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基于8051单片机的语音播报记事器设计与实现
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本文是一篇关于"语音播报记事器"的本科毕业设计论文,作者隶属于河北科技师范学院机电科学与工程系,专业是电气工程及其自动化。论文的核心研究内容围绕一种以Intel 8051单片机为核心的智能设备展开,其主要组成部分包括实时时钟RTC、提醒时间设置模块、ISD1420语音芯片和DS1302串行时钟芯片,以及LE
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能够随时对当前时间进行调整。
能够随时输入定时播报(闹钟)时间。
定时播报(闹钟)时间到,发出语音提醒信号和蜂鸣器提示信号。
1.2.2 设计思路
语音处理由 ISD1420.74LS377 与单片机相连实现,通过 P0 口与单片机连接
[3]
。
系统的标准时间采用日历/时钟芯片 DS1320 实现,通过 P2 口与单片机连接
[4]
。
时间显示使用 4 位 LED 数码管,接入 P1 口。LED 数码管的段码输入,由并行端
口 P1 低四位产生。LED 数码管的位码输入,由并行端口 P1 高四位产生。同时本电路
的 LED 显示还要通过 74LS48 芯片与单片机连接驱动。
时间调整与定时时间的输入由键盘电路控制。由 5 个按键控制,通过 P3 口与单片
机连接。
蜂鸣器由 HA、三极管和上拉电阻组成的蜂鸣电路与单片机连接实现。
1.3 系统设计
1.3.1 系统设计框图
图 1 系统设计框图
本设计的语音播报系统采用 8051 单片机作为控制核心器件,具有可下载在线编
程等功能容易操作,使用起来十分方便。
由 B1、C8、C9 组成系统工作时钟,由 S1、R7、R8、C10 组成系统复位电路。
系统语音处理模块由 ISD1420、74LS377、HA1、MIC1、R1-R6、R10 和 C1-
C6、S2、R14、VD1、VD2 组成模块,实现语音录入和语音播报功能。通过锁存器
74LS377 与单片机的 P0 口连接。
系统的时间模块由 DS1302、B2、C11、C12 和 BAT1 组成,产生系统的标准时
实时时钟 RTC
提醒时间设置
当前时间调整
语音录放控制
LED 译码驱动
模块
4 位时钟型
LED 显示
实时时钟 RTC
蜂鸣器控制
扬声器
送话器
单片机
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间。DS1302 内部具有事时时钟/日历和 31B 的静态 RAM,给系统提供秒、分、时、
日、月和年等信息,对小与 31 他的月末的日期进行调整,还包括闰年的校正功能。时
钟的运行可选择 24 小时或带 AM 和 PM 的 12 小时格式。DS1302 是一个串行接口芯
片 , 既 RST ( 复 位 线 ) 、 I/O ( 数 据 线 ) 及 SCLK ( 串 行 时 钟 线 ) 通 过 P2 口
P2.0、P2.1、P2.2 与单片机连接
[5]
。
采用 4 位一体时钟型 LED 显示器,用 与显示系统时间和 一 些 提示 信息。由
74LS48、ULN2003、R15 和 DISP1 组成时间显示模块,通过 P1 口与单片机连接
[6]
。
由 5 个独立式按键 REC、SET、ALM、+1、RET,上拉电阻 R13 和中断扩展电
路 74LS08 组成按键输入控制电路,与单片机的 P3 口的相应引脚连接,实现该系统的
提示语音录入、定时时间设置和时间调整功能。
由蜂鸣器 HA2、三极管 VT1、R9、组成蜂鸣器控制电路,完成闹钟功能,通过编
程可以实现时间到时发出蜂鸣的提示音
[7]
。系统电源由电源变压器 T1(220V/9V)、
桥式整流模块 2W06、稳压模块 7805 以及 C13-C16 组成,提供系统所需的+5V 电
源。
2 系统方案论证
2.1 ISD1420
为实现语音播报的录入和播放功能,我们在此接入了 ISD1420 语音芯片,并采用
锁存器 74LS377 对其控制锁存达到良好的语音信息的录制与播报。
语音芯片 ISD1420 为单片语音记录、回放一体化芯片,记录时长为 20s;可被划
分为 160 小段,每段 125ms。当 REC 脚为低电平时,进行录音,PLAYE 或 PLAYL
为低时进行放音,ISD1420 可进行连续录音,也可进行分段录音。
语音芯片 ISD1420 的接入可以使语音播报应用系统工作时实现能够录入语音信息,
能够对录入的语音信息进行播放两项基本功能。在单片机与 ISD1420 芯片中间连接一
个锁存器,就解决了单片机与 ISD1420 芯片在工作时存在工作时序上的不一致的问题
[8]
。在本设计中是用 74LS377 来做锁存器的。它的 CLK 端的信号由 P2.6 口来控制的。
当 P2.6 端口产生上升沿脉冲时,74LS377 将 P0 口送过来的地址锁存到 74LS377 的
Q 端,并等待语音芯片 DS1420 将该地址取走。其后芯片 ISD1420 便根据单片机传
送给它的地址进行语音信息的录制与播报
[9]
。
74LS377 是一种 8D 触发器,它的/E 端是控制端、CLK 端是时钟端,当它的/E
端为低电平时只要在 CLK 端产生一个正跳变,D1—D7 将被锁存到 QO—Q7 端输出,
在其他情况下 Q0—Q7 端的输出保持不变
[10]
。
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