電復(fù)位。微機(jī)電路正常工作時(shí)一般需要供電電源為5V±5%，即4.75～5.25V。由于微機(jī)電路是時(shí)序數(shù)字電路，需要穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)，因此在電源上電時(shí)，只有當(dāng)VCC超過(guò)4.75V并低于5.25V以及晶體振蕩器穩(wěn)定工作時(shí)，復(fù)位信號(hào)才能夠被撤除，微機(jī)電路開(kāi)始正常的工作。</p><p>　　2.2 音頻處理模塊</p><p>　　音頻處理模塊主要由

42、語(yǔ)音芯片ISD4004，功放LM386等元件構(gòu)成，其作用是對(duì)聲音的處理，通過(guò)單片機(jī)控制聲音的錄放。</p><p>　　2.2.1 ISD4004芯片簡(jiǎn)介</p><p>　　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)電話及其他便攜式電子產(chǎn)品中。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。

43、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 或Microwire)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、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,片內(nèi)信息存于閃爍存貯器中，特征

44、如下：</p><p>　　●單片8 至16 分鐘語(yǔ)音錄放 </p><p>　　●內(nèi)置微控制器串行通信接口 </p><p><b>　　●3V單電源工作 </b></p><p><b>　　●多段信息處理 </b></p><p>　　●工作電流25-30mA,維持電流

45、1μA </p><p>　　●不耗電信息保存100 年(典型值) </p><p>　　●高質(zhì)量、自然的語(yǔ)音還原技術(shù) </p><p>　　●10 萬(wàn)次錄音周期(典型值) </p><p><b>　　●自動(dòng)靜噪功能 </b></p><p>　　●片內(nèi)免調(diào)整時(shí)鐘,可選用外部時(shí)鐘 </p&

46、gt;<p>　　ISD4004內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖2.4：</p><p>　　ISD4004引腳如圖2.5：</p><p>　　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。 </p><p>　　

47、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。 </p><p>　　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。 </p><

48、p>　　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 </p><p>　　音頻輸出(AUD OUT): 提供音頻輸出,可驅(qū)動(dòng)5KΩ的負(fù)載。 </p><p>　　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。 </p><p>　　串行輸入(MOS

49、I): 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。 </p><p>　　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)。 </p><p>　　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。 </

50、p><p>　　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。 </p><p>　　行地址時(shí)鐘(RAC): 漏極開(kāi)

51、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是高電平,31.25μs 為低電平。該端可用于存儲(chǔ)管理技術(shù)。 </p><p>　　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

52、+2.25%內(nèi)。工業(yè)級(jí)芯片在整個(gè)溫度和電壓范圍內(nèi),頻率變化在-6/+4%內(nèi),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(如圖2.6)。由于內(nèi)部的防混淆及平滑濾波器已設(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,因內(nèi)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。</p><p>　　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

53、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。</p><p><b>　　2.2.2 SPI</b></p><p&

54、gt;　　SPI(Serial Peripheral Interface--串行外設(shè)接口)總線系統(tǒng)是一種同步串行外設(shè)接口，它可以使MCU與各種外圍設(shè)備以串行方式進(jìn)行通信以交換信息。SPI有三個(gè)寄存器分別為：控制寄存器SPCR，狀態(tài)寄存器SPSR，數(shù)據(jù)寄存器SPDR。外圍設(shè)備FLASHRAM、網(wǎng)絡(luò)控制器、LCD顯示驅(qū)動(dòng)器、A/D轉(zhuǎn)換器和MCU等。SPI總線系統(tǒng)可直接與各個(gè)廠家生產(chǎn)的多種標(biāo)準(zhǔn)外圍器件直接接口，該接口一般使用4條線：串行時(shí)鐘線

