3120130802303-岳丽军-基于ISD1720语音录放器说明书

目录

1.前言 (1)

1.1设计背景 (1)

1.2设计内容与要求 (1)

2.总体方案设计 (2)

2.1方案比较 (2)

2.2 方案论证 (2)

2.3方案选择 (3)

3.单元模块的设计 (4)

3.1 核心控制模块 (4)

3.1.1 STC89C52单片机介绍 (4)

3.2 音频处理模块 (5)

3.2.1 ISD1720芯片简介 (5)

3.2.2 SPI模式 (7)

3.2.3微机接口 (7)

3.2.4 SPI 协议总述 (8)

3.2.5 SPI命令总览 (8)

3.2.6 ISD1720的存储结构 (9)

3.3 系统的总体设计 (9)

3.3.1 STC89C52的外围电路设计 (10)

3.3.2 音频处理电路设计 (10)

4. 软件设计 (11)

4.1软件设计思路 (12)

4.2单片机通信接口 (13)

5. 调试及制作过程 (14)

6.总结 (15)

7致谢 (16)

8. 参考文献 (17)

附录1 原理图 (18)

附录2：PCB板图 (19)

附录3：调试程序 (20)

1.前言

1.1设计背景

随着经济的进步，语音信号处理技术研究的突飞猛进，为数字语音录放系统提供了新的发展空间。对语音的采集、处理从以前简单的波形编码转变为进行参数编码、压缩，从而大大减少了存储数据。在越来越多的领域里，人们逐渐意识到使用语音交互界面的巨大价值，已经开始尝试采用语音技术，并且在不少的领域里取得了喜人的成果。语音技术已经从锦上添花的点缀，变为实实在在为用户提供便利的重要特征与内涵，也成为衡量电子电器产品的一个重要标志。近几年集成电路领域出现了重大变革，产生了许多新的技术和产品，开拓了更广泛的应用领域，语音电路已经迅速发展成为当前“会说话”电子产品，是家电产品，通信产品和网络化产品中不可或缺的重要集成电路体系，朝着更大容量，更优音质，更高智能，更具有灵活性的方向发展。

本系统所用的ISD1720内部自带有D/A和A/D转换电路，所以外围点路不必加数模和模数转换电路，简化了芯片的外围电路，是电路的受外界干扰小，使系统工作更稳定。数字语音录放是指利用数字技术对语音信号进行采集、处理、并且在一定存储设备中进行存储，并可在需要时进行输出的过程。相对于模拟设备来说，数字设备易于集成、小型化、成本更低，同时更为稳定，且操作更为直接、方便，使得数字语音录放系统目前在各种领域中都得到了广泛的应用。例如再如家庭或学校中使用的语音复读机等，都可看作是数字语音录放系统的典型应用。

1.2设计内容与要求

设计一个录放系统，特点如下：能正常录制并且能播放出声音，并在七段数码管显示录放时间。方便使用，并能达到一定的精度。电路简单，能节约成本，功耗低。

·功能要求：录制并能使录制的语音能播放出来；

·用按键通过单片机实现录制、播放的控制，并同时用LED数码管显示录放状态、时间；

·在设计的过程中使用了prote软件绘制电路原理图和PCB图

·用ISIS对电路进行仿真，调试

·在实验的最后对实物电路进行观察和调试，书写设计

·语音录放系统用于生活很多场所，如复读机系统公交站报站系统等场合。

·具有较高使用价值。

2.总体方案设计

2.1方案比较

方案一：基于单片机、数字信号处理器 DSP、FLASH 存储器的数码录音放音系统。在录音时，语音信号经过处理后送到 A/D 转换器，转换成数字信号，把这些数字信号送到数字信号处理器DSP进行压缩处理，压缩后的语音数据送到FLASH 中，回放时从 FLASH 存储器中读取压缩的数据经过 D/A 转换后，再通过喇叭等具有播放功能的器件进行播放。具体框图如2.1所示：

方案二：通过52单片机与语音功能集成芯片ISD1720进行设计，由单片机控制ISD1720来实现语音的录制存储以及播放清除等功能。具体框图如2.2所示：

2.2 方案论证

方案一由于此方案要通过A/D芯片，专门的DSP芯ISD2560虽然提供有地址输入线，但它的内部信息段的地址一般无法读出。因此，通常使用不需要知道地址的操作模式。但要读出ISD2560内部信息地址，就需要专用的ISD开发设备，而这些设备的价格比较昂贵。

方案二将ISD1720语音芯片与单片机结合，用单片机控制，实现更多功能，根据不同的外界情况有目的得进行语言交流。由于采用资源不多的 51 单片机，

这样节省了资源同时单片机运算速度已经足够用于检测按键，以及控制录放音系统进行各种操作，而且这种设计无需对数字信号进行编码压缩的复杂的操作，实现简单，功耗不高，相对而言成本也不高，所以本设计采用了此方案。

2.3方案选择

通过分析比较，本设计采用第二种设计思路，即用ISD1720语音芯片与

AT89C52单片机相结合，用单片机控制语音芯片，来实现对语音的分段录音和循环播放。SD1720语音芯片相对于ISD2560语音芯片来讲功能更强大，单片机性能可靠，设计程序灵活方便，抗干扰能力强，可靠性高，运行稳定，完全达到了设计要求，具有非常好的实用性。

3.单元模块的设计

3.1 核心控制模块

控制模块是整个录放音系统的核心，实现对语音芯片ISD1720发送或接受指令，使其完成相应的动作。本设计采用了型号为STC89C52单片机，它是一种简明易掌握，效率较高的指令系统，对存储空间和时间的利用率较高。

3.1.1 STC89C52单片机介绍

STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。其主要工作特性是：

8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，3个16 位定时器/计数器，4个外部中断，一个7

向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。另外 STC89C52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。STC89C52单片机的引脚排列如图3.1：