基于单片机数码录音与播放系统的设计

基于单片机数码录音与播放系统的设计摘要本次毕业论文设计主要是利用凌阳最新开发的16位单片机来制作一个数码录音和播放系统。要求能最少实现4分钟的语音录放且音质清晰。SPCE061A是凌阳科技研发生产的性价比很高的一款十六位单片机，使用它可以非常方便灵活的实现语音的录放系统，该芯片拥有8路10位精度的ADC，其中一路为音频转换通道，并且内置有自动增益电路。这为实现语音录入提供了方便的硬件条件。2路10位精度的DAC，只需要外接功放（SPY0030A）即可完成语音的播放。另外凌阳十六位单片机具有易学易用的效率较高的一套指令系统和集成开发环境。在此环境中，支持标准C语言，可以实现C语言与凌阳汇编语言的互相调用，并且，提供了语音录放的库函数，只要了解库函数的使用，就会很容易完成语音录放，这些都为软件开发提供了方便的条件。W29C040是台湾华邦公司生产的4M位的FLASH存储芯片，利用它存储凌阳格式的语音资源，可以长达4分钟语音录放[12]。该系统可以广泛应用于需求的录音较长的场合。如录音笔、自录语音提示等应用方案。本系统提供W29C040相关的读写模块，此模块也可应用于W29C040同系列的相关FLASH芯片中。关键词：SPCE061A;W29C040;录音/播放;FLASHTheDesignofDigitalRecordingandPlaybackSystemBasedonSingleChipMicroprocessorAbstractThedesignofthethesisismainusingthelatest16-bitSunplusmicrocontrollertocreateadigitalrecordingandplaybacksystem.Requiredtoachieveatleast4minutesofaudioplaybackandclearsound.ThesunplusSPCE061Aiscost-effectiveproductionofhighR&Da16microcontroller,whichcanbeveryeasytouseandflexiblevoicerecordingandplaybacksystem,thechiphasthe10-bitprecisionADCofeight,whichtransformthewayfortheaudiochannel,andbuilt-inautomaticgaincircuit.Thisprovidesaconvenientvoiceentryhardwareconditions.The10-bitprecisionDACoftwo,onlyneedanexternalpoweramplifier(SPY0030A)tocompletethevoiceoftheplay.AlsoSunplus16MCUwitheasy-efficientinstructionsetandintegrateddevelopmentenvironment.Inthisenvironment,supportthestandardClanguage,canachieveClanguageandassemblylanguageSunpluscalleachotherandprovideavoicerecordofthelibraryfunctions,aslongastheunderstandingoftheuseoflibraryfunctions,youcaneasilycompletevoicerecorders,whicharesoftwaredevelopmentprovidesaconvenientconditions.TheW29C040memorywhichismanufacturedbyTaiwan'sWinbondis4MbitsFLASHmemorychip,usingitsstorageformatSunplusvoiceresourcescanbeupto4minutesvoicerecorders.Thesystemcanbewidelyusedindemandforrecordinglongeroccasion.Suchasvoicerecorder,sincetherecordedvoicepromptsandotherapplications.ThissystemprovidesW29C040-relatedreadingandwritingmodule,thismodulecanalsobeusedinthesameseriesofrelatedW29C040FLASHchip.Keywords:SPCE061A;W29C040;record/playback;FLASH目录引言 1第1章绪论 21.1概述 21.2课题的总体设计及思路 21.3课题的方案选择 3第2章硬件电路设计 52.1硬件最小系统设计 52.1.1SPCE061A芯片结构简介 5复位电路的设计 10时钟电路的设计 112.1.4SPCE061A开发工具 12时钟电路的设计 122.2.1DS1302芯片简介 122.2.2DS1302结构框图与引脚介绍 12DS1302与单片机的硬件电路的设计 142.3显示电路的设计 142.3.1液晶显示原理 142.3.2SMC1602芯片简介 15显示电路的设计 172.4语音电路的设计 182.4.1W29C040简介 182.4.2W29C040引脚结构及读写时序 182.4.3数码录音与播放系统结构 202.4.4音频录入与输出部分详细设计 202.5按键电路的设计 22第3章软件部分设计 233.1主程序设计 233.2相应子程序设计 253.2.1按键扫描子程序设计 253.2.2时间显示子程序设计 263.2.3录音和播放程序设计 263.3凌阳音频介绍 28第4章调试 31结论与展望 32致谢 33参考文献 34附录A：总图 35附录B：外文文献及译文 36附录C:主要参考文献及摘要 42附录D:部分源程序（C语言） 44插图清单图1-1设计框图…………………3图2-1’nSP家族模式结构……………………5图2-2PLCC84封装形式的排列图……………7图2-3凌阳单片机SPCE61A的结构…………10图2-4复位电路…………………11图2-5时钟电路的设计…………11图2-6DS1302结构框图………………………12图2-7DS1302引脚排列………………………..13图2-8时钟芯片电路……………14图2-9SM1602实物图………….15图2-10SPCE061A与SMC1602的显示电路…………………17图2-11读时序图………………..19图2-12在数据保护模式下的页写时序图……………………19图2-13结束判断时序图………………………19图2-14数码录音播放系统结构………………..20图2-15音频输入部分详细电路图…………….……………….21图2-16音频输出部分详细电路图……………21图2-17按键电路图……………22图3-1主程序流程………………24图3-2按键扫描子程序…………25图3-3时间显示子程序…………26图3-4PLAY键子程序………………………27表格清单表2-1LQFP80封装管脚功能介绍表…………8表2-2系统特性参数表………….