毕业设计（论文）基于单片机的语音播放系统分析与设计

1、 东北石油大学秦皇岛分校毕业论文摘 要今天,数码语音技术已经发展成为一种时尚化智能化,人性化的代表技术，出现在工业、交通、军事、安全保卫、教育、娱乐、体育、通讯、广告、旅游、休闲、政治宣传等各个领域。自然的语音、声音是稍纵即逝的,聪慧的人类想了很多办法来留存它们,这样可以在任何需要的时候重复播放出来。这种保留原声的媒介曾有过钢丝、黑胶唱片、胶片、磁带、激光唱片等等，这些媒介都需要精密复杂的机械传动装置来配合，大多体积比较大,耗电大，控制不够灵活，有介质磨损,使用寿命有限。现在,我们可以采用数码电子技术将纯的无任何机械的半导体集成电路(ic)去完成语声信号的存储和还原,这样一类经过存储而还原播放

2、的语言声音，我们称为 数码语声。这类保存着数码语声的集成电路我们称为数码语声电路，或语声ic,有了这些语声ic声音就能保留和还原，而且能被选择性地反复播放，也就能让不会说话的各种物品发出声音或开口说话。语声ic具有体积小、耗电少、可控制性能好、永无磨损、永久寿命等特点。它是采用电子处理技术将复杂的语声信号“切分”成很多份，以最小的单位存储在自己内部的存储器里。当需要时，再把这些小份拼接成完整的语声信号播放出来。经由语声ic的处理、保存再回放出来的声音效果会比原声有一定的失真,现在还原声音最好的是激光唱片方式,它的声音取样频率是44.1khz,取样位数是24位，简单的说就是把一秒钟的语声信号横着

3、切24份，再竖着切4万4千多份，累计把一秒钟的信号切成了约100万份分别存储在激光唱片上，等播放时再拼在一起还原出来，因此有较好的还原度。而语声ic因为制造技术和成本问题，其能够使用的存储器容量比较小,大多数的语声ic都采用6khz5位采样，即大约把一秒种的信号切成3万份，因此还原效果就要差不少。但随着技术的发展，这一差距正在减少。语声ic的成本主要取决于内部电路的复杂程度和存储器的容量，在短时间语声长度的产品中,语声ic的性能价格比是非常高,有的种类的语声ic价格低到只有几分钱，这是任何其它数码语声还原设备无法比拟的。关键词 语音；ic；存储器；声音；语音芯片27东北石油大学秦皇岛分校毕业论

4、文目录摘 要i目录第1章 概述11.1 国内外研究现状21.2 语音播放的基本概念21.3 语音芯片的分类2第章 基于单片机的语音播放系统分析与设计42.1 系统分析设计42.2 单片机的选取72.3 语音芯片芯片选取72.4 语音芯片芯片选取8第章 基于单片机语音播放系统的硬件设计113.1 音频输入电路的设计113.2 isd1720与at89s52接口电路的设计123.3 led数码管驱动电路的设计123.4 单片机硬件电路设计123.4.1系统复位电路133.4.2时钟电路133.5 电路板的制作133.5.1 protel 99se 绘制原理图143.5.2 焊接电路板143.6 m

5、ax232 的电路设计14第章 基于单片机语音播放系统的软件164.1系统程序设计164.2 keil3程序汇编调试与hex烧写234.2.1 8051开发工具23第4章 总结26参考文献27致谢28附录1电路原理图29第1章 概述1.1 国内外研究现状最近的十五年是电子行业突飞猛进的时期，语声ic的发展也见证了这一过程，十几年前的产品几乎都被淘汰出局了，期间也曾有几十种语声ic不断被开发出来，总的方向是集成度越来越高、功能越来越强大、音质效果越来越好、成本越来越低。最后，经得住市场考验的，目前在通用市场上几乎只有三颗星星在闪耀。一是otp芯片a8108a 、8208a 、840n 系列。这款

6、芯片是美国issi公司大约在1992年开发的，内部有prom存储器，只能烧写一次。原设计只是掩膜语音芯片的开发工程样片。过去用户在要求投产maskrom语音芯片前,都希望厂家提供实验用的工程样片，但大多数厂家都是提供一个由很复杂的分立器件电路搭建的开发评估板直到今天大多数厂家仍然如此，这板子很大只能和用户的电路接口模拟使用，不能装入用户的产品中，更不能让用户小批量生产试投产，而且投产出来的掩膜片与评估板的音质、管脚、电性能都有所不同，令用户风险很高。issi公司就开发了这一款芯片，而且设计了该芯片的开发工具，可以一起卖给用户做实验和小批量生产，等试验成熟后再投大量而便宜的掩膜芯片。可以说它只是

