基于AT89S52和K9F6408UOA的語音數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2．5 PWM輸出電路
本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)輸出PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)音頻放大電路，PWM輸出電路如圖4所示。PWM是一種利用微處理器的數(shù)字輸出控制模擬電路的有效技術(shù)，對(duì)一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，等效獲得所需波形，并且由于沒有使用D／A轉(zhuǎn)換器，系統(tǒng)成本減少很多。PWM的優(yōu)點(diǎn)是從處理器到被控系統(tǒng)信號(hào)都是數(shù)字形式的，無需進(jìn)行D／A轉(zhuǎn)換。讓信號(hào)保持為數(shù)字形式可將噪聲影響降到最小。此外PWM信號(hào)很容易通過MCU的軟件進(jìn)行控制，即使電路稍微有些系統(tǒng)誤差，易于通過軟件進(jìn)行校正。

圖4中，利用單片機(jī)的P1．7引腳輸出一定寬度的PWM信號(hào)，通過三極管整形后，作用在慣性環(huán)節(jié)上，得到的輸出信號(hào)PWMOUT將作用在音頻功放電路上，還原為聲音。
2．6 音頻功率放大電路
為了使系統(tǒng)有足夠大的輸出，驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲，便于調(diào)節(jié)音量，在PWM輸出電路后使用了音頻信號(hào)功率放大器LM386構(gòu)建功率放大電路，如圖5所示。

LM386型音頻功率放大器主要應(yīng)用于低電壓消費(fèi)類產(chǎn)品。為使外圍元件最少，電壓增益內(nèi)置為20。但在其引腳1和8之間外接電阻和電容，便可將電壓增益調(diào)為任意值，直至200。輸入端以地位參考，同時(shí)輸出端被自動(dòng)偏置到電源電壓的一半，在6 V電源電壓下，其靜態(tài)功耗僅為24 mW，使得LM386特別適用于電池供電的場(chǎng)合。PWMOUT為PWM輸出電路的輸出，揚(yáng)聲器為8 Ω，0．5 W。經(jīng)過調(diào)試發(fā)現(xiàn)將電源+5 V用10μF和0．1μF的電容濾波后，會(huì)減小很多噪聲，效果較好。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)具有錄音、放音、暫停、清除存儲(chǔ)內(nèi)容等功能，各種功能由按鍵來選擇，系統(tǒng)首先掃描各個(gè)按鍵的狀態(tài)，如果有按鍵按下，就轉(zhuǎn)往相應(yīng)的處理程序，系統(tǒng)程序流程如圖6所示。

3．1 系統(tǒng)初始化程序
系統(tǒng)初始化程序主要對(duì)單片機(jī)中斷、定時(shí)器、LCD初始化、鍵盤、PWM、K9F6408UOA存儲(chǔ)接口，以及ADC0809地址、程序中要用到的各個(gè)變量進(jìn)行設(shè)置。
3．2 按鍵掃描程序
由于錄音和暫停是由和外部中斷引腳相連的2個(gè)按鍵來設(shè)置，一旦按鍵按下就進(jìn)入錄音或放音程序，所以按鍵掃描程序用于掃描放音鍵和清除鍵是否按下。
3．3 錄音程序
與外部中斷O相連的按鍵按下，則進(jìn)入錄音程序。
錄音過程實(shí)質(zhì)上是啟動(dòng)ADC0809對(duì)模擬音頻信號(hào)進(jìn)行采樣，并將A／D轉(zhuǎn)換結(jié)果存儲(chǔ)到外圍數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的過程，故其主要包含對(duì)ADC0809進(jìn)行讀取，對(duì)外圍數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行寫入兩個(gè)部分。
提取聲音數(shù)據(jù)時(shí)，要注意采樣頻率、采樣位數(shù)、存儲(chǔ)容量與存儲(chǔ)時(shí)間的關(guān)系，通常8 kHz的采樣頻率和8位的采樣位數(shù)可獲得清晰的語音以及較好的音樂聲，并且占有較少的存儲(chǔ)空間。
以8 kHz的采樣頻率啟動(dòng)ADC0809，并讀取上次采樣結(jié)果，寫到外擴(kuò)Flash存儲(chǔ)器的代碼片段如下：