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1、基于单片机的录音笔设计作者姓名:谢斌 专业班级:信息工程2009050101 指导教师:周冬梅摘 要随着电子技术的飞速发展，数码录音笔已得到了越来越多的人的青睐，论文通过对多种录音笔的设计方案进行了比较和分析，选定STC90C52单片机设计了一个数码录音笔。 本文提出并设计实现了基于STC90C52 单片机和ISD4004语音芯片的多功能录音笔方案。首先介绍了设计方案的选择，接着进行了系统的硬件设计，包括音频输入输出电路的设计、按键控制电路的设计、液晶显示电路的设计等，设计中以STC90C52单片机主控制为核心，采用了美国ISD公司制造的ISD4004语音芯片实现录放系统的功能。其中按键控制电
2、路对整个系统进行控制，显示电路用LCD1602更直观的录音放音，音频放大电路放大器采用通用型音频功率放大器LM386来实现。系统模块包括主程序模块、语音信号的采集模块、键盘扫描模块等，进行了程序流程的设计，编写了程序代码。系统实现了语音数据的录制、播放、暂停、循环播放、重复播放、选择上一段、选择下一段以及用LCD1602等显示相关操作等功能，设计具有一定的应用价值。关键词：ISD4004 STC90C52 录音笔 录音Recording pen based on MCUAbstract：With the rapid development of electronic technology, d
3、igital voice recorder has been more and more people have favored paper on the design of a variety of voice recorder were compared and analyzed, the selected SCM STC90C52 designed a digital voice recorder. This paper is proposed based on STC90C52 SCM and ISD4004 pronunciation chip voice storage and p
4、layback design scheme. Firstly introduces the selection of design scheme, then the hardware design, including audio input/output circuit design, button control circuit design, liquid crystal display circuit design, design with STC90C52 single chip computer master control as the core, using America I
5、SD companies manufacture of ISD4004 pronunciation chip realizing the function of recording system. One button control circuit to control the whole system, display circuit with a LCD more intuitive recording playback, audio amplifier circuit amplifier using universal model LM386 audio amplifier to re
6、alize. System modules including main program module, speech signal acquisition module, the keyboard scan module, speech signal storage module design, the design of the program flow and write program code. System realizes the speech data recorded, play,pause, looping, aired, choose a long, choosing t
7、he next paragraph and use LCD1602relevant operatingfunctions such as design has certain, the application value.Key words：ISD4004 STC90C52 Recording pen Recording目录第1章 前 言11. 1 研究意义11.2 国内外研究现状的对比11.3 主要研究内容2第2章 设计方案及元器件的介绍32.1 系统的总体设计方案32.2 主要器件的介绍52.2.1 ISD400452.2.2 DS130282.2.3 AT24C02102.2.4 LCD
8、1602102.2.5 STC90C5211第3章 硬件设计133.1 系统整体工作原理133.2 语音信号输入电路133.3 LM386音频功放电路143.4 DS1302电路153.5 AT24C02电路153.6 LCD1602电路163.7 蜂鸣器电路163.7 中断按键17第4章 软件设计184.1软件总设计思路184.2录音程序设计204.3放音程序设计214.4按键部分程序设计23第5章系统测试255.1系统实物图255.2 系统概况255.2系统的不足和改进26结 论27致 谢28参考文献29IV成都理工大学2013届本科毕业设计（论文）第1章 前 言1. 1 研究意义数码录音
