微机原理数字录音机课程设计

郑州科技学院微机原理课程设计主题数字记录器学生姓名XX专业10班计算机科学与技术3班数字x教育部信息工程学院教师完成日期：2012年1月4日郑州科技学院微机原理课程设计任务书主题数字记录器专业x三班学生人数x姓名x一.基本要求将声音传感器麦克风连接到J2，并将代表声音的电信号发送到2号通道；数模转换器的输出通过K8跳线连接到喇叭。编程时，IN2输入的语音数据以8千赫的速率收集并存储在存储器中，收集64，000个数据(记录8秒)，然后将数据以指定的速率和幅度发送到DAC0832，使扬声器发声。要求用开关K0控制启动，K2控制停止，K3控制回放，或用键盘控制启动和停止。二。设计任务如图所示连接线路，将传感器(麦克风)连接到T2，从麦克风传输语音电信号，并将代表语音的电信号传输到ADC0809。CLK0采用可编程定时器/计数器8253，对时钟进行计数，输入时钟频率为1兆赫兹，然后将GATE0门控制信号接至5V，通过GATE0端控制计数器的开始计数和停止计数操作。CS芯片选择信号连接到280小时测试箱的地址。第三，设计时间2012年12月30日至2013年1月4日讲师：教学和研究科主任：内容摘要1导言21.实验目的32.项目设计内容43.设计方案和演示64.系统设计74.1硬件设计74.1.1数字记录电路7的工作原理4.1.2芯片和引脚功能介绍84.2具体实施方法154.2.1实现录音回放系统的功能154.2.2调试程序205.分析和总结25致谢27附录28附件是1:个组件的列表28附件是2:个程序的列表基于微机原理的数字记录仪课程设计摘要本课程设计的主要研究思路是运用微机原理和接口技术知识，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芯片实现电信号和数据信号的转换。8253设置为模式0，计数为200，PA0用于查询电平变化并控制记录和回放时间。达到数字录音的目的。它可以广泛应用于数字录音领域。因此，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：数字录音模数转换数模转换介绍微机原理与接口技术是一门实践性很强的学科，很多内容通过学习教材是无法完全掌握的，只有通过实践才能直观、深刻地理解。在课题设计过程中，学生可以体验分析问题、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接口技术的相关知识，达到知识整合的目的。主要特点：微机原理与接口技术教材的主要内容的编写涵盖了课程的主要知识点，具有通用性，适合不同的设计类学校。详细阐述了课程设计的原则。课程设计的步骤循序渐进，便于学生独立完成课程设计。有许多例子。不仅有适合学生独立完成的小项目，也有适合团队完成的大项目，这不仅可以培养学生的实践能力，还有助于培养学生的团队意识。1.实验目的实验目的：(1)了解数模转换器的基本原理，掌握DAC0832芯片的用法；(2)了解模数转换器的基本原理，掌握ADC0809芯片的用法；(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方法；(4)了解录音机的基本工作原理，掌握其内部连接方式。2.的内容根据设计要求，本数字记录仪汇编语言设计所需的芯片包括模数转换芯片ADC0809、数模转换芯片DAC0832、定时计数器8253、可编程并行I/O接口8355A和解码器74LS138。设计过程可概括如下：利用传感器和ADC0809采集语音数据，以每秒5000的速度采集IN0输入的语音数据并存储在存储器中，共采集60000个数据，即记录12秒。DAC0832执行数模转换，并以相同的速率向DAC0832发送数据以鸣响喇叭。8253用作时序，时序为0.2ms，设置为模式0，初始计数值为200。