基于51单片机录音笔设计(定稿)

1、1 华侨大学厦门工学院华侨大学厦门工学院 单片机控制系统单片机控制系统 课程设计报告课程设计报告 题 目： 基于 51 单片机录音笔设计专业、班级： 12 级通信 3 班 学生姓名： 詹家炜 学 号： 1202303035 指导教师： 高丽贞 2015 年 6 月 28 日2任务书任务书题目题目 ：基于：基于 5151 单片机录音笔设计单片机录音笔设计一、任务设计一个录音笔，实现语音的存储和回放。二、发挥部分用液晶屏显示存储内容的文字，并且要做好语音的滤波处理功能，也就是播放出来的音质要好。喇叭要用好点的。3目目 录录1、设计任务目的.42、设计任务要求.43、设计方案选取与论证.44、电路设

2、计.54.1 核心控制模块.54.1.1 STC89C52 单片机介绍.54.2 音频处理模块.74.2.1 ISD1760 芯片简介.74.2.2 SPI 模式.114.2.3 微机接口.134.2.4 SPI 协议总述.134.2.5 SPI 命令总览.144.2.6 ISD1760 的存储结构.154.3 系统的总体设计方案.154.3.1 STC89C52 的外围电路设计.164.3.2 单片机复位、晶振电路设计.164.3.3 音频处理电路设计.184.4 软件总设计思路.184.4.1 SPI 通信接口.194.4.2 八段数码管.194.4.3 录放声音程序设计.204.4.4

3、播放对应的语音段.215、制作及调试过程.246、结论.257、致谢.268、参考文献.27 成绩评定表.284一、设计任务目的一、设计任务目的随着电子技术的飞速发展，数码录音笔已得到了越来越多的人的青睐，论文通过对多种录音笔的设计方案进行了比较和分析，选定 STC89C52 单片机设计了一个数码录音笔。 本文提出并设计实现了基于 STC89C52 单片机和 ISD1760语音芯片的多功能录音笔方案。首先介绍了设计方案的选择，接着进行了系统的硬件设计，包括音频输入输出电路的设计、按键控制电路的设计等，设计中以 STC89C52 单片机主控制为核心，采用了华邦公司新推出的 ISD1700 系列语

4、音芯片，用来替代已经停产的 ISD1400 系列及 ISD2500 系列芯片实现录放系统的功能。其中按键控制电路对整个系统进行控制，用一个 8 段数码管更直观的显示录音时间。系统模块包括主程序模块、语音信号的采集模块、键盘扫描模块等，进行了程序流程的设计，编写了程序代码。系统实现了语音数据的录制、播放、暂停、全部擦除选择下一段等功能。最后，对本设计进行总结与展望。数码录音笔在录音领域等实际应用中具有诸多优势，值得进一步学习和研究。二、设计任务及要求此次的设计任务是设计一款基于单片机的录音笔的设计。设计要求如下：具有单片机核心控制模块；具有实现语音的存储和回放。三、设计方案选取与论证方案一：基于

5、单片机、数字信号处理器 DSP、FLASH 存储器的数码录音放音系统。在录音时，语音信号经过处理后送到 A/D 转换器，转换成数字信号，把这些数字信号送到数字信号处理器 DSP 进行压缩处理，压缩后的语音数据送到FLASH 中，回放时从 FLASH 存储器中读取压缩的数据经过 D/A 转换后，再通过喇叭等具有播放功能的器件进行播放。具体框图如下所示： 由于此数字信号A/D 转换器语音信号DSP处理器压缩FLASH存储器图 3.1 方案一结构图5方案要通过A/D芯片，专门的DSP芯片，本设计不需要高速、高精度运算，而且DSP功耗相对高，成本比较高，因此不选择此方案。方案二：通过 51 单片机与语

6、音功能集成芯片 ISD1760 进行设计，由单片机控制ISD1760 来实现语音的录制存储以及播放清除等功能。具体框图如下所示：按键信息语音指令显示独立按键51 单片机ISD1760芯片8 段数码管显示由于采用资源不多的 51 单片机，这样节省了资源同时单片机运算速度已经足够用于检测按键，以及控制录音笔进行各种操作，而且这种设计无需对数字信号进行编码压缩的复杂的操作，实现简单，功耗不高，相对而言成本也不高，所以本设计采用了此方案。四、电路设计四、电路设计4.1 核心控制模块控制模块是整个录音笔的核心，实现对语音芯片 ISD1760 发送或接受指令，使其完成相应的动作。本设计采用了型号为 STC

