1、 编号 淮安信息职业技术学院 毕业论文 题目 智能录音机的设计 学生姓名 蒋灵泉 院系 电子工程学院 专业 电子信息工程 班级 711030 指导老师 陈亮讲师 顾问教师 陈达 二一三年六月 摘 要 I 摘 要 随着计算机技术的发展和在控制系统中的广泛应用，以及设备向小型化、智能化的发展，作为高新技术之一的单片机以其体积小，功能强，价格低，使用灵活等特点，显示出出很强的生命力。可以认为，单片机技术 已经成为现代电子技术的十分重要的技术之一，可以使设计的电子产品更具智能化和先进性。进 入 21世纪以来，开发推出单片机的公司很多，各种高性能单片机芯片市场也异常活跃，新技术的不断采用，更加使单片机的
2、种类、性能以及应用领域不断扩大和提高 。 本文用 Flash 单片机 STC89C52和录放时间达 60s 的数码语音芯片 ISD2560设计了一套语音录放系统，实现了语音的分段录取、组合回放，通过软件的修改还可以实现整段录取，循环播放，而且不必使用专门的 ISD 语音开发设备。 关键词 ： 单片机 STC89C52; ISD2560 ; 录放功能 Abstract II Abstract With the development of computer technology and the widely application in control system, and the equip
3、ment to the development of miniaturization, intelligence, as one of high and new technology of single chip microcomputer with its small size, strong function, low price, flexible use, etc, show and strong vitality. Can think, microcontroller technology has become one of the important technology of m
4、odern electronic technology, can make more intelligent electronic product design and advanced. Launched since the 21st century, the development of single-chip microcomputer in the company a lot, all kinds of high performance microcontroller chip market is active, constantly using new technology, mor
5、e make the species, properties and application area of the single chip microcomputer to continuously expand and improve. This paper use Flash microcontroller STC89C52 and playback time of up to 60 s digital speech chip ISD2560 devised a voice recording system, realizes the speech segmentation is adm
6、itted, playback, through software modifications still can realize the whole period of admission, looping, and there is no need to use special ISD phonetic development equipment. KeyWords： single chip microcomputer STC89C52； ISD2560； playback function 目 录 III 目 录 摘 要 .I Abstract . II 目 录 . III 第一章 前
7、言 . 1 1.1 课题背景介绍 . 1 1.2STC89C52 单片机 . 1 1.2.1STC89C52 介绍 . 1 1.2.2 STC89C52 参数 . 2 1.3Proteus 软件 . 2 1.3.1Proteus 介绍 . 2 1.3.2Proteus 软件的特点 . 3 1.3.3Proteus 的使用 . 3 1.3.4 Proteus 环境下的电路原理图的设计 . 4 1.3.5 Proteus 软件的调试手段 . 4 第二章 系统硬件电路设计 . 7 2.1 设计电路图介绍 . 7 2.2 主要电路介绍 . 7 2.2.1 电源电路 . 7 2.2.2 复位电路 . 8
8、 2.2.3 晶振电路 . 8 2.2.4 发光二极管电路 . 9 2.2.5 咪头电路 . 9 2.2.6AGC 增益电路 . 9 第三章 系统软件程序设计 . 11 3.1 系统流程图 . 11 3.2 系统调试 . 11 3.3 系统功能 . 11 第四章：总结与展望 . 13 参考文献 . 15 致谢 . 17 目 录 IV 第一章 前言 1 第一章 前 言 目前基于单片机的语音系统的应用越来越广泛，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等。本文用 Flash 单片机 STC89C52 和录放时间达 60s 的数码语音芯片 ISD
9、2560设计了一套语音录放系统，实现了语音的分段录取、组合回放，通过软件的修改还可 以实现整段录取，循环播放，而且不必使用专门的 ISD 语音开发设备。 此套系统应用的 ISD2560 是一种永久记忆型语音录放电路器件，它具有音质自然、使用方便、单片存放、反复录音、低功耗、抗断电等特点，广泛应用于许多领域。利用单片机来实现语音的录放具有很大的研究、开发价值。 1.1 课题背景介绍 如今，随着消费类电子的兴起和繁荣以及各类芯片的发展，人们对录音播放设备的需求也不断的增多，录音播放设备应用的领域也不断增加。从以往在生活中的应用渐渐发展到语音识别、语音控制方面的应用。传统的录放解决方案存在电路体积大
