基于单片机的录放音系统设计-论文

基于单片机的录放音系统设计-论文内容摘要：

用作数据的校验位或多机通讯中表示地址帧 /数据帧的标志位。 RB8（ ） ： 在方式 2 或方式 3，是接收到的第 9 位数据。 在方式 l，若 SM2＝ 0，则 RB8 是接收到的停止位。 方式 0 不用 RB8。 TI（ ） ： 发送中断请求标志位。 在方式 0，当串行发送数据第 8 位结束时，由内部硬件自动置位 TI=l，向主机请求中断，响应中断后必须用软件复位 TI=0。 在其他方式中，则在停止位开始发送时由内部硬件置位，必须 用软件复位。 RI（ ） ： 接收中断请求标志位。 在方式 0，当串行接收到第 8 位结束时由内部硬件自动置位 RI=1，向主机请求申断，响应中断后必须用软件复位 RI=0。 在其他方式中，串行接收到停止位的中间时刻由内部硬件置位 RI＝ 1(例外情况见 SM2 说明 )，必须由软件复位 RI=0。 其中 SM0、 SM1 按下列组合确定串行通讯的工作方式： PCON 电源控制寄存器 SMOD ：双倍波特率控制位。 － ：保留。 GF1 ：通用标志。 GF0 ：通用标志。 PD ： PD＝ 1 时，进入掉电方式。 IDL ： IDL＝ 1 时，进入冻结方式。 六、定计器初值及串行通讯波特率的计算 定时器初值的计算 公式： TC＝ M－（ T／ T 计数） 其中 TC 为初值， M 为计数器模值， T 定时器定时时间， T 为 fosc/12 串行通讯波特率的计算 公式： 方式 0：波特率＝ 1/12 fosc 方式 2：波特率＝ 2SMOD/64 fosc 定时／计数器 1 的溢出率计算 因为上述 TC＝ M－ T／ T 计数公式可转换为 T＝ T 计数（ M－ TC），式中 T 是定时/计数器溢出一次所需的时间，单位为秒。 于是得定时 /计数器溢出率为 1／ T，单位 为次／秒。 那么串行通讯方式 3 的波特率公式可写为： 注： SMOD 见电源控制寄存器 PCON 中 SMOD 位的设置， SMOD＝ 1 或 SMOD＝ 0 常用波特率与定时／计数器 1 各参数关系 基于单片机的录放音系统设计 一． ISD25120 语音芯片特点简述： （ 1）使用方便的单片 120 秒语音录放 （ 2）多段信息处理，可分 1 至 600 段 （ 3）高质量、自然的语音还原技术 （ 4）不耗电信息存 100 年（典型值） （ 5）边沿 /电平触发放音 （ 6） 100， 000 次录音周期（典型值） （ 7）手动操作 /微控制器控制兼容 （ 8）片内免调整时钟，可选外部时钟 （ 9）多片直接级联，延长录放时间 （ 10）无需开发系统 （ 11） 5V 单电源工作，维持电流 1uA （ 12） DIP， SOLC， TSOP 封装及工业级 ISD25120 系列单片录放时间 120 秒，音质好。 芯片采用 CMOS 技术，内含振荡器、 话筒前置放大、自动增益控制、防混淆滤波器 、平滑滤波器、扬声器驱动及 EEPRIM 阵列 ISD2500 系列具备微控制器所需控制接口。 通过操纵地址和控制线可完成不同的任务，实现复杂的信息处理，如信息的组合，连接，设定固定的信息段，信息管理等。 ISD2500 可不分段， 也可按最小段长为单位任意组合分段，参见表 1~1“最大段数”。 芯片采用多电平直接模拟量存储专利技术，每个采样值接存储在片内单个 EEPROM 单元中， 因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声，避免了一般固体录音电路因量化和 压缩造成的量化噪声和“金属声”。 