录音笔的设计毕业论文.doc

摘要 本次课程设计的主要目的是制作一个基于单片机的数码录音和播放系统选用凌阳16位单片机SPCE061A和外部存储器W29C040来实现其具有体积小、集成度高、功耗低、结构简单、中断处理能力强等特点，特别适用于数字语音录放和语音识别等数字应用领域SPCE061A是台湾凌阳公司生产的十六位单片机，该单片机内置有2路DA转换，8路AD转换及仿真等丰富的功能，W29C040是台湾华邦公司生产的4M位的FLASH存储芯片，利用它存储凌阳格式的语音资源，可以长达4分钟的语音录放该系统可以广泛应用于需求的录音较长的场合如检测温度的存储播放系统，自录语音提示等应用方案关键词：SPCE061A，闪存，W29C040，语音输入/录放 ABSTRACTThis course design of the main purpose is to make a based on SCM digital recording and playback system. Choose Sunplus SPCE061A and 16-bit single chip external memory W29C040 to achieve. Its integration with small size, high, low power consumption, simple structure, interrupt handling ability strong wait for a characteristic, especially suitable for digital voice recording and digital applications speech recognition, etc. Sunplus SPCE061A is Taiwan company produces the 16 microcontroller, the microcontroller built-in have 2 DA conversion, no.8 AD transform and online simulation and so on the function,W29C040 is of Taiwan Winbond corp. Production 4M bits FLASH memory chips, and use it to store the voice of Sunplus format for four minutes resource can the voice recording. This system can be widely used in demand recording longer occasion. If the test temperature broadcast system, self-records stored voice prompt etc application solutions. KEYWORDS：SPCE061A ；flash memory；W29C040；voice record目录第1章 绪论 1第2章 录音笔设计方案与论证 32.1 引言 32.2 录音笔设计方案的提出 32.3 录音笔设计方案的确定 4第3章 硬件设计 63.1 系统总体方案介绍 63.2 SPCE061A最小系统设计 63.3 音频电路 83.3.1 音频输入电路 83.3.2 A/D转换接口 93.3.3 D/A转换模块 113.3.4 音频输出电路 113.4 W29C040存储芯片 123.5 串行设备输入输出口(SIO) 133.6 通用串行通信接口UART模块 15第4章 软件设计 164.1 凌阳音频介绍 164.1.1 音频概述 164.1.2 数字音频的采样和量化及格式介绍 164.1.3 语音压缩编码基础 164.2 软件设计流程图 174.3 程序代码 184.3.1 语音的录入 194.3.2 语音的播放 194.3.3 SACM-DVR相关的API函数 19参考文献 22致谢 23附录 24第1章 绪论随着计算机技术的发展和在控制系统中的广泛应用，以及设备向小型化、智能化的发展，作为高新技术之一的单片机以其体积小，功能强，价格低，使用灵活等特点，显示出很强的生命力。

[1]可以认为，单片机技术已经成为现代电子技术的十分重要的技术之一，可以使设计的电子产品更具智能化和先进性进入21世纪以来，开发推出单片机的公司很多，各种高性能单片机芯片市场也异常活跃，新技术的不断采用，更加使单片机的种类、性能以及应用领域不断扩大和提高单片机SPCE061A的问世，使得16位单片机的科技含量及应用跃上一个新的台阶[2]在航空航天，机械加工，智能仪器仪表，家用电器，通信系统，智能玩具等领域，单片机都发挥了巨大的作用所谓单片机（Single Chip Microcomputer）,是指一块芯片中集成有中央处理器（CPU），存储器（RAM和ROM），基本I/O接口以及定时器/计数器等部件，并具有独立指令系统的智能器件，即在一块芯片上实现一台微型计算机的基本功能如果是简单的控制对象，只需要利用单片机作为控制核心，不需要另加外部设备就能实现对于较复杂的系统，只需对单片机进行适当的扩展即可，十分方便归纳起来，单片机系统有以下的特点：（1）单片机独立的指令系统，可以将我们的设计思想充分体现出来（2）系统配置以满足控制对象的需求为出发点，使得系统具有较高的性能价格比（3）应用系统通常将程序驻留在片内（外）ROM中，抗干扰能力强，可靠性高，使用方便.系统规模小，本身不具有开发能力，一般需要借助专用的开发工具进行系统的开发和调试，而实际的应用系统简单实用，成本低，效益好。

4）应用系统所用存储器芯片可选用EPROM，EEPROM，OTP芯片或利用掩膜形生产，便于批量开发和应用许多单片机（如80C51系列）的开发芯片和扩展芯片险乎配套，降低了系统成本5）系统小巧玲珑，控制功能强，体积小，便于嵌入被控设备之内，大大推动了产品的智能化如数控机床，机器人，智能仪器仪表，家用电器等都是典型的机电一体化设备和产品同时，随着社会和科技的不断发展，“PC”的到来以开始改善了人们的生活水平所谓后PC时代，是英文Pervasive Computing，翻译为渗透到各个方面的计算因而，后PC时代的计算机都以非计算机的形式存在，将渗透到欧文们生活的方方面面例如，电视机，机器人，数控设备等，其中心控制部件是计算机，但他们都是以嵌入式系统的形式存在单片机作为计算机技术的一个重要分之，嵌入式系统的先头兵，广泛的应用于智能仪器，机电一体化产品，智能电器，个人数字处理器等领域[3]随着微电子技术的快速发展，电子系统设计已进入了片上系统（SOC，System On Chip）时代，单片机的更能也越来越强大，使其成为真正的系统单片机单片机是随着微型计算机，单板机的发展及其在智能测控系统中的应用而发展起来的。

