單片機課程設計(語言報數(shù)計數(shù)器)

1、<p>　　《 單片機應用課程設計 》</p><p><b>　　課程設計報告</b></p><p>　　系 別： 信息科學與技術系 </p><p>　　專業(yè)班級： 通信工程0702班 </p><p>　　學生姓名：

2、</p><p>　　指導教師： </p><p>　?。ㄕn程設計時間：20 年 月 日——20 年 月 日）</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1.課程設計目的2</p><p>　　2.課程設計題目描

3、述和要求2</p><p>　　3.課程設計報告內容2</p><p>　　3.1 課題分析2</p><p>　　3.2 選擇課題3</p><p>　　3.3 根據(jù)課題發(fā)放硬件3</p><p>　　3.4 硬件制作4</p><p>　　3.5 硬件調試6</p>

4、;<p>　　3.6 軟件功能模塊設計6</p><p>　　3.7 軟件調試8</p><p><b>　　4.總結14</b></p><p>　　5.參考文獻15</p><p><b>　　課程設計目的</b></p><p>　　明確學習目

5、的，端正學習態(tài)度，提高對課程設計重要性的認識，以積極認真的態(tài)度參加課程設計工作，按要求完成規(guī)定的設計任務。</p><p>　　培養(yǎng)正確的設計思想，嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L，提高對所學知識應用和分析能力、解決問題的能力，提倡獨立思考、刻苦鉆研和創(chuàng)新的精神。</p><p>　　課程設計題目描述和要求</p><p>　　課題三：語言報數(shù)計數(shù)器</p><p

6、>　　制作要求：用80C51/52單片機和語音芯片ISD1420構成的編程控制的語言報數(shù)計數(shù)器小系統(tǒng)。</p><p><b>　　課程設計報告內容</b></p><p><b>　　3.1 課題分析</b></p><p>　　課題三：語言報數(shù)計數(shù)器</p><p>　　一：制作要求：用8

7、0C51/52單片機和語音芯片ISD1420構成的編程控制的語言報數(shù)計數(shù)器小系統(tǒng)。</p><p>　　二：硬件結構：電路見硬件電路圖</p><p>　　三：軟件思路：流程圖及軟件清單。</p><p><b>　　四：語音報數(shù)系統(tǒng)</b></p><p>　　單片機語音報數(shù)系統(tǒng)，是一種專用系統(tǒng)，軟硬件資源都得到充分利

8、用。此系統(tǒng)按硬件、軟件系統(tǒng)分述如下：</p><p><b>　　（一）硬件系統(tǒng)</b></p><p>　　單片機報數(shù)系統(tǒng)是由三塊電路組成的。它們是：</p><p><b>　　1．單片機系統(tǒng)</b></p><p>　　語音報數(shù)系統(tǒng)是在單片機控制下，對產(chǎn)品實行自動報數(shù)的一種應用方式，因此無須鍵

9、盤和顯示裝置。片內收RAM足以夠用，也無須外接RAM芯片。所以此語音報數(shù)系統(tǒng)所使用的單片機系統(tǒng)屬于單片機最小系統(tǒng)類型。它所使用的芯片是：CPU為89C51/52從芯片種類特征上看，單片機系統(tǒng)內有4-8K FLISH程序存儲器，足夠存放下監(jiān)控程序。 電路中還包含復位電路和時鐘電路。</p><p><b>　　2．語音系統(tǒng)</b></p><p>　　語音系統(tǒng)采用的語音

10、電路板，構成單片機控制下的語音系統(tǒng)。從硬件電路圖中看到，809C51的 P1．0—P1．7 8根口線與語音芯片的AO～A7地址線相連，控制錄放的起始地址，實施分段建庫等功能。P3．5口線控制錄放。P3．4口線與紅外接收電路的輸出端相連，用于處理產(chǎn)品探測系統(tǒng)的輸出信號，實施計數(shù)功能。</p><p><b>　　3．產(chǎn)品探測系統(tǒng)</b></p><p>　　單片機語音