9、笔对于我们现如今的人们己经是再熟悉不过的产品了，它己经应用在了很多地方，其中主体部分应该是记者了。正是基于录音笔能够录音的特点，在你无法凭借记忆记住重要谈话，或者重要会议的重要内容的时候，它便体现除了它的优势，清晰完整无误的记录下你要记录的东西，而你能够拿出更多的时间来处理其他事情。除此之外录音笔小巧易于携带，存储内容量大，基于这些优点，越来越得到人们的青睐。 现在所说的录音笔指的数码录音笔，也称为数码录音棒或数码录音机，数字录音器的一种，为了便于操作和提升录音质量造型并非以单纯的笔型为主，携带方便，同时拥有多种功能。1.2 国内外研究现状的对比就声音录制而言，虽然专业的数码录音笔不论在录音长
10、度上还是品质上，都拥有绝对的优势，但随着多功能MP3, MP4, PDA甚至是智能手机的普及，录音逐渐成为了随身数码设备中的一项附属功能。尽管不少缺乏技术的国内小厂都相继退出了数码录音笔市场，但以三星为代表的世界级数码巨头并没有宣言放弃，反而借助新的技术和设计，给这个看似一潭死水的市场注入了新的活力。首先录音作为任何一款录音笔都是必不可少的基本功能，所以好的音质便成为了录音笔未来发展方向之一。随着闪存技术的长足进步，存储容量已经不再是数码录音笔的发展瓶颈，相反，过大的容量还会显得有些鸡肋。于是，精明的商家开始重新恢复音质的魅力，并令其成为数码录音笔发展的一大方向。三星则在此基础上将其在家庭影院
11、中的王牌3D音效技术DNSe运用到数码录音笔产品当中，这种音效增强技术与单纯地扩大频率范围完全不同，也就是说，即使用较小的频率范围实现长时间录音，也能获得优化后的录制效果。DNSe是三星耗时六年开发的虚拟音效技术，并主要用于家庭影院和高端MP3产品上，它能够通过声音数字信号的处理，创造出更为逼真的临场感，听者能够明显感觉到声音从四面八方传来，并且范围更远，声音更纯净。搭载了DNSe音效的三星YV-150，不仅在录音上拥有了得天独厚的优势，还因此获得了媲美专业MP3的音乐播放能力。值得注意的是，作为数码音乐领域的翘楚，三星的新一代DNSe 2.0音效技术已经开始在13等新品上登场。并且，种种迹象
12、表明三星正在试图通过音效升级，来创造独特的市场竞争力，数码录音笔的音质全面提升或许仅是时间问题。其次，仅仅拥有好的音质是不够的。未来的录音笔应该具有更强大的功能。专业数码录音笔之所以专业，还在于它在功能上更加贴近商务人士的需求。录音笔录制出来的文件要使用于其他数码设备，那么保存为MP3格式是最方便的，电脑、手机、MP3都能轻松播放三星YV-150可以直接把录音存为MP3文件，很大程度上方便了用户使用。另外，对于经常出差的商旅人士，三星YV-150非常值得推荐，其专业级的音效增强芯片会给音乐播放带来震撼的感受，让你在工作之余也能娱乐休闲。随着视听家电产品的不断丰富，已经有越来越多微小型产品走入人
13、们的日常生活，他们最突出的优点是体积小，而且重量轻，给人们带来了方便。作为一种简单的获取和记录数字化文件的工具，录音笔风靡市场，成为学生记者、商务人士购置录音设备的首选。不仅在校园里取代了复读机，也成为时间紧张在职人员的掌上新宠。1.3 主要研究内容 语言在人类发展史中起到了至关重要的作用，它的作用并不亚于直立行走和工具的使用，怎样能把人类的语言丝毫不差地记录下来也是人们一直思考的问题。随着人类社会的不断进步，随着数字化信号处理技术的不断提高，语音处理大规模集成电路的进步，语音合成，语音识别，语音存储和回放技术的应用越来越广泛，其自动化程度越来越高，使用范围越来越广，前景十分喜人。并且，录放系
14、统还具有电路简明、应用方便、单片录放、不怕掉电、音色纯正、性价比高等特性。所以本次设计就利用单片机和语音芯片来实现一个录音笔系统。对于录音笔的最基本的要求便是可以录音、播放，重复录音以及播放要求。STC90C52该款单片机资源丰富，再加上与isd4004语音芯片的结合来实现语音的存储与回放，通过单片机的控制可以实现语音的多录多放的功能。第2章 设计方案及元器件的介绍2.1 系统的总体设计方案多功能录音笔的主要功能是实现语音存储与定时播放。要实现语音存储与定时播放的方法很多，可供选择的器件也很多。由于单片机等微控制器的出现和数字电路技术的发展，使得现在的语音存储与自动播放变得易于实现。本设计采用
15、单片机作为微控制器。选用字长为8位的STC90C52单片机作为控制器。目前可以与单片机配合使用的语音芯片有很多，其中不乏性能十分优越的语音芯片，美国ISD公司生产的ISD40O4语音芯片就是它们中的一员。ISD4004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阵列。引脚包括电源、时钟、语音信号模拟输入输出端、与MCU接口(SPI接口)几部分。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。ISD4004系列单片录放时间为816 min，采样频率可为40536480 kHz，频率越低，录放时间越长，而音质则有所下降。芯片设计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或Microwire)送入。由于ISD4004的众多优点，本设计就采用它作为录放音器件。系统外接时钟芯片DS1302、中断键盘LCD1602显示和E2PROM AT24CO2。录音时为了改善语音质量，要提高输入端的信噪比，因此在系统的输入端采用三极管(9011)放大电路单端输入，系统的输出端经音频功率放大器LM386放大输出后