7、作为推销issi公司掩膜芯片的一个促销手段来设计的，但是otp芯片的快速开发、简单易控制等特性引起很多设计工程师的青睐，一直使用至今。另外，随着个性化时代的到来，产品的设计日益多样化，生产也朝着多品种、少数量的方向发展，再加上市场的风云变幻加快，一般厂家用户越来越不敢动辄几万、几十万地投产掩膜芯片，几乎都是先拿otp片试打市场，看市场反应和接受程度再来定夺。因此该系列产品的销量近年来反而增大了很多。美国 issi 公司在2002年停止了该系列产品的生产，目前由台湾的一家公司提供兼容的产品。二是isd系列产品。这款是美国isd公司大约在1994年开发的，内部有 eeprom 存储器，可以反复擦写

8、。isd的这款产品具有划时代的意义，因为它采用所谓“模拟存储技术”实现了极好的语声还原效果，而且能录能放，控制简单灵活，同时有很强的智能控制，令人耳目一新。该系列芯片经过原珠海特思高公司、原深圳矽源公司、原北京泰思特研究所、北京中青世纪公司近十年的努力推广，目前已经是通用语声产品市场的主流。其中值得一提的是，由于isd芯片的控制有一定的复杂性，在1996年前又两项比较大的难点阻碍其应用发展，一是isd的技术资料一直只有很厚的英文资料和很简单的中文资料，二是美国isd公司提供的编程开发系统价格贵达1. 8万元/套，都令开发技术人员寸步难行。1996年上述几家公司联合起来翻译、编写、出版了 isd

9、 全系列单片语音录放电路设计与应用汇编，同年北京中青世纪公司自行开发成功了isd1425、isd3340k编程拷贝系统，价格降低到不足2000元/套，而且操作非常简单方便。这两项工作的完成令 isd 在国内的应用和推广起了关键性的作用。另外上述几家公司都开发了很多围绕 isd 设计的开发实验板、功能板等配套产品，也为技术人员快速开发 isd 语声产品提供了很大的帮助。美国isd公司大约在1999年被台湾的华邦公司收购，成为其一个子公司。这几年 isd 公司还推出了一些长时间的新产品，但在现在看来都不太成功。其原开发的isd1100、1400、2500、4000系列产品，语声长度涵盖10秒至16

10、分钟非常经典。 2002年isd公司又开发完成isd1800系列产品，语声长度在620秒，以高音质、低价格主打礼品玩具等低端市场，销售成绩非常显著。第三颗星是 2003 年底刚诞生的 pm50 系列产品。这是北京中青世纪公司委托台湾设计公司开发的新款语声 ic 系列，该公司一直是 isd 产品在国内的最大技术支持单位，非常熟悉电子市场和技术人员的需求，根据大量客户对 otp 芯片和 isd 芯片的需求反应专门开发了这款新的语声芯片。其特点是采用单片机 + 语音处理器 +flashram 结构，能反复擦写、控制较 isd 简单方便、有 20 秒 200 秒一系列产品较 otp 芯片齐全等，更重要

11、的是开发人员用编程好的文件既能够烧写 flashram 版本的 pm50 产品，也能交给厂家原样生产几个极为低廉的掩膜版本的 pm50 产品，两者完全互换性能一致，这意味着国内的任何普通技术人员也能自己设计、开发掩膜语声芯片。这也是数码语声电路发展历史上划时代的事件。1.2 语音播放的基本概念自然的语音、声音是稍纵即逝的,聪慧的人类想了很多办法来留存它们,这样可以在任何需要的时候重复播放出来。这种保留原声的媒介曾有过钢丝、黑胶唱片、胶片、磁带、激光唱片等等，这些媒介都需要精密复杂的机械传动装置来配合，大多体积比较大，耗电大，控制不够灵活，有介质磨损，使用寿命有限。现在,我们可以采用数码电子技术

12、将纯的无任何机械的半导体集成电路 (ic) 去完成语声信号的存储和还原,这样一类经过存储而还原播放的语言、声音，我们称为数码语声。1.3 语音芯片的分类1、随录随放型的：和磁带机一样,可以自由地通过话筒或模拟音频线路来进行录音，通过驱动喇叭放音。这其中又分几类型。怕断电的，语声保存需要很小的电流，象一些录音贺卡，它以 sram 静态存储器 ic 为介质，断电声音丢失，保存电流很小。在录音贺卡等录音礼品中常将几粒扣式电池嵌入到产品中，这样可以保存录音几个月甚至一年多。特点是可以较长期保存语声。不怕断电的，象一些数码录音笔，它以 flashram 闪烁存储器 ic 为介质，完全断电后语声还能保存十

