基于isd4004芯片的语音录放系统设计论文

基于isd4004芯片的语音录放系统设计论文内容摘要：

要求放音质量好，用二极管显示工作状态。 系统具有较强的抗干扰能力，便于安装和扩2展。 系统采用的实现方法设计硬件原理图,焊接语音模块,包括电压转换芯片,音频小功率放大器和 ISD4004 的连接.编写软件程序,利用单片机控制技术,实现录、放、停等操作。 3第 2章 单片机控制技术和开发环境介绍 89C52 单片机性能和引脚介绍 概述AT89C52 是美国 ATMEL 公司生产的低电压，高性能 CMOS8 位单片机，片内含 8k bytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和 256 bytes 的随即存储数据存储（RAM） ，器件采用 ATMEL 公司的高密度，非易失性存储技术生产，与标准 MCS51 指令系统及 8052产品引脚兼容，片内置通用 8 位中央处理器和 FLASH 存储单元。 功能强大 AT89C52 单片机适合与许多较为复杂控制应用场合。 AT89C52 提供以下标准功能：8k 字节 FLASH 闪速存储器，256 字节内部 RAM,32 个I/O 口线，3 个 16 位定时/计数器，一个 6 向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内震荡器及时钟电路。 同时，AT89C52 可降至 OHZ 的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节点工作模式。 空闲方式停止 CPU 工作，但允许 RAM，定时/计数器，串行口及中断系统继续工作。 掉电方式保存 RAM 中的内容，但震荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一个部件复位。 AT89C52 主要性能参数 AT89C52 单片机与 MCS51 产品指令和引脚兼容，内部含有 8K 字节可擦写 FALSH 闪存，1000 次擦写周期。 同时具有全静态操作：OHZ24MHZ，三级加密程序存储器，2568 字节内部 RAM，32 个可编程 I/O 口线，3 个 15 位定时/计数器，8 个中断源，可编程串行UART 通道的功能部件。 引脚功能说明引脚图如图 所示：4 图 AT89C52 单片机引脚图功能说明如下：1 VCC：电源电压 2 GND：地3 P0 口：P0 口是一组 8 位漏极开路型双向 I/O 口，也即地址/数据总线复用口。 作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动 8 个 TTL 逻辑门电路，对端口 P0 写“1”时，可作为高阻抗输入端用。 在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低 8 位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。 在 Flash 编程时，P0 口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。 4 P1 口：P1 是一个带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P1 的输出缓冲级可驱动5（吸收或输出电流）4 个 TTL 逻辑门电路。 对端口写“1” ，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。 作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。 与 AT89C51 不同之处是， 和 还可分别作为定时/计数器 2 的外部计数输入（）和输入（） ，参见表。 Flash 编程和程序校验期间，P1 接收低 8 位地址。 表 和 的第二功能引脚号 功能特性 T2（定时/计数器 2 外部计数脉冲输入），时钟输出 T2EX(定时/计数 2 捕获、重装载触发和方向控制）5 P2 口：P2 是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个 TTL 逻辑门电路。 对端口 P2 写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。 在访问外部程序存储器或 16 位地址的外部数据存储器（例如执行 MOVX @DPTR 指令）时，P2 口送出高 8 位地址数据。 在访问 8 位地址的外部数据存储器（如执行 MOVX @RI 指令）时，P2 口输出 P2 锁存器的内容。 Flash 编程或校验时，P2 亦接收高位地址和一些控制信号。 6 P3 口：P3 口是一组带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口。 P3 口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个 TTL 逻辑门电路。 对 P3 口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。 此时，被外部拉低的 P3 口将用上拉电阻输出电流（IIL）。 P3 口除了作为一般的 I/O 口线外，更重要的用途是它的第二功能，如表 所示，此外，P3 口还接收一些用于 Flash 闪速存储器编程和程序校验的控制信号。 6表 P3 口第二功能 7 RST：复位输入。 当振荡器工作时，RST 引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。 8 ALE/PROG： 当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低 8 位字节。 一般情况下，ALE 仍以时钟振荡频率的 1/6 输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。 要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个 ALE 脉冲。 对 Flash 存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。 