………………9表2-3复位后寄存器状态……….……………11表2-41602LCD的引脚功能表…….…………16表2-51602液晶模块内部的控制器的11条控制指令………….…………16表2-6W29C040管脚功能表………….………18表3-1不同音频质量等级的编码技术标准…………………25引言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。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，更加使单片机的种类、性能以及应用领域不断扩大和提高。台湾凌阳科技公司公司最近推出一种新型16位单片机SPCE061A。该单片机的问世，使得16位单片机的科技含量及应用跃上一个新的台阶。在航空航天，机械加工，智能仪器仪表，家用电器，通信系统，智能玩具等领域，日常生活学习中所用的复读机都是基于单片机的发展，因此单片机在新世纪发挥了巨大的作用。当今微型计算机技术的发展形成两大技术分支：一是以微处理器MPU为核心组成的通用微机系统；另一分支是发展面向对象的用于实时测控的微控制器MCU即单片机。随着超大规模高速集成电路的发展，现代电子技术进入了片上系统SOC（SystemOnaChip）阶段，从而使单片机的设计与应用发生了深刻的变化。凌阳科技推出的μ’nSP™单片机就是基于SOC的新型数/模混合的系统芯片[15]。凌阳单片机顺应了单片机技术的发展趋势，其系统芯片具有集成度高，数/模混合，功能全，低功耗，低电压和易于开发等特点。此外，凌阳单片机还增加了适合与DSP的某些特殊指令；有的还嵌入了LCD控制/驱动和双音多频发生器功能。这些都进一步扩大了单片机的应用范围。本次毕业设计的系统主要有语音采集，LCD显示时间，以及语音播放，和外机按键等功能，其中本设计的中心系统是由凌阳单片机SPCE061A完成的，主要硬件电路有单片机、时钟与复位电路、选择按键输入电路、存储电路（W29C040）、音频采样和量化、语音压缩以及扬声器播放电路。并给出了其完整的硬件电路和软件的设计方案与实现方法[13]。第1章绪论概述单片机是一种集成电路芯片，采用超大规模技术把具有数据处理能力(如算术运算，逻辑运算、数据传送、中断处理)的微处理器(CPU)，随机存取数据存储器(RAM)，只读程序存储器(ROM)，输入输出电路(I/O口)，可能还包括定时计数器，串行通信口(SCI)，显示驱动电路(LCD或LED驱动电路)，脉宽调制电路(PWM)，模拟多路转换器及A/D转换器等电路集成到一块单块芯片上，构成一个最小然而完善的计算机系统。这些电路能在软件的控制下准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。然而单片机控制系统能够取代以前利用复杂电子线路或数字电路构成的控制系统，可以软件控制来实现，并能够实现智能化，现在单片机控制范畴无所不在，例如通信产品、家用电器、智能仪器仪表、过程控制和专用控制装置等等，单片机的应用领域越来越广泛。诚然，单片机的应用意义远不限于它的应用范畴或由此带来的经济效益，更重要的是它已从根本上改变了传统的控制方法和设计思想。是控制技术的一次革命，是一座重要的里程碑[2]。凌阳的SPCE061A型单片机是台湾凌阳公司最新推出的基于一款十六位微处理器的单片机，具有体积小，集成度高，易扩展，可靠性高，功耗低，结构简单，中断处理能力强等特点，内嵌32K字内存FLASH，处理速度高，特别适应于数字语音录放和语音识别等数字应用领域，是数字语音识别和语音信号处理，个人数字设备的理想产品，得到了广泛的应用[5]。此次毕业论文就是选用凌阳16位单片机SPCE061A和外部扩展存储器W29C040来实现数码语音的录取和播放系统。课题的总体设计及思路本次课程设计主要是利用凌阳最新开发的16位单片机来制作一个基于SPCE061A和W29C040的数码录音与播放系统。本系统提供W29C040相关的读写模块，此模块也可应用于W29C040同系列的相关FLASH芯片中。SPCE061A是台湾凌阳公司生产的十六位单片机，内置有2路DA转换，8路AD转换及在线仿真等丰富的功能。W29C040有4M位的FLASH存储芯片，利用它存储凌阳格式的语音资源，可以长达4分钟语音录放。该系统可以广泛应用于需求的录音较长的场合，如温度检测存储播放系统、自录语音提示等应用方案。本次设计加入了一些特色设计，如语音辨识设计等。进行系统设计时应考虑如下问题：1.凌阳单片机SPCE061A的基本结构和工作原理以及外部存储器W29C040基本参数及结构。2.系统语音录入与播放模块源程序代码。3.硬件电路的连接实现过程。硬件电路的设计框图如图1-1所示。图1-1设计框图课题的方案选择用于实时测控的微控制器MCU即单片机，它是一块芯片中集成有中央处理器（CPU），存储器（RAM和ROM），基本I/O接口以及定时器/计数器等部件，并具有独立指令系统的智能器件，即在一块芯片上实现一台微型计算机的基本功能。如果是简单的控制对象，只需要利用单片机作为控制核心，不需要另加外部设备就能实现。对于较复杂的系统，只需对单片机进行适当的扩展即可，十分方便。归纳起来，单片机系统有以下的特点：（1）单片机独立的指令系统，可以将我们的设计思想充分体现出来；（2）系统配置以满足控制对象的需求为出发点，使得系统具有较高的性能价格比；（3）应用系统通常将程序驻留在片内（外）ROM中，抗干扰能力强，可靠性高，使用方便.系统规模小，本身不具有开发能力，一般需要借助专用的开发工具进行系统的开发和调试，而实际的应用系统简单实用，成本低，效益好[3]；（4）应用系统所用存储器芯片可选用EPROM，EEPROM，OTP芯片或利用掩膜形生产，便于批量开发和应用。许多单片机（如80C51系列）的开发芯片和扩展芯片险乎配套，降低了系统成本；（5）系统小巧玲珑，控制功能强，体积小，便于嵌入被控设备之内，大大推动了产品的智能化。如数控机床，机器人，智能仪器仪表，家用电器等都是典型的机电一体化设备和产品[4]。近年来单片式语音集成电路发展迅速，ISD公司已经推出语音容量为6秒至16分钟的芯片，大多数的语音电路设计都能很方便地实现，更复杂的功能控制也可通过单片机或微电脑的软件配合来完成。短时间录音电路可以方便地内置在语音处理芯片中。我们必须了解各种语音电路的设计特点以及目标项目的实际功能，有针对性地选择设计，才能达到最高的性价比。我们本次毕业设计要求用单片机做一个关于数码录音与播放系统，这就要对单片机进行选择，目前世界上各个公司都研制出了各种应用领域的单片机。方案：在我国单片机的市场中，51单片机曾经占据着绝对的主导地位，但在科技不断发展的当今，嵌入式系统正在不断流行开来，对单片机的处理速度的要求不断提高，对单片机的处理功能也要求越来越强。在此背景下，51所能完成的功能越来越显得捉襟见轴。我个人认为，除了其速度不够快外，集成度不高是51最大的缺点。在当今比较高端应用场合，可能再也难以见到51单片机的身影，取而代之的是ARM和DSP等处理器[1]。方案：在数字信号处理方面，处处可以见到DSP的身影。对于本系统中的语音采集，数据处理存放，语音回放，DSP可以轻而易举的完成这些基本功能。DSP强大的数据处理能力是让众多的单片机都望尘莫及的[5]。但我们从开发的成本考虑，DSP开发的成本过高。从开发的难易度考虑，在短短的几个月的毕业设计，要完成从原理的学习到实物的调试成功，难度太大。3.凌阳方案：我认为，凌阳是51和DSP之间的一种良好的结合。SPCE061A是台湾凌阳公司生产的十六位单片机，该单片机内置有2路DA转换，8路AD转换及在线仿真等丰富的功能，这些都为我们实现数码录音和播放提供良好的方便条件。W29C040是台湾华邦公司生产的4M位的FLASH存储芯片，利用它存储凌阳格式的语音资源，可以长达4分钟语音录放。该系统可以广泛应用于需求的录音较长的场合。如录音笔、自录语音提示等应用方案。本系统提供W29C040相关的读写模块，此模块也可应用于W29C040同系列的相关FLASH芯片中。另外，凌阳十六位单片机具有易学易用的效率较高的一套指令系统和集成开发环境。在此环境中，支持标准C语言，可以实现C语言与凌阳汇编语言的互相调用，并且，提供了语音录放的库函数，只要了解库函数的使用，就会很容易完成语音录放，这些都为软件开发提供了方便的条件。综上所述，我们选择了凌阳方案。第2章硬件电路设计2.1硬件最小系统设计SPCE061A芯片结构简介一．μ’nSP™内核结构随着单片机功能集成化的发展，其应用领域也逐渐地由传统的控制，扩展为控制处理、数据处理以及数字信号处理（DSP，DigitalSignalProcessing）等领域。凌阳的16位单片机就是为适应这种发展而设计的。它的CPU内核采用凌阳最新推出的μ’nSP™（MicrocontrollerandSignalProcessor）16位微处理器芯片（以下简称μ’nSP™）。围绕μ’nSP™所形成的16位μ’nSP™系列单片机（以下简称μ’nSP™家族）采用的是模块式集成结构，它以μ’nSP™内核为中心集成不同规模的ROM、RAM和功能丰富的各种外设接口部件[8]。如图2-1所示。μ’nSP™内核是一个通用的核结构。除此之外的其它功能模块均为可选结构，亦即这种结构可大可小或可有可无。图2-1μ'nSPTM家族模式结构μ’nSP™家族有以下特点:（1）体积小、集成度高、可靠性好且易于扩展；（2）具有较强的中断处理能力；（3）高性能价格比；（4）功能强、效率高的指令系统；（5）低功耗、低电压。SPCE061A是继μ’nSP™系列产品SPCE500A等之后凌阳科技推出的又一款16位结构的微控制器。与SPCE500A不同的是，在存储器资源方面考虑到用户的较少资源的需求以及便于程序调试等功能，SPCE061A里只内嵌32K字的闪存（FLASH）。较高的处理速度使μ’nSP™能够非常容易地、快速地处理复杂的数字信号。因此，与SPCE500A相比，以μ’nSP™为核心的SPCE061A微控制器是适用于数字语音识别应用领域产品的一种最经济的选择。[5]性能特点如下：1.16位μ’nSP™微处理器；2.工作电压(CPU)VDD为2.4~3.6V(I/O)VDDH为3.CPU时钟：；4.内置2K字SRAM；5.内置32KFLASH；6.可编程音频处理；7.晶体振荡器；8.系统处于备用状态下(时钟处于停止状态)，耗电仅为2μA&；9.2个16位可编程定时器/计数器(可自动预置初始计数值)；10.2个10位DAC(数-模转换)输出通道；11.32位通用可编程输入/输出端口；12.14个中断源可来自定时器A/B，时基，2个外部时钟源输入，键唤醒；13.具备触键唤醒的功能；14.使用凌阳音频编码SACM_S240方式(位/秒)，能容纳210秒的语音数据；15.锁相环PLL振荡器提供系统时钟信号；16.32768Hz实时时钟；17.7通道10位电压模-数转换器(ADC)和单通道声音模-数转换器；18.声音模-数转换器输入通道内置麦克风放大器和自动增益控制(AGC)功能；19.具备串行设备接口；20.具有低电压复位(LVR)功能和低电压监测(LVD)功能；21.内置在线仿真电路ICE（In-CircuitEmulator）接口；22.具有保密能力；23.具有WatchDog功能。应用领域如下：1.家用电器控制器：冰箱、空调、洗衣机等白色家电；2.仪器仪表：数字仪表（有语音提示功能）电表、水表、煤气表、暖气表；3.通讯产品：多功能录音、自动总机、语音信箱、数字录音系统产品；4.语音识别类产品（语音识别遥控器、智能语音交互式玩具等）；5.医疗设备；6.保健器械（电子血压计、红外体温监测仪等）；7.体育健身产品（跑步机等）；二．SPCE061A芯片的引脚排列和说明SPCE061A有两种封装片，一种为84个引脚，PLCC84封装形式；它的排列如图2-2所示：图2-2PLCC84封装形式的排列图在PLCC84封装中有15个空余引脚，用户使用时这15个空余脚悬浮。在LQFP80封装中有9个空余脚，用户使用时这9个空余脚接地。此处以LQF80封装管脚功能介绍如表2-1所示。[5]表2-1LQFP80封装管脚功能介绍表管脚名称管脚编号类型描述IOA[15:8]46-39输入输出IOA[15:8]:双向IO编口IOA[7:0]34-27输入输出IOA[7:0]:通过编程,可设置成唤醒管脚IOA[6:0]:与ADCLineIn输入共用IOB[15:11]IOB10IOB9IOB8IOB7IOB6IOB5IOB4IOB3IOB2IOB1IOB050-545758596061626364656667输入输出输入输出输入输出输入输出输入输出输入输出输入输出输入输出输入输出输入输出输入输出输入输出IOB[15:11]:双向IO端口。IOB10-0除用作普通的IO端口，还可作为：IOB10:通用异步串行数据发送管脚TxIOB9:TimerB脉宽调制输出管脚BPWMOIOB8:TimerA脉宽调制输出管脚APWMOIOB7:通用异步串行数据接收管脚RxIOB6:双向IO端口IOB5:外部中断源EXT2的反馈管脚IOB4:外部中断源EXT1的反馈管脚IOB3:外部中断源EXT2IOB2:外部中断源EXT1IOB1:串行接口的数据传送管脚IOB0:串行接口的时钟信号DAC112输出DAC1数据输出管脚DAC213输出DAC2数据输出管脚可将PFUSE接5V,PVIN接GND并维持1s以上即可将内部保险丝熔化，此后就无法读取和向闪存加载数据。SPCE061A系统的特性参数如表2-2所示：表2-2系统特性参数特性参数SPCE061A工作电压2最大工作速率CPU16位μ’nSPTMSRAM容量（字）32K闪存ROMROM容量(字)32K闪存ROM并行I/O端口AIOA15~0并行I/O端口BIOB15~0音频输出方式DAC×2中断源TimerA/B、时钟信号发生器外部中断、触键唤醒唤醒源IOA7~0，其它中断源定时器/计数器双16位加计数定时器/计数器双通道PWM输出UART具备ADC7通道10位电压模-数转换器（ADC）和单通道声音模-数转换器（ADC）串行SRAM接口具备（凌阳格式）晶振具备低电压复位具备低电压监测具备内置ICE接口具备上电复位具备麦克风放大器和自动增益控制单通道节电功能具备中断控制功能具备触键唤醒功能具备三．SPCE061A结构概览SPCE061A的结构如图2-3所示：图2-3凌阳单片机SPCE061A的结构复位电路的设计复位是单片机的初始化操作，其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为了摆脱困境，也需要按复位键以重新启动。在振荡器工作时将RST脚保持至少两个机器周期高电平，12时钟模式为24个振荡器周期，6时钟模式为12振荡器周期，可实现复位。为了保证上电复位的可靠RST保持高电平的时间至少为振荡器启动时间通常为几个毫秒再加上两个机器周期复位后振荡器以12时钟模式运行当已通过并行编程器设置为6时钟模式时除外。单片机在XRESB为高电平控制下，程序计数器（PC）和特殊功能寄存器的复位如表2－3所示。单片机的复位并不影响芯片内部RAM状态，只要XRESB引脚保持高电平，单片机将循环复位[1]。表2-3复位后寄存器状态寄存器复位状态寄存器复位状态PC0000HTMOD00HACC00HTCON00HB00HTL000HPSW00HTH000HSP07HTL100HDPTR0000HTH100HIOB0—IOB30FFHSCON00HIP××000000BSBUF不定IE0×000000PCON0×××0000本次设计复位电路，如图2-4所示。图2-4复位电路时钟电路的设计时钟电路产生与单片机工作所需要的时钟信号，单片机本身就是一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下严格的按时序进行工作。而时序所研究的则是指令执行中各信号之间的相互时间的关系。在μ’nSP™芯片内部有一个高增益反向放大器，其输入端为芯片引脚OSC320，输出端引脚为OSC321，在芯片的外部通过这两个脚跨接晶体振荡器和微调电容，形成反馈电路，就构成一个稳定的自激振荡器[4]。如图2-5所示：图2-5时钟电路的设计内部程序存~12MHz之间选择，电容值无严格要求，但在电容值取值对振荡频率输出的稳定性、大小、振荡电路起振速度有少许影响，CX1、CX2可在20pF~100pF之间取值，但在60pF~70pF时振荡器有较高的频率稳定性[8]。本设计选取晶振为12MHz，电容为30pF。SPCE061A开发工具SPCE061A的开发是通过在线调试器PROBE实现的。它既是一个编程（即程序烧写器），又是一个实时在线调试器。用它可以替代在单片机应用项目的开发过程中常用的软件工具——硬件在线实时。真器和程序烧写器。它利用了SPCE061A片内置的在线仿真电路ICE（In-CircuitEmulator）接口和凌阳公司的在线串行编程技术。PROBE工作于凌阳IDE集成开发环境软件包下，其5芯的仿真头直接连接到目标电路板上SPCE061A相应管脚，直接在目标电路板上的CPUSPCE061A调试、运行用户编制的程序。PROBE的另一头是标准25针打印机接口，直接连接到计算机打印口与上位机通讯，在计算机IDE集成开发环境软件包下，完成在线调试功能.[13]时钟电路的设计DS1302芯片简介在以凌阳单片机为核心构成的装置中，经常需要一个实时的时钟和日历，以便对一些实时发生事件记录时给予时标，实时时钟芯片便可起到这一作用，过去多用并行接口的时钟芯片，如MC146818，DS12887等。它们已能完全满足凌阳单片机系统对实时时钟的要求，但是这些芯片与单片机接口复杂、占用地址，数据总线接线多、芯片体积大占用空间多，近年来串行接口的各种芯片在凌阳单片机系统中应用愈来愈多，串行接口的实时时钟芯片也出现了不少，DS1302是一个综合性能较好且价格便宜的串行接口实时时钟芯片[6]。DS1302结构框图与引脚介绍图2-6DS1302结构框图1．结构框图与引脚介绍DS1302原理框图见图2-6所示。DS1302是一种高性能、低功耗的实时时钟芯片，附加有31字节静态RAM，采用SPI三线接口与CPU进行同步通信，并可以采用突发方式，一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。实时时钟可以提供秒、分、时、日、星期、月和年，一个月小于31日时可自动调整，包括闰年，有效至2100年。可以采用12h或24h方式计时，采用双电源供电，可设置备用电源充电方式，同时提供了对后备电源进行涓流充电的能力。7个附加字节的暂存寄存器，包括移位寄存器、控制逻辑、振荡器、实时时钟和RAM。芯片为8引脚小型DIP封装，引脚排列如图2-7所示。图2-7DS1302引脚排列DS1302具有一个可编程的涓流充电器，主电源和备份电源的双电源引脚，7个附加字节的暂存寄存器，包括移位寄存器、控制逻辑、振荡器、实时时钟和RAM。引脚描述如下：GND——电源地；VDD1——在单电源供电系统中的电源引脚，在双电源系统中接备份电源；VDD2——在双电源供电系统中的主电源引脚，DS1302由VDD1和VDD2两者中较大者供电，当VDD2小于VDD1时，VDD1给VDD2供电；SCLK——串行接口的同步时钟；I/O——双向数据线引脚；/RST——复位信号，在一个读写期间必须保持高电平；X1，X2——连接一个标准的32768HZ石英晶体。DS1302也可用外部振荡器驱动，这时X1引脚连接外部振荡器信号，X2悬浮[5]。2．DS1302功能：命令字节——每次数据传输由命令字节开始，MSB(位7)必须是逻辑1，若该位是0，则禁止操作DS1302，位6为0时选择实时时钟/日历数据，位6为l时选择RAM数据，位5~l选择操作的寄存器，LSB(位0)选择写操作(逻辑0)或读操作(逻辑l)。复位和时钟控制——数据传输的启动是由RST置为高电平开始的，RST启动控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器，一个时钟周期是一个下降沿紧跟一个上升沿，数据输入的时候，在时钟上升沿数据必须有效；如果RST变低，所有数据传送即被终止，I/0引脚到一个高阻状态。在电源上电过程中，RST必须保持逻辑0，直到VDD大于2.0V，在RST由0变1的过程中，SCLK必须是逻辑0。数据输入——输入命令字节8个时钟周期之后，在下8个时钟周期的上升沿输人数据，若有额外的SCLK周期是不予理睬的，数据输入开始位是位0。数据输出——输入读命令字节8个时钟周期之后，在下8个时钟周期的下降沿数据被送出，注意：第一个数据位被送出发生在写命令字节最后一位的第一个下降沿，数据输出开始位为位0。DS1302与单片机的硬件电路的设计DS1302与单片机的连接仅需要3条线，即SCLK、I/O、RST。VDD2在单电源与电池供电的系统中提供低电源并能提供低功率的电池备份。VDD2在双电源系统中提供电源，在这种运行方式下VDD1连接到备份电源，以便在没有主电源的情况下能保存时间信息以及数据。DS1302由两者中的较大者供电。当VDD2大于VDD1+0.2v时，VDD2给DS1302供电。当VDD2小于在单片机系统中使用VDD1的时候，DSl302由VDD1供电。在本设计中，以SPCE061A为主器件，DS1302为从器件，RST接在主器件IOB2上，此引脚为高位的时候，选中该芯片，对其进行操作。串行数据线I/O与串行时钟线SCLK分别接在IOB1和IOB0上，所有的单片机地址、命令及数据均通过这两条线传输。在此设计中，主器件在总线上产生时钟脉冲，寻址信号，数据信号，而从器件则相应接受数据，送出数据。对DS1302的每一次读写都需要16个时钟脉冲，前8个脉冲输入操作地址和读写命令[6]。电路图如图2-8所示。图2-8时钟芯片电路显示电路的设计液晶显示原理1．液晶显示原理液晶显示器利用液晶的物理特性，通过外加电压对显示区域进行控制，可以显示字符或图形。液晶显示器具有厚度薄、适用于大规模集成电路直接驱动、易于实现全彩色显示的特点，广泛用于便携式电脑、数字摄像机、PDA移动通信工具等领域。2．液晶显示器的分类液晶显示的分类方法很多，按显示方式可分为段式、字符式、点阵式等。除了黑白显示外，液晶显示器还有多灰度、彩色显示等。如果根据驱动方式，可以分为静态驱动、单纯矩阵驱动和主动矩阵驱动等三种。3．液晶显示器各种类形的显示原理(1)线段的显示点阵图形式液晶由M*N个显示单元组成，假设LCD显示屏有64行，每行有128列，每8列对应1字节的8位，则每行由16字节，共16*8=128个点组成。屏上的64*l6个显示单元与显示RAM区1024个字节相对应，每一字节的内容和显示屏上相应位置的亮暗对应。例如，屏的第一行的亮或暗，由R人M区的000H~00FH的16字节的内容决定，当(000H)=FFH时，屏幕的左上角显示一条短亮线，长度为8个点；当(3FFH)=FFH时，屏幕的右下角显示一条短亮线；当（000H）=FFHF、(001H)=00H、(002H)=00H、(00EH)=00H、(00FH)=00H时，在屏幕的顶部显示一条由8段亮线和8条暗线组成的虚线。(2)字符的显示用LCD显示一个字符时，因为一个字符由6*8或8*8点阵组成，既要找到和显示屏幕上某几个位置对应的显示RAM区的8字节，还要使每字节的不同位为“l”，其他的为”0”，(为“1”的点亮，为”0(3)汉字的显示汉字的显示一般采用图形方式。事先从微机中提取要显示的汉字的点阵码，每个汉字占32B，分左右两半，各占16B，左边为1、3、5……右边为2、4、6……，根据在LCD上开始显示的行列号及每行的列数可找出显示RAM对应的地址，设立光标，送上要显示的汉字的第一字节，光标位置加1，送第二个字节，换行按列对齐，送第三个字节……，直到32B显示完，就可以在LCD上得到一个完整汉字[4]。SMC1602芯片简介字符型液晶显示模块是专门用于显示字母、数字、符号等的点阵式LCD，目前常用的有16*1、16*2、20*2和40*2行等。下面以1602字符型液晶显示器为例，介绍其用法，实物如图2-9所示。图2-9SM1602实物图1．1602LCD的引脚功能表2-41602LCD的引脚功能表编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源地9D2数据2VDD电源正极10D3数据3VL液晶显示偏压11D4数据4RS数据\命令选择12D5数据5R/W读/写选择13D6数据6E使能信号14D7数据7D0数据15BLA背光源正极8D1数据16BLK背光源负极1602LCD采用标准14脚(无背光)或8脚(带背光)接口，各引脚功能如表2-4所示。VL为液晶显示器对比度调整端，接电源正极时对比度最弱，接地时对比度最高。若对比度过高会产生“鬼影”，使用时可以通过一只10K电阻来调整对比度。RS为寄存器选择端，RS为高电平时选择数据寄存器，为低电平时选择指令寄存器。R/W为读写信号线，为高电平时进行读操作，为低电平时为写操作。当RS和R/W同为低电平时可以写人指令或者显示地址；当RS为低电平、R/W为高电平时可以读忙信号；当RS为高电平、R/W为低电平时可以写人数据[4]。E为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。D0~D7为8位双向数据线。2．1602LCD的指令说明及时序1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令，如表2-5所示。表2-51602液晶模块内部的控制器的11条控制指令序号指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清显示00000000012光标返回000000001/3置输入模式00000001I/DS4显示开/关控制0000001DCB5光标或字符移位000001S/CR/L//6置功能00001DLNF//7置字符发生存储器地址0001字符发生存储器地址8置数据存储器地址001显示数据存储器地址9读忙标志或地址01BF计数器地址10写数到CGRAM或DDRAM10要写的数据内容11从CDRAM或DDRAM读数11读出的数据内容1602液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。指令1：清显示，指令码01H，光标复位到地址00H位置。指令2：光标复位，光标返回到地址00H。指令3：光标和显示模式设置。I/D：光标移动方向，高电平右移，低电平左移。S：屏幕上所有文字是否左移或者右移，高电平表示有效，低电平则无效。指令4：显示开关控制。D：控制整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示；C：控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标；B：控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁。指令5：光标或显示移位。S/C：高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标。指令6：功能设置命令。DL：高电平时为4位总线，低电平时为8位总线；N：低电平时为单行显示，高电平时双行显示；F：低电平时显示5*7的点阵字符，高电平时显示5*10的点阵字符。指令7：字符发生器RAM地址设置。指令8：DDRAM地址设置。指令9：读忙信号和光标地址。BF：忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或者数据；低电平表示不忙。指令10：写数据。指令11：读数据。显示电路的设计如图2-10所示，单片机SPCE061A与芯片SMC1602的显示电路。在本设计中，SMC1602芯片主要是显示主人录音与播放的时间，当主人按下录音按钮时，开始显示录音时间；当主人按下播放按钮时，开始显示播放时间，语音录放最长时间为4分钟[4]。图2-10SPCE061A与SMC1602的显示电路2.4语音电路的设计.1W29C040简介随着数字语音，图像处理技术的飞速发展，其在电子产品中也得到广泛应用，如语音智能玩具、PDA以及有语音、图像识别技术的机器人。一个复杂或功能强大的语音，图像处理系统需要很大的,不同的存储器（ROM,FLASH,SRAM）的存储空间。那么系统如何扩展Memory，解决I/O口不够的问题呢？这里介绍一款芯片W29C040,它能够解决所有I/O不够用的问题。SPCE061A是台湾凌阳公司生产的十六位单片机，该单片机内置有2路DA转换，8路AD转换及在线仿真等丰富的功能[13]，这些都为我们实现数码录音和播放提供良好的方便条件，语音存储器W29C040是台湾华邦公司生产的4M位的FLASH存储芯片，利用它存储凌阳格式的语音资源，可以长达4分钟语音录放。该系统可以广泛应用于需求的录音较长的场合。如录音笔、自录语音提示等应用方案。本系统提供W29C040相关的读写模块，此模块也可应用于W29C040同系列的相关FLASH芯片中[9]。.2W29C040引脚结构及读写时序一．W29C040引脚结构W29C040为32脚DIP封装芯片，工作电压为5V，内部512K*8位的快速闪存，它的结构为256字节为一页，每页的擦写时间为5mS，整片擦除时间为50mS。管脚表如表2-6所示：表2-6W29C040管脚功能表管脚名称功能描述A0-A18地址的输入口DQ0-DQ7数据的输入/输出口#CE片选脚#OE读脚#WE写脚VDD5V脚VSS地二．W29C040读写时序读时序图及在数据保护模式下的页写时序图如下所示：图2-11读时序图图2-12在数据保护模式下的页写时序图（2）写结束判断时序图图2-13结束判断时序图.3数码录音与播放系统结构数码录音与播放系统结构图如图2-14所示：图2-14数码录音播放系统结构本系统包括按键部分、音频录入部分、音频输出部分和W29C040存储扩展等四部分。1.按键部分：按键1开始语音录入；按键2停止录音，播放语音。2.音频录入部分：主要是由MIC、自动增益电路、AD转换电路构成，通过MIC采样语音数据，并经内置自动增益电路处理、AD转换后，编码并存储到W29C040FLASH中。3.音频输出部分：主要是将SPCE061A两路音频输出端通过LM386放大，经喇叭播放。4.W29C040存储扩展部分：通过SPCE061AIO口的控制，将录音编码后的数据存储到W29C040中。5.系统实现的功能：通过按键1，开始录音，按键2，结束录音并播放所录的语音。播放结束后，可以继续录入下一段语音[9]。.4音频录入与输出部分详细设计音频录入部分详细电路图如图2-15所示：图2-15音频输入部分详细电路图音频输出部分详细电路图如图2-16所示图2-16音频输出部分详细电路图2.5按键电路的设计在本设计中，按键电路共设置四个按钮，且实现了四种不同的功能，其四种不同功能分别是：一、选择旋钮(K3)，主人选择“ON”或是“OFF”；二、录音按钮(K1)，主人可以录制外界语言信息；三、播放按钮(K2)，主人播放外界录制的语音信息。按键图如图2-17所示。（a）(b)图2-17按键电路图K1按键是录音键，主人录制外界语音，当主人按下按键时，就开始录音；K2键是播放键，主人按键，可以听到录制语音信息；K3键是开关键，当主人开始录音与播放时，将开关打在VDD，键盘扫描到高电平时，录音与播放开始；当主人关闭录音与播放时，将开关打在GND，键盘扫描到低电平时，将关闭录音与播放[12]。第3章软件部分设计主程序设计系统应用程序由主程序及子程序两大部分组成。主程序流程图如图3-1所示。主程序主要用来完成系统的初始化、时间显示、按键扫描和录音与播放等工作。图3-1主程序流程图注：其中判断状态为LCD时钟显示是否为4分钟？若小于4分钟，则可继续实行录音操作；若达到4分钟，则停止录音操作，进而可转为播放语音操作。先扫描按键，若没有按键，则从时钟芯片中读出数据显示时间；若有按键，则跳转到相应按键的子程序；按键主要有K1键（录音功能）、K2键（播放功能）、K3键（开关键）。本软件系统设计简单。主要是因为凌阳的十六位单片机开发环境使用方便，并支持C语言与汇编语言的互相调用，且提供丰富的凌阳语音函数库，只要我们了解这些函数的使用方法，我们就可以很容易的实现语音的录放。例如本系统的语音录入和播放代码如下：语音的录入：SP_InitW29C040Flash(); SACM_DVR_Initial(Manual);//手动方式初始化SACM_DVR_InitEncoder(RceMonitorOn);//语音数据非自动方式编码if(SACM_DVR_TestQueue()!=Empty){page_buf[n]=SACM_DVR_FetchQueue();//取出语音编码数据many_data_write(M_AddrH,M_AddrL,page_buf,n);//写存储器}语音的播放：SP_InitReadW29C040Flash();SACM_DVR_InitDecoder(DAC1+DAC2);//语音数据以非自动方式解码if(SACM_DVR_TestQueue()!=Full){Ret=//获取一个字型语音数据SP_Read_Data(M_AddrH,M_AddrL++);//填入语音队列等候解码SACM_DVR_FillQueue(Ret);SACM_DVR_Decode(); //获取资源并进行解码}只需要以上的几条简单语句调用就可以完成语音录入和播放。可见使用是极其方便的。本系统底层驱动部分包括W29C040的读写、擦除使用的是汇编语言编写的。上层部分包括语音的录放是由C语言完成的。提供独立的W29C040的读、写、擦除代码模块。可供W29C系列芯片的驱动。SACM-DVR相关的API函数如下所示：int

SACM_DVR_Initial(intInit_Index)//初始化void

SACM_DVR_ServiceLoop(void)//获取资料，填入译码队列void

SACM_DVR_Encode(void)//录音 SACM_DVR_StopEncoder(void)；//停止编码SACM_DVR_InitEncoder(RceMonitorOn)//初始化解码器voidSACM_DVR_Stop(void) //停止录音voidSACM_DVR_Play(void)//开始播放unsignedintSACM_DVR_Status(void)//获取SACM_DVR模块的状态voidSACM_DVR_InitDecode(void)//开始译码voidSACM_DVR_Decode(void)//获取语音资料并译码，中断播放SACM_DVR_StopDecoder();//停止解码unsignedintSACM_DVR_TestQueue(void)//获取语音队列状态intSACM_DVR_Fetchqueue(void)//获取录音编码数据voidSACM_DVR_FillQueue(unsignedintencoded-data)//填充资料到语音队列，等待播放intGetResource(longAddress)——(Manual)//从资源文件里获取一个字型语音资料中断服务函数：CallF_IRQ1_Service_SACM_DVR//recodeCallF_FIQ_Service_SACM_DVR//playing相应子程序设计相应处理程序主要包括：键盘扫描子程序、液晶显示子程序、录音子程序以及播放子程序。3.2.1按键扫描子程序设计本程序采用非编码键盘，单片机必须对所有按键进行监视。一旦发现有键按下，单片机扫描按键，然后转入相应的处理程序，实现该键功能。当按下K3键时，录放机将执行开关状态；当按下K1时，跳转到录音子程序，开始录制外界语音；当按下K2键，跳转到播放子程序，主人按键，可以听到录制的外界语音。按键扫描子程序流程图如图3-2所示。图3-2按键扫描子程序3.2.2时间显示子程序设计凌阳单片机SPCE061A外接的SMC1602将显示时间，该单片机内部计时器将执行时钟计时功能，其流程图如下图3-3所示：图3-3时间显示子程序.3录音和播放程序设计RECORD键（K1键）是录制外界语音的控制键。外界主人要把自己不在家的留言信息或其他信息（例如：“您好，我是XX，主人不在家，请留言，留言时间是4分钟”和“您好，请稍等，我马上来开门”等），预先录入ISD1420芯片中，以便需要时可以随时播放调用。在这里留有4分钟的时间用来录这段话。PLAY键（K2键）是播放录音控制键。当主人要听自己语音信息或对方语音信息时可以按下K2键，这时便开始播放主人自己的录音信息以及别人的录音信息；若重新按下K3键，，就跳出此子程序，录音将停止播放。流程图如图3-4所示。图3-4PLAY键子程序3.3凌阳音频介绍一．音频简介1.音频概述本设计的音频是指频率在20Hz～20kHz的声音信号，分为：波形声音、语音和音乐三种，其中波形声音就是自然界中所有的声音，是声音数字化的基础。语音也可以表示为波形声音，但波形声音表示不出语言、语音学的内涵。语音是对讲话声音的一次抽象。是语言的载体，是人类社会特有的一种信息系统，是社会交际工具的符号。音乐与语音相比更规范一些，是符号化了的声音。但音乐不能对所有的声音进行符号化。乐谱是符号化声音的符号组，表示比单个符号更复杂的声音信息内容。2.数字音频的采样和量化将模拟的（连续的）声音波形数字元化（离散化），以便利数字计算机进行处理的过程，主要包括采样和量化两个方面。数字音频的质量取决于：采样频率和量化位数这两个重要参数。此外，声道的数目、相应的音频设备也是影响音频质量的原因。3.音频格式的介绍音频文件通常分为两类：声音文件和MIDI文件。(1)声音文件：指的是通过声音录入设备录制的原始声音，直接记录了真实声音的二进制采样数据，通常文件较大；(2)MIDI文件：它是一种音乐演奏指令序列，相当于乐谱，可以利用声音输出设备或与计算机相连的电子乐器进行演奏，由于不包含声音数据，其文件尺寸较小。4.语音压缩编码基础语音压缩编码中的数据量是指：数据量=(采样频率x量化位数)/8(字节数)x声道数目。压缩编码的目的：通过对资料的压缩，达到高效率存储和转换资料的结果即在保证一定声音质量的条件下，以最小的资料率来表达和传送声音信息。压缩编码的必要性：实际应用中，压缩编码的音频资料量很大，进行传输或存储资料量是不现实的。所以要通过对信号趋势的预测和冗余信息处理，进行资料的压缩，这样就可以使我们用较少的资源建立更多的信息。几种常见的音频压缩编码：(1)波形编码：将时间域信号直接变换为数字代码，力图使重建语音波形保持原语音信号的波形形状。波形编码的基本原理是在时间轴上对模拟语音按一定的速率抽样，然后将幅度样本分层量化，并用代码表示。译码是其反过程，将收到的数字序列经过译码和滤波恢复成模拟信号。如：脉冲编码调制(pulsecodemodulation，PCM)、差值脉冲编码调制（DPCM）、增量调制(DM)以及它们的各种改进型自适应差分编码（ADPCM）、自适应增量调制（ADM）、自适应差值脉冲编码调制(ADPCM)、自适应传输编码（AdaptiveTransferCoding，ATC）和子带编码（SBC）等都属于波形编码技术。波形编码特点：高话音质量、高码率，适于高保真音乐及语音。(2)参数编码：参数编码又称为声源编码，是将信源信号在频率域或其它正交变换域提取特征参数，并将其变换成数字代码进行传输。译码为其反过程，将收到的数字序列经变换恢复特征参量，再根据特征参量重建语音信号。具体说，参数编码是通过对语音信号特征参数的提取和编码，力图使重建语音信号具有尽可能高的准确性，但重建信号的波形同原语音信号的波形可能会有相当大的差别。如：线性预测编码（LPC）及其它各种改进型都属于参数编码。该编码比特率可压缩到，甚至更低，但语音质量只能达到中等，特别是自然度较低。参数编码特点：压缩比大，计算量大，音质不高，廉价！(3)混合编码：混合编码使用参数编码技术和波形编码技术，计算机的发展为语音编码技术的研究提供了强有力的工具，大规模、超大规模集成电路的出现，则为语音编码的实现提供了基础。80年代以来，语音编码技术有了实质性的进展，产生了新一代的编码算法，这就是混合编码。它将波形编码和参数编码组合起来，克服了原有波形编码和参数编码的弱点，结合各自的长处，力图保持波形编码的高质量和参数编码的低速率。如：多脉冲激励线性预测编码（MPLPC），规划脉冲激励线性预测编码（KPELPC），码本激励线性预测编码（CELP）等都是属于混合编码技术。其数据率和音质介于参数和波形编码之间[16]。总之，音频压缩技术之趋势有两个：(1)降低资料率，提高压缩比，用于廉价、低保真场合（如：）。(2)追求高保真度，复杂的压缩技术（如：CD）。二．凌阳音频压缩算法1.凌阳音频压缩算法的编码标准表3-1是不同音频质量等级的编码技术标准（频响）：表3-1信号类型频率范围（Hz）采样率（kHz）量化精度（位）话音200~340088宽带音频（AM质量）50~70001616调频广播（FM质量）20~15k37.816高质量音频（CD质量）20~20k44.116。[13]凌阳音频压缩算法处理的语音信号的范围是200HZ－的话音。表3-1不同音频质量等级的编码技术标准信号类型频率范围（Hz）采样率（kHz）量化精度（位）话音200~340088宽带音频（AM质量）50~70001616调频广播（FM质量）20~15k16高质量音频（CD质量）20~20k162.压缩分类压缩分无损压缩和有损压缩,无损压缩一般指：磁盘文件，压缩比低：2:1～4:1；而有损压缩则是指：音／视频文件，压缩比可高达：100:1。凌阳音频压缩算法根据不同的压缩比分为以下几种(具体可参见语音压缩工具一节内容)：SACM-A2000：压缩比为8:１，，；SACM-S480：压缩比为80:3，；SACM-S240：压缩比为；3.凌阳常用的音频形式和压缩算法(1)波形编码：sub-band即SACM-A2000特点：高质量、高码率，适于高保真语音／音乐。(2)参数编码：声码器（vocoder）模型表达，抽取参数与激励信号进行编码。特点：压缩比大，计算量大，音质不高，廉价！(3)混合编码：CELP即SACM-S480特点：综合参数和波形编码之优点。4.分别介绍凌阳语音的录制与播放凌阳的SPCE061A是16位单片机，具有DSP功能，有很强的信息处理能力，最高时钟可达到49M，具备运算速度高的优势等等，凌阳压缩算法中SACM_A2000、SACM_S480、SACM_S240主要是用来放音，可用于语音提示，而DVR则用来录放音。语音录入与播放使用介绍SACM-DVR具有录音和放音功能，并采用SACM_A2000的算法，录音时采用16K资料率及8K采样率获取语音资源，经过SACM_A2000压缩后存储在扩展的SRAM628128A里，录满音后自动开始放音。语音录入与播放使用介绍如上所示，即（SACM-DVR相关的API函数所示）。第4章调试单片机应用系统的调试，包括硬件调试和软件调试，是一个很重要的步骤。在调试过程中要不断地找出其中的错误，并进行现场解决，然后再重复，直至系统可以正常运行为止。系统的硬件调试与软件调试是分不开的，许多硬件故障是在调试软件时才被发现和纠正的。通常是先排除系统中明显的硬件故障后再和软件结合起来调试。一、硬件调试第一步：在没通电之前，先用万用表检查线路的正确性，并核对元器件的型号、规格是否符合要求。特别注意电源的正负极以及电源之间是否有短路，并重点检查地址总线、数据总线、控制总线是否存在相互间的短路或其他信号线的短路。晶体振荡器和电容应尽可能靠近凌阳单片机芯片安装，以减少寄生电容，更好是保证振荡器稳定和可靠地工作。在本系统中我们都进行了仔细的检查，所以此步骤不会发生故障，这一步如果检查不细通电后可能会造成不可想象的后果，所以这一步也至关重要。第二步：通电后检查各器件引脚的电位，仔细测量各点电位是否正常，尤其应注意凌阳单片机的插座上的各点电位，若有高压，将有可能损坏凌阳单片机仿真器。同样，如果电压过低就没有能力驱动其负载。第三步：在断电的情况下，除单片机以外，用仿真插头将所连接电路与凌阳单片机仿真器的仿真接口相连，为软件调试做好准备。二、软件调试该系统的软件调试，是把程序输入凌阳单片机，然后连接凌阳单片机仿真器进行模拟调试，在调试时程序应该以模块的形式进行调试，这样可以方便解决软件的问题，进行及时修改，最后再将调试好的小段程序连接在一起进行整体调试，当整个程序都没错误时，软件调试已经成功。程序调试中出现的问题及解决的办法：1．有时会出现程序一点错误也没有，但就是不能正常运行的现象，最后我们发行是因为程序中有的指令书写得不规范导致的，例如有的RET返回指令一定要按正确格式书写或在两行指令间最好不要留空行。2．程序调试中SACM-DVR具有录音和放音功能，并采用SACM_A2000的算法，录音时采用16K资料率及8K采样率获取语音资源，经过SACM_A2000压缩后存储在扩展的SRAM628128A里，录满音后自动开始放音。3．编程时要注意，在程序开始时，要写入各定时器中断的入口地址。4．编程过程中要注意加注释或分割线，否则，在程序过长时容易变得很乱，不便于查找或更改。5．程序的结构要设计的合理，避免上下乱调用的现象，这样会使程序更加清晰化。6．编程前要加流程图，这样会使思路清晰。结论与展望本设计使用凌阳单片机实现了一个基本应用电路—数码录音与播放系统的设计，不仅可以实行4分钟的语音播放功能，而且凌阳的SPCE061A型单片机具有体积小，集成度高，易扩展，可靠性高，功耗低，结构简单，中断处理能力强等特点，内嵌32K字内存FLASH，处理速度高，特别适应于数字语音录放和语音识别等数字应用领域，是数字语音识别和语音信号处理，个人数字设备的理想产品。单片机技术使传统家庭使用的录放机具有了智能化和人性化。由于凌阳的十六位单片机开发环境使用方便，并支持C语言与汇编语言的互相调用，且提供丰富的凌阳语音函数库，只要我们了解这些函数的使用方法，我们就可以很容易的实现语音的录放。另外随着电子技术的进步，单片机及嵌入式技术在人们日常生活中扮演着越来越重要的角色，人们的电子产品几乎处处设计单片机技术，单片机不仅使得像录放机这样的小型家用电器功能更完善，而且价格更便宜，并且是人们使用更加方便。通过试验，本设计能够基本完成所预想的功能。在这里由于作者水平有限，在录放机的时间显示环节设计比较简单，但考虑到在没有外加W29C040的扩展部分时可能会存在I/O口不足和语音识别的等问题时，在本次的设计当中我们用了W29C040,它能够解决所有I/O不够用的问题，同时其有4M位的FLASH存储芯片，利用它存储凌阳格式的语音资源，可以长达4分钟语音录放功能。如果要存储大量的语音信息,只需要更换同系列且容量更大的存储芯片,并在软件上对存储信息的相关起始地址作简单的修改即可。致谢在为期近四个月的毕业设计结束之即，我首先要感谢XX老师给予我的指导和帮助。在刚拿到课题时，我感到非常迷茫，无从下手。但是在彭老师的细心指导下，我渐渐有了思路，并且对这个课题产生了浓厚的兴趣。在X老师那里，我不仅学到专业知识，更学到了对人真诚、对事负责认真的做人原则。我要感谢曾经一些指导过我的老师，在他们那里我不仅学到了专业知识，而且对设计的整体思路更加清晰了。同时，我也要感谢电气学院在设计期间为我们提供了一个良好的设计环境。最后，我还要感谢本小组成员对我的帮助。年月日参考文献[1]宋浩，田丰.单片机原理及应用.北京:清华大学出版社，2005[2]许海燕，付炎。嵌入式系统技术与应用.北京：机械工业出版社，2002[3]樊昌信.通信原理.北京：国防工业出版社，2001[4]李力.单片机原理及应用.北京：机械工业出版社，1992[5]雷思孝，李伯成.SPCE061A16位单片机原理及应用.西安：西安电子科技大学，2003.[6]冯育长等.单片机系统设计育实例分析[M]，西安电子科技大学出版社，2007.[7]李念强等.单片机原理及应用[M]，机械工业出版社，2007.[8]吴金戌等.8051单片机实践与应用[M]，清华大学出版社，2002.[9]薛均义.凌阳16位单片机原理及应用.北京：北京航空航天大学出版社，2003.[10]雷思孝，李伯成，雷向莉.单片机原理及实用技术.西安：电子科技大学，2004.[11]何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计[M].北京：北京航空航天大学出版社，2003.[12]潘永雄.新编单片机原理及应用[M].西安：西安电子科技大学出版社，2003.[13]凌阳科技公司.16位单片机相关资料.凌阳电子，2004[14]胡汉才.单片机原理及其接口技术[M].北京：清华大学出版社，第2版，2003.[15]韩治军等.单片机应用系统设计[M]，机械工业出版社，2005[16]李宏，张家田.液晶显示器件应用技术[M]..[17]汪德彪.MCS-51单片机原理及接口技术[M].北京:电子工业出版社，2003.[18]楼然苗等.51系列单片机设计实例[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006.[19]沈红卫.单片机应用系统设计实例与分析[M].北京：北京航空航天大学出版社。[20]付家才.单片机控制工程实践技术[M].北京：化学工业出版社，2004.3.[21]李广第，朱月秀，王秀山.单片机基础[M].北京：北京航空航天大学出版社，2001.[22][5]Vizimuller,P.:‘RFdesignguide-systems,circuits,andequations’.ArtechHouse,Boston,MA[23]BarryM.FlaxIntelligentBuildings.IEEECommunicationMag-azine,1991,(4).[24]ZadehL.A.TheOptimizedDisignoftheFuzzyController[EB/OL].New