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1青岛科技大学微机原理与接口技术综合课程设计(报告)题目__________________________________指导教师__________________________学生姓名__________________________学生学号_________________________________________________________院(部)____________________________专业________________班______年___月___日ISD1420语音实验信息科学技术学院计算机科学与技术2011992目录1课程设计目的..................................................................................................................................................32课程设计内容和要求......................................................................................................................................32.1实验设备...............................................................................................................................................32.2实验内容...............................................................................................................................................32.3实验原理...............................................................................................................................................33实验过程..........................................................................................................................................................53.1实验流程图...........................................................................................................................................53.2实验接线...............................................................................................................................................53.3实验代码...............................................................................................................................................53.4实验结果...............................................................................................................................................64实验总结........................................................................................................................................................123实验目的通过本实验掌握ISD1420语音模块的工作原理和应用技巧,熟悉语音录放电路模块的设计实验设备(1)显示器、鼠标、键盘各一件;(2)QTH-2008PC32位微机教学实验仪一套。实验内容对ISD1420采用通用操作,进行简单录放音操作实验原理一、SD1420语音录放集成电路应用说明使用方便的单片8至20秒语音录放高质量、自然的语音还原技术边沿/电平触发放音自动节电,维持电流0.5uA不耗电信息保存100年(典型值)100,000次录音周期(典型值)多段信息处理,可分1至80/160段片内免调整时钟,可选用外部时钟无需开发系统5V单电源工作ISD1420系列单片录放时间8至20秒,音质好。芯片采用CMOS技术,内含震荡器、话筒前置放大、自动增益控制、防混淆滤波器、平滑滤波器、扬声器驱动及EEPROM阵列。最小的录放系统仅需麦克风、喇叭、两个按钮、电源及少数电阻电容。在录放操作结束后,芯片自动进入低功耗节电模式、功耗仅0.5uA。ISD1110/ISD1420系列有唯一的录音控制和边缘/电平触发两种音控制。不分段时线路最简,也可按最小段长为单位任意组合分段,参见表1-1“最大段数”芯片提供若干操作模式,大大提高了控制的灵活性。