11、報數(shù)系統(tǒng)電路圖如附錄三中收發(fā)二極管對完成檢測產(chǎn)品脈沖信號，由反向器非門將信號送入89C51-P3.4計數(shù)口T0。</p><p>　?。ǘ┸浖到y(tǒng)25476</p><p>　　軟件是根據(jù)硬件特點和要求進行編寫的。軟件系統(tǒng)分錄音系統(tǒng)和放音系統(tǒng)。這兩個系統(tǒng)編程依據(jù)都和語音ISD1420芯片的性能有直接的關系。</p><p>　　第一，該語音芯片錄入時間只有20秒，

12、在這20秒的時間里，不可能將所有的十進制數(shù)，由小到大全部錄進去。解決的辦法建立語音庫，也就是說，只要錄進“0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、拾。百、千、萬、億、零”這些語音信號，然后再將這些語音相互組合，就可以報出任意大小數(shù)字。</p><p>　　第二，一個語音信號錄多長時間，時間太短聽不清楚（音樂除外），時間太長，造成浪費，根據(jù)實驗，以0．5秒錄一個語音適中，這樣20秒可錄40個不同的音，這對于一個報數(shù)

13、系統(tǒng)富富有余。</p><p>　　第三，若以0．5秒錄一個語音信號，每一個語音地址應怎樣計算，這和語音芯片本身性能有關。關于地址計算，參看語音管腳介紹部分。</p><p>　　第四，放音時按什么順序才能正確放音？通過實驗，必須先提供語音的地址然后再提供放音電平，再給出放音時間，放音結束后，撤掉放音電平，并置相反狀態(tài)，做好下一次放音準備。</p><p>　　本錄

14、音系統(tǒng)具有錄、試聽、滿意與否的控制功能，每個語音與其對應地址自動生成。</p><p><b>　　3.2 選擇課題</b></p><p>　　選擇課題三：語言報數(shù)計數(shù)器</p><p>　　3.3 根據(jù)課題發(fā)放硬件</p><p><b>　　1）單片機系統(tǒng)</b></p><

15、;p>　　語音報數(shù)系統(tǒng)是在單片機控制下，對產(chǎn)品實行自動報數(shù)的一種應用方式，因此無須鍵盤和顯示裝置。片內收RAM足以夠用，也無須外接RAM芯片。所以此語音報數(shù)系統(tǒng)所使用的單片機系統(tǒng)屬于單片機最小系統(tǒng)類型。它所使用的芯片是：CPU為89C51/52從芯片種類特征上看，單片機系統(tǒng)內有4-8K FLISH程序存儲器，足夠存放下監(jiān)控程序。 電路中還包含復位電路和時鐘電路。</p><p><b>　　2）語

16、音系統(tǒng)</b></p><p>　　語音系統(tǒng)采用的語音電路板，構成單片機控制下的語音系統(tǒng)。從圖中看到，89C51的 P1．0—P1．7 8根口線與語音芯片的AO～A7地址線相連，控制錄放的起始地址，實施分段建庫等功能。P3．5口線控制錄放。P3．4口線與紅外接收電路的輸出端相連，用于處理產(chǎn)品探測系統(tǒng)的輸出信號，實施計數(shù)功能。</p><p><b>　　3）產(chǎn)品探測

17、系統(tǒng)</b></p><p>　　單片機語音報數(shù)系統(tǒng)電路圖中收發(fā)二極管對完成檢測產(chǎn)品脈沖信號，由反向器非門將信號送入89C51-P3.4計數(shù)口T0。</p><p><b>　　3.4 硬件制作</b></p><p><b>　　課程三硬件電路圖</b></p><p>　　89C51

18、——單片機，8031內核，4K可反復擦寫的程序存儲器，32條I/O口，5V工作</p><p>　　ISD1420——語音芯片，音質優(yōu)異的模擬存儲技術，可反復錄放，20秒鐘，可分160段，有手動錄放接口，5V供電</p><p>　　NE5532——運算放大器。ISD1420是平衡輸出方式，而常用音量調節(jié)、功放電路都是基于非平衡方式，因此用運放作平衡—非平衡轉換。</p>&