采样频 率从 ， ， 到 ,同一第列的产品休样频 率越低 ,录放时间越长 , 但通频带和音质有所降低。 片内信息可保存 100 年 (无需后备电源 )， EEPROM 单元可反复录音十万次 图 1~ ISD25120 硬封装引脚图 二、 引脚描述 电源（ VCCA， VCCD）： 芯片内部的模拟和数字电路使用不同的电源总线，并且分别引到外封装上， 这样可使口若悬河最小。 模拟和数字电源端最好分别走线，尽可能在靠近供电端处相连，而去耦 电容应尽量靠近芯片。 地线（ VSSA， VSSD）： 芯片内部的模拟和数字也可使用不同的地线，这两脚最好在引脚焊盘上相连。 节电控制（ PD）： 本端拉高使芯片停止工作， 进入不耗电的节电状态，芯片发生溢出，即 /OVF 端输 出低电平后，要将本端短暂变高复位芯片，才能使之再次工作。 片选（ /CE）： 本端变低后（而且 PD 为低），允许进行录放操作。 芯片在本端的下降沿锁存地直线和 P/R 端的状态。 录放模式（ P/R）： 本端状态在 /CE 的下降沿锁存。 高电平选择放音，低电平选择录音。 录音时，由地 址端提供起始地址，录音持续到 /CE 或 PD 变高，或内 存溢出；如果是前一种情况，芯片自动在 录音结束处写入 EOM 标志。 放音时由地址端提供起始地址，放音持续到 EOM 标志。 如果 /CE 一 直为低，或芯片工作在某些操作模式，放音会忽略 EOM，继续进行下去。 信息结尾标志（ /EOM）： EOM 标志在录音时由芯片自动插入到该信息的结尾。 放音遇到 EOM 时， 本端输出低电平脉冲。 芯片内部会检测电源电压以维护信息的完整性，当电压低于 时，本端变低，芯片只能放音。 溢出标志（ /OVF）： 芯片处于存储空间末尾时本端输出低电平脉冲表示溢出，之后本端状 态跟随 /CE 端 的状态，直到 PD 端变高。 本端可用于级联。 话筒输入（ MIC）： 本端连至片内前置放大器。 片内自动增溢控制电路（ AGC）： 将置增益控制在 15 至 24dB。 外接话筒应通过串联电容耦合到本端。 耦合电容值和本端的 10KΩ输入阻抗决定了芯片频带的低频截止点。 话筒参考（ MIC REF）： 本端是前置放大器的反向输入。 当以差分形式连接话筒时，可减小噪声，提高 共模抑制比。 自动增益控制（ AGC） AGC 动态调整前置增益以补偿话筒输入电平的宽幅变化，使得录制变化很大的 音量（从耳语到喧 嚣声）时失真都能保持最小。 响应时间取决于本端的 5KΩ输入阻抗外接的对地 电容（即线路图中 C2）的时间常数。 释放是境取决于本端外接的并联对地电容和电阻（即线路图 中 R2和 C2）的时间常数。 470KΩ和 的标称值在绝大多数场合下可获得满意的效果 . 模拟输出 (ANA OUT)前置放大器的输出 .前置电压增益取决于 AGC 端电平 . 模拟输入 (ANA IN )： 本端为芯片录音信号输出 .对话筒输入来说 ANA OUT端应通过外接电容连至本端 . 该电容和本端的 3KΩ输入阻抗给出了芯片频带的附加低端截止频率 .其它音源可通过交流耦合直 接连至本端 (绕过了 TER 的前置 )。 喇叭输出（ SP+、 SP）： 过对输出端级驱动 16Ω以上的喇叭（内存放音时功率为 ,AUX IN 放音 时功率为 50mW） .单端使用时必须在输出端和喇叭间接耦合电容 ,而双端输出既不用电容又不能将功率 提高至 4 倍 .录音和节电模式下 ,它们保持为低电平 .注意 :多个芯片的喇叭输出端绝对不能并联 ,否则 可能损坏芯片 !不用的喇叭输出端绝对不能接地 ! 辅助输入 (AUX IN)： 当 /CE和 P/R为高 ,放音不进行 ,或处入放音溢出状态时 ,本端的输入信号过内部功 放驱动喇叭输出端 .