基于单片机的语音录放器设计

基于单片机的语音录放器设计内容摘要：

式选项 2 CE 复位 /停止键或启动 /停止键 (高电平有效 ) /BUSY 忙信号输出（工作时出 0，平时为 1） 2 MSEL1 模式设置端 1 BE 键声选择（接 1 为有键声， 0 则无） 2 MSEL2 模式设置端 1VSSD 数字电路电源地 2EXTCLK 外接振荡频率端（用内部时钟时接地） 1VSSA 模拟电路电源地 2 /RE 录放 选择端（ 0为录音、 1为放音） 1 SP+ 外接喇叭正端 2 VCCD 数字电路正电源 APR9600 语音芯片内部结构 在 APR9600 芯片的内部，录音时外部音频信号通过话筒输入和线路输入方式进入，话筒可采用普通的驻极体话筒，在芯片内话筒放大器（ PreAmp ）中自带自动增益调节（ AGC），可由外接阻容件设定响应速度和增益范围。 如果信号幅度表 1 APR9600 引脚功能对照表 华北科技学院课程设计 6 在 100mV 左右即可直接进入线路输入端，音频信号由内部滤波器、采样电路处理后以模拟量方式存入专用快闪存储器 FLASHRAM中。 由于 FLASHRAM是非 易失器件，断电等因素不会使存储的语音丢失。 放音时芯片内读逻辑电路从 FLASHRAM 中取出信号，经过一个低通滤波器送到功率放大器中，然后直接推动外部的喇叭放音。 厂家要求外接喇叭为 16Ω ，实际试验用 816Ω 均可，一般音量下输出功率(16Ω ）。 其内部结构框图如图 5所示。 图 5 APR9600 内部结构框图 英文注释： internal oscillator 内部振荡器； preamp 前置放大器； automatic gain control 自动增控制； power supply 电源 供应 ； mux 多路调制器； antialiasing filter输入滤波器 ； sampleandhold circuit取样保持电路； analog writeamp。 read circuits 模拟读写 ； 256Kcell flash„„ 256K 闪存模拟存储阵列； Message decders 信息译码器 ； Message control 信息控制； Low pass fiter 低通滤波器 ； Device control 设备控制端； Amp 音频功放 ； APR9600 语音芯片的一个很大的特点就是具有磁带模式， 在磁带模式下的信息存储和操作过程与传统的磁带录音机很类似，信息的录放可以顺序进行。 在磁带模式下进行录音操作时， APR9600 芯片一旦加电，就处于存储器的起始地址。 置低选中芯片， 置低选择录音状态， 端变低开始录音。 端变高则停止录音，芯片进入备用状态， 端再次变低则开始录下一段 (紧接 上段的结束位置 )。 每次录音时，刚录完的信息就成为最后一段信息。 在磁带模式下进行放音操作时，芯华北科技学院课程设计 7 片加电后处于存储器的起始地址， 置低选中芯片， 置高选择放音状态。 第一个 端下降沿开始放当前段信息。 (刚加电时第一段就是当前段 )，在前一段信息放完后，第二个 端下降沿开始放第二段信息，再一个 下降沿即开始放第三段信息，依次类推。 如想再从第一段开始放，则要用 端来复位芯片。 APR9600 的磁带模式的最大缺点就是在最后一段放音完毕后不能回到起始段重复操作。 因此，克服其不能返回起始状态重复放音的缺点，就能使 APR9600的顺序存取磁带模式得到更有价值的应用。 APR9600 语音芯片电 性能 参数 APR9600 的电性能参数：电源电压 ，静态电流 1uA ，工作电流 25mA，输出功率 （接 16Ω 喇叭 ）。 其外接振荡电阻与采样率、语音频带、录放时间的关系见表 2，该电阻可以根据用户需要的时间和音质效果 要求 调节。 APR9600 语音芯片 引脚 上拉电阻 的推荐值 为 100K。 使用时必须充分了解 APR9600语音芯片的各项性能指标，表 3 是 APR9600 语音芯片极限参数；表 4是芯片直流特性参数；表 5是芯片模拟特性参量。 振荡电阻（ 7 脚 OSCR） 采样频率 录放音频带 录放音时间 44K 60s 38K 40s 24K 32s 项目 符号 条件 最 小 值 最 大 值 单位 供电电压 Vcc Ta=250C 65 V 输入电压 Vin2 IIN 20mA Vcc+ V 储存温度 Tstg 65 150 0C 偏置温度 TBS 65 125 0C 引脚焊锡温度 TLD 10s 300 0C 项目 符号 类型 最小值 典型值 最大值 单位 供电电压 Vcc Ta=250C V 表 2 外接振荡电阻与采样频率、与音频带和录放时间关系表 表 3 APR9600 语音芯片极限参数 华北科技学院课程设计 8 最高输入电压 Vih V 最低输入电压 Vil V 最高输出电压 Voh Ioh= ２ .4 V 最低输出电压 Vol Iol= V 输入漏电流 IIH VIH =Vcc A 输入漏电流 IIL IIL =Vss A 输出三态漏电流 Ioz Vout=Vcc 或 Vout=Vss A 工作电流 Icc 内置时钟 No load 25 mA 待机电流 Iccs No load 项目 符号 条件 最小值 典型值 最大值 单位 话筒端输入电压 Vmi 30 mVpp 话筒端输入电阻 Rmi 15 k 前端增益 1 Gml1 AGC= 30 dB 表 4 APR9600 语音芯片直流特性参数 华北科技学院课程设计 9 前端增益 2 Gml2 AGC= 2 dB 线路输入端输入电压 Vani 140 mVpp 线路输入端输入电阻 Rani 500 k 线路输入端前置增益 Gani AnaIn to SP+/ 10 dB 自动增益控制端口输出电阻 Ragc 225 k 喇叭输出功率 Psp Rsp+/=16Ω mW 流过 SP+/的电压幅值 Vsp Rsp+/=16Ω 14 Vpp APR9600 语音芯片模块原理图 （ 1）外部元器件的选用 ① 旁路电容 在 VCCD、 VCCA电源（引脚端 2 16）与地之间需要有低电抗的高频旁路电容 ，推荐的电容值为。 此外，用一个 10～ 470μF 的大容量电容器作低频旁路。 本设计高频旁路采用 瓷片电容，低频旁路采用 47uF 电解电容 ，这样能够很好的消除噪声。 ② 耦合电容器． 用作耦合电容器的电容，必须注意它的耐压、漏电和电容值。 容值的确定与所要求的频响有关。 ③ 电阻 在 APR 系列器件的应用中，任何涉及增益或电平的关键部分是不用电阻的。 在电路中，对电阻的型号要求不严， 电阻的误差允许在 177。 10 ％左右。 ④ 电池 表 5 APR9600 语音芯片模拟特性参数 华北科技学院课程设计 10 APR 系列器件都可以在 ～ 下正常工作。 可使用电池来作电源 VCC。 如果电压高于上述范围，应设法（如采用 7805 三端固定稳压器）将电压降到 ～6V电压。 采用电池做电源时，必须考虑到电池的内阻会随着电池的放电而迅速增大。 如果去耦电路不能使内阻降低，那么录音的质量就会下降。 标准的 APR 系列器件一般是采用单一的 5V 电源，并要求电源内阻低且无噪音，这个条件尤其是在录音过程中相当重要。 在 VCCA引脚端出现的任何高频噪音。