55、（SCLK）、主機(jī)輸入/從機(jī)輸出數(shù)據(jù)線MISO、主機(jī)輸出/從機(jī)輸入數(shù)據(jù)線MOSI和低電平有效的從機(jī)選擇線SS(有的SPI接口芯片帶有中斷信號(hào)線INT、有的SPI接口芯片沒(méi)有主機(jī)輸出/從機(jī)輸入數(shù)據(jù)線MOSI)。 　　 　　</p><p>　　SPI接口是在CPU和外圍低速器件之間進(jìn)行同步串行數(shù)據(jù)傳輸，傳輸數(shù)據(jù)為8位，在主器件的移位脈沖下，數(shù)據(jù)按位傳輸，高位在前，低位在后，為全雙工通信，數(shù)據(jù)傳輸速度總體來(lái)說(shuō)比I2C

56、總線要快，速度可達(dá)到幾Mbps。如圖2.6所示，在SCLK的下降沿上數(shù)據(jù)改變，同時(shí)一位數(shù)據(jù)被存入移位寄存器。</p><p>　　SPI接口內(nèi)部硬件圖如圖2.7：</p><p>　　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

57、數(shù)據(jù)送至 MISO引腳。協(xié)議的具體內(nèi)容為：</p><p>　　1. 所有串行數(shù)據(jù)傳輸開(kāi)始于SS下降沿。</p><p>　　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。</p><p>　　3. 數(shù)據(jù)在時(shí)鐘上升沿移入 , 在下降沿移出。</p><p>　　4. SS 變低,輸入指令和地址后,ISD才能開(kāi)始錄放操作。

58、</p><p>　　5. 指令格式是(8位控制碼)加 (16 位地址碼 ) 。</p><p>　　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。</p><p>　　7. 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

59、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)。</p><p>　　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。</p><p>　　9. 所有指令都在SS端上升沿開(kāi)始執(zhí)行。</p><p>　　ISD4004上電順序如下：</p>&

60、lt;p>　　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。</p><p>　　例如,從00從處發(fā)音,應(yīng)遵循如下時(shí)序: </p><p>　　1. 發(fā) POWERUP 命令; </p><p>　　2. 等待 TPUD( 上電延時(shí) ); </p><p&

61、gt;　　3. 發(fā)地址值為00的SETPLAY命令; </p><p>　　4. 發(fā)PLAY命令。</p><p>　　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。</p><p>　　如果從00處錄音,則按以下時(shí)序: </p><p>　　1. 發(fā)POWER UP命令; </p><p>　　2

62、. 等待TPUD(上電延時(shí)); </p><p>　　3. 發(fā)POWER UP命令；</p><p>　　4. 等待2倍TPUD; </p><p>　　5. 發(fā)地址值為00的SETREC命令; </p><p>　　6. 發(fā)REC命令。</p><p>　　器件便從00地址開(kāi)始錄音,一直到出現(xiàn)OVF(存貯器

63、末尾)時(shí) , 錄音停止。</p><p>　　ISD4004時(shí)序圖如圖2.9：</p><p>　　ISD4004回放/記錄和停止循環(huán)如下圖所示：</p><p>　　ISD4004指令表如圖2.11所示：</p><p>　　2.2.3 LM386芯片簡(jiǎn)介</p><p>　　LM386是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的音頻

64、功率放大器，主要應(yīng)用于低電壓消費(fèi)類產(chǎn)品。為使外圍元件最少，電壓增益內(nèi)置為20。但在1腳和8腳之間增加一只外接電阻和電容，便可將電壓增益調(diào)為任意值，直至 200。輸入端以地位參考，同時(shí)輸出端被自動(dòng)偏置到電源電壓的一半，在6V電源電壓下，它的靜態(tài)功耗僅為24mW，使得LM386特別適用于電池供電的場(chǎng)合。其特性如下：</p><p>　　●靜態(tài)功耗低，約為4mA，可用于電池供電； </p><p&g

65、t;　　●工作電壓范圍寬，4-12V或 5-18V； </p><p><b>　　●外圍元件少； </b></p><p>　　●電壓增益可調(diào)，20~200； </p><p><b>　　●低失真度。</b></p><p>　　LM386的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2.12：</p><