13、年以上。特点是价格较高。美国 isd 公司的 isd 系列就是这类产品。它生产从 10 秒至 16 分钟的一系列语声芯片产品。2、编程录入的只放型：象 mp3 随身听播放机一样，它的语声（音乐歌曲）录入需通过电脑、软件和专用数字接口来完成，不能简单地通过话筒录入，因此其成本价格较前者低。这其中根据使用存储器的种类不同又分以下几种类型，性能有所不同但其生产成本却相差不大。一次编程otp型,芯片内部是prom 结构存储器,可以通过外部数字接口将语声文件或程序文件烧录进去,但只能烧录一次,以后不能修改不能更换。issi 公司的22c012/022/040（台湾公司的编号分别为a8108a 、8208

14、a 、840n） ,还有一些 otp 型的语音单片机都是此类。多次编程eprom型,电路中用eprom来存储语声数据,它需要专用的烧录工具把语声数据放置在芯片中,这种芯片可以反复烧录,寿命在几十年,次数多了以后就会有一定的单元损坏这是比较早期的数码语声电路构成方式,通常是语音处理um5100加上外挂的eprom老式的公交车语音报站系统多采用这种方式。反复编程flashram型,电路中用flashram来存储语声数据,它需要专用的烧录工具或专用数字接口把语声数据放置在芯片中，这种芯片可以反复烧录，寿命可达到1万次以上。这是最新的数码语声电路构成方式 ,现在流行的mp3播放器就是这种方式。中青世纪

15、公司新开发的pm50、pm64系列也是这一类。3、掩膜生产的只放型:和cd机一样,拿到手的就是定制好的语声，自己不能更改，只能播放这类产品的成本最低。在客户需求方面可以分两类：标准声源型,这是指在电子市场上可以买到的通用语声芯片,例如各种警报声、“倒车倒车请注意”、“这张是假币”等等。它们是大批量生产出来的标准品，价格非常便宜。如果用户能确认可用，将是投资最少见效最快的选择，只是不能根据自己的情况做任何变动，包括语声的音调、音质、触发控制方式等。定制声源型，这是用户有自己的特殊要求而专门制作生产的，需要经过设计开发、制作样片，确认样品，几万片起做的芯片投单，确认芯片，交货等几个过程，制作和生产

16、周期约45天，一次投资一般大约在15万元(人民币)以上，投资均摊在每个芯片上，数量越大价格越低。一直以来，这类芯片的开发和投产在用户和开发商都存在比较大的风险，因为它不能小量快速生产，没有一个小批量的生产测试和市场投放的过程，而且开发商提供的实验样品和最后交付的产品有一定的差别（音质、管脚、电性能等），因而容易出现用户拒绝收货的情况。给双方都造成很大损失。东华北石油大学秦皇岛分校毕业论文第章 基于单片机的语音播放系统分析与设计2.1 系统分析设计基于单片机语音系统系统采用集成语音播放器满足语音合成播放，并将语音片段组合成连续的信号进行播放，通过单片机的spi接口去实现与语音的录制与播放，指示部

17、分有单片机的数码管去显示。该测量仪可实现多段录音和自定义录音。由以上大致分析，整个系统控制将由at89s52单片机为核心构成。选用isd1720作为语音处理芯片，显示信号可由单片机的i/o口进行显示无线控制at89s52单片机语音芯片录音部 分 电源、时钟及复位电路放音部分图2.1 系统分析设计图2.2 单片机的选取单片机是由大名鼎鼎的intel公司发明的，最初的系列是mcs-48，后来有了更加完善的mcs-51，也就是经常说的51系列单片机，它是一种8位的单片机，这个系列的单片机包括了多个种类，如8031，8051，8751，8032，8052，8752等。其中，8051是最典型的产品，该系

18、列的其他产品都是在8051的基础上，进行功能的增减而来的。所以人们习惯使用8051来称呼mcs-51系列单片机。后来intel公司把它的核心技术转让给了世界上很多的小公司，所以世界上就有了许多公司生产51系列兼容单片机，比如飞利浦的87lpc系列、华邦的w78系列、达拉斯的ds87系列、现代的gsm97系列等等。现在我国比较流行的是美国atmel公司的89c、89s系列。我们的实训板上就可以使用89s52芯片，它是在线可编程的，也就是说我们可以通过并口下载线直接把程序下载到芯片里面，使得对芯片的编程非常的方便。而89cx系列就没有这个在线可编程的功能，我们必须使用专用的编程器才能把编程文件写入

