录音笔的设计与制作

录音笔的设计与制作

摘要：该实验设计基于AVRmega16开发板平台，介绍和分析了市场上流行的录音笔的基本原理，并做出了较为简单的录音笔模型展示其原理！主要功能有录音，存储，删除，放音等！

关键字：单片机录音笔录音与放音

我们的课程设计是基于该系列的单片机，在硬件滤波的基础上，实现录音笔的各项功能！所作的录音笔具有可移植性强，功能简单，可以简单继续添加更多相关功能的模型！

对市场上流行已久的录音笔，我们有着学习相关知识以及制作的兴趣，又加上单片机课程给我们提供了相关的实验器材，所以说我们的目的最主要是学习，当然也有好奇的心理在里面。我们制作的录音笔能够进行简单语音信号的采集，存储与播放。

对于应用于实际生活中的各种语音信号的处理，还有很大差距，这有待于系统设计的进一步完善和改进，功能的进一步扩充。

硬件部分：

电路图如下：

硬件设计思想：

用麦克风采集音频信号，经过一次功放，然后用电容进行一次滤波，电容的大小采用2.2nf，滤波后进行AD转换，转换后的信号存在AT45DB081B中，然后用单片机调出信号，经过一次放大，将信号传到扬声器播放。

电路图上，mag16以上的电路图就是用来采集信号的，放大信号用的是LM324集成功放芯片。

Mag16一下的电路图用来放音，也是经过一次信号放大，再放大的同时尽心信号过滤，分别用了2.2nf和22nf的电容接地来实现！

软件部分：

软件设计思想：

首先是设备初始化，但是我在初始化程序中ADC.定时器等并没有进行初始化，只是告诉芯片PA0应该设置为输入，不上拉使能（为AD转换的输入通道设置），用于SPI的输出端口哪些应该为输入，哪些该为输出，如此等简单的引脚初始化。初始化完成之后，就进入主程序中进行键盘扫描，速度极其的快，无键盘按下时甚至只用不到1微秒的时间。一旦检测到哪个键按下就进入相应的程序中去。

录音程序的设计思想：

检测到录音键按下后进入，然后ADC初始化同时开始一次AD转换，延时等待一小会，AD转换结束了。接着SPI、定时器初始化，从此就靠定时器来主导整个录音程序的运行了。

定时器有中断，其中有要求TCNT0设置这个基本的操做，还有一个就是ADSC置位要求进行下一次转换。至于AD转化的值则在AD中断中往一个已经建好循环队列中写。定时器定时80微秒，一次AD 转换是在定是一开始就进行，需要时间52微秒，也就是说定时器溢出时AD中断一定结束了，下一次中断之前数据一定已经进入了队列中，如此循环。而在这两个终端中间有大量的时间给我利用循环队列的特点向Dataflash中写数据。Dataflash有2048页，每一页有264字节，在每一页写满之前，程序不会再检测按键，一直到一页写满了，才检测按键，如果仍旧是按下则继续录音，否则退出。退出后如果存储空间未满则存储位置的参数会保留，下次录音可以接下去。如果满了，则录音工作指示灯永远都不会亮了，除非重启。

但是在退出录音程序时，ADC、SPI、定时器会全部关闭，再进入程序时再初始化开启。

放音程序的设计思想：

与录音程序相同，进入程序之后才开启所需要的功能。不同的是先开录音工作指示灯，SPI，然后向Dataflash要一次数据，再开TIMER2的快速PWM功能。

一次PWM时间是16微秒，每五次更新一次，通过调节占空比来实现DA转换的功能。同样的每五次中断期间都有足够的时间给程序向Dataflash要数据。

放音程序最大的特点是那些控制参数虽然是全局变量，但是它们在进入程序的第一时间就被初始化了，在就要退出程序的最后时刻再次被初始化。这样就使得整个程序可以进行循环放音，但是每次都是从头开始，放开按键时停止，再按下时从头开始。以此结束时会因为人很不可能恰好在退出程序时放开按键，所以放音键按下的状态会在下一个按键检测循环中被检测到，并进入方音程序。

软件实现具体流程：

录音程序

放

音

程

序开始

端口初始化

按键检测

返回

相关软件程序模块源代码以及相关功能：

//ICC-AVR application builder : 2007-6-22 17:58:09 // Target : M16

// Crystal: 16.000Mhz

#include

#include

#define BUFFER1_READ 0x54

#define BUFFER2_READ 0x56

#define MAIN_TO_BUFFER1 0x53

#define MAIN_TO_BUFFER2 0x55

#define BUFFER1_WRITE 0x84

#define BUFFER2_WRITE 0x87

#define BUFFER1_TO_MAIN_WITH 0x83

#define BUFFER2_TO_MAIN_WITH 0x86

#define BUFFER1_TO_MAIN_WITHOUT 0x88

#define BUFFER2_TO_MAIN_WITHOUT 0x89

#define MAIN_PROGRAM_BUFFER1 0x82

#define MAIN_PROGRAM_BUFFER2 0x85

//给SPI定义的PORTB的引脚

#define DF_CS 3

#define DDR_MOSI 5

#define DDR_MISO 6

#define DDR_SCK 7

//给工作状态指示灯LED的引脚定义

//PA7?0B01111111

#define RECORD_LED 0x7F

#define PLAY_LED 0xBF

#define ERASE_LED 0xDF

#define unit8 unsigned char

#define unit16 unsigned int

volatile unit8

over_times=0,play_buffer_number=1,updata_OCR=0;

volatile unsigned char NEW_OCR=0;

volatile unit16 play_buffer_counter=0,play_page_counter=0;