微机原理数字录音机

郑州科技学院

《微机原理与接口技术》课程设计题目数字录音机的设计与实现

目录

1引言 (1)

2 设计方案与论证 (2)

2.1设计方案 (2)

2.2设计的论证 (2)

3设计原理及功能说明 (3)

4调试与结果测试 (10)

5 总结 (12)

参考文献 (14)

附录1：总体电路原理图 (15)

附录2：元器件清单 (16)

1引言

通过实验掌握计数器/定时器8253和并行输入输出8255的基本工作原理和编程使用方法；进一步掌握A/D转换器与D/A转换器的使用方法；了解录音机的基本工作原理，掌握其内部连接方式。本次课程设计的主题研究思想是利用微机原理与接口技术知识,掌握数字录音技术的基本原理.利用8253芯片,8255芯片,ADC0809芯片和DAC0832芯片实现电信号与数据信号的转换.8253设置成方式0,记数为200个,利用PA0查询电平变化,控制录音和放音时间.达到数字录音的目的.可广泛应用于数字录音领域.因此它具有一定的实用价值和开发价值。数字录音机有一定的市场前景和研究领域。微机原理和接口技术是一门实践性强的学科，其中很多的原量、规则、现象等仅仅靠学习教科书是无法完全掌握的，必须通过实践才能比较直观和深刻的理解。在进行毕业设计的过程中，可以让学生体验分析问题、提出解决方案、通过编程等手段实现解决方案、不断调试最终达到设计要求的全过程，从而帮助学生系统地掌握微机原理的接口技术的相关知识，达到将知识融会贯通的目的。主要特点：微结微机原理和接口技术教材的重点内容编写，涵盖课程的主要知识点，具有通用性，适合开设计课程的不同学校采用。对课程设计的原理有比较详细的描述，课程设计的步骤循序渐进，便于学生独立完成课程设计。

2 设计方案与论证

设计方案及论证如下:

①本课题设计可采用单独的硬件设计，也可以软件与硬件结合设计；后者的设计方案较为合适,能够达到微机原理与接口技术的目的。

②单独使用硬件来完成此设计，所使用的硬件材料较多，且不便于调试，而且设计复杂，相对于用软件和硬件想结合而言，后者较为合适。

③由于我们上一期学的课程是微机原理与接口技术课程，掌握了一定的微机原理与接口技术知识；所以此设计采用硬件与软件结合设计，配合通用微机接口实验系统实验箱实现此设计及此设计功能，与此同时也可以对此门课程加深理解和巩固。为以后的学习和工作打下良好的基础。

图2-1数字录音机设计框图

3设计原理及功能说明

3.1 设计原理

图3-1单片机控制电路原理图

①将传感器（话筒）接T2，由话筒传入语音电信号，把代表语音的电信号传送给ADC0809。A/D转换芯片通道2（IN2），片选信号CS低电平有效接微机通用实验系统箱地址298H,由298H地址信号控制,低电平表示ADC0809芯片被选中.

②利用可编程定时/计数器8253，由CLK0计数时钟，输入时钟频率1MHz，再由GATE0门控信号接+5V，通过GATE0端控制计数器的启动计数和停止计数操作；CS片选信号接实验箱地址280H；同理,CS低电平有效,若280H为低电平,表示8253芯片被选中.OUT0接PA0；时间到或者计数结束输出引脚，将8253设置成方式0。计数值为200（定时0.2mS）。

③再利用8255PA0查询OUT0电平，高电平表示定时时间到，CS片选信号接实验箱288H，由它输入。D/A转换器的输出端下接喇叭。CS片选信号接地址292H。

④总体思想为：以每秒钟5000次的速率（以8253作为定时）IN2采集输入的语言数据并存入内存。共采集60000个数据（录12秒钟），然后以同样的速率将数据送入DAC0832使喇叭发声（放音），达到数字录音、放音的效果。

3.2 设计功能说明

（1）主程序

主程序的主要任务是对8253、8255A进行初始化，实现录、放音的功能调用。

①8253初始化设置

8253在程序中设置成方式0，计数200，定时0.2ms

8253工作方式控制字：10000000B，即10H；选择通道0，方式0，只读写的、低8位

设8253输入时钟信号的频率为1MHZ

计数初值=0.2 ms/0.001ms=200

控制字端口地址为：81H

计数器0端口地址为：80H

②8255A初始化设置

8255A控制字：10010000B，即90H；方式0，A口输入

控制字端口地址为：85H

A口地址为：84H

③调用录、放音子程序

首先DOS功能调用，显示录音提示信息，然后BIOS功能调用，读键盘缓冲区字符，等待键盘输入，若无键按下，继续等待；有键按下，则调用录音子程序，录音12秒。清除键盘缓冲区后，再进行放音子程序的调用。

（2）A/D录放音子程序

根据设计要求，ADC0809要以每秒5000的速率采集语音数据，录音12秒，因此共需采集5000×12=60000个数据，计数器CX=60000。

选择IN0通道进行数据采集（D2=0、D1=0、D0=0），寻址A/D转换启动端口地址，CPU向IN0通道执行一条输出指令，启动一次A/D转换。寻址EOC状态端口地址，读取EOC状态，测试转换是否结束，未完则继续等待，转换完成后，则寻址ADC0809转换结果端口，CPU执行一条输入指令，取A/D转换结果。

A/D转换启动端口地址：8CH

转换结果端口地址：90H

EOC状态端口地址：94H

（3）D/A放音子程序

置数据区首址至SI，计数器CX=60000。从数据区取数据，寻址DAC 端口地址，CPU执行一条输出指令，进行D/A转换。

DAC端口地址为：88H

（4）延时子程序

DELAY是延时0.2 ms的子程序

将8253计数器0的OUT0输入到8255A端口，测试PA0是否为1，若不为1，则表示8253未计数完，继续查询，如果为1，则表示8253计数完成，定时时间到。