19、芯片里面，这样就会使得我们的学习成本增加。随着集成电路技术的飞速发展，单片机技术的出现给现代工业测控领域带来了一次新的技术革命。单片机以其高可靠性、高性价比，在工业测控系统、数据采集系统、智能化仪器仪表、办公自动化等诸多领域得到广泛的应用，并已步入家庭，在洗衣机、空调和电磁炉等家电中到处可见到单片机的踪影。主要特性 与mcs-51单片机产品兼容 4k字节在系统可编程flash存储器 1000次擦写周期 全静态工作：0hz33mhz 32个可编程i/o口线 2个16位定时器/计数器 6个中断源 全双工uart串行通道 低功耗空闲和掉电模式 掉电后中断可唤醒 看门狗定时器 双数据指针 灵活的isp

20、编程（字或字节模式） 4.0-5.5v电压工作范围内部结构:它可以划分为cpu、存储器、并行口、串行口、定时/计数器和中断逻辑几个部分。 cpu由运算器和控制逻辑构成。其中包括若干特殊功能寄存器（sfr） at89s51时钟有两种方式产生，即内部方式和外部方式(如图2.2)。 at89s51在物理上有四个存储空间：片内/片外程序存储大路、片内/片外数据存储器。片内有256b数据存储器ram和4kb的程序存储器rom。除此之外，还可以在片外扩展ram和rom，并且和有64kb的寻址范围。 at89s51内部有一个可编程的、全双工的串行接口。它串行收发存储在特殊功能寄存器sfr的串行数据缓冲器sb

21、uf中的数据。 at89s51共有4个（p0、p1、p2、p3口）8位并行i/o端口，共32个引脚。p0口双向i/o口，用于分时传送低8位地址和8位数据信号；p1、p2、p3口均为准双向i/o口；其中p2口还用于传送高8位地址信号；p3口每一引脚还具有特殊功能，用于特殊信号的输入输出和控制信号。表2.1 p3口引脚的特殊功能引脚号第二功能p3.0rxd(串行输入)p3.1txd(串行输出)p3.2int0（外部中断0）p3.3int1（外部中断1）p3.4to（定时器0外部输入）p3.5t1(定时器1外部输入)p3.6wr（外部数据存储器写选通）p3.7rd(外部数据存储器写选通) at89s

22、51内部有两个16位可编程定时器/计数器t0、t1。最大计数值为216-1。工作方式和定时器或计数器的选择由指令来确定。 中断系统允许接受5个独立的中断源，即两个外部中断，两个定时器/计数器中断以及一个串行口中断。c.外部特性（引脚功能）at89s51芯片有40条引脚，双列直插式封装引脚 vcc(40)：电源+5v vss(20): 接地 xtal1（19）和xtal2（18）：使用内部振荡电路时，用来接石英晶体和电容；使用外部时钟时，用来输入时钟脉冲。 p0口（3932）：双向i/o口。既可作地址/数据总线口用，也可作普通i/o口用。 p1口（18）：准双向通用i/o口。 p2口（2128）

23、：准双向口，既可作地址总线口输出地址高8位，也可作普通i/o口用。 p3口（1017）：多用途口，既可作普通i/o口，也可按每位定义的第二功能操作。 ale/prog（30）：地址锁存信号输出端。在访问片外丰储器时，若ale为有效高电平，则p0口输出地址低8位，可以用ale信号作外部地址锁存信号。公式（21）fale=1/6fosc ,也可作系统中其它芯片的时钟源。第二功能prog是对eprom编程时的编程脉冲输入端。 rst/vpd（9）：复位信号输入端。at89s51接能电源后，在时钟电路作用下，该脚上出现两个机器周期以上的高电平，使内部复位。第二功能是vpd，即备用电源输入端。当主电源v

24、cc发生故障，降低到低电平规定值时，vpd将为ram提供备用电源，发保证存储在ram中的信号不丢失。这的格式修改2.2 at89s51的时钟电路 ea/vpp(31):内部和外部程序存储器选择线。ea=0时访问外部rom 0000hffffh；ea=1时，地址0000h0fffh空间访问内部rom，地址1000hffffh空间访问外部rom。 psen（29）：片外程序存储器选通信号，低电平有效。2.3语音芯片芯片选取模块使用射频芯片pt2262和pt2272组成接收频率位514mhz，接收模块有七个引出端，分别为10、11、12、13、gnd、17、vcc，其中vcc为5v供电端，gnd为接