7、89C52 单片机，它是一种简明易掌握，效率较高的指令系统，对存储空间和时间的利用率较高。4.1.1 STC89C52 单片机介绍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，拥有图 3.2 方案二结构图6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。其主要工作特性是：8k 字节 Flash，512 字节 R

8、AM， 32 位 I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810 复位电路，3 个 16 位定时器/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），全双工串行口。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。STC89C52 单片机的引脚排列如图 4.1：图

9、 4.1 STC89C52 单片机的引脚排列74.2 音频处理模块音频处理模块主要由语音芯片 ISD1760 及其周围的滤波电路，其作用是对声音的处理，通过单片机控制声音的录放。4.2.1 ISD1760 芯片简介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,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。特征如下：一、特点：可录、放音十万次，存储内容可以断电保留一百年。两种控制方式，两种录音输入方

10、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，价廉物美。图 4.2 ISD1700 系列管脚图8二、电特性：工作电压：2.4V-5.5V,最高不能超过 6V静态电流：0.5 - 1 AA工作电流：20mA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 的参数表：而芯片的采样率可以通过外部振荡电阻来调节：3、独立按键工作模式ISD1700 的独立按键工作模式录放电路非常简单（后附图），而且功能强大。不仅有录、放功能，还有快进、擦除、音量控制、直通放音和复

11、位等功能。这些功能仅仅通过按键就可完成。在按键模式工作时，芯片可以通过/LED 管脚给出信号来提示芯片的工作状态，并且伴随有提示音，用户也可自定 4 种提示音效。录音操作：按下 REC 键，/REC 管脚电平变低后开始录音，直到松开按键使电平拉高或者芯片录满时结束。录音结束后，录音指针自动移向下一个有效地址。而放音指针则指向刚刚录完的那段语音地址。放音操作：放音操作有两种模式，分别是边沿触发和电平触发，都由/PLAY 管脚触发。A）边沿触发模式：点按一下 PLAY 键，/PLAY 管脚电平变低便开始播放当前段的语音，并在遇到 EOM 标志后自动停止。放音结束后，播放指针停留在刚播放的语音起始地

12、址处，再次点按放音键会重新播放刚才的语音。在放音期间，LED 灯会闪烁直到放音结束时熄灭。如果在放音期间点按放音键会停止放音。B）电平放音模式：如果一直按住 PLAY 键，使/PLAY 管脚电平持续为低，9那么会将芯片内所有语音信息播放出来，并且循环播放直到松开按键将/PLAY 管脚电平拉高。在放音期间 LED 闪烁。当放音停止，播放指针会停留在当前停止的语音段起始位置。快进操作：点按一下 FWD 按钮将/FWD 端拉低，会启动快进操作。快进操作用来将播放指针移向下一段语音信息。当播放指针到达最后一段语音处时，再次快进，指针会返回到第一段语音。当下降沿来到/FWD 端时，快进操作还要决定于芯片

13、当时的状态：A） 如果芯片在掉电状态并且当前播放指针的位置不在最后一段，那么指针会前进一段，到达下一段语音处。B） 如果芯片在掉电状态并且当前播放指针的位置在最后一段，那么指针会返回到第一段语音处。C） 如果芯片正在播放一段语音（非最后一段），那么此时放音停止，播放指针前进到下一段，紧接着播放新的语音。D） 如果芯片正在播放最一段语音，那么此时，放音停止，播放指针返回到第一段语音，紧接着播放第一段语音。 擦除操作：擦除操作分为单段擦除和全体擦除两种擦除方式，区别如下：A） 单个擦除：只有第一段或最后一段语音可以被单个擦除。点按一下ERASE 健将/ERASE 管脚拉低，这时具体的擦除情况要看播

14、放指针的状态：如果芯片空闲并且播放指针指向第一段语音，则会删除第一段语音，播放指针指向新的第一段语音（执行擦除操作前的第二段）如果芯片空闲并且播放指针指向最后一段语音，则会删除最后一段语音，播放指针指向新的最后一段语音（执行擦除操作前的倒数第二段）如果芯片空闲并且播放指针指向没有指向第一或最后一段语音，则不会删除任何语音，播放指针也不会被改变如果芯片当前正在播放第一段或最后一段语音，点按下 ERASE 键会删除当前语音。B） 全体擦除：当按下 ERASE 键将/ERASE 管脚电平拉低超过 2.5 秒钟，会触发全体擦除操作，删除全部语音信息。10复位操作：如果用 RESET 控制此管脚，建议/