66、p>　　LM386的引腳排列如圖2.13：</p><p>　　2.2.4 音頻處理電路設(shè)計(jì)</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，用語(yǔ)音芯片ISD4004-08MP和LM386構(gòu)成的音頻處理電路(如圖2.14)。ISD4004可以工作在3.3v電壓，工作電流25-30mA，通過(guò)MIC采集聲音信息，輸入同相模擬輸入端(ANA IN+)，因?yàn)閱味溯斎霑r(shí),信號(hào)由耦合電容輸入,此端最大幅度為峰峰

67、值32mV，所以選擇此端。ISD4004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，所以由單片機(jī)STC89C58RD+模擬SPI協(xié)議SPI接口控制該芯片執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。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陳列。采集的信號(hào)經(jīng)過(guò)ISD4004內(nèi)部的一系列處理，從音頻輸出端(AUD OUT)輸出，經(jīng)過(guò)LM386音頻放大電路放大，直接通過(guò)喇叭放出

68、來(lái)。其中音頻放大電路增益是20，輸入端通過(guò)可調(diào)電阻，調(diào)節(jié)可控制輸出音量的大小。電路中濾波電容的運(yùn)用也是一大關(guān)鍵。</p><p>　　2.3 液晶顯示模塊</p><p>　　本模塊是由LCD12864液晶顯示器組成，由單片機(jī)控制使其顯示相應(yīng)的界面。</p><p>　　2.3.1 LCD12864介紹</p><p>　　12864液晶圖形

69、顯示器可以顯示字母、數(shù)字符號(hào)、中文字型及圖形，具有繪圖及文字畫(huà)面混合顯示功能。提供三種控制接口，分別是8位微處理器接口，4位微處理器接口及串行（OCMJ4X16A/B無(wú)串行接口）。所有的功能，包含顯示RAM，字型產(chǎn)生器，都包含在一個(gè)芯片里面，只要一個(gè)最小的微處理系統(tǒng)，就可以方便操作模塊。內(nèi)置2M-位中文字型ROM (CGROM) 總共提供8192 個(gè)中文字型(16x16 點(diǎn)陣)，16K-位半寬字型ROM (HCGROM) 總共提供126

70、 個(gè)符號(hào)字型(16x8 點(diǎn)陣)，64 x 16-位字RAM(CGRAM)，另外繪圖顯示畫(huà)面提供一個(gè)64x256點(diǎn)的繪圖區(qū)域（GDRAM）。內(nèi)置8192個(gè)16*16點(diǎn)漢字，和128個(gè)16*8點(diǎn)ASCII字符集.利用該模塊靈活的接口方式和簡(jiǎn)單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面。其引腳說(shuō)明如表2.1：</p><p>　　表2.1 LCD12864的顯示地址</p><p>　?。?/p>

71、1）LCD12864的顯示地址如表2.2：</p><p>　　表2.2 LCD12864的顯示地址</p><p>　?。?）LCD12864的圖像顯示</p><p>　　先設(shè)垂直地址再設(shè)水平地址(連續(xù)寫(xiě)入兩個(gè)字節(jié)的資料來(lái)完成垂直與水平的坐標(biāo)地址) 垂直地址范圍 AC5...AC0 水平地址范圍 AC3…AC0 繪圖RAM

72、的地址計(jì)數(shù)器（AC）只會(huì)對(duì)水平地址(X 軸)自動(dòng)加一,當(dāng)水平地址=0FH 時(shí)會(huì)重新設(shè)為00H但并不會(huì)對(duì)垂直地址做進(jìn)位自動(dòng)加一，故當(dāng)連續(xù)寫(xiě)入多筆資料時(shí)，程序需自行判斷垂直地址是否需重新設(shè)定。</p><p>　?。?）LCD12864的讀寫(xiě)時(shí)序圖（8位模式）</p><p>　　2.3.2 12864模塊與單片機(jī)接口電路</p><p>　　對(duì)12864的控制和讀寫(xiě)數(shù)