25、地端， 17端为解码有效输出端，10、11、12、13是解码芯pt2272(sc2272)集成电路的1013脚,为四位数据锁存输出端，有信号时能输出5v左右的高电平，驱动电流约2ma，与发射器上的四为个按键一一相对应。(l)信号锁定(互锁型)即:按遥控器a键所对应的a路输高电平并保持，b路停止，按遥控器b键，a路停止，b路输出高电平并保持，依次循环工作。(m)信号暂存(非锁型)即:按下遥控器a键，所对应的a路输出高电平，松开遥控器按键，a路停止，依次循环工作。(t)信号自锁(自锁型)即:每一路都是触发一次翻转一次，就是按一下为开，再按一下为关。例如：按一下a键，a路输出高电平并自保持，如果再按

26、一下a键，a路停止输出，其它通道类似，互相之间不会干扰。可以使用此模块接收数据，并控制小车的转向，从而达到控制小车的目的。具体控制可以如下 无线模块接收的17 引脚去接单片机中断，单片机执行中断程序，去查询是abcd当中那一个按下，从而确定按键的信号，可以实现无线控制模块的控制信号的分离，进而让单片机去执行相应的功能函数2.4 语音芯片芯片选取isd1700 系列是华邦公司新推出的语音芯片，用来替代已经停产的 isd1400 系列及 isd2500 系列芯片。 isd1700 系列不仅在录音时间上有更多的选择（从 20秒到 240 秒） ，而且在功能上继承 14 及 25 系列的所有录放功能，

27、并增加了一些更加人性化的提示功能及对存储地址的精确操作。 isd1700 的音质也较 14 及 25 系列有明显的提高。isd1700系列芯片是华邦公司新推出的单片优质语音录放电路，该芯片提供多项新功能， 包括内置专利的多信息管理系统， 新信息提示 （valert） 双运作模式（独立&嵌入式） ，以及可定制的信息操作指示音效。芯片内部包含有自动增益控制、麦克风前置扩大器、扬声器驱动线路、振荡器与内存等的全方位整合系统功能。a.主要特性工作电压：2.4v-5.5v,最高不能超过6v 静态电流：0.5 - 1 a工作电流：20mab.内部结构可录、放音十万次，存储内容可以断电保留一百年。两种控制方

28、式，两种录音输入方式，两种放音输出方式可处理多达 255 段以上信息有丰富多样的工作状态提示 多种采样频率对应多种录放时间音质好，电压范围宽，应用灵活，价廉c.外部特性（引脚功能如图2.4）vccd 数字电路电源/led led指示信号输出/reset 芯片复位miso spi接口的串行输出。isd1700 在sclk 下降沿之前的半个周期将数据放置在 miso 端。数据在 sclk 的下降沿时移出mosi spi接口的数据输入端口。图2.3 isd1700引脚功能主控制芯片在 sclk 上升沿之前的半个周期将数据放置在 mosi 端。数据在sclk上升沿被锁存在芯片内。此管脚在空闲时，应该被

29、拉高sclk spi接口的时钟。由主控制芯片产生，并且被用来同步芯片mosi和miso端各自的数据输入和输出。此管脚空闲时，必须拉高。/ss 为低时，选择该芯片成为当前被控制设备并且开启 spi接口。空闲时，需要拉高vssa 模拟地anain 芯片录音或直通时，辅助的模输入。需要一个交流耦合电容（典值为0.1uf） ， 并且输入信号的幅值不超出1.0vpp。apc寄存器的d3可以定analn信号被立刻录制到存储器中与mic信号混合被录制到存储器中，者被缓存到喇叭端并经由直通线路aud/aux输出。mic+ 麦克风输入+mic- 麦克风输入-vssp2 负极 pwm 喇叭驱动器地sp- 喇叭输出

30、-vccp pwm喇叭驱动器电源sp+ 喇叭输出+vssp1 正极 pwm 喇叭驱动器地aud/ aux 辅助输出，决定于apc寄存器的d7，用来输出一个aud或aux输出。aud是一个单端电流输出，而auxout是一个单端电压输出。他们能够被用来驱动一个外部扬声器。出厂默认设置为aud。apc寄存器的d9可以使其掉电。agc 自动增益控制/vol 音量控制rosc 振荡电阻rosc用一个电阻连接到地，决定芯片的采样频率vcca 模拟电路电源/ft 模式下，当 ft 一直为低，analn 直通线路被激活。analn 信号被立刻从 analn 经由音量控制线路发射到喇叭以及 aud/aux 输出

