戚锦拓 五邑大学毕业论文(4)

五邑大学本科毕业设计

图2-9 无线接收电路图

如图所示，发射模块代表各个旅游站点，每个旅游景点有一个固定的ID，PT2262地址管脚和数据管教接上三态拨码开关，当三态开关拨向ON一端则为低电平，端口管脚输入“0”，当开关转向非ON一端则为高电平，端口管脚输入“1”，为了防止短路，供电端口必须接上10K的分压电阻。

接收模块电路PT2272的17管脚VT端口外串联3K电阻和发光二极管是为了验证PT2272是否能够正常解码，当J05U接收来自于F05R的信号。F05R和J05U的地址编码必须一致才能解码，当地址编码一致，J05U能够正常接收F05R的信号，并把信息传输给PT227，然后解码，PT2272如果能正常解码，在17管脚VT端口输入一个高电平，发光二极管得电变亮，可以起到指示作用。而A0-A5、D0-D1管脚外接的三态拨码开关，同上所说原理，使用硬件对PT2272解码芯片进行地址编码设定，需要与PT2262设定一致进行站点信息传输。PT2272的端口D2-D5接单片机I/O口，与PT2262的端口D2-D5电平一致，即可读取该旅游站点的信息。

2.7 语音录放模块

2.7.1 ISD4004录放芯片

在语音录放芯片选取方面可以考虑SYN6288语音合成芯片，还可以选择ISD4004语音录放芯片。

SYN6288语音合成芯片使用异步通讯的方式，可以使用合成预先写好的TXT数据进行文本和语音的转换。芯片小巧、接口简单、功耗小，市面上的价格也低。SYN6288虽然在使用上很是方便，但是在文本转换时，有时文字识别不准确，声音

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失真度大，放音时声音怪异，底噪大，不自然不顺畅等等这些都影响到实际产品的应用。

ISD4004系列语音录放芯片单片最长可以有十六分钟的语音录放，使用+3V作为供电电压，ISD4004使用穿行ISP数据传输，自带降噪功能，在控制上较SYN6288复杂。但其功能丰富，可以进行分段录音，而且可以设计应用需求进行语音频率调整。考虑到实际使用，本设计采用ISD4004-08芯片，它在8K采样频率下达到8分钟的录放时间，足以解决录音段的时间问题。

STC89C52的P1.0口接SS片选端口、P1.1接MOSI数据输入端口、P1.2接MISO数据输出端口、P1.3接始终SCLK端口、P1.4接INT中断溢出端口。录音麦克风录音电路通过电阻和瓷片电容的连接到同相（IN+）和反相（IN-），使用麦克风录制的各个风景点信息将会储存到ISD4004的内部储存器。在常见的电路中，一般使用LM386作为功放芯片，既可以节省成本开支，又可以简化电路的设计。该芯片静态功耗低，约为4mA，而且工作电压的范围也能满足本设计，工作电压在4-12V之间。

图2-10 ISD4004管脚图

2.7.2 LM386功放电路

LM386的增益通过管脚1和管脚8连接电容和电阻来改变，其内部串联了一个1.35KΩ电阻。管脚1需要接电容，如果把1脚和8脚断开，增益为最小20倍，在两个管脚之间连接10uF电容短路时，增益达到最大的200倍。本设计取增益40。根据增益公式可以算的增益：

GAIN?30000 （2-3）

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整理计算可得：

40?30000?600??1350?R??1350?R (2-4)

1350?R150?1350?R化简计算可得到R的值：

81?104R??1080? (2-5)

750其中公式中的R为管脚1和管脚8之间的串联电阻，单位是Ω，GAIN为LM386芯片的增益倍数。通过计算可知道，如果增益倍数取40时，1脚和8脚的串联电阻应该取1080Ω，所以可以选择1KΩ的电阻作为串联电阻。管脚3需要接一个调节音量的滑动电阻，根据调试使用10K的滑动电阻，声音大小正好在可接受范围之内。管脚3输入电压Uint可以用并联电阻分压公式计算，如下式：

Uint?R1?R1910k??R1?U?Uint??3V (2-6)

R1?R1910k??R1U为3V，R1为0～10KΩ的滑动电阻，所以Uint的最小值为6×10-4V，最大值为

3V。

5脚输出外接C7（100uF）和R16（10Ω）是为了消除LM386的自激振荡，是的输出信号更加干净无杂音。

图2-11 音功放电路

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ISD4004语音芯片使用+3.3V工作电压，本设计为了方便使用1117-3.3稳压芯片，+5V电压经过输入管脚3，管脚2进行稳定的+3.3V电压输出。输出管脚并联C8（100uF电解电容）和C9（104瓷片电容）进行滤波出来，使输出的电流更加干净稳定。

本设计中录音电路使用的是驻极体电容式话筒，它的主要工作原理是内部电容器的电容和输入电压成正比关系。内部的一个振膜和另一个极片构成电容，当有声音时，内部振膜会发生振动，振膜发生形变，使得极片距离发生变动，从而导致电容的变化，电容发生变化进而电压也跟随变化。根据资料手册，C14、C16改变电容量的电容，也是声电转换的电容器件，C12减少高频干扰而连接上去的电容。 必须注意的一个问题是，ISD4004语音芯片在PCB布线时，为了降低噪音，芯片的模拟电路和数字电路要分开使用不同的电源总线和地线总线。尽量在电源线和地线的总端口接入模拟电路和数字电路的引线，分别接到外部元件的不同管脚上，为了把噪音降到最低，去耦电容也必须靠近器件。

发光二极管LED2是电源指示灯，当语音录放模块能够正常通电工作运行时，LED1则会发光。发光二极管LED2是为了进行录音调试时的指示，按下录音按键时，等待LED2点亮即可对着麦克风进行语音录制。

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第三章 软件设计

3.1概述

本系统软件设计只要使用模块化进行设计，首先对硬件电路进行驱动程序的编写，设置好各个驱动端口，为程序整合时提供方便调用。软件程序的架构思想主要设置了五个架构模块：液晶驱动程序、ISD4004语音芯片驱动程序、按键模块驱动程序、无线接收解码程序、STC89C52内部资源调用程序。主要的流程图如下所示：

图3-1 主程序流程图

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