73、據(jù)與指令都是通過(guò)對(duì)單片機(jī)的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，12864的數(shù)據(jù)端口與單片機(jī)的P0口通過(guò)上拉電阻相連接。利用單片機(jī)控制12864的RW RS E三個(gè)選通信號(hào)的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與指令的傳輸，以求達(dá)到預(yù)期的目的</p><p><b>　　2.4 時(shí)鐘模塊</b></p><p>　　時(shí)鐘模塊主要是由時(shí)鐘芯片DS1302以及相應(yīng)的電路組成，本設(shè)計(jì)中，用于時(shí)間采集作用。</p&g

74、t;<p>　　2.4.1 DS1302介紹</p><p>　　DS1302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)日日期月年的信息，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)間能簡(jiǎn)單地采用同步串行的方式進(jìn)行

75、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)，增加了以下的特性，雙電源管腳用于主電源和備份電源供應(yīng) Vcc1 為可編程涓流充電電源。它廣泛應(yīng)用于電話傳真便攜式儀器以及電池供電的儀器儀表等產(chǎn)品領(lǐng)域。</p><p>　?。?）DS1302引腳說(shuō)明</p><p&

76、gt;　　X1,X2 -32.768KHz晶振管腳</p><p>　　GND -地</p><p>　　RST -復(fù)位腳</p><p>　　I/O -數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳</p><p>　　SCLK -串行時(shí)鐘</p><p>　　Vcc1,Vcc2 -電源供電

77、管腳</p><p>　?。?）DS1302操作時(shí)序圖</p><p>　　（4）DS1302常用寄存器</p><p>　　對(duì)DS1302進(jìn)行操作時(shí)，需要向DS1302里對(duì)時(shí)，從時(shí)間常用寄存器地址中寫(xiě)對(duì)入所設(shè)定的時(shí)間，轉(zhuǎn)換成BCD碼，在寫(xiě)入之前需要去除寫(xiě)保護(hù)位，然后在寫(xiě)入時(shí)間數(shù)據(jù)，寫(xiě)入完成后需要對(duì)DS1302加上寫(xiě)保護(hù)位，以保證在不知情的情況下對(duì)時(shí)鐘芯片進(jìn)行不必要

78、的錯(cuò)誤操作。</p><p>　　2.4.2 DS1302模塊電路</p><p>　　STC89C5158RD+單片機(jī)P3.7接DS1302的RST端，上電后單片機(jī)的P3.7腳自動(dòng)輸出高電平。P3.0作為串行時(shí)鐘接口。P3.6作為時(shí)鐘數(shù)據(jù)的I/O。DS1302采用雙電源供電，平時(shí)由+5V電源供電，斷電后有鋰電池提供+3V的電源。值得注意的是：X1和X2兩端連接的晶振的頻率為32.768K

79、HZ。</p><p>　　2.5 溫度采集模塊</p><p>　　溫度采集模塊只要是由溫度傳感器DS18B20等組成。</p><p>　　2.5.1 DS18B20介紹</p><p>　　DS18B20是美國(guó)DALLAS公司推出的單總線數(shù)字測(cè)溫芯片。他具有獨(dú)特的單總線接口方式，僅需使用1個(gè)端口就能實(shí)現(xiàn)與單片機(jī)的雙向通訊。采用數(shù)字信號(hào)輸

80、出提高了信號(hào)抗干擾能力和溫度測(cè)量精度。他的工作電壓使用范圍寬(3．0～5．5 V)，可以采用外部供電方式，也可以采用寄生電源方式，即當(dāng)總線DQ為高電平時(shí)，竊取信號(hào)能量給DS18B20供電。他還有負(fù)壓特性，電源極性接反時(shí)，DS18B20不會(huì)因接錯(cuò)線而燒毀，但不能正常工作?？梢酝ㄟ^(guò)編程實(shí)現(xiàn)9～12位的溫度轉(zhuǎn)換精度設(shè)置。而且設(shè)定的分辨率越高，所需要的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間就越長(zhǎng)，在實(shí)際應(yīng)用中要將分辨率和轉(zhuǎn)換時(shí)間權(quán)衡考慮。所有數(shù)據(jù)都是以最低有效位在前