31、。d所控制。该管脚有一个内部上拉设备和一个内部防抖动设计，当在 spi 模式下，spi无视这个输入，而且直通线路被 apc 寄存器的，允许使用按键开关来控制开始和结束。/play 播放控制端/rec 录音控制端/erase 擦除控制端/fwd 进控制端rdy /int 一个开路输出。 ready(独立模式) 该管脚在录音，放音，擦除和进操作时保持为低，保持为高时进空闲状态 interrupt(spi 模式) 在完成 spi 命令后，会产生一低信号的中断。一旦中断消除，该变回为高。vssd 数字地用户可利用震荡电阻来自定芯片的采样频率，从而决定芯片的录放时间和录放音质。下表为 isd1700的参

32、数表：d.微机接口主控单片机主要通过四线（sclk，mosi，miso，/ss）spi协议对isd1700进行串行通信。isd1700作为从机，几乎所有的操作都可以通过这个spi协议来完成。为了兼容独立按键模式，一些spi命令：play，rec，erase，fwd，reset和global_erase的运行类似于相应的独立按键模式的操作。另外，set_play，set_rec，set_erase命令允许用户指定录音、放音和擦除的开始和结束地址。此外，还有一些命令可以访问apc寄存器，用来设置芯片模拟输入的方式。东北石油大学秦皇岛分校毕业论文第章 基于单片机语音播放系统的硬件设计3.1 音频输入

33、电路的设计 芯片内部包含有自动增益控制、麦克风前置扩大器、扬声器驱动线路、振荡器与内存等的全方位整合系统功能。isd1760的mic+与mic-连接耳麦，通过连接两个滤波电容去除杂波，双运作模式（独立&嵌入式） ，以及可定制的信息操作指示音效。功能强大。不仅有录、放功能，还有快进、擦除、音量控制、直通放音和复位等功能。图. 图3.1 音频输入3.2 isd1720与at89s52接口电路的设计isd1700系列的spi串行接口操作遵照以下协议:一个spi处理开始于/ss管脚的下降沿。在一个完整的spi指令传输周期，/ss管脚必须保持低电平数据在sclk的上升沿锁存在芯片的mosi管脚，在scl

34、k的下降沿从miso管脚输出，并且首先移出低位。spi指令操作码包括命令字节，数据字节和地址字节，这决定于1700的指令类型 当命令字及地址数据输入到mosi管脚时，同时状态寄存器和当前行地址信息从miso管脚移出。一个spi处理在/ss变高后启动在完成一个spi命令的操作后，会启动一个中断信息，并且持续保持为低，直到芯片收到clr_int命令或者芯片复位。图3.2 isd1720与at89s52接口电路3.3 led数码管驱动电路的设计数码管在系统中可以作为播放显示、计数显示、电路如图7所示。数码管是led的一种集成，将led通过一定的形式安排在相应的位置就构成了数码管，当相应的段码和位码协

35、同操作，于是就产生了数码的显示。在系统中，采用1位一体的集成数码显示器，内部结构为共阳方式。在整体的数码管显示电路中，由p2口为数码管提供相应的段码，分别为a、b、c、d、e、f、g、dp，组成显示相应数码的字段；单片机的低电平信号时就导通，于是数码管的位选端得到5v电源，提供数码管的显示操作。图3.3 led数码管接口电路3.4 单片机硬件电路设计系统设计电路图如附13.4.1系统复位电路复位是单片机的初始化操作，只要给reset引脚加上2个机器周期以上的高电平信号，即可使单片机复位。除了进入系统的正常初始化之外，当程序运行出错或是操作错误使系统处于死锁状态时，为了摆脱死锁状态，也需要按复位

36、键重新复位。在系统中，为了实现上述的两项功能，采用常用的按键电平复位电路，如图3所示。从途中可以看出，当系统得到工作电压的时候，复位电路工作在上电自动复位状态，通过外部复位电路的电容充电来实现，只要vcc的上升时间不超过1ms就可现自动上电复位功能。在本系统中采用10uf的电容和10k的电阻来实现复位电路。当系统出错时，直接按开关实现模拟系统上电复位的功能，从而实现系统重新复位启动。图3.4 按键电平复位电路3.4.2时钟电路时钟电路是单片机的心脏，单片机各功能部件的运行都是以时钟频率为基准的，有条不紊地一拍一拍地工作。时钟频率直接影响单片机的度，时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性。在