19、lt;p>　　LM386——功率放大器，0.5W驅動</p><p>　　24C01（選配件）——I2C總線串行存儲器。</p><p>　　駐極體話筒（MIC）、話筒放大器、音量電位器、發(fā)光管等部件。</p><p><b>　　性能參數(shù)</b></p><p>　　外接電源電壓：5V（穩(wěn)壓）</p>

20、<p>　　外接喇叭：4—16歐姆，0 .5W</p><p>　　工作電流：25～30mA ( 錄音)，50～80mA (放音)</p><p><b>　　靜態(tài)電流：1mA</b></p><p><b>　　開發(fā)板已有功能：</b></p><p><b>　　錄音&l

21、t;/b></p><p>　　按住“REC”鍵不放，指示燈亮即可對著板上話筒講話錄音，松鍵時錄音停止并形成一段。</p><p><b>　　放音</b></p><p>　　按一下“PE”鍵將一段錄音全部播放出來，一段結束后自動停止放音。</p><p>　　按住“PL”鍵即放音，松鍵即停止。</p>

22、;<p><b>　　地址</b></p><p>　　ISD1420的地址線有8位，全部接到了89C51的P1口，在未接單片機時全部通過‘短路插’對地短路，即A0～A7全部為低電平。如接入了單片機，P1口的短路插應全部去掉。</p><p><b>　　3.5 硬件調試</b></p><p>　　3.6

23、軟件功能模塊設計</p><p>　　錄音程序流程圖如下圖所示</p><p>　　放音程序流程圖如下所示</p><p>　　對錄、放程序作如下說明：</p><p><b>　　錄音程序：</b></p><p>　　執(zhí)行錄音程序，只有按下WRI鍵，才能錄音，時間半秒鐘，錄完后，試聽（按下RD

24、鍵），不滿意，再次按下WRI鍵，在原地址上重新錄音，在試聽后，覺得滿意，按一下RD鍵，再按WRI鍵，才能對下一個地址進行錄音。</p><p><b>　　放音程序：</b></p><p>　　00C0H－00D3H地址范圍內單元中的內容為語音地址，語音與地址對應如下</p><p><b>　　語音地址對應表</b>&

25、lt;/p><p><b>　　3.7 軟件調試</b></p><p><b>　　程序及分析:</b></p><p>　　/*========語音報數(shù)系統(tǒng)=============*/</p><p>　　/*功能：本程序實現(xiàn)的功能是產(chǎn)品報數(shù)</p><p>　　系統(tǒng)報數(shù)范

26、圍在0--999之間 */</p><p>　　/*=================================*/</p><p>　　#include<reg52.h> </p><p>　　#define uchar unsigned char </p><p>　　#define uint unsigne

27、d int </p><p>　　sbit ji_shu=P3^4;</p><p>　　sbit PLAYL=P3^5;</p><p>　　void Begain();</p><p>　　void Play(uint a);</p><p>　　void ji_shu_red();</p>

28、<p>　　void delay(uint i);</p><p>　　void zu_he();</p><p>　　uint flag=00,flag1=0,flag2=0,flag3=0,flag4=0;</p><p>　　uchar Insert[]={0x29,0x2E,0x32, 0x37, 0x41};</p>

29、<p>　　// 謝謝,歡迎,再見,開始計數(shù),音樂</p><p>　　uchar Data[]={0x00,0x03,0x06,0x09,0x0C,0x0F,0x12,0x15,0x18,0x1B,0x1E,0x21,0x23,0x25};</p><p>　　// 0， 1， 2， 3， 4， 5， 6， 7， 8， 9， 拾， 百， 千， 萬&

30、lt;/p><p>　　/*=============主程序==================*/</p><p><b>　　main()</b></p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　Begain();</b></p>&l

31、t;p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{ </b></p><p>　　ji_shu_red(); </p><p><b>　　zu_he();</b></p><p><b>　　} </b></p&g

32、t;<p><b>　　}</b></p><p>　　/*=====================================*/</p><p>　　/*--------初始化----------*/</p><p>　　void Begain()</p><p><b>　　{<