15、RESET 管脚与地之间连接一个 0.1F 电容。当/RESET 被触发，芯片将播放指针和录音指针都放置在最后一段语音信息的位置。音量操作：点按一下 VOL 键将/VOL 管脚拉低会改变音量大小。每按一下，音量会减小一档，再到达最小档后再按的话，会增加音量直到最大档，如此循环。总共有8 个音量档供用户选择，每一档会改变 4dB。复位操作会将音量档放在默认位置，即最大音量。FT 直通操作：将/FT 管脚与 GND 短接，持续保持在低电平会启动直通模式。出厂设定的是在芯片空闲状态，直通操作会将语音从 Analn 端直接通往喇叭端或 AUD 输出口。在录音期间开启 FT 功能，会同时录下 Analn

16、 进入的语音信号。提示音(SE)编辑：ISD1700S 中设计了 4 种声音来提示当前的工作状态，分别为 SE1，SE2，SE3，SE4。SE1：录音，下一曲或全部擦除的开始；SE2：录音，单首擦除或最后一曲结束时；SE3：无效地擦除操作；SE4：全部擦除成功。A）进入 SE 编辑模式:1 首先保持 FWD 为低 3 秒左右，然后 LED 会闪一下（若有 SE1，会同时播放 SE1）。但是若当前曲目为最后一曲或没有录音则 LED 会闪两下（若有 SE2，会同时播放 SE2）。2 保持 FWD 为低，然后按下 REC 使之为低直到 LED 闪一下。3 LED 再闪一下说明已经进入 SE 编辑模式

17、；进入此模式后，当前待编辑 SE 为 SE1。11B） 编辑:进入 SE 编辑模式后可按原来的方式进行录音，放音和擦除。按 FWD 可选SE1 至 SE4，按 FWD 后可根据 LED 的闪动次数来判断当前的 SE，闪一下为SE1，闪两下为 SE2，依此类推。A）退出 SE 编辑模式:操作方法同进入方法一样。4.2.2 SPI 模式SPI(Serial Peripheral Interface-串行外设接口)总线系统是一种同步串行外设接口，它可以使 MCU 与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。SPI 有三个寄存器分别为：控制寄存器 SPCR，状态寄存器 SPSR，数据寄存器SPDR。外

18、围设备 FLASHRAM、网络控制器、LCD 显示驱动器、A/D 转换器和 MCU等。SPI 总线系统可直接与各个厂家生产的多种标准外围器件直接接口，该接口一般使用 4 条线：串行时钟线（SCLK）、主机输入/从机输出数据线 MISO、主机输出/从机输入数据线 MOSI 和低电平有效的从机选择线 SS(有的 SPI 接口芯片带有中断信号线 INT、有的 SPI 接口芯片没有主机输出/从机输入数据线MOSI)。 SPI 接口是在 CPU 和外围低速器件之间进行同步串行数据传输，传输数据为 8 位，在主器件的移位脉冲下，数据按位传输，高位在前，低位在后，为全双工通信，数据传输速度总体来说比 I2C

19、 总线要快，速度可达到几 Mbps。如图2.6 所示，在 SCLK 的下降沿上数据改变，同时一位数据被存入移位寄存器。12图 4.3 SPI 时序SPI 接口内部硬件图如图 4.4：图 4.4 SPI 接口内部硬件图MasterSlaveSCLKMOSIMISOSS图 4.5 SPI 硬件连接图134.2.3 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 G

20、LOBAL_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。4.2.4 SPI 协议总述ISD1700 系列的 SPI 串行接口操作遵照以下协议：1 一个 SPI 处理开始于/SS 管脚的下降沿。2 在一个完整的 SPI 指令传输周期，/SS 管脚必须保持低电平。3 数据在 SCLK 的上升沿锁存在芯片的 MOSI 管脚，在 SCLK 的下降沿从MISO 管脚输出，并且首先移出低位。4 SPI 指令操作码包括命令

21、字节，数据字节和地址字节，这决定于 1700的指令类型5 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。6 一个 SPI 处理在/SS 变高后启动。7 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。所以，在 SPI 命令输入到 ISD1700 前，SPI 端口的状态应该保持如下状态：/SS=HIGHSCLK=HIGHMOSI=LOW144.2.5 SPI 命令总览一个 SPI 命令总是由第一个命令字节开始。命令字节中的 bit4 位（LED）是具有特殊用途的。这个 bi

22、t4 位可以控制 LED 的输出。如果使用者想开启这个操作 LED 的功能，那么所有的 SPI 命令字都要将这个 bit4 位置 1。在 SPI 模式下，存储位置都可以通过行地址很容易地进行访问。主控单片机可以访问任何行地址，包括存储 SE 音效的行地址（0 x0000 x00F）。像SET_PLAY，SET_REC 和 SET_ERASE 这些命令需要一个精确地起始地址和结束地址。如果开始地址和结束地址相同，那么 ISD1700 将只在这一行进行操作。SET_ERASE 操作可以精确地擦除在起始地址和结束地址间的所有信息。SET_REC操作从起始地址开始录音，并结束于结束地址，并且在结束地址

23、自动加上 EOM标志。同理，SET_PLAY 操作从起始地址播放语音信息，在结束地址停止播放。另外，SET_PLAY，SET_REC 和 SET_ERASE 命令有一个先入先出的缓存器，使得从一个存储块到下一个存储块之间实现无缝转移。这个先入先出的缓存器只有在相同类型的 SET 命令下才有效。也就是说 SET_PLAY 在 SET_ERASE 之后将不能利用这个缓存器，并且这是一个错误的命令，SR0 中的 COM_ERR 位将被置1。当芯片准备好接收第二个 SPI 命令时，在 SR1 中的 RDY 位将置 1。同样，在操作完成时会输出一个中断。例如，如果两个连续但带有两对不同地址的SET_PL

24、AY 命令被正确发送后，此时缓存器装满。在完成第一个语音信息的播放后，第一个 SET_PLAY 操作会遇到一个 EOM，这时不会像一般遇到 EOM 时自动STOP，而是继续执行第二个 SET_PLAY 命令，芯片将播放第二个语音信息。这个动作将最小化任何两个录音信息之间潜在的停留时间，且使芯片流畅地连接两个独立的信息。如果循环存储体系处于令人满意的状态，那么可以使用PLAY，REC，FWD，RESET，ERASE 和 G_ERASE 这些命令，功能类似于 1700 的独立模式中相应的功能。这些命令将确保在独立模式下操作时储存机构保持一致，但是，音效提示将不同于独立模式。如果希望在 SPI 模式

25、和独立模式之间转换，注意必须使用 SET_REC 和 SET_ERASE 以遵循循环存储体系。154.2.6 ISD1760 的存储结构在独立按键模式下，芯片内有一套环形存储结构管理系统来管理录音段的存放。当芯片读写存储器时会检查是否合法的存储结构，若不是则 LED 会闪 7 下，然后芯片将不接受任何指令除了复位和全部擦除指令。遇到这种情况需先将芯片成功全部擦除才能复原，这样原来的内容将全部丢失除了提示音。环形存储结构管理系统管理的地址是 0 x10 到末地址，0 x00 至 0 x0f 为 SE 的地址。当地址指针指到末地址后，会自动跳到 0 x10。在此管理系统下录音段之间是连续存放的，但

26、首地址与末地址之间至少有一个空地址间隔来让系统区分首末地址。在 SPI 模式下，用户可对任意地址进行操作，但若不按管理系统的方式存储或擦除录音段，在独立按键模式下将不能操作。4.3 系统的总体设计方案多功能录音笔的主要功能是实现语音存储与定时播放。要实现语音存储与定时播放的方法很多，可供选择的器件也很多。由于单片机等微控制器的出现和数字电路技术的发展，使得现在的语音存储与自动播放变得易于实现。本设计采用单片机作为微控制器。选用字长为 8 位的 STC89C52 单片机作为控制器。目前可以与单片机配合使用的语音芯片有很多，其中不乏性能十分优越的语音芯片，华邦公司生产的 ISD1760 语音芯片就

27、是它们中的一员。ISD1760 芯片采用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,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。16在独立按键模式下，芯片内有一套环形存储结构管理系统来管理录音段的存放。当芯片读写存储器时会检查是否合法的存储结构，若不是则 LED 会闪 7 下，然后芯片将不接受任何指令除了复位和全部擦除指令。遇到这种情况需先将芯片成功全部擦除才能复原，这样原来的内容将全部丢失除了提示音。环形存储结构管理系统管理的地址是 0 x10 到末地址

28、，0 x00 至 0 x0f 为 SE 的地址。当地址指针指到末地址后，会自动跳到 0 x10。在此管理系统下录音段之间是连续存放的，但首地址与末地址之间至少有一个空地址间隔来让系统区分首末地址。在 SPI 模式下，用户可对任意地址进行操作，但若不按管理系统的方式存储或擦除录音段，在独立按键模式下将不能操作。4.3.1 STC89C52 的外围电路设计STC89C52 单片机的外围电路分别有复位电路、晶振电路、四个录放控制按键、一个八段数码管，并有四个 P2 口分别作为和 ISD1760 语音芯片的数据线。本设计采用 USB 供电，使 STC89C52 单片机的工作电压保持在 5V 左右。四个

29、录放控制按键的功能分别为“录音”、“播放”、“停止”、“下一首”，它们分别连接单片机的 P2.7、P2.6、P2.5、P2.4 口。图 4.6 STC89C52 的外围电路图174.3.2 单片机复位、晶振电路设计STC89C52 单片机复位、晶振电路如图 4.7、图 4.8：晶振是石英振荡器的简称，英文名为 Crystal，晶振分为有源晶振和无源晶振两种，它的作用是在电路产生震荡电流并且发出时钟信号。它是时钟电路中最重要的部件，它的作用是向 IC 等部件提供基准频率，它就像个标尺，工作频率不稳定时会造成相关设备工作频率的不稳定，自然容易出现问题。由于制造工艺的不断提高，现在晶振的频率偏差、温

30、度稳定性、老化率和密封性等重要技术指标都很好，已经不太容易出现故障，但在选用时仍然需要留意一下晶振的质量。复位电路是为了确保微机系统中电路稳定必不可少的一部分，复位电路的第一功能是上电复位。微机电路正常工作时一般需要供电电源为 5V5%，即 4.755.25V。由于微机电路是时序数字电路，需要稳定的时钟信号，因此在电源上电时，只有当 VCC 超过 4.75V并低于 5.25V 以及晶体振荡器稳定工作时，复位信号才能够被撤除，微机电路开始正常的工作。图 4.7 复位电路图 4.8 晶振电路184.3.3 音频处理电路设计在本设计中，用语音芯片 ISD1760 构成的音频处理电路(如图 2.14)

31、。ISD1760 可以工作在 3.3v 电压，工作电流 20mA，通过 MIC 采集声音信息。ISD1760 设计是基于所有操作必须由微控制器控制,操作命令可通过串行通信接口 SPI 送入，所以由单片机 STC89C52 模拟 SPI 协议、SPI 接口控制该芯片执行相应的动作。电路中滤波电容的运用也是一大关键。本设计的使用的振荡电阻是 80k，对应的采样频率和录放时间是 8kHz 和 60 秒。其余外围的电容为滤波电路。图 4.9 音频处理电路图4.4 软件总设计思路基于单片机的录音笔设计需要在软件的支持下才能实现的，系统的软件设计部分包括主程序及各子程序。主程序完成系统初始化和显示处理的功

32、能。子程序包括录音放音子程序和音频段定义地址程序。19本设计的程序代码在 Keil 环境下编写，Keil 可以使用汇编语言和 C 语言，但 C 语言使用灵活，调试方便，所以该设计选择 C 语言。Keil C51 是美国 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容单片机 C 语言软件开发系统，与汇编相比，C 语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。Keil 提供了包括 C 编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部分组合在一起。使用C 语言编程，Keil 几乎就是不二之选，即

33、使不使用 C 语言而仅用汇编语言编程，其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。该设计以 MCS-51 系列单片机为核心器件组成一个多功能录音笔系统。在常态下单击录音键进行录音操作，单击播放键进行播放操作，单击停止键进行停止录音或播放，单击跳过键使播放指针指向下一段录音的起始地址，同时按住复位键和播放键，再依次松开复位键和播放键实现全部擦除。 4.4.1 SPI 通信接口sbit ISD_SS=P23;sbit ISD_MISO=P20;sbit ISD_MOSI=P21;sbit ISD_SCLK=P22;sbit key1=P27;sbit key2=P26;sbit

34、key3=P25;sbit key4=P24;204.4.2 八段数码管21sbit RUN_LED = P10; /运行指示灯uchar leddata= 0 xC0, /0 0 xF9, /1 0 xA4, /2 0 xB0, /3 . 0 xA1, /D 0 x86, /E 0 x8E, /F 0 x89, /H 0 xC7, /L0 xC8, /n0 xC1, /u0 x8C, /P0 xA3, /o0 xBF, /-0 xFF, /熄灭0 xFF /自定义 ;uchar RunLedTime;bit playflg;uchar time_25ms;uchar time_1s;ucha

35、r time_h,time_l;4.4.3 录放声音程序设计ISD1760 通过单片机控制，当检测到按下录音键，单片机通过 SPI 接口发送相应指令将输入的信号进行采样，经过芯片内部的一系列处理，保存在芯片的储存器中。当检测到按下播放键时，发送播放指令使其处于播放状态。22void main(void)init();/器件初始化/ spi_Rest();if(key4=0)spi_erase ();if(key3=0)spi_G_ERASE ();while(1)if(time_25ms40)time_25ms=0;time_1s+;P0=leddatatime_1s;if(key1=0)de

36、lay(20);if(key1=0)while(!key1);spi_fwd(); /播放指针指向下一曲if(key3=0)delay(20);if(key3=0)while(!key3);/TR0=1;spi_play();/播放当前if(key4=0)delay(20);if(key4=0)while(!key4);delay_isd(30000); /延时TR0=1;spi_rec(); /开始录音if(key2=0)delay(20);if(key2=0)while(!key2);23spi_stop(); /停止TR0=0;time_1s=0;P0=0 xff;comm_sate()

37、; /与上位机通信4.4.4 播放对应的语音段对应的语音段地址在 SOUND.H 文件里，具体地址从录音软件中读取。以下为语音信息对应播放起始地址定义,A 为开始，B 为结束。所以本设计虽然录制时间不超过 60 秒，但是能够录制的语音段数是有限。24#define sound_0A 0 x0010 #define sound_0B 0 x00bc#define sound_1A 0 x00bd #define sound_1B 0 x015e. #define sound_11A 0 x015F #define sound_11B 0 x018A#define sound_12A 0 x000

38、0 #define sound_12B 0 x0000void GetSound(uchar soundtick)ISD_SS=0;switch(soundtick)case 0: isd1700_7byte_comm(ISD1700_SET_PLAY|ISD_LED, sound_0A, sound_0B); break;case 1: isd1700_7byte_comm(ISD1700_SET_PLAY|ISD_LED, sound_1A, sound_1B); break;. case 10: isd1700_7byte_comm(ISD1700_SET_PLAY|ISD_LED, s

39、ound_10A, sound_10B); break; case 11: isd1700_7byte_comm(ISD1700_SET_PLAY|ISD_LED, sound_11A, sound_11B); break; default: break; ISD_SS=1;25/*播放指定语音段*/void PlaySoundTick(uchar number) spi_stop (); delay_isd(30000); GetSound(number);26五、制作及调试过程五、制作及调试过程软件设计是本次设计的重要组成部分。在单片机应用系统中，最常用的程序设计就是模块化程序设计。模块化

40、设计具有结构清晰，功能明确，程序模块可以共享，便于功能扩展及程序维护等特点。在软件调试中，有时候出现语音无法播放和八段数码管乱码，经过分析，是一些断线和接触不良问题，随后又对电路板进行了排查和重焊。在本设计软硬件调试中，出现噪声，录不进声音等情况，经过分析，对电路作出了修改，为了保证声音质量，振荡电阻分别替换为 80k、100k、120k，综合考虑了音质和录制时间最后选择了 80k 电阻作为振荡电阻，保证了声音质量。作为电源线的 USB 线是我拿平时基本用不到的一条 USB 线来处理的。用万用表测出 USB 线红黑白绿四条线中的红为正极、黑为负极，电压为 5V，并将它们和单片机相连，用绝缘胶布

41、进行固定。也顺便学习到了 USB 线中的小知识。成品图27六、结六、结 论论这次课程设计的项目虽然不是很大，但用的技术和知识一点也不逊色于大的项目设计，熟练的掌握了相关的技术知识和软件开发环境程序的设计，比如其中的编程软件 KEIL 和制作原理图的软件 Altium Designer 就是比较常用的编程开发制作软件。用到了 SPI 串行接口通信协议，STC89C51 单片机的基本操作知识，C 语言程序编辑等方面的知识。这次课程设计也是一次非常难得的理论和实际相结合的机会，通过这次比较完成的课程设计，使我摆脱了以往单纯的理论知识的学习状态，并且在和实际实际的结合中锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识。不过这次设计中我也遇到了不少问题，比如在刚开始做的时候有些器件的具体使用都不知道怎样操作和编程，程序编辑经常达不到预期设计效果。后来我才渐渐的意识到是我在做设计之前没有仔细的思考该怎