37、本系统中采用内部时钟方式的电路，如图4所示。电路中的电容c1、c2典型值为3010 pf。外接代内容的值虽然没有严格的要求，但是电容的大小会影响振荡器的稳定性和起振的快速性。同时，在系统中采用11.0592mhz的晶体振荡器来产生时钟脉冲。一方面，可以满足系统在设计时的机器周 图3.5 单片机内部时钟电路 期的需要；另一方面，在进行串行口通讯的时候能够提供精准的通讯波特率。 3.5 电路板的制作3.5.1 protel 99se 绘制原理图“随着计算机业的发展，从80年代中期计算机应用进入各个领域。在这种背景下，87、88”年由美国acceltechnologiesinc推出了第一个应用于电子

38、线路设计软件包tango，这个软件包开创了电子设计自动化（eda）的先河。这个软件包现在看来比较简陋，但在当时给电子线路设计带来了设计方法和方式的革命，人们纷纷开始用计算机来设计电子线路，直到今天在国内许多科研单位还在使用这个软件包。随着电子业的飞速发展，tango日益显示出其不适应时代发展需要的弱点。为了适应科学技术的发展，proteltechnology公司以其强大的研发能力推出了protelfordos作为tango的升级版本，从此protel这个名字在业内日益响亮。八十年代末，windows系统开始日益流行，许多应用软件也纷纷开始支持windows操作系统。protel也不例外，相继推

39、出了protelforwindows1.0、protelforwindows1.5等版本。九十年代中，win95开始出现，protel也紧跟潮流，推出了基于win95的3.x版本。3.x版本的protel加入了新颖的主从式结构，但在自动布线方面却没有什么出众的表现。另外由于3.x版本的protel是16位和32位的混合型软件不太稳定。98年，prote公司推出了给人全新感觉的proel98。protel98以其出众的自动布线能力获得了业内人士的一直好评。99年，protel公司又推出了最新一代的电子线路设计系统protel99。在protel99中加入了许多全新的特色。a.原理图设计系统原理图

40、设计系统是用于原理图设计的advancedschematic系统。这部分包括用于设计原理图的原理图编辑器sch以及用于修改、生成零件的零件库编辑器b.印刷电路板设计系统印刷电路板设计系统是用于电路板设计的advancedpcb。这部分包括用于设计电路板的电路板编辑器pcb以及用于修改、生成零件封装的零件封装编辑器pcblibc.信号模拟仿真系统信号模拟仿真系统是用于原理图上进行信号模拟仿真的spice3f5系统。d.可编程逻辑设计系统protel99内置编辑器可编程逻辑设计系统是基于cupl的集成于原理图设计系统的pld设计系统。这部分包括用于显示、编辑文本的文本编辑器text和用于显示、编辑

41、电子表格的电子表格编辑器spread。3.6 max232 的电路设计max232 的11引脚接单片机txd端p31，ttl电平从单片机的txd端发出，警服哦max232 转换为rs232 电平后从max232 的14引脚t1out发出，再连接到串口座的2引脚，再经过交叉线后，连接到pc机的串口座的第3引脚rxd端，至此计算机接收到数据。pc机发送数据时从pc机串口座的第2引脚txd端发出数据，再逆向流向单片机的rxd端p30接收数据。需要注意的是，max232 与串口座连接时无论是数据输出还是数据输入端，连接串口座的第2引脚或第3引脚都可以，选用不同的连接方式时，单片机与计算机之间的串口线都

42、要谨慎选择，是选择平行串口线还是选择交叉串口线，是选择母头对公头串口线还是母头对母头串口线都要非常注意，每种选择都有对应的电路，但无论哪种搭配方式，大家都要明白，在单片机与计算机之间必须要有一条数据能互相传输的回路，只要把握好每个交接点就一定能通信成功。图3.6 max232 的电路图第章 基于单片机语音播放系统的软件4.1 系统程序设计#include reg52.h#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit sbnisd_ss = p10;/ isd1760的slave selectsbit sbisd_

43、sclk = p11;/ isd1760的spi接口时钟sbit sbisd_mosi = p12;/ isd1760的spi接口数据输入端口sbit sbisd_miso = p13;/ isd1760的spi接口的串行输出#define cmd_cli_int 0x04 /清中断 #define cmd_pu 0x01 /上电#define cmd_reset 0x03 /复位#define cmd_play 0x50 /放音#define cmd_rec 0x51 /录音#define cmd_stop 0x12 /停止#define cmd_1760_set_play 0x90 /定点