当多个 2500芯片级联时 ,后级的喇叭输出通过本端连接到本级的输出放大器 , 为防止噪声 ,建议在放内存信息时 ,本端不要有驱动信号 外部时钟 (XCLK)： 本端内部有下拉元件 ,不用时应接地。 芯片内部的采样时钟在出厂前已调节器校 ,误差 地 +1%内 .商业级芯片在整个温度和电压范围内 ,频率变化在 +%内 .工业级芯片在整个温度和电 压范围内，频率变化在 +5%内，建议使用稳压电源。 若要求更高精度或系统同步，可从本端输入 外部时钟，频率如表 2~3“外部钟频” 基于单片机的录放音系统设计 所示。 由于内部的防混淆及增滑滤波器已设定，故上述推 荐的时钟频率不应改京戏。 输入时钟的占空比无关紧要，因内部首先了进行分频。 地址 /模式输 入（ AX/MX）： 地址端有个作用，取 决于最高两位（ MSB， 25120 的 A8 和 A9）的状态。 当最高两位中有一个为 0 时，所有输入均解释为地址位， 作为当前录入操作的起始地址。 地址端只作输入，不输出操作过程中的内部地址信息。 地址在 /CE 的下降沿锁存。 三 .操作模式 ISD25120 系列内置了若干操作模式，可用最少的外围器件实现最多的功能。 操作 模式也由地址端控制；当最高两位都为 1 时，其它地址端置高就选择某个（或某几个）模式。 因 此操作模式和直接寻址相互排斥。 操作模式可由微控制器也可由硬件实现。 使用操作模式有两点 要注意： （ 1）所有操作最初都是从 0 地址，即存储空间的起始端开始。 后续操作根据选用的模式 可从其它地址开始。 但是，电路由录转为放，或由放转为录时（ M6 模式除外），或执行了掉电周 期后，地址计数器复位为 0。 （ 2）当 /CE 变低，最高两地址位同高时，执行操作模式。 这种操作 模式一直有效，除非 /CE 再次由高变低，芯片重新锁存当前的地址 /模式端电平，然后执行相应操作。 表 1~2 操作模式简表 M0（信息检索） —— 快速跳过信息而不必知道其确切地址。 /CE 每输入一个低脉冲，内部地址计 器就跳到下一条信息，此 模式仅用于放音，通常与 M4 同时使用。 M1（删除 EOM 标志） —— 使分段信息变为一条信息，仅在信息后保留一个 EOM 标志 .这个模式 完成后， 录入的所有信息就变成一条连续的信息。 M3（信息循环） —— 循环重入位于存储空间起始处的那条信息。 一条信息可以完全占满存储空 间，那么循环就从头至尾进行，这进 /OVF 不变低。 M4（连续寻址） —— 正常操作中，重放遇到 EOM 标志时， 地址计数器会复位。 M4 禁止地址计 数器复位，使得信息可连续录放或重放。 M5（ /CE 电平有效） —— 通常，录音时 /CE 为 电平触发，放音时 /CE 为边沿触发。 本模式将放音 时 /CE 设置为电平触发，特别适用于需用 /CE 终止放音的场合。 操作为： /CE 变低扣，芯 片从内存起始放音， /CE 变高放音即刻停止。 /CE 再变低后。 仍从内存起处开始放音，除 非 M4 也是高。 M6（按键模式） —— 本模式的外围电路最简，成本大为降低；在录放结束， /CE 变高后，芯片自 动进入节电模式。 而且， /CE、 PD、 /EOM 的作用重新定义如下： /CE（开始 /暂停，低脉冲有效） —— /CE 端的下降沿控制操作的开始和暂停。 当芯片不录不放时， /CE 端的下降沿就启动录 /放操作。 之后，如果在芯片没遇到 EOM 标志（放音时）或没发生溢出疥，再来一个 /CE 下降沿将暂停当操作。 暂停后，地址并不复位，再来一个 /CE 下 降沿后从暂停处继续操作。 PD（停止 /复位，高脉冲有效） —。