随着微电子技术的迅速发展，目前世界上各个公司都研制出了各种应用领域的单片机，单片机芯片市场也异常活跃，从8位低端，到高性能的16位，到集成度，速率，可靠性等全方位向更高水平发展的32位系列随着微电子，半导体工艺的不断进步，单片机芯片在向高度集成化，低功耗的方向发的发展目前世界上各个公司都研制出了各种应用领域的单片机，如ATMEL公司的80C9X系列，INTEL公司的MCS-5X系列，MOTOROLA的68系列和ZILOG的Z8系列目前，中国台湾的凌阳公司最新推出了16位的SPCE系列由于其在语音功能的独特应用，得到了广大客户的认可，因此，也是我这次毕业论文所选择的单片机本次毕业论文就是选用凌阳16位单片机SPCE061A和外部扩展存储器W29C040来实现数码语音的录取和播放系统[4]第2章 录音笔设计方案与论证2.1 引言随着视听家电产品的不断丰富，已经有越来越多微小型化的产品走入了人们的日常生活，他们最突出的优点是体积小巧、非常薄，而且重量很轻，给人们带来方便，并增添了无穷乐趣作为一种简单方便地获取和记录数字化声音文件的工具，数码录音笔从2000年开始风靡市场，成为学生、记者和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，也成为时间紧张的在职进修人员的掌上新宠带FM 功能的数码录音笔，还可以便利地收听调频广播外语教学节目数码录音笔，实际上是一种采用数码录音技术的录制设备，通过对声音进行采集、压缩、存储到闪存(Flash Memory)进行记录，无需使用额外的录音磁带、话筒等设备，音质清晰逼真，即使反复播放其音质也毫无损失在设计中将说明怎样利用凌阳16位单片机SPCE061A来实现一个录音笔系统SPCE061A该款单片机资源丰富，有强大的数字语音处理功能可应用与语音播放和语音识别领域，内置有2路DA转换，8路AD转换及仿真等丰富的功能，这些都为实现数码录音和播放提供了良好的方便条件[5]2.2 录音笔设计方案的提出设计要求录音笔实现录音、播放、暂停、循环播放、重复播放、选择上一段、选择下一段以及与PC机进行数据传输的功能可以看出本次设计的系统的主要部分应该是括录放音部分再附加上其他的功能部分因此我们重点对录放音部分实现的方案做了探讨，方案比较的多，各有其优缺点现具体分析如下：1 80C51:方案在我国单片机的市场中，51单片机曾经占据着绝对的主导地位，但在科技不断发展的当今，嵌入式系统正在不断流行开来，对单片机的处理速度的要求不断提高，对单片机的处理功能也要求越来越强。

我个人认为，除了其速度不够快外，集成度不高是51最大的缺点在当今比较高端应用场合，可能再也难以见到51单片机的身影，取而代之的是ARM和DSP等处理器2 DSP方案:在数字信号处理方面，处处可以见到DSP的身影对于本系统中的语音采集，数据处理存放，语音回放，DSP可以轻而易举的完成这些基本功能DSP强大的数据处理能力是让众多的单片机都望尘莫及的[6]3 凌阳方案:我认为，凌阳是51和DSP之间的一种良好的结合SPCE061A是台湾凌阳公司生产的十六位单片机，该单片机内置有2路DA转换，8路AD转换及仿真等丰富的功能，这些都为我们实现数码录音和播放提供良好的方便条件，W29C040是台湾华邦公司生产的4M位的FLASH存储芯片，利用它存储凌阳格式的语音资源，可以长达4分钟语音录放该系统可以广泛应用于需求的录音较长的场合如录音笔、自录语音提示等应用方案本系统提供W29C040相关的读写模块，此模块也可应用于W29C040同系列的相关FLASH芯片中另外，凌阳十六位单片机具有易学易用的效率较高的一套指令系统和集成开发环境在此环境中，支持标准C语言，可以实现C语言与凌阳汇编语言的互相调用，并且，提供了语音录放的库函数，只要了解库函数的使用，就会很容易完成语音录放 。

2.3 录音笔设计方案的确定我最后决定采用SPCE061A单片机来实现我的设计SPCE061A是凌阳科技研发生产的一款高性价比十六位单片机，把各功能部件模块化地集成在一个芯片里，内部采用总线结构，减少了各功能部件之间的连线，提高了可靠性和抗干扰能力片内带有高寻址能力的ROM、静态RAM和多功能的I/O口芯片工作电压范围大，能在低电压供电时正常工作，且能用电池供电其指令系统为其应用增添了DSP功能但是又比专用的DSP芯片廉价对于我的设计来说SPCE061A可以非常方便灵活的实现语音的录放功能，该芯片拥有8路10位精度的ADC，其中一路为音频转换通道，并且内置有自动增。