33、;/b></p><p><b>　　P1=0X00;</b></p><p>　　PLAYL=1; //音樂</p><p>　　P1=Insert[4];</p><p>　　delay(10000);</p><p><b>　　PLAYL=0;&

34、lt;/b></p><p>　　delay(20000);</p><p><b>　　PLAYL=1;</b></p><p>　　delay(600); </p><p>　　PLAYL=1; //語音播報“歡迎”</p><p>　　P1=Inser

35、t[1]; </p><p>　　delay(100);</p><p><b>　　PLAYL=0;</b></p><p>　　delay(1200);</p><p><b>　　PLAYL=1;</b></p><p>　　delay(600);</p>

36、<p>　　P1=Insert[3]; //語音播報“開始計數(shù)”</p><p>　　delay(200);</p><p><b>　　PLAYL=0;</b></p><p>　　delay(2400);</p><p><b>　　PLAYL=1;</b></p>

37、<p>　　delay(600);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*---------紅外計數(shù)--------------*/</p><p>　　void ji_shu_red() </p><p><b>　　{</b></p>&

38、lt;p>　　/*下面兩句為計數(shù)核心部分*/</p><p>　　while(ji_shu==1); //沒有被遮斷時，等待。</p><p>　　while(ji_shu==0); //被遮斷時，等待遮斷物拿開</p><p>　　/*=====================*/</p><p><b>　　fl

39、ag++;</b></p><p>　　flag1=flag;</p><p>　　flag2=flag1%10; //分離個位</p><p>　　flag3=flag1/10%10; //分離十位</p><p>　　flag4=flag1/100%10; //分離百位</p><

40、;p><b>　　}</b></p><p>　　/*-----------組合播報---------*/</p><p>　　void zu_he()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(flag<1000) //計數(shù)最大值不超過1000

41、 </p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(flag4==0&&flag3==0) //當百位十位都為0時</p><p>　　Play(flag); //直接播個位</p><p>　　else if(flag4==0&&fla

42、g3!=0) //當百位為0，十位不為0時，</p><p>　　{ //先播十位數(shù)字，再播十位，最后播個位。</p><p>　　if(flag3!=1) </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　Play(flag3);

43、 //播十位數(shù)字</p><p>　　if(flag2!=0) // 個位若不為0</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　Play(10); //播“十位”</p><p>　　Play(flag2); //播個位數(shù)字&

44、lt;/p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else </b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　Play(10);</b></p><p><b>　　}<

45、/b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　Play(10);</b></p><p>　　Play(fla

46、g2);</p><p>　　} </p><p><b>　　}</b></p><p>　　else if(flag4!=0) //百位不為0，，最后播個位。</p><p><b>　　{</b></p><p>　　Play(flag4

47、); //先播百位數(shù)字</p><p>　　if(flag3!=0) //十位數(shù)字不為0</p><p><b>　　{</b></p><p>　　Play(11); //播“百位”</p><p>　　Play(flag3);//播十位數(shù)字 </p><p>

48、　　Play(10); //播"十位"</p><p>　　Play(flag2); //播個位</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else </b></p><p><b>　　{</b></p>&l

49、t;p>　　Play(11); //播“百位”</p><p>　　Play(0); //播“零”</p><p>　　Play(flag2); //播個位數(shù)字</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p

50、><b>　　}</b></p><p>　　else flag=0; //計數(shù)達最大值時清零</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*-----語音播報部分-----*/</p><p>　　void Play(uint a)</p><p

51、><b>　　{</b></p><p><b>　　PLAYL=1;</b></p><p>　　P1=Data[a];</p><p>　　delay(100);</p><p><b>　　PLAYL=0;</b></p><p>　　del

52、ay(500);</p><p><b>　　PLAYL=1; </b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*---------延時--------*/</p><p>　　void delay(uint i)</p><p><b>　

53、　{</b></p><p><b>　　uchar j;</b></p><p>　　for(;i>0;i--)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　for(j=1000;j>0;j--)</p><p><b>　

