的如图所示图仿真接口本章小结本章主要设计了的最小系统的基本组成模块。包括电源电路设计时钟电路设计复位电路设计和仿真接口设计。为下章语音录音与回放系统的设计做准备。第章语音录音与回放系统的硬件设计语音录音与回放系统的总体设计框图在最小系统基础上，语音录音和回放系统主要包括语音输入模块语音编解码芯片模块输出功率模块和模块组成。系统的结构框图如图所示图语音信号录音与回放系统框图语音输入模块接口电路在进行语音信号分析和处理之前,必须对语音信号进行预处理操作,预处理包括信号放大反混叠滤波等过程。前置放大前置放大电路也是测量小信号放大电路。在测量用的放大电路中，般传感器送来的直流或低频信号，经过放大后用单端方式传输，在典型情况下，有用信号的最大幅度可能仅有若干毫伏，而共模噪声可能高到几伏，故放大输入漂移和噪声等因素对于总的精度至关重要，放大器本身的共模抑制特性也是同等重要的问题。因此前置放大电路是个高输入阻抗，高共模抑制比，低漂移的小信号放大电路。反混叠滤波在变换前所接收到的语音信号中除了所希望的有效信号之外，还混有对后续工有影响的干扰噪声，而且接收到的原始语音信号是不同信号的混合或者是同个信号沿不同路径传递的混合信号，因此在之前需有防止混叠干扰的滤波处理。反混叠滤波音频输入前端处理功率放大音频输出处理有个作用，个是抑制电源干扰或，另个是抑制输入信号中频率分量超出的所有分量，将信号带宽限制在个有效范围内，使采样率满足采样定理。在实际语音处理中的采样频率般在之间,因此在语音信号中采用带通滤波器实现反混叠滤波，其上下限截止频率范围分别为，。本论文设计的麦克风输入信号经放大后，再由转换为组差分信号，分别送到的差分输入引脚和。其接口原理图如下图所示图语音输入接口原理图语音编解码芯片模块是美国德州仪器公司生产的包含有及转换的多功能模拟接口芯片。芯片集成了位和转换器，使用过采样技术提供位和低速信号转换，该器件包括两个串行的同步转换通道，工作方式和采样速率均可由编程设置。其内部之后有抽样滤波器，之前有插值滤波器，接收和发送可同时进行。可采用单电源供电也可以采用模拟数字双电源供电功耗最大为，掉电方式时的最大功耗可配置成主机或从机方式，个串行接口可支持个从机。内部结构图为内部结构框图。最上面第通道为模拟信号输入监控通道，第二通道为模拟信号转化为数字信号通道，第三通道为数字信号转化为模拟信号通道，最下面路是的工作频率和采样频率控制通道。文使用的输入时钟为，与的采样频率为其中，为的第个寄存器位所设图内部结构框图功能介绍的主要功能如下内含位精度的和，各同步串行输入输出多种数据传输模式可通过串行口或直接配置接口对寄存器编程，控制工作方式采样率输入输出增益等可与系列多通道缓冲串口直接串接通信。工作原理与外界串行通信可以分为主通信和次通信。在主通信中，有两种数据传送模式，位传送模式和位传送模式，可通过控制寄存器设定。默认情况下为位传送模式。若采用位传送模式，其最低位为非数据位，输入数据的位为次通信请求位，输出数据的位为脚的状态位。次通信只有在发出请求时产生，当主通信采用位模式时，可以进行次通信请求当主通信采用位模式时，则必须由脚输入信号来产生次通信请求。信号通道模拟输入多路模拟输入可供选择差分输入与辅助差分输入，本模块为单端输入由脚输入。数字输出输出的数字数据和寄存器数据，当为低电平时，在的上升沿开始输出数据未被激活时处于高阻态。模拟输入信号经放大后加入到，将采样时刻的信号值按二进制补码的形式按位字输出，位或位字，在的每个上升沿送出位，经过个周期，每次主通信区间送出个字，在期间里从串口移出，主通信时序图如图生高电压进行编程和擦除操作。只需向它的命令寄存器写入标准的微处理器指令，具体编程擦除操作由内部嵌入的算法实现，并且可以通过查询特定的引脚或数据线监控操作是否完成。可以对任扇区进行读写或擦除操作，而不影响其他部分的数据。与的连接图如下图所示图与的连接图是个低功耗闪存，工作在至电压下，存储容量为，其中，至是外部地址引脚，至为条数据线，的地址线和数据线与的地址线和数据线直连。