8253计数器0的OUT0连接到8255A的PA0，PA0用于查询OUT0级别。如果是高电平，表示计时时间到了。地址线由解码器74LS138解码，以产生每个接口芯片所需的信号。2.连接如图1所示的电路，将声音传感器连接到J2，并将代表声音的电信号发送到ADC0809的通道2 (in2 );数模转换器的输出通过K8跳线连接到喇叭。图2.1硬件连接图3.每个芯片的功能和工作方法(1)本设计中1)ADC0809的功能和工作模式ADC0809用于数据采集，用于采集12秒的语音信号并保存到相应的存储单元。对于ADC0809的8个模拟通道，数据总线的低8位D2、D1和D0用于控制ADC的通道选择信号ADDC、ADDB和ADDA，以选择其中一个模拟通道输入。在本设计中，初始值为000(D2=0，D1=0，D0=0)，即选择IN0通道进行数据采集，然后使能ADC0809的ALE和START，START和ALE信号通过CPU对所选通道端口执行输出命令，开始模数转换。转换完成后，发送一个EOC信号。当平机会处于高电平时，中央处理器可以查询和读取每次获得的模数转换结果。当中央处理器知道转换已经完成并执行输入指令来验证运行经验信号时，输出缓冲器被打开，数据被发送到数据总线。系统时钟被分频并连接到ADC0809芯片的时钟引脚CLK。(2)2)DAC 0832在本设计中的作用和工作模式在本设计中，我使用的DAC0832以直通方式连接到中央处理器。从硬件图可以看出，芯片DAC0832只有一个端口地址，即88H。DAC0832的ILE信号接5V，WR1和WR2全部接地，始终有效。DAC0832的输入寄存器和数模转换器寄存器处于门控状态。只要中央处理器想在端口88H执行一个输出指令，XFER将有效，中央处理器输出的繁荣数字量将顺利通过数模转换器的两个寄存器，然后进行数模转换，转换结果将在运算放大器的输出端得到。(3)8253和8255A在本设计中的作用和工作方法8253在本设计中用作定时，工作在模式0，并与8255A连接完成定时操作。8255A使用工作模式0进行输入操作。工作模式0是8255A端口的基本输入/输出模式。中央处理器可以从指定端口输入信息或向指定端口输出信息。当8253写入模式0控制字时，计数输出OUT0立即变为低电平，并在整个计数过程中保持低电平。计数完成后，OUT0输出变为高电平。8253计数器0的OUT0连接到8255A的PA0，所以可以通过询问PA0是否为1来判断计数是否完成。当计数完成时，表示计时结束。(4)4)74LS 138在本设计中的作用解码器74LS138解码地址线以产生每个接口芯片所需的信号3.设计方案和演示设计方案及论证如下：1.本课题的设计可以采用单独的硬件设计，也可以采用软硬件结合的方式。后一种设计方案更合适，能达到微机原理和接口技术的目的。2.硬件单独完成设计，硬件材料多，调试不方便，设计复杂。与软硬件结合相比，后者更合适。3.由于我们上次学习的课程是微机原理和接口技术，所以我们已经掌握了一定的微机原理和接口技术知识。因此，本设计采用软硬件结合的设计，并配合通用微机接口实验系统的实验箱来实现本设计和本设计功能。同时，本课程可以进一步理解和巩固。为今后的学习和工作打下良好的基础。4.系统设计4.1硬件设计准备测试盒，检查芯片和电线是否完整。如图1所示连接电线。具体连接条件如下：8255: CS 8255地址解码Y1，PA0连接到8253的OUT0。8253: cs 8253地址解码Y0，CLK0以1兆赫的频率脉动。GATE0连接到VCC。数模转换器0832: CS 0832地址解码Y2，UB接收语音输入。ADC0809:CS0809地址解码Y3，CLK脉冲频率为1兆赫。IN2连接到麦克风输出。4.1.1数字记录电路的工作原理如图所示连接线路，将传感器(麦克风)连接到T2，从麦克风传输语音电信号，并将代表语音的电信号传输到ADC0809。