81、的方式進(jìn)行讀寫(xiě)。</p><p>　　DS18B20引腳說(shuō)明：</p><p>　　DQ為數(shù)字信號(hào)輸入/輸出端；</p><p><b>　　GND為電源地；</b></p><p>　　VDD為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時(shí)接地）</p><p>　　2.5.2 DS18B20電路連接

82、</p><p>　　由DS18B20的接口電路可知，通過(guò)數(shù)據(jù)端口與單片機(jī)的P2.0口相連接，通過(guò)對(duì)單片機(jī)的端口時(shí)序設(shè)計(jì)和控制就可以實(shí)現(xiàn)溫度傳感器的控制，以達(dá)到自己設(shè)計(jì)的要求。</p><p><b>　　2.5 電源模塊</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)供電電源分別為+5V,3.3V，+5V用于單片機(jī)供電，+3.3V用于語(yǔ)音芯片ISD400

83、4。為了讓單片機(jī)處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)，利用LM7805穩(wěn)壓到5V。運(yùn)用AMS1117-3.3V穩(wěn)壓芯片將ISD4004的輸入電壓調(diào)節(jié)為3.3V。電路供電電路如下圖：</p><p><b>　　2.6 蜂鳴器模塊</b></p><p>　　此電路用于檢測(cè)錄音芯片內(nèi)存是否溢出，溢出則發(fā)出報(bào)警聲。 </p><p>　　3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)<

84、;/p><p>　　基于單片機(jī)的錄音筆設(shè)計(jì)需要在軟件的支持下才能實(shí)現(xiàn)的，系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)部分包括主程序及各子程序。主程序完成系統(tǒng)初始化和顯示處理的功能。子程序包括錄音放音子程序，按鍵掃描字程序，溫度檢測(cè)子程序，時(shí)鐘芯片字程序，液晶顯示子程序等。</p><p>　　3.1主程序流程圖及代碼</p><p>　　系統(tǒng)接通電源后，主程序初始化后進(jìn)入開(kāi)機(jī)界面然后進(jìn)入主循環(huán)，首先

85、是按鍵檢測(cè)，提示密碼輸入，正確則進(jìn)入主菜單選擇界面，否則重復(fù)輸入，有三次校正密碼的機(jī)會(huì)，三次輸入密碼錯(cuò)誤則蜂鳴器提示報(bào)警系統(tǒng)必須手動(dòng)重啟，正確進(jìn)入菜單后，進(jìn)行所需的選擇然后，通過(guò)12864顯示出設(shè)計(jì)相關(guān)信息。主程序流程圖如圖3.1：</p><p>　　3.2 子程序的設(shè)計(jì)</p><p>　　本次子程序的設(shè)計(jì)包括錄音放音設(shè)計(jì),實(shí)時(shí)時(shí)鐘，溫度檢測(cè)，12864的液晶顯示設(shè)計(jì)，溫度時(shí)間的播報(bào)，

86、按鍵掃描等常用程序設(shè)計(jì)。</p><p>　　3.2.1 錄放聲音程序設(shè)計(jì)</p><p>　　ISD4004通過(guò)單片機(jī)控制，當(dāng)檢測(cè)到按下錄音鍵，單片機(jī)通過(guò)SPI接口發(fā)送相應(yīng)指令將輸入的信號(hào)進(jìn)行采樣，經(jīng)過(guò)芯片內(nèi)部的一系列處理，保存在芯片的儲(chǔ)存器中。當(dāng)檢測(cè)到按下放音鍵時(shí)，發(fā)送放音指令使其處于放音狀態(tài)。錄放程序流程圖如下：</p><p><b>　　相關(guān)部分

87、程序如下：</b></p><p>　　void ISD_SPI_Send8( uchar addr_8 ); //spi 串行發(fā)送，8 位數(shù)據(jù)</p><p>　　void ISD_SPI_Send16( uint addr_16 ); //spi 串行發(fā)送，16位數(shù)據(jù)</p><p>　　uint ISD_SPI_Rowadd(void); //讀