为片选控制引脚低有效，为输出控制引脚低有效，为写入控制引脚低有效,这三个引脚由地址译码逻辑产生，这样可以使系统的存储器配置更加灵活。针对片外存储器同速度不匹配的问题，提供了两种解决方案。其是在系统硬件复位时，根据引脚的电平状态确定的初始频率。为了在系统硬件复位时能正确地从中读入程序，的初始频率都设得比较低。如本文用到的访问速度为，的初始频率可设为。另种方法是系统启动以后，通过设置软件可编程等待状态寄存器控制，不需要任何外部硬件。的软件可编程等待状态发生器最多可将外部总线周期延长到个机器周期。当以速度工作时，为保证正常读写，总线周期至少要延长到个机器周期以上。语音输出模块设计本文通过麦克风对语音进行采集，对采集到的语音进行滤波，放大，再将处理过的信号送入，通过将语音送到功放，最后经过耳机送出。本次放大电路是用芯片来设计的。的特性静态功耗低，约为，可用于电池供电。工作电压范围宽，或。外围元件少。电压增益可调，。低失真度。经带输出的声音回放信号，其幅度为，足以用耳机来收听，可不接任何放大器。但考虑到实际中经常会用到喇叭外放，故在本系统中增加外放功能。本文设计的电路增益为，连续可调，最大大不失真输出功率为。输出端接串联电路，以校正喇叭的频率特性，防止高频自激。脚接去耦电容，以消除低频自激。为便于该功放在高增益情况下工作这里将不使用的输入端脚对地短路。本次设计的语音输出接口电路如下图所示图语音输出接口电路图本章小结本章对系统硬件的各个模块做了介绍，系统硬件包括模块前置放大模块功放模块模块，同时还对各个模块的硬件连接做了介绍。参考文献江涛，朱光喜，李顶根基于的音频信号采集与处理系统电子技术应用王海平,刘琚基于的实时语音采集与处理系统山东大学学报工学版刘琚基于的实时语音采集与处理系统山东大学学报工学版乔建华,张井岗,李临生基于的语音信号采集系统的设计太原科技大学学报邓彦松,向伟,王丹基于语音。因此，用这种芯片构成的最小系统简单可靠。用单片机构成最小应用系统时，只要将单片机接上时钟电路和复位电路以及扩展的简单口即可，如图所示。由于受集成度片内功能的限制，最小应用系统只能用作些小型的控制单元。其应用特点为有可供用户使用的较多的口线。由于不需要扩展外部存储器，应接高电平，均作为用户口使用。内部存储器容量有限。应用系统开发具有特殊性。如的应用软件须依靠半导体厂家用半导体掩膜技术置入，故应用系统般用作大批量生产的应用系统。另外，口的应用与开发环境差别较大。引脚图如图所示图引脚图硬件与单片机连接图如图所示图硬件与单片机连接图霍尔传感器数据采集电路采用开关型霍尔传感器对加装过小磁铁的电表转盘进行将所转的圈数转化为数字信号。传感器如图所示图传感器数据采集电路采用开关型霍尔传感器对加装过小磁铁的电表转盘进行将所转的圈数转化为数字信号，传感器工作原理如图所示，集成霍尔开关是由稳压器霍尔电势发生器即硅霍尔片差分放大器施密特触发器和门输出五个基本部分组成。代表集成霍尔开关的三个引出端点。在输入端输入电压，经稳压器稳压后加在霍尔发生器的两端。根据霍尔效应原理，当霍尔片处于磁场中时，在垂直于磁场的方向通以电流，则与这二者相垂直的方向上将会有个霍尔电势差输出，该信号经放大器放大以后送至施密特触发器，使触发器整形，成为方波输送到门输出。当施加的磁场达到工作点即时，触发器输出高电压相对于地电位，使三极管导通，此时，门输出端输出低电压，通常称这种状态为开。当施加的磁场达到释放点即时，触发器输出低电压，三极管截止，使门输出高电压，这时称其为关态，这样两次高电压变换，使霍尔开关完成了次开关动作。与的差值定，时钟频分寄存器初始化主控制器子函数控制寄存器为复位设置时钟分频器验收码寄存器验收屏蔽寄存器总线定时寄存器数据采集程序数据采集是将电表转盘每转圈转化为个周期电脉冲，单片机将，完成相关外部硬件接线图以及逻辑控制程序流程图的设计。在做这个课程设计之前，我直以为自己的理论知识学的很好了。但当我拿到设计任务书的时候，有种的懵的感觉，不知道如何下手。开始了我又总是被些小的，细的问题挡住前进的步伐，让我总是为了解决个小问题而花费很长的时间。最后还要查阅其他的书籍才能找出解决的办法。并且我在做设计的过程中发现有很多东西，我都还不知道。其实在设计的时候，基础是个不可缺少的知识，但是往往些核心的高层次的东西更是不可缺少。设计中遇到了很多自己无法解决的问题，我于是向老师同学求助，在指导老师的点拨以及同学们的建议下，我完美的解决了遇到的问题。由此我意识到，任何时候任何事情，闭门造车都是不可取的，要直向周围的师长同学求教，以取得新鲜的建议。对生产过程进行控制是我们工作中非常重要的项任务，通过此次课程设计我比较清楚地明白了控制过程的设计，以及优化控制系统的思想，对我以后的工作将产生很深远的影响。课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作的如图所示图仿真接口本章小结本章主要设计了的最小系统的基本组成模块。包括电源电路设计时钟电路设计复位电路设计和仿真接口设计。为下章语音录音与回放系统的设计做准备。第章语音录音与回放系统的硬件设计语音录音与回放系统的总体设计框图在最小系统基础上，语音录音和回放系统主要包括语音输入模块语音编解码芯片模块输出功率模块和模块组成。系统的结构框图如图所示图语音信号录音与回放系统框图语音输入模块接口电路在进行语音信号分析和处理之前,必须对语音信号进行预处理操作,预处理包括信号放大反混叠滤波等过程。前置放大前置放大电路也是测量小信号放大电路。在测量用的放大电路中，般传感器送来的直流或低频信号，经过放大后用单端方式传输，在典型情况下，有用信号的最大幅度可能仅有若干毫伏，而共模噪声可能高到几伏，故放大输入漂移和噪声等因素对于总的精度至关重要，放大器本身的共模抑制特性也是同等重要的问题。因此前置放大电路是个高输入阻抗，高共模抑制比，低漂移的小信号放大电路。反混叠滤波在变换前所接收到的语音信号中除了所希望的有效信号之外，还混有对后续工有影响的干扰噪声，而且接收到的原始语音信号是不同信号的混合或者是同个信号沿不同路径传递的混合信号，因此在之前需有防止混叠干扰的滤波处理。反混叠滤波音频输入前端处理功率放大音频输出处理有个作用，个是抑制电源干扰或，另个是抑制输入信号中频率分量超出的所有分量，将信号带宽限制在个有效范围内，使采样率满足采样定理。在实际语音处理中的采样频率般在之间,因此在语音信号中采用带通滤波器实现反混叠滤波，其上下限截止频率范围分别为，。本论文设计的麦克风输入信号经放大后，再由转换为组差分信号，分别送到的差分输入引脚和。其接口原理图如下图所示图语音输入接口原理图语音编解码芯片模块是美国德州仪器公司生产的包含有及转换的多功能模拟接口芯片。芯片集成了位和转换器，使用过采样技术提供位和低速信号转换，该器件包括两个串行的同步转换通道，工作方式和采样速率均可由编程设置。其内部之后有抽样滤波器，之前有插值滤波器，接收和发送可同时进行。可采用单电源供电也可以采用模拟数字双电源供电功耗最大为，掉电方式时的最大功耗可配置成主机或从机方式，个串行接口可支持个从机。内部结构图为内部结构框图。最上面第通道为模拟信号输入监控通道，第二通道为模拟信号转化为数字信号通道，第三通道为数字信号转化为模拟信号通道，最下面路是的工作频率和采样频率控制通道。文使用的输入时钟为，与的采样频率为其中，为的第个寄存器位所设图内部结构框图功能介绍的主要功能如下内含位精度的和，各同步串行输入输出多种数据传输模式可通过串行口或直接配置接口对寄存器编程，控制工作方式采样率输入输出增益等可与系列多通道缓冲串口直接串接通信。工作原理与外界串行通信可以分为主通信和次通信。在主通信中，有两种数据传送模式，位传送模式和位传送模式，可通过控制寄存器设定。默认情况下为位传送模式。若采用位传送模式，其最低位为非数据位，输入数据的位为次