基于单片机的数码录音与播放系统

摘 要

本次课程设计主要是利用凌阳最新开发的16位单片机来制作一个基于SPCE061A和W29C040的数码录音与播放系统。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。SPCE061A是台湾凌阳公司生产的十六位单片机，内置有2路DA转换，8路AD转换及在线仿真等丰富的功能。 W29C040有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。如温度检测存储播放系统、自录语音提示等应用方案。
关键词 SPCE061A，W29C040，闪存，语音输入/录放
ABSTRACT
This curriculum designs mainly is 16 monolithic integrated circuits which newly develops using Ling Yangzui manufactures based on SPCE061A and the W29C040 digital sound recording and the broadcast system. This system provides the W29C040 correlation the read-write module, this module also may apply to W29C040 with the serise in correlation FLASH chip. SPCE061A is Taiwan insults 16 monolithic integrated circuits which the positive company produces, in sets has 2 group DA to transform _ group AD transformation and the on-line simulation and so on rich function W29C040 M FLASH memory chip, uses it to save insults the positive form the pronunciation resources, may long reach 4 minutes pronunciations recording and sending out. This system may widely apply to a demand recording longer situation. If the temperature examination memory broadcast system, from records application plan and so on voice prompt
KEYWORDS  SPCE061A ,W29C040,flash memory,voice record

目 录

第1章 绪论…………………………………………………………………（ ）
第2章 摘要…………………………………………………………………（ ）
第3章  硬件系统的设计与实现………………………………………… （ ）
3.1 方案的选择………………………………………………………… （ ）
3.2  凌阳单片机的简介…………………………………………………（ ）
3.2.1综述………………………………………………………………（ ）
3.2.2 结构概览…………………………………………………………（ ）
3.2.3 芯片的引脚排列和说明…………………………………………（ ）
3.2.4 SPCE061A的最小系统……………………………………………（ ）
3.2.5 SPCE061A开发方法………………………………………………（ ）
3.3 SPCE061A的外部存储器的扩展……………………………………(  )
3.3.1 综述……………………………………………………………… （ ）
3.3.2 W29C040的介绍……………………………………………………（ ）
3.3.3 W29C040写、擦除流程图…………………………………………（ ）
3.3.4系统结构图…………………………………………………………（ ）
3.3.5 SPCE061A与W29C040的硬件连接…………………………………（ ）第4章 软件系统的设计与实现……………………………………………… （ ）
4.1 凌阳音频的介绍…………………………………………………………（ ）
4.1.1 音频的概述…………………………………………………………（ ）
4.1.2数字音频的采样和量化……………………………………………（ ）4.1.3音频格式的介绍…………………………………………………… （ ）
4.1.4语音压缩编码基础………………………………………………… （ ）
4.2凌阳音频编码算法……………………………………………………… （ ）
4.2.1 压缩分类…………………………………………………………… （ ）
4.2.2凌阳常用的音频形式和压缩算法………………………………… （ ）
4.2.3凌阳语音的播放、录制、合成和辨识……………………………（ ）
4.2.4语音录入使用介绍…………………………………………………（ ）
4.3 W29C040与SPCE061A的系统软件设计……………………………… （ ）
4.3.1程序流程图…………………………………………………………（ ）
4.3.2程序源代码…………………………………………………………（ ）
第5章 扩展设计…………………………………………………………（ ）
5.1数码录音和播放系统的增强设计………………………………………（ ）
5.2温度测量显示存储系统…………………………………………………（ ）
5.2.1系统总体方案介绍…………………………………………………（ ）
5.2.2 系统的硬件设计……………………………………………………（ ）
5.3 SPCE061A的周边模块……………………………………………………（ ）
5.3.1 电源模块……………………………………………………………（ ）
5.4  系统的软件设计……………………………………………………… （ ）
5.4.1 主流程图……………………………………………………………（ ）
5.5凌阳的其他应用…………………………………………………………（ ）
第6章 结束语……………………………………………………………………（ ）
参考文献……………………………………………………………………………（ ）
附录 中英文翻译…………………………………………………………………（ ）
附录1SPCE061A的语音录放 英文原稿…………………………………………（ ）
附录2 SPCE061A的语音录放 中文译稿…………………………………………（ ）

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，显示出出很强的生命力。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。台湾凌阳科技公司公司最近推出一种新型16位单片机SPCE061A。该单片机的问世，使得16位单片机的科技含量及应用跃上一个新的台阶。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，广泛的应用于空业控制，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。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。