10、、录放 效果差、稳定性欠佳等弊端逐渐展现出来。语音录音播放系统也在不断的改进传统的录放所存在弊端。并向着体积小、录放效果好、稳定性强、系统更完善的方向发展。本次的录音播放控制器设计正是符合了录音播放设备的这种发展大环境，满足了人们的需要。 1.2STC89C52 单片机 1.2.1STC89C52 介绍 STC89C52 是 STC 公司生产的一种低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系统可编程 Flash 存储器。 STC89C52 使用经典的 MCS-51 内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统 51 单片机不具备的功能。在 单芯片上，拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统可
11、编程 Flash，使得 STC89C52 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 具有以下标准功能： 8kSTC89C52 是 STC公司生产的一种低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。 STC89C52 使用经典的 MCS-51 内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统 51 单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统可编程 Flash，使得 STC89C52 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 具有以下标准功能： 8k 字节 Flash， 512 字节 RAM， 32 位 I/O 口线
12、，内置 4KB EEPROM， MAX810 复位电路， 3 个 16 位 /计数器， 4 个外部中断，一个 7 向量 4 级中断结构（兼容传统 51 的 5 向量 2 级中断结构）。另外 STC89C52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持 2 种软件可选择节电模式。空闲模式下， CPU 停止工作，允许 RAM、定时器 /计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，淮安信息职业技术学院毕业设计论文 2 RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率 35MHz， 6T/12T 可选字节 Flash， 512 字节 RAM， 32 位 I/O
13、口线，内置 4KB EEPROM， MAX810 复位电路， 3 个 16 位计数器， 4 个外部中断，一个 7 向量 4 级中断结构（兼容传统 51 的 5 向量 2 级中断结构）。另外 STC89C52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持 2 种软件可选择节电模式。空闲模式下， CPU 停止工作，允许 RAM、定时器 /计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下， RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率 35MHz， 6T/12T 可选 。 1.2.2 STC89C52 参数 （ 1).增强型 8051单片机， 6 时钟和 12 时
14、钟 /机器周期可以任意 选择，指令代码完全兼容传统 8051。（ 2） . 工作电压： 5.5V 3.3V（ 5V 单片机） /3.8V 2.0V（ 3V 单片机）。（ 3） .工作频率范围： 0 40MHz，相当于普通 8051 的 0 80MHz，实际工作 频率可达 48MHz。 (4). 用户应用程序空间为 8K 字节。 (5). 片上集成 512 字节 RAM。 (6). 通用 I/O 口（ 32 个），复位后为： P0/P1/P2/P3 是弱上拉， P0 口是漏极 开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为 I/O 口用时，需加上拉电阻。 (7). ISP（在系统可编程） /I
15、AP（在应用可编程），无需专用编程器，无 需专用仿真器，可通过串口）直接下载用户程 序，数秒即可完成一片。 (8). 具有 EEPROM 功能。 (9). 共 3 个 16 位定时器 /计数器。即定时器 T0、 T1、 T2。 1.3Proteus 软件 1.3.1Proteus 介绍 Proteus 软件是来自英国的 EDA 工具软件，该软件具有十多年的历史，在全球广泛使用，除了其具有和其它 EDA 工具一样的原理布图、 PCB 自动或人工布线及电路仿真的功能外，其革命性的功能是， 它 的电路仿真是互动的，针对微处理器的应用，还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程，并实现软件源码级的实时调试
16、，如有显示及输出，还能看到运行后输入输出的效果，配合系统配置的虚拟仪器如示波器、逻辑分析仪等，不需要别的， Proteus 已经 建立了完备的电子设计开发环境 ！ 尤其重要的是 Proteus Lite 可以完全免费，也可以花微不足道的费用注册达到更好的效果；功能最强的 Proteus 专业版也非常便宜，人人用得起，并且 对高校还有更多优惠。 Proteus 组合了 高级原理布图、混合模式 SPICE 仿真， PCB 设计以及自动布线来实现一个完整的电子设计系统。此系统受益于 15 年来的持续开发，被电子世界在其对 PCB 设计系统的比较文章中评为最好产品 “The Route to PCB
17、CAD”。 Proteus 产品系列也包含了我们革命性的 VSM 技术，用户可以对基于微控制器的设计连同所有的周围电子器件一起仿真。用户甚至可以实时采用诸如LED/LCD、键盘、 RS232 终端等动态外设模型来对设计进行交互仿真。 第一章 前言 3 1.3.2Proteus 软件的特点 全部满足单片机软件仿真系统的标准， 并在同类产品中具有明显的优势。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、 RS-232动态仿真、 C 调试器、 SPI 调试器、键盘和 LCD 系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。 目前支持的单片机类型有 :6800
18、0 系列、 8051 系列、 AVR 系列、 PIC12 系列、PIC16 系列、 PIC18 系列、 Z80 系列、 HC11 系列以及各种外围芯片。 支持大量的存储器和外围芯片。总之，该软件是一款集单片机和 SPICE 分析于一身的仿真软件，功能极其强大，可仿真 51、 AVR、 PIC。 一台计算机、一套电子仿真软件，再加上一本虚拟实验教程，就可相当于一个设备先进的实验室。以虚代实、以软代硬，就可建立一个完善的虚拟实验室。在计算机上学习电工基础，模拟电路、数字电路、单片机应用系统等课程，并进行电路设计、仿真、调试等。 1.3.3Proteus 的使用 (1)软件打开 双击桌面上的 ISI
19、S 7 Professional 图标或者单击屏幕左下方的 “开始 ”“ 程序 ”“Proteus 7 Professional”“ISIS 7 Professional” ，出现如图 1-1 所示界面，随后就进入了 Proteus ISIS 集成环境。 图 1-1 启动时的界面 (2)工作界面 Proteus ISIS 的工作界面是一种标准的 Windows 界面，如图 1-2 所示。包括：标题栏、主菜单、标准工具栏、绘图工具栏、状态栏、对象选择按钮、预览对象方位控制按钮、仿真进程控制按钮、预览窗口、对象选择器窗口、图形编辑窗口。 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 4 图 1-2 Prote
20、us ISIS 的工作界面 1.3.4 Proteus 环境下的电路原理图的设计 Proteus 和 PROTEL、 EWB 等软件相似 ， 绘制原理图都要先从器件库里取出所需的元器件符号并在绘图区布局好，同时编辑好元件的参数，接着进行连线，添加必要的网络标号等步骤。 运行 Proteus VSM 的 ISIS 后出现如图 1-3 所示的主窗口界面，点击“File”“New Design”新建一个设计项目。接下来就是在其中所需的添加元器件了，点击元器件添加按钮会弹出 “Pick Devices”对话框，在其中选择需要添加的元器件，添加到器件列表区中。然后再依次点击列表区里的元器件，把它们放到绘
21、图区并编辑其属性，接着进行合理的布局之后，就可以进行连线了。与 PROTEL类似， Proteus 也具有自动捕捉节点和自动布线功能，连线时当鼠标的指针靠近一个对象的引脚时，跟着鼠标的指针就会出现一个 “”提示符号，点击鼠标左键即可画线，在终点再 点击确认一下就完成一段导线，所有 的 导线画完后，点击电源按钮，添加必要的电源和接地符号，并编辑其属性后，原理图的绘制就完成了，如图 1-4 所示。 AO/M01A1/M12A2/M23A3/M34A4/M45A5/M56A6/M67A78A89A910AUX IN11VSSD12VSSA13SP+14SP-15VCCA16MIC17MIC REF1
22、8AGC19ANA IN20ANA OUT21OVF_22CE_23PD24EOM25P/R_27VCCD28XCLK26*1ISD2560P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.5/T115P3.6/WR16P3.7/RD17P2.728P2.627P2.526P2.425P2.324P2.223P2.122P2.021RSET9X218X119GND20PSEN29ALE30EA31P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P
23、0.237P0.138P0.039VCC40U1STC89C521 2 3 4 5 6 7 8 9P1MHDR1X930pFC730pFC512XTALGNDX2X1LS1Speaker10KR3GNDMK1Mic210KR41ufC310KR2S1VCCGNDS322uFC622uFC4GNDVCCVCC47uFC81KR6VCC4.7ufC1470KR1GNDVCC10uFC2D1D21KR51KR7T1TransD3D5D7D8D6Vin VoutGNDVR1103C11470uFC9220uFC101KR8S4VCCGNDP2.5P2.4GNDS2GNDD41KR9VCCP2.3图 1
24、-3 Proteus 主窗口 图 1-4 电路原理图 1.3.5 Proteus 软件的调试手段 Proteus 提供了比较丰富的测试信号用于电路的测试。这些测试信号包括模拟第一章 前言 5 信号和数字信号。对于单片机硬件电路和软件的调试， Proteus 提供了两种方法 :一种是系统总体执行效果，一种是对软件的分步调试以看具体的执行情况。对于总体 执行效果的调试方法，只需要执行 debug 菜单下的 execute 菜单项或 F12 快捷键启动执行，用 debug 菜单下的 pause animation 菜单项或 pause 键 暂停 系统的运行；或用 debug 菜单下的 stop an
25、imation 菜单项或 shift-break 组合键停止系统的运行。其运行方式也可以选择工具栏中的相应工具进行。 对于软件的分步调试， 应先执行 debug 菜单下的 start/restart debugging 菜单项命令，此时可以选择 step over、 step into 和 step out 命令执行程序（可以用快捷键 F10、 F11 ），执行的效果是单句执行、进入子程序执行和跳出子程序执行。在执行了 start / restart 命令后，在 debug 菜单的下面要出现仿真中所涉及到的软件列表和单片机的系统资源等，可供调试时分析和查看。 其功能模块： 个易用而又功能强大的 ISIS 原理布图工具； PROSPICE 混合模型 SPICE 仿真； ARES PCB 设计。 PROSPICE 仿真器的一个扩展 PROTEUS VSM：便于包括所有相关的器件的基于微处理器设计的协同仿真。此外，还可以结合微控 制器软件使用动态的键盘、开关、按钮、 LED 甚至 LCD 显示 CPU 模型。