54、　;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　總結</b></p><p>　　通過這次課程設計，我學到了很多，這次設計加強了我們動手、思考和解決問題的能力。在整個設計過程中，我們通過這個課

55、題對AT89C51/52單片機和語音芯片ISD1420有了更深刻的認識。更加深刻了解了這兩種芯片構成的由編程控制的語言報數(shù)計數(shù)器小系統(tǒng)的工作原理。由于課本上的知識面廣，平時課間的學習并不能很好的理解和運用各個元件的功能，在這次課程設計過程中，我們了解了幾種元件的功能，并且對于其在電路中的使用有了更多的認識。</p><p>　　經(jīng)過一個星期的課程設計，其中的過程曲折可謂一語難盡。在此期間，從開始時滿腹盛激情到最后

56、汗水背后的復雜心情，我很想說，設計確實很辛苦，但感覺課程設計過程很充實，任何事情都是苦中有樂的，在理論學習中，很少有機會能有實踐的機會，當我看到自己辛辛苦苦所做的成果時，我的心情很激動。大學理論課程的學習對于我們來說很重要，但只有理論知識是遠遠不夠的，毛澤東說過“沒有實踐就沒有發(fā)言權”，沒有實踐的理論是空洞的理論，我決心將今后所學的理論知識與實踐相結合起來，這樣才能更好的提高自己的實際動手能力。在這次課程設計的過程中遇到了許多問題，可謂

57、步履維艱，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時也在設計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。</p><p>　　在此，感謝于老師的細心指導，也同樣謝謝其他同學的無私幫助！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　一、89c1051/2051簡述</p>

58、;<p>　　AT89C1051/2051只有20只引腳，壓縮了I/O端口與存儲器容量，其余配置與功能不減，可方便地應用于家電產(chǎn)品及小型儀器儀表，是性能價格比極優(yōu)的單片機。</p><p>　　AT89C1051/2051 引腳圖</p><p>　　AT89C1051/2051 結構框圖</p><p>　　2 、AT89C2051內有兩個閃爍存儲器

59、程序加密位，可以被編程或不被編程器件內有一閃爍存儲器地址計數(shù)器，計數(shù)器在RST上升沿復位為000H，在XTAL1引腳上加高電平脈沖則自動加 l。</p><p>　　宜采用以下步驟對AT89C2051編程：加上電源后，RST及P3．2加高電平；P3．3～P3．5，P3．7加上寫人數(shù)據(jù)代碼模式的邏輯電平；在P1．0～P1．7上加上地址000H的數(shù)據(jù)代碼；RST引腳電平升高到12V；P3．2加人一低電平脈沖，則一字節(jié)

60、數(shù)據(jù)被編程寫人。以此類推，直到最后一個字節(jié)編程完畢。</p><p>　　編程完畢后，應使XTAL1降到低電平，RST也降至低電平，然后懸浮所有相關I/O引腳，關掉電源。</p><p>　　AT89C2051有三個特征字可讀出，以識別該器件。這種讀特征字操作與讀000H，00lH，002H地址單元內容操作相同，只是有關信號的邏輯電平有所不同。</p><p>　　

61、二、ISD1420單片20秒高保真語音錄放IC</p><p>　　ISD1420為美國ISD公司出品的優(yōu)質單片語音錄放電路，由振蕩器、語音存儲單元、前置放大器、自動增益控制電路、抗干擾濾波器、輸出放大器組成。一個最小的錄放系統(tǒng)僅由一個麥克風、一個喇叭、兩個按鈕、一個電源、少數(shù)電阻電容組成。錄音內容存入永久存儲單元，提供零功率信息存儲，這個獨一無二的方法是借助于美國ISD公司的專利——直接模擬存儲技術（DAST

62、TM）實現(xiàn)的。利用它，語音和音頻信號被直接存儲，以其原本的模擬形式進入EEPROM存儲器。直接模擬存儲允許使用一種單片固體電路方法完成其原本語音的再現(xiàn)。不僅語音質量優(yōu)勝，而且斷電語音保護。</p><p><b>　　1、特點：</b></p><p>　　◎使用方便的單片錄放系統(tǒng),外部元件最少</p><p>　　◎重現(xiàn)優(yōu)質原聲，沒有常見的背