如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的 8EH 单元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。 该位置位后，只有一条 MOVX 和 MOVC 指令才能将 ALE 激活。 此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置 ALE 禁止位无效。 9 PSEN：程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当 AT89C52 由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次 PSEN 有效，即输出两个脉冲。 在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次 PSEN 信号。 EA/VPP：外部访问允许。 欲使 CPU 仅访问外部程序存储器（地址为 0000H—FFFFH），EA 端必须保持低电平（接地）。 需注意的是：如果加密位 LB1 被编程，复位时内部会锁存 EA 端状态。 如 EA 端为高电平（接 Vcc 端），CPU 则执行内部程序存储器中的指令。 Flash 存储器编程时，该引脚加上+12V 的编程允许电源 Vpp，当然这必须是该器件是使用 12V 编程电压 Vpp。 XTAL1：振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端。 XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。 7 keil 开发环境和建立工程 keil 简介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。 K eil C51 软 件 提 供 丰 富 的 库 函 数 和 功 能 强 大 的 集 成 开 发 调 试 工 具 ， 全 Windows界 面。 另 外 重 要 的 一 点 ， 只 要 看 一 下 编 译 后 生 成 的 汇 编 代 码 ， 就 能 体 会 到 Keil C51生 成 的 目 标 代 码 效 率 非 常 之 高 ， 多 数 语 句 生 成 的 汇 编 代 码 很 紧 凑 ， 容 易 理 解。 Keil 工程建立启动 uVison3，点击“File New…” 在工程管理器的右侧打开一个新的文件输入窗口，在这个窗口里输入一个源程序，注意大小写及每行后的分号，不要错输及漏输。 输入完毕之后，选择“File Save”，给这个文件取名保存，取名字的时候必须要加上扩展名，一般 C 语言程序均以“.C”为扩展名，这里将其命名为 ，保存完毕后可以将该文件关闭。 Keil 不能直接对单个的 C 语言源程序进行处理，还必须选择单片机型号；确定编译、汇编、连接的参数；指定调试的方式；而且一些项目中往往有多个文件，为管理和使用方便，Keil 使用工程（Project ）这一概念，将这些参数设置和所需的所有文件都加在一个工程中，只能对工程而不能对单一的源程序进行编译和连接等操作。 点击“ProjectNew Project…”菜单，出现对话框，要求给将要建立的工程起一个名字，这里起名为 fgf，不需要输入扩展名。 点击“ 保存”按钮，出现第二个对话框，如图 所示，这个对话框要求选择目标 CPU（即你所用芯片的型号） ，Keil 支持的 CPU 很多，这里选择 Atmel 公司的 89S52 芯片。 点击 ATMEL 前面的 “+”号，展开该层，点击其中的89S52，然后再点击 “确定”按钮，回到主窗口，此时，在工程窗口的文件页中，出现了“Target 1”，前面有“+” 号，点击 “+”号展开，可以看到下一层的“Source Group1”，这时的工程还是一个空的工程，里面什么文件也没有，需要手动把刚才编写好的源程序加入，点击“Source Group1”使其反白显示，然后，点击鼠标右键，出现一个下拉菜单，如图 所示，选中其中的“Add file to Group Source Group1”，出现一个对话框，要求寻找源文件。 8图 选择单片机型号 图 加入文件双击 文件，将文件加入项目，注意，在文件加入项目后，该对话框并不消失，等待继续加入其它文件，但初学时常会误认为操作没有成功而再次双击同一文件，这时会出现如图 所示的对话框，提示你所选文件已在列表中，此时应点击“确定” ，返回前一对话框，然后点击“Close” 即可返回主接口，返回后，点击“Source Group 1” 前的加号， 文件已在其中。 双击文件名，即打开该源程序。 9图 重复加入源程序得到的提示 10 ISD4004 介绍 性能简述和引脚图ISD4004 系 列工作电压 3V,单片录放时间 8 至 16 分钟,音质好, 适用于移动电话及其他便携式电子产 品中。 芯片采用 CMOS 技术,内含振荡器、防混淆滤波器、平滑滤波器、音频放大器、自动静噪及高 密 度 多 电 平 闪 烁 存 贮 陈 列。 芯 片 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。 芯片采用多电平直接模拟量存储技术, 每个采样 值直接存贮在片内闪烁存贮器 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 率可为 ,频率越 低,录 放时间 越长, 而音质 则有 所下 降,片内信息存于闪烁存贮器中,可在断电情况下保存 100 年(典型值),反复录音 10 万次。 图 ISD4004 引脚图 引脚描述1 电源:(VCCA,VCCD) 为使噪声最小,芯片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的 不同管脚上,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器件。 112 地线:(VSSA,VSSD) 芯片内部的模拟和数字电路也使用不同的地线。 3 同相模拟输入(ANA IN+) 这是录音信号的同相输入端。 输入放大器可用单端或差分驱动。 单端输入时, 信号由耦合电。