模数转换芯片通道2(IN2)，芯片选择信号CS在低电平有效地连接到由298H地址信号控制的微机通用实验系统盒的地址298H，低电平指示选择了ADC0809芯片。采用可编程定时/计数器8253，CLK0计数时钟，输入时钟频率为1兆赫兹，然后门控信号门0接5V，计数器的开始计数和停止计数操作通过门0端控制。CS芯片选择信号连接到280H测试盒的地址；同样，CS低电平有效。如果280H为低电平，则选择8253芯片。OUT0连接到PA0；当时间到或计数结束时，将8253设置为模式0。计数值为200(计时0.2毫秒)。然后用8255PA0查询OUT0级。高电平表示计时时间已到。CS芯片选择信号连接到实验箱288H并由它输入。数模转换器的输出连接到喇叭。CS芯片选择信号地址292H。总的想法是：IN2以每秒5000次的速度收集输入语言数据(8253作为计时)，并将其存储在内存中。总共收集了60，000个数据(记录12秒)，然后以相同的速率将数据发送到DAC0832，以使扬声器发声(回放)，实现数字记录和回放的效果。4.1.2芯片和引脚功能介绍(1)模数转换器ADC0809图4.1 ADC0809结构ADC0809是一款采用CMOS技术的双列直插式8位模数转换芯片。内部采用逐次逼近原理，单极性，量程为0 5v。芯片内部有8个模拟开关，可以控制和选择8个模拟输入之一。它还有一个三态输出锁存缓冲器，可以直接连接到中央处理器总线，无需外部锁存。它是一种应用广泛的模数转换芯片。ADC0809的内部结构ADC0809内部由两部分电路组成：第一部分：8个模拟通道选择开关、地址锁存器和解码器。第二部分：比较器、8位逐次逼近寄存器、8位开关树数模转换电路、控制逻辑、三态输出缓冲锁存器。工作原理：ADDA、ADDB、ADDC和ALE从八个模拟量中选择一个，并通过通道选择开关施加到比较器的一端。模数转换由启动信号启动，合成孔径雷达清零。在时钟的控制下，合成孔径雷达从高到低依次设置为1，每设置一次后合成孔径雷达被送到数模转换器转换成与合成孔径雷达中的数字量成正比的模拟量。数模转换器的输出施加到比较器的另一端，并与输入模拟电压进行比较。如果Vi大于或等于V0，则预留该位的1。如果Vi小于V0，该位清零。经过8次比较(8个时钟)，合成孔径雷达中的8位数字就是结果。运行经验有效时，合成孔径雷达中的8位二进制数输出到锁存器，并通过D7至D0输出，同时发送运行经验转换结束信号。(2)ADC 0809引脚功能如下：IN0 IN7: 8个模拟输入通道。D0 D7: 8位数字输出端子。START :开始输入转换命令，并从1 0开始模数转换，要求信号宽度为100n运行经验：输出使能，高电平有效ADDA、ADDB、ADDC :地址输入线用于将八个模拟输入之一选通为模数转换。其中ADDA为LSB位，施加在这三个引脚上的电平代码为000-111数据锁存允许信号。它用于将三个地址ADDC地址线发送到地址锁存器中。转换结束信号的输出。当转换完成后，平机会的正转换可用于向中央处理器申请中断，其高电平也可由中央处理器查询。CLK:时钟脉冲输入端，要求时钟频率不高于640千赫兹。REF()，REF(-):参考电压。通常，当与微型计算机接口时，参考(-)连接到0V或-5V，参考()连接到5V或0V。(2)数模转换器数模转换器图4.2 ADC 0809工作框图DAC0832是由COMS工艺制造的双列直插式8位数模转换芯片。内部采用T型电阻网络。数字输入具有输入寄存器和数模转换器寄存器两级缓冲器，可以以双缓冲器、单缓冲器或直接输入模式连接。芯片选择信号：输入低电平有效，结合ILE，可以控制写信号是否有效。ILE允许锁存信号：输入高有效。输入锁存器的锁存信号由ILE、当ILE为高电平、低电平并且输入负脉冲时，在端子处产生正脉冲。当处于高电平时，输入锁存器的状态随着数据输入线的状态而改变，并且的负跃迁将数据线上的信息驱动到输入锁存器中。写信号1:输入低电平有效。当ILE全部