63、景噪音</p><p>　　◎放音可由邊沿或電平觸發(fā)</p><p>　　◎無耗電信息存儲,省掉備用電池</p><p>　　◎信息可保存100年,可反復錄放10萬次</p><p>　　◎無需專用編程或開發(fā)系統(tǒng)</p><p>　　◎較強的分段選址能力可處理多達160段信息</p><p>&

64、lt;b>　　◎具有自動節(jié)電模式</b></p><p>　　◎錄或放后立即進入維持狀態(tài),僅需0.5μA電流</p><p><b>　　◎單一5伏電源供電</b></p><p><b>　　2、電特性：</b></p><p><b>　　◎工作電壓：5V</b

65、></p><p>　　◎靜態(tài)電流：典型值0.5μA，最大值2μA</p><p>　　◎工作電流：典型值15mA，最大值30mA（16歐姆）</p><p>　　3、電路外形圖引出端功能說明：</p><p><b>　　各管腳功能如下：</b></p><p>　　4、操作模式：

66、 </p><p>　　地址輸入有雙重功能,根據(jù)地址中的A6,A7的電平狀態(tài)決定A0～A7的功能。如果A6,A7有一個是低電平,A0～A7輸入全解釋為地址位,作為起始地址用。地址位僅作為輸入端,在操作過程中不能輸出內部地址信息。根據(jù) 、或的下降沿信號,地址輸入被鎖定。如果A6,A7同為高電平時,它們即為模式位。 </p><p>　　使用操作模式有兩點要注意:

67、 </p><p>　　(一)所有初始操作都是從0地址開始,0地址是1420存儲空間的起始端,以后的操作可根據(jù)模式的不同,而從不同的地址開始工作。當電路中錄放音轉換或進入省電狀態(tài)時，地址計數(shù)器復位為0。</p><p>　　(二)當、或變?yōu)榈碗娖?同時

68、A6,A7為高電平時,執(zhí)行對應操作模式。這種操作模式一直執(zhí)行到下一個低電平控制輸入信號出現(xiàn)為止,這一刻現(xiàn)行的地址/模式信號被取樣并執(zhí)行。</p><p>　　操作模式可以與微控制器一起使用,也可用硬件連線得到所需系統(tǒng)操作。</p><p>　　A0---信息檢索(或 only)</p><p>　　不知道每個信息的實際地址,A0可使操作者快速檢索每條信息,A0每輸入

69、一個低脈沖,可使得內部地址計數(shù)器跳到下一個信息。這種模式僅用于放音,通常與A4操作同時應用。</p><p>　　A1--- 刪除標志( only)可使錄入的分段信息成為連續(xù)的信息,用A1可刪除掉每段中間信息后的標志,僅在所有信息后留一個標志。當這個操作模式完成時,錄入的所有信息就作為一個連續(xù)的信息放出。</p><p>　　A3--- 循環(huán)重放信息(或only)可使存于存儲空間始端的信息

70、自動地連續(xù)重放。一條信息可以完全占滿存儲空間,那么循環(huán)就可以從頭至尾進行工作,并由始至終反復重放。</p><p>　　A4--- 連續(xù)尋址：在正常操作中, 當一個信息放出, 遇到一個標志時,地址計數(shù)器會復位，A4可防止地址計數(shù)器復位,使得信息連續(xù)不斷地放出。</p><p>　　A2、A5--- 未用。</p><p><b>　　課程設計成績:<

71、;/b></p><p>　　注:教師按學生實際成績（平時成績和業(yè)務考核成績）登記并錄入教務MIS系統(tǒng)，由系統(tǒng)自動轉化為“優(yōu)秀（90～100分）、良好（80～89分）、中等（70～79分）、及格（60～69分）和不及格（60分以下）”五等。</p><p><b>　　指導教師評語:</b></p><p>　　指導教師（簽名）: