数码录音与播放系统的设计论文 - 图文

就有利整个开发过程，提高开发效率,同时在调试过程中不用多次的插拔芯片，能够很好地保护到芯片。

综上所述，再考虑到本次数码录音与播放系统的设计需要实现的功能和要满足的各项性能指标,且需要对程序等进行多次调试。最终选定方案三，选用STC89C52作为系统的主控芯片。

2.2语音模块的方案选定

方案(一):

选用单片机编写录放音程序配合扬声器的方式实现语音系统的录放音功能,这种方法可以降低制作成本,同时因为减少了芯片的使用所以也降低了系统的整体功耗,但是这样的话会造成系统内部的延迟,这种方法会对系统整体效果造成一定的不良影响,所以放弃这个方案。 方案(二):

选用专门的语音芯片WTB015语音芯片来实现录放音功能,WTB015是一款制作成本低且带有音频合成器的语音处理芯片,工业性能强,能够在多种场合下工作,有PWM和DAC两种语音输出方式,内部资源包括EPROM、定时器、RAM、时钟发生器和I/O端口等。WTB015不仅具有串口控制模式、并口控制模式、按键控制模式和按键组合控制模式等多种工作模式,同时拥有自动休眠功能以大大降低功耗。但是WTB芯片存储的录音时间较短,而且音质有所欠缺,因此也不采用该方案。 方案(三):

选用功能强大的ISD4004语音芯片,该芯片由美国公司出品,正常情况下录放时间为8至16分钟,录音周期为10万次,ISD4004拥有控制录音和边缘/电平触发两种放音控制,芯片采用CMOS工艺,内含音频放大器、自动增益控制、防混淆滤波器、振荡器和平滑滤波器等,可在断电情况下保存信息100年,音质高,而且该芯片还具有功耗低、自然地语音还原技术、抗干扰能力强等众多优点,适用于普通便携式的电子产品中,能够满足该系统设计对语音芯片的一切要求。

综上所述，结合实际需要,为了录音时间足够长且音质高,本系统的语音模块选定第三种方案，选用美国出品的语音芯片ISD4004实现系统的录放音功能。

2.3电源模块的方案选定

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方案(一):

将正常的室内电压进行变压和整流处理后为录放系统提供一个稳定的5V电压,这种方法可以节约成本,而且电压十分稳定,可以提高系统的总体稳定性,但是这样就限制了供电的环境,语音录放系统现在多用于移动设备和便携式的电子产品中,这样就严重限定了语音录放系统的使用范围,所以不采用这个方案。 方案(二):

采用两个独立电源分别给不同的模块供电,这样也能保证电压的稳定,使系统总体稳定,但是多个电源方案不仅会加大功耗而且会大大加重系统整体的重量,不利于携带,会影响带有录放音电子产品的使用情况。 方案(三):

采用直接由普通5号电池构成的单电源供电方法,经过测试三节电池同时给多个模块供电,同样能确保系统整体的正常运行,满足整体系统的供电需求,不仅解决了多个电源造成系统加大加重的问题,而且使系统的使用范围不再受到限制,该方案符合本设计的要求。

综上所述,考虑到本系统的使用范围以及多用于移动电子产品中,选定方案三,采用电池构成的单电源供电方法。

2.4系统最终方案的选定

通过以上论证本系统最终选用如下方案:

1. 采用STC89C52单片机作为系统的主控芯片。 2. 采用功能强大的ISD4004语音芯片作为语音模块。 3. 采用由普通电池构成的单电源进行整体供电。

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3 系统硬件电路设计

本系统的总体设计是采用功能强大的STC89C52单片机作为主控制芯片,使主控电路能接收来自各模块的信号并发出指令信号从而有效控制其他电路,协调各电路共同工作,语音处理电路以ISD4004芯片为核心,实现语音的记录、存储和播放,音频放大电路以LM386为核心,能够进行三级放大,加上按键电路的设计,完成了一个完整的基于单片机的数码录音与播放系统的设计,最终能够实现录音8至16分钟,新录音可以覆盖旧录音的功能。

3.1 主控电路的设计

3.1.1 STC89C52的简介

本设计选用的主控芯片STC89C52是STC公司生产的一个基于51内核的8位单片机。STC89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内置通用8位中央处理器，同时在片内集成了Flash闪存存储器单元，正因为实现了上述的诸多功能部分，STC89C52单片机以其强大的功能优势，能较好的适用于各类复杂的控制应用场合。STC89C52系列单片机都采用40脚的封装形式，在其40个引脚中包含了32个通用的输入输出端口，能灵活配置在各种控制场合；还包含了2个外部中断端口，能实现各控制系统的中断处理过程；同时还包括了3个16位的定时器（计数器），能实现各种精确的定时计数功能；2个全双工通信端口，能实现全双工通信；以及包含了2个读写端口。其引脚图如图3.1所示。

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1234567891011121314151617181920P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RSTP3.0(RXD)P3.1(TXD)P3.2(INT0)P3.3(INT1)P3.4(T0)P3.5(T1)P3.6(WR)P3.7(RD)XTAL2XTAL1GNDVCCP0.0(AD0)P0.1(AD1)P0.2(AD2)P0.3(AD3)P0.4(AD4)P0.5(AD5)P0.6(AD6)P0.7(AD7)EA/VPPALE/PROGPSENP2.7(A15)P2.6(A14)P2.5(A13)P2.4(A12)P2.3(A11)P2.2(A10)P2.1(A9)P2.0(A8)4039383736353433323130292827262524232221

图3.1 STC89C52引脚分布图

器件参数:

1. 增强型8051单片机，6 时钟/机器周期和12 时钟/机器周期可以任意 选择，指令代码完全兼容传统8051.

2. 工作电压：5.5V～3.3V（5V单片机）/3.8V～2.0V（3V 单片机） 3.工作频率范围：0～40MHz，相当于普通8051 的0～80MHz，实际工作 频率可达48MHz

4. 用户应用程序空间为8K字节 5. 片上集成512 字节RAM 6. 通用I/O 口（32 个），复位后为：P0/P1/P2/P3 是准双向口/弱上拉， P0 口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为 I/O 口用时，需加上拉电阻。

7. ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下载用户程 序，数秒即可完成一片

8. 具有EEPROM 功能

9. 共3 个16 位定时器/计数器。即定时器T0、T1、T2 10.外部中断 4 路，下降沿中断或低电平触发电路，Power Down 模式可 由外部中断低电平触发中断方式唤醒

11. 通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART 12. 工作温度范围：-40～+85℃（工业级）/0～75℃（商业级） 13. PDIP封装

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