基于单片机AT89S51系统的录放音设计PPT

1、基于单片机的录放音系统设计u专业：电子信息科学与技术专业：电子信息科学与技术u学生：李学生：李 玲玲u学号：学号：100843023100843023指导老师：苏变玲指导老师：苏变玲1.绪论u 设计课题的背景和意义 u 国内外发展现状 u 设计要求 u 论文的主要工作 论文的主要工作本文主要用按键功能来实现电路的操作，用微处理器控制语音芯片ISD4004进行系统的录放音，通过SPI接口实现，录音时，将麦克风输入的音频信号经过放大器处理，在语音芯片ISD4004完成信号的存储和转换。然后通过SPI串行外部端口传送至AT89C51单片机控制其进行录音，放音时，由AT89C51单片机通过SPI串行外

2、部端口控制ISD4004进行放音，最后通过音频放大电路对信号放大输送给扬声器进行语音的录放。 1.初始化部分：单片机控制语音芯片ISD4004的初始化。该程序主要是完成单片机系统与语音芯片ISD4004的初始化，使得整个语音系统能够自然有序的进行下去。2.单片机控制部分：此部分主要完成单片机与ISD4004语音芯片的连接和对ISD4004语音芯片的控制功能，并根据系统单片机发送的命令形式作出一定的操作。3.录音程序部分：此部分主要是对语音芯片ISD4004进行录音控制，延时操作程序，复位操作程序等。4.放音程序部分：此部分主要是对语音芯片ISD4004进行放音控制，延时操作程序，复位操作程序等

3、。2. 系统的硬件设计u语音录放音系统硬件电路设计uAT89C51芯片的特点及工作原理uISD4004芯片引脚及功能介绍uSPI串行外部接口u系统的功能实现语音录放音系统硬件电路设计图2-1为硬件结构框图AT89C51芯片的引脚 图2-2AT89C51芯片的引脚图ISD4004芯片引脚及功能介绍图2-3 ISD4004芯片引脚uISD4004集成度很高，具有28引脚的TSOP，28引脚PDIP和28引脚SOIC三种封装形式，本篇文章主要介绍PDIP和SOIC引脚的封装形式。如右图所示uISD4004芯片引脚及功能表序号序号引脚引脚引脚功能引脚功能功能说明功能说明1 1 SSSS片选信号片选信号

4、此端为低，即选中此端为低，即选中ISD4004ISD4004系列系列2 2MOSIMOSI串行输入端串行输入端主控制器应在串行时钟上升沿之主控制器应在串行时钟上升沿之前半个周期将数据放到本端前半个周期将数据放到本端, ,供供ISD ISD 输入输入3 3MISOMISO串行输出端串行输出端ISD ISD 未选中时未选中时, ,本端呈高阻态本端呈高阻态4 4、1111、1212、2323VSSAVSSA，VSSDVSSD地线地线芯片内部的数字、模拟接地线芯片内部的数字、模拟接地线5 51010、1515、19192222NCNC空脚空脚一般情况下悬空或者接地一般情况下悬空或者接地1313AUD

5、OUTAUD OUT音频输出音频输出提供音频输出提供音频输出, ,驱动驱动5K5K的负载的负载1414AMCAPAMCAP自动静噪自动静噪控制信号的衰减控制信号的衰减1616 ANA IN- ANA IN-反相模拟输入反相模拟输入 差分驱动时，此为录音信号的反差分驱动时，此为录音信号的反相输入端，信号通过耦合电容输相输入端，信号通过耦合电容输入，最大幅度的峰峰值为入，最大幅度的峰峰值为16mV16mV 1717ANA IN+ANA IN+同相模拟输入同相模拟输入ANA IN+ANA IN+接电容连至该端，该电容接电容连至该端，该电容和本端的和本端的3 3输入阻抗决定了芯输入阻抗决定了芯片频带的

6、附加低端截止频率片频带的附加低端截止频率1818、2727VCCAVCCA，VCCDVCCD电源接口电源接口为使噪声最小为使噪声最小, ,芯片的模拟和数字芯片的模拟和数字电路使用不同的电源总线电路使用不同的电源总线, ,并且分并且分别引到外封装的不同管脚上别引到外封装的不同管脚上, ,模拟模拟和数字电源端最好分别走线和数字电源端最好分别走线, ,尽可尽可能在靠近供电端处相连能在靠近供电端处相连, ,而去耦电而去耦电容应尽量靠近器件容应尽量靠近器件 2424RACRAC 行地址时钟行地址时钟漏极开路输出漏极开路输出2525/INT/INT 中断中断前置放大器的输出前置放大器的输出ISDISD在任

7、何操作在任何操作中检测到中检测到EOMEOM或或OVFOVF时时, ,变低并保持变低并保持2626XCLKXCLK外部时钟外部时钟该端内部有下拉元器件，不用时该端内部有下拉元器件，不用时可以接地可以接地2828SCLKSCLK串行时钟串行时钟ISD ISD 的时钟输入端的时钟输入端, ,由主控制器产由主控制器产生生, ,用于同步用于同步MOSI MOSI 和和MISO MISO 的数据的数据传输。数据在传输。数据在SCLKSCLK上升沿锁存到上升沿锁存到ISD,ISD,在降沿移出在降沿移出ISDISDISD4004芯片的主要特点1.满足长时间语音录放的记录，单片8至16分钟语音录放；2.高质量

8、、自然语音的技术，足够多的采样频率；3.ISD芯片具有抗断电,音质好,携带方便无须专用的开发系；4.自动静噪功能；5.片内免调整时钟,可选用外部时钟；6.灵活方便的控制方式，可以随心所欲地进行客户所需要的各 种对语音的操作；7.内置微控制器串行通信接口；8.具有多段信息处理能力，工作电源 3V，工作电流25-30mA, 维持电流1，10 万次录音周期； 9.非易失性信息存储； ISD4004的内部结构2.4 SPI串行外部接口 SPI有两个串行接口，即：串行输入端和串行输出端，其有个硬件控制位MISO和MOSI,SPI串行外部接口控制表2.4.2 SPI 2.4.2 SPI 控制寄存器控制寄存

9、器位位值值功功 能能位位值值功功 能能RUNRUN= = = 1 10 0允许允许/ /禁止操作禁止操作开始开始停止停止PUPU= = = 1 10 0电源控制电源控制上电上电掉电掉电P/RP/R= = = 1 10 0录录/ /放模式放模式放音放音录音录音IABIAB= = = 1 10 0 操作是否使用指令地址操作是否使用指令地址忽略输入地址寄内容忽略输入地址寄内容使用输入地址寄存的内容使用输入地址寄存的内容MCMC= = = 1 10 0快进模式快进模式允许快进允许快进禁止禁止P15-P0P15-P0A15-A0A15-A0 行指针寄存器输出行指针寄存器输出输入地址寄存器输入地址寄存器2

10、.4.3 SPI2.4.3 SPI的接口指令功能表的接口指令功能表指令指令8 8位控制码（位控制码（1616位地）位地）功能说明功能说明POWERUPPOWERUP00100 xxx00100 xxx上电：等待上电：等待TPUDTPUD后器件可以工作后器件可以工作SET PLAYSET PLAY11100 xxx(A1511100 xxx(A15A0 )A0 )从指定地址开始放音，后要加从指定地址开始放音，后要加PLAYPLAY指令，使放音继续指令，使放音继续PLAYPLAY11100 xxx 11100 xxx 从当前地址开始放音直到从当前地址开始放音直到OVFOVF或或EOMEOMSET

11、RECSET REC10100 xxx(A1510100 xxx(A15A0 ) A0 ) 从指定地址开始录音，后要加从指定地址开始录音，后要加RECREC指令，使录音继续指令，使录音继续RECREC10110 xxx 10110 xxx 从当前地址开始录音直到从当前地址开始录音直到OVFOVF或停或停止止SET MCSET MC11100 xxx(A1511100 xxx(A15A0 ) A0 ) 从指定地址开始快进，后要加从指定地址开始快进，后要加MCMC指指令，使快进继续令，使快进继续MCMC11111xxx 11111xxx 进行快进，直至进行快进，直至EOMEOM，若没有消息，若没有

12、消息，进入，进入VOFVOFSTOPSTOP0 x110 xxx 0 x110 xxx 停止当前的操作停止当前的操作STOP WRDNSTOP WRDN0 x11xxxx 0 x11xxxx 停止当前的操作并掉电停止当前的操作并掉电2.52.5系统的功能实现系统的功能实现2.5.1 2.5.1 硬件电路连接图硬件电路连接图u 图中AT89C51和语音芯片ISD4004之间的连接端口比较少，单片机P1.0口接录放音指示灯，显示按键后的录放音状态，单片机的P1.2P1.3引脚主要接录放按键，控制录放音过程中的录放音与否和录放音内容。P1.4口接ISD4004的串行时钟（SCLK）控制时钟的输入与输

13、出，P1.5和P1.6分别接ISD4004的串行输入端和串行输出端，数据在SCLK上升沿锁存到ISD4004中，下降时移出ISD4004，P1.7接ISD4004的片选引脚/SS,来控制ISD4004的选通与否，P3.2接ISD4004的中断引脚/INT，ISD4004还需连接音频输出AUDOUT，该引脚通过一个滤波电容与扬声器连接，此外，ISD4004的14引脚具有自动静噪也被连接，单片机控制信号的衰减，由于单片机的工作电源为5V，ISD4004的工作电源为3V,故需要使用一个变压器得到3V的电压供ISD4004使用。3.系统软件的设计v 语音录放系统的软件设计程序流程v 录放音程序的设计流程图录音子程序流程图 停止录音程序流程图 放音子程序流程图3.1语音录放系统的软件设计程序流程 语音录放系统的软件设计包括：启动录音程序，停止录音，启动放音程序，停止放音程序，检测EOM和VOF外部中断等子程序模块，核心部分的流程图如图3-2-1，图3-2-2，图3-2-3所示。 图3-2-1图3-2-2图3-2-34.设计结果演示5.结束语单片机具有体积小，功耗低，易于产品化，面向控制，抗干扰能力强，适用温度宽，可以很方便