88、取16位行地址 </p><p>　　void ISD_Stop(void);//發(fā)送 stop 指令</p><p>　　void ISD_PowerUp(void); // 上電 0X20</p><p>　　void ISD_PowerDown(void); //掉電 0X10</p><p>　　void ISD_Play(void

89、); //發(fā)送當(dāng)前地址放音指令 </p><p>　　void ISD_SetPlay(uint add); //發(fā)送指定地址放音指令</p><p>　　void ISD_Rec(void); //發(fā)送當(dāng)前地址錄音指令 </p><p>　　void ISD_SetRec(uint add); //發(fā)送指定地址錄音指令</p><p

90、>　　void PLAY_now(uchar add_set); //按指定地址段開(kāi)始播放</p><p>　　void REC_now(uchar add_set); // 按指定地址段開(kāi)始錄音</p><p>　　void isd_voice_year(uchar i1,uchar i2,uchar i3,uchar i4,uchar i5,uchar i6); //播報(bào)

91、年月日</p><p>　　void isd_voice_hour(uchar i1,uchar i2,uchar i3,uchar i4,uchar i5,uchar i6); //播報(bào)時(shí)分秒</p><p>　　void isd_voice_baoshi(void); //播報(bào)"報(bào)時(shí)"</p><p>　　void isd_rec_pl

92、ay(void); //錄音放音一體化</p><p>　　void addr_display(uint addr,uchar flag); //錄放音地址顯示</p><p>　　3.2.2 LCD12864程序設(shè)計(jì)</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用的是LCD12864液晶顯示，由于其本身帶有驅(qū)動(dòng)模塊液晶屏，所以對(duì)于該顯示操作程序可以分為開(kāi)顯示，設(shè)置顯示初始行，寫(xiě)數(shù)

93、據(jù)和清屏等部分。12864的寫(xiě)命令程序，寫(xiě)數(shù)據(jù)程序，顯示程序都以子程序的形式在12864庫(kù)函數(shù)里，方便程序函數(shù)之間調(diào)用。</p><p><b>　　部分程序如下：</b></p><p>　　void main_menu(void);//主菜單</p><p>　　void main_menu1(void);</p><p

94、>　　void main_menu2(void);</p><p>　　void start(void);//開(kāi)始界面</p><p>　　void start1(void);</p><p>　　void initialize(void); //初始化</p><p>　　void write_com(uchar com); //寫(xiě)指

95、令</p><p>　　void write_dat(uchar dat); //寫(xiě)數(shù)據(jù)</p><p>　　void CGRAM(void); //CGRAM自定義顯示字符</p><p>　　void init_photo(void); //圖片初始化</p><p>　　void photo(uchar *address);//圖片顯示

96、</p><p>　　void photo2(void);</p><p>　　void display1(void); //登陸界面</p><p>　　void display2(void); //歡迎界面</p><p>　　void display3(void);</p><p>　　void displa

97、y_design(void);</p><p>　　3.2.3 DS1302程序設(shè)計(jì)</p><p>　　在DS1302的時(shí)鐘日歷或者RAM進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)，DS1302必須首先發(fā)送命令字節(jié)。若進(jìn)行單字節(jié)傳送，8位命令字節(jié)傳送結(jié)束之后，在下個(gè)2SCLK周期的上升沿輸入數(shù)據(jù)字節(jié)，或者在下8個(gè)SCLK周期的下降沿輸出數(shù)據(jù)字節(jié)。</p><p>　　DS1302程序流程圖如

98、下：</p><p><b>　　部分程序如下：</b></p><p>　　void write_ds1302_byte(uchar dat); //寫(xiě)操作寫(xiě)入一個(gè)字節(jié)</p><p>　　void write_ds1302(uchar address,uchar dat);//DS1302寫(xiě)入數(shù)據(jù)</p><p>　