44、放音#define cmd_1760_set_rec 0x91 /定点录音#define cmd_1760_g_erase 0x43 /定点录音#define cmd_1760_set_erase 0x82 /定点清除uchar code dis=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;uint code aspeech_addr=0x10,0x30,0x31,0x50,0x51,0x70,0x71,0x90;unsigned char temp=0x80;uint i, a,flag=0;uchar zz;void delayms(

45、uint w)uint x,y;for(x=w;x0;x-)for(y=110;y0;y-);/语音uchar isd_sendbyte(uchar buf_isd) uchar i; uchar dat=buf_isd; sbisd_sclk=1; sbnisd_ss=0; for(i=0;i=1; if(sbisd_miso=1) dat|=0x80; sbisd_sclk=1; _nop_(); _nop_(); sbisd_mosi=0; _nop_(); return(dat);void isd_reset(void) isd_sendbyte(cmd_reset); isd_sen

46、dbyte(0x00); sbnisd_ss=1;void isd_pu(void) isd_sendbyte(cmd_pu|0x10); isd_sendbyte(0x00); sbnisd_ss=1; delayms(50);void isd_clrint(void) isd_sendbyte(cmd_cli_int); isd_sendbyte(0x00); sbnisd_ss=1;delayms(10); void isd_gettoneadd(uchar cnum, uint * ipstartadd, uint * ipendadd)*ipstartadd=aspeech_addr

47、cnum *2;*ipendadd=aspeech_addrcnum *2 + 1;void isd_setplay(uchar cnum)uint add_st, add_ed;uchar add_st_h, add_st_l, add_ed_h, add_ed_l;isd_gettoneadd(cnum, &add_st, &add_ed); / 取出当前语音的首末地add_st_l=(uchar)(add_st&0x00ff);add_st_h=(uchar)(add_st8)&0x00ff);add_ed_l=(uchar)(add_ed&0x00ff);add_ed_h=(uchar

48、)(add_ed8)&0x00ff);isd_sendbyte(cmd_1760_set_play); / 发送放音指令isd_sendbyte(0x00);isd_sendbyte(add_st_l); /s7:s0 开始地址isd_sendbyte(add_st_h); /s10:s8isd_sendbyte(add_ed_l); /e7:e0 结束地址isd_sendbyte(add_ed_h); /e10:e8isd_sendbyte(0x00);sbnisd_ss=1;delayms(10); void isd_set_rec(uchar cnum)uint add_st, add_

49、ed;uchar add_st_h, add_st_l, add_ed_h, add_ed_l;isd_gettoneadd(cnum, &add_st, &add_ed); / 取出当前语音的首末地add_st_l=(uchar)(add_st&0x00ff);add_st_h=(uchar)(add_st8)&0x00ff);add_ed_l=(uchar)(add_ed&0x00ff);add_ed_h=(uchar)(add_ed8)&0x00ff);isd_sendbyte(cmd_1760_set_rec); / 发送录音指令isd_sendbyte(0x00);isd_sendb

50、yte(add_st_l); /s7:s0 开始地址isd_sendbyte(add_st_h); /s10:s8isd_sendbyte(add_ed_l); /e7:e0 结束地址isd_sendbyte(add_ed_h); /e10:e8isd_sendbyte(0x00);sbnisd_ss=1;delayms(10); void isd_set_erase(uchar cnum)uint add_st, add_ed;uchar add_st_h, add_st_l, add_ed_h, add_ed_l;isd_gettoneadd(cnum, &add_st, &add_ed)

51、; / 取出当前语音的首末地add_st_l=(uchar)(add_st&0x00ff);add_st_h=(uchar)(add_st8)&0x00ff);add_ed_l=(uchar)(add_ed&0x00ff);add_ed_h=(uchar)(add_ed8)&0x00ff);isd_sendbyte(cmd_1760_set_erase); / 发送删除指令isd_sendbyte(0x00);isd_sendbyte(add_st_l); /s7:s0 开始地址isd_sendbyte(add_st_h); /s10:s8isd_sendbyte(add_ed_l); /e7:e0 结束地址isd_sendbyte(add_ed_h); /e10:e8isd_sendbyte(0x00);sbnisd_ss=1;delayms(10); main()tmod=0x20;th1=0xfd;tl1=0xfd;tr1=1;scon=0x50;ea=1;es=1; isd_re