芯片采用多电平直接模拟量存储专利技术,每个采样直接存储在片内单个EEPROM单元中,因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调各效果,避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和“金属声”。采样频率从5.3,6.4到8.0KHz,对音质仅有轻微影响。片内信息可保存100年(无需后备电源),EEPROM单片可反复录音十万次。2二、引脚描述注:ISD1420系列的/REC,/PLAYE,A6和A7端内部被上拉到VDD,A0~A5内部被下拉到VSS,上拉下拉阻值在50K至100KΩ,除此之外,各引脚与ISD1420完全相同。电路设计中,这些端的外围上/下拉电阻可省略,但需要仔细考虑静态电流的影响。电源(VCCA,VCCD)芯片内部的模拟和数字电路使用不同的电源总线,并且分别引到外封装上,这样可使噪声最小。模拟和数字电源端最好分别走线,尽可能在靠近供电端处相连,而去耦电容应量靠近芯片。地线(VSSA,VSSD)芯片内部的模拟和数字电路也使用不同的地线,这两个脚最好在引脚焊盘相连。录音(/REC)低电平有效。只要/REC变低(不管芯片处在节电状态还是正在放音),芯片即开始录音。录音期间,/REC必须保持为低。/REC变高或内存录满后,录音周期结束,芯片自动写入一个信息结束标志(EOM),使以后的重放操作可发及时停止。之后芯片自动进入节电状态。注:/REC的上升沿有50毫秒防颤,防止芯片自动进入节电状态。边沿触发放音(/PLAYE)此端出现下降沿时,芯片开始放音。放音持续到EOM标志或内存结束,之后芯片自动进入节电状态。开始放音后,可以释放/PLAYE。电平触发放音(/PLAYL)此端出现下降沿时,芯片开始放音。放音持续至端回到高电平,遇到EOM标志,或内存结束。放音结束后芯片自动进入节电状态。注:放音过程中当遇到EOM或内存结束时,如果/PLAYE或/PLAYL仍处在高电平,芯片虽然也进入节电状态(内部震荡器和时钟停止工作),但是由于芯片没有对/PLAYE和/PLAYL的上升沿进行消颤,随后在这两个引脚上出现的下隆沿(例如释放按键时的抖动)都会触发放音。录音指示(/RECLED)处于录音状态时,此端为低,可驱动LED。此外,放音遇到EOM标志时,此端输出低电平脉冲。话筒输入(MIC)此端边至片内前置放大器。片内自动增益控制电路(AGC)将前置增益控制在-15至24dB。外接话筒应通过串联电容耦合到此端。耦合电容值和此端的10KΩ输入阻抗决定了芯片频带的低频截止点。话筒输入(MIC)此端边至片内前置放大器。片内自动增益控制电路(AGC)将前置增益控制在-15至24dB。外接话筒应通过串联电容耦合到此端。耦合电容值和此端的10KΩ输入阻抗决定了芯片频带的低频截止点。话筒参考(MICREF)此端是前置放大器的反向输入。当以差分形式连接话筒时,可减小噪声,提高共模抑制比。自动增益控制(AGC)AGC动态调节器整前置境益以补偿话筒输入电平的宽幅变化,使得录制变化很大的音量(从耳语到喧哗嚣声)时失真都能保持最小。响应时间取决于此端的5KΩ输入阻抗和外接的对地电容(即线路图中的C6)的时间常数。释放时间取决于此端外接的并联对地电容和电阻(即线路图中R5和C6)的时间常数。470KΩ和4.7uF的标称值在绝对大多数场合下可获得满意的效果。模拟输出(ANAOUT)前置放大器输出。前置电压增益取决于AGC端的电平。模拟输入(ANAIN)此端即芯片录音的输入信号。对话筒输入来说,ANAOUT端应通过外接电容连至本端。该电容和本端3KΩ输入阻抗给出了芯片频带的附加低端截止频率。其它音源可通过交流耦合直接连至本端。喇叭输出(SP+、SP-)这对输出端能驱动16Ω以上的喇叭。单端使用时必须在输出端和喇叭间接耦合电容,而双端输出既不用电容又能将功率提高4倍。录音时,它们都呈高阻态;节电模式下,它们保持为低电平。外部时钟(XCLK)此端内部有下拉元件,不用时应接地。芯片内部的采样时钟在出厂前已调校,保证了标称的最小录音时间。商业级芯片在整个温度各电压范围内,频率变化在+2.25%内,并保证最小录放时间,所以有些芯片的录放时间比标称的值稍大。工业级芯片在整个温度和电压范围内,频率变化在+5%内,建议使用稳压电源。若要求更高精度或系3同步,可从本端输入外部时钟,频率如表2-1“外部钟频”所示。由于内部的防混淆及平滑滤波器已设定,帮上述持荐的时钟频率不应改变。输入时钟的占空比无关紧要,因为内部首先进行了分频。地址(A0~A7)地址端有两个作用,取决于最高(MSB)两位A7、A6的状态。当A7或A6有一个为0时,所有输入均释放为地址位,作为当前录放操作的起始地址。地址端只用输入,不输出操作过程的内部地址信息。地址在/PLAYE、/PLAYL、或/REC的下降沿锁存。三、操作模式ISD1420系列内置了若了干操作模式,可用最少的外围器件实现最多的功能。操作模式也由地址端控制;当A7和A6都为1时,其它地址端置高就选择某个(或某几个)模式。因为操作模式和直接寻址互相排斥。操作模式可由微控制器,也可由硬件实现。使用操作模式有两点注意:(1)所有操作最初都是从0地址,即存储空间的起始端开始。后续操作根据所选用的模式可从其它的地址开始。此外,A4模式中,当电路由录转为放时地址计数器复位为0,而由放转为录则不复位。(2)当控制信号(/PLAYL、/PLAYE或/REC)变低,同时A6和A7为高时,执行操作模式。这种操作模式一直有效,除非控制信号再次由高变低,芯片重新锁存当前的地址/模式端电平,然后执行相应操作。地址线功能地址功能典型应用兼容地址A0信息检索快速检索信息A4A1删除EOM标志A3,A4A2,A5未用A3循环寻址从0地址连续放音A1A4连续寻址可录放连续的多段信息A0,A1A1(EOM删除)——使分段信息变为一条信息,仅在信息最后留一个EOM标志。这个模式完成后,录入的所有信息就作为一条连续的信息。A3(信息循环)——循环重放位于存储空间起始处的那条信息。一条信息可以完全占满存储空间,那
本文标题:32位设计报告
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