99、　uchar read_ds1302_byte(uchar address); //單字節(jié)讀數(shù)據(jù)操作</p><p>　　void set_rtc(void); //校對(duì)時(shí)間</p><p>　　void read_ds1302(void); //讀ds1302所有數(shù)據(jù)</p><p>　　void time_deal(void); //處理數(shù)據(jù)，bcd轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制

100、</p><p>　　void ds1302_display(void); //顯示界面</p><p>　　void ds1302_display_data(void); //顯示年星期月日時(shí)秒分?jǐn)?shù)據(jù)</p><p>　　void ds1302_main(void); //時(shí)間主函數(shù)</p><p>　　3.2.4 DS18B20程序設(shè)計(jì)&

101、lt;/p><p>　　DS18B20作為單線接口且每一個(gè)DS18B20都有唯一的系列號(hào)，因此多個(gè)DS18B20可以存在于同一條單線上工作，但本系統(tǒng)就用了一個(gè)DS18B20所以對(duì)DS18B20的搜索可以用Skip ROM命令跳過(guò)搜索，然后在對(duì)其進(jìn)行操作。具體的DS18B20的操作流程如下3.5所示。</p><p><b>　　部分程序如下：</b></p>

102、<p>　　void init_ds18b20(void); //初始化</p><p>　　void delay(uint t);//延時(shí)</p><p>　　void write_byte(uchar dat);// DS18B20寫(xiě)1個(gè)字節(jié)函數(shù)</p><p>　　uchar read_byte(void);// DS18B20讀1個(gè)字節(jié)函數(shù)<

103、;/p><p>　　uchar read_temperature(void);//讀溫度</p><p>　　uint read_temperature1(void); //讀溫度，兩位小數(shù)處理</p><p>　　void display(uchar temp,uint temp1);//溫度顯示</p><p>　　void ds18b20_

104、tem(void); //溫度顯示</p><p>　　void ds18b20_1302(void); //ds1302里的溫度顯示</p><p>　　void voice_temperature(uchar i1,uchar i2);//播報(bào)溫度</p><p><b>　　4軟硬件調(diào)試及結(jié)果</b></p><p&g

105、t;　　軟件設(shè)計(jì)是本次設(shè)計(jì)的重要組成部分。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，最常用的程序設(shè)計(jì)就是模塊化程序設(shè)計(jì)。模塊化設(shè)計(jì)具有結(jié)構(gòu)清晰，功能明確，程序模塊可以共享，便于功能擴(kuò)展及程序維護(hù)等特點(diǎn)。在軟件調(diào)試中，有時(shí)候出現(xiàn)語(yǔ)音播報(bào)不完整，經(jīng)過(guò)分析，是延時(shí)時(shí)間沒(méi)有掌握好等，設(shè)計(jì)具有良好的人機(jī)界面很重要，因此，我盡量做到一看就知道怎樣操作。</p><p>　　在本設(shè)計(jì)軟硬件調(diào)試中，出現(xiàn)噪聲太大，錄不進(jìn)聲音，輸出聲音過(guò)小等，經(jīng)過(guò)分析，

106、對(duì)電路作出了修改（電路圖如附件一），出現(xiàn)噪聲大的原因是功放放大倍數(shù)過(guò)大，導(dǎo)致把噪聲也放大了。在制作PCB板，我特意對(duì)GND覆銅來(lái)消除一部分干擾，而且對(duì)輸入電壓進(jìn)行濾波，對(duì)輸入輸出信號(hào)進(jìn)行切換等，（PCB見(jiàn)附件二）。</p><p><b>　　實(shí)物圖如下：</b></p><p><b>　　調(diào)試結(jié)果如下圖：</b></p><

107、;p><b>　　總結(jié) </b></p><p>　　這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的項(xiàng)目雖然不是很大，但用的技術(shù)和知識(shí)一點(diǎn)也不遜色于大的項(xiàng)目設(shè)計(jì)，熟練的掌握了相關(guān)的技術(shù)知識(shí)和軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境程序的設(shè)計(jì)，比如其中的編程軟件KEIL和制作電路原理圖PCB的軟件Protel 99 SE就是比較常用的編程開(kāi)發(fā)制作軟件。用到了SPI、DS18B20的單總線協(xié)議通信，STC89C58RD+單片機(jī)的基本操作知識(shí)，C語(yǔ)言

108、程序編輯等方面的知識(shí)。</p><p>　　這次畢業(yè)設(shè)計(jì)也是一次非常難得的理論和實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過(guò)這次比較完成的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我擺脫了以往單純的理論知識(shí)的學(xué)習(xí)狀態(tài)，并且在和實(shí)際實(shí)際的結(jié)合中鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。不過(guò)這次設(shè)計(jì)中我也遇到了不少問(wèn)題，比如在剛開(kāi)始做的時(shí)候有些器件的具體使用都不知道怎樣操作和編程，程序編輯經(jīng)常達(dá)不到預(yù)期設(shè)計(jì)效果，制作電路圖 PCB元器件的封裝不知道，結(jié)果耗費(fèi)了很多的時(shí)間來(lái)

109、制作電路圖。后來(lái)我才漸漸的意識(shí)到是我在做設(shè)計(jì)之前沒(méi)有仔細(xì)的思考該怎樣去一步步的完成設(shè)計(jì)的方法和思路。查找相關(guān)的技術(shù)知識(shí)和理論知識(shí)。這些在設(shè)計(jì)中遇到的不少問(wèn)題，最終在自己查找相關(guān)的操作知識(shí)和理論知識(shí)加上指導(dǎo)老師的或者同學(xué)的幫助下把問(wèn)題一一的解決了，雖然設(shè)計(jì)順利的做完了但還是有許多的不足的地方，比如這次電路設(shè)計(jì)就是有點(diǎn)不太美觀，主要就是對(duì)焊接技術(shù)的操作還不是很流利。焊接技術(shù)對(duì)于我們來(lái)說(shuō)還需要學(xué)習(xí)改善。</p><p>

110、;　　對(duì)于這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我認(rèn)識(shí)到了自己還有很多的不足，對(duì)于單片機(jī)應(yīng)用方面的知識(shí)不是很熟練。對(duì)于書(shū)本上的很多的理論知識(shí)還是不夠靈活的運(yùn)用，有很多我們掌握的知識(shí)在等著我們?nèi)W(xué)習(xí)。我會(huì)在以后的工作學(xué)習(xí)生活中彌補(bǔ)我所缺少的知識(shí)。同時(shí)還從中學(xué)到了一些很重要的東西，那就是理論和實(shí)際相結(jié)合。怎樣將我們所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到我以后的工作中去。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)給我奠定了一個(gè)實(shí)踐基礎(chǔ)。我會(huì)在以后的學(xué)習(xí)生活中磨練自己，是自己是英語(yǔ)以后的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)。最后敬請(qǐng)各位專家、

111、老師和同學(xué)對(duì)論文和今后的研究工作提出寶貴的指導(dǎo)意見(jiàn)和建議。</p><p><b>　　致謝</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 童試白，華成英. 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版）[M] .北京：高等教育出版社，2009.</p><p>　　[2] 閻 石.

112、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）[M] . 北京：高等教育出版社，2009.</p><p>　　[3] 姜志海，黃玉清，劉連鑫. 單片機(jī)原理及應(yīng)用（第二版）[M].北京：電子工業(yè)出版社，2010.</p><p>　　[4] 臧春華，邵杰，魏小龍. 綜合電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐 [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，北京理工大學(xué)出版社，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，哈爾濱工程大學(xué)出版社，西北工業(yè)大學(xué)出版社，

113、2009.</p><p>　　[5] 戴佳，戴衛(wèi)恒，劉博文. 51單片機(jī)C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)—實(shí)例精講（第2版）[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.</p><p>　　[6] 謝自美. 電子線路設(shè)計(jì).實(shí)驗(yàn).測(cè)試（第二版）[M].湖北：華中科技大學(xué)出版社.</p><p>　　[7] 馮育長(zhǎng)等.單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)例分析[M] .西安電子科技大學(xué)出版社，2007.