基于AVR单片机录音笔的设计与制作1.doc

毕业设计

系别:电子工程系
专业:计算机控制
班级:0802班
姓名:
设计课题:基于AVR单片机录音笔的设计与制作
指导老师:

前言
AVR单片机是一款功能十分强大,集成度非常高的数字处理系统。它集成了ADC与PWM的模块,而且还有硬件滤波器!它基本上能够处理生活中实时性不太强的模拟信号与数字信号,并实现通信!该课题设计基于ATmega16单片机,介绍和分析了录音笔的基本原理,并做出了较为简单的录音笔模型展示其原理!主要运用了ATmega16单片机内部集成的ADC转换模块以及PWM功能,将从外部接收的模拟信号转化为数字信号,并存储在AT45DB041B存储芯片中,再将从AT45DB041B存储芯片中读取的数字信号转化为模拟信号,送到外部的喇叭中进行播放。主要功能有录音,存储,删除,放音等!
目录
1课题分析 1
1
1
2方案选择 3
3
3
3芯片简介 4
ATmega16芯片简介 4
AT45DB041B芯片简介 8
4总体设计 13
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5总结 22
7附录 23
附录A:系统的总体设计原理图 23
附录B:系统软件设计源程序清单 24
1课题分析

数码录音笔,也称为数码录音棒或数码录音机,数字录音器的一种,为了便于操作和提升录音质量造型并非以单纯的笔型为主,携带方便,同时拥有多种功能,如激光笔功能、FM调频、MP3播放等。与传统录音机相比,数码录音笔是通过数字存储的方式来记录音频的。数码录音笔通过对模拟信号的采样、编码将模拟信号通过数模转换器转换为数字信号,并进行一定的压缩后进行存储。而数字信号即使经过多次复制,声音信息也不会受到损失,保持原样不变。

设计三个按钮,分别实现录音、删除、放音的功能,当按下不同的按钮时,可以实现不同的功能。
首先要实现声音信号的采集,就需要一种声敏传感器,可以采用MIC,再加上一些滤波电路,从而实现声音信号的采集。但是我们都知道,计算机处理的是数字信号,而采集的声音信号是模拟信号,因此,需要实现从模拟信号到数字信号的转化,可以利用专门的ADC转换芯片或者是其他的某种方法,将模拟信号转化为数字信号。接下来就是转化后的声音信号的存储,需要某种存储芯片,将信号存储在芯片中,以至于掉电之后,声音信号
不丢失。最后就是声音的还原,将信号从存储芯片中读取出来,但是此时的信号是数字信号,需要进行DAC转换,可以利用专门的DAC转换芯片或者是其他的某种方法来实现,将转化后的模拟信号,送到外部的喇叭播放。删除则直接将存储芯片中的数据删除就行了,当然这中间还有许多的细节问题需要考虑,例如声音的功率放大、去除杂波等等。
2方案选择

采用单片机控制一个语音芯片,再接一个FLASH存储器的结构。单片机可以控制录放时间,选取特定时间段的播放以及单多声道的录放,容易通过改变外接存储FLASH改变录放时间。此方法较为简单,但是这种语音芯片的价格较为昂贵,还有AVR单片机的功能十分强大、资源也比较丰富,如果把它仅仅作为一种控制开关使用,太过于浪费了。

AVR系列的单片机内部,已经集成了ADC和PWM模块,利用这两个模块,可以实现数模转换和模数转换。只要从软件上加以控制,就可以实现声音的录放功能。此方法很好的利用了单片机的内部资源,不但可以节约大量的费用而且还可以让我们更进一步的了解AVR系列单片机的内部结构,因此在本课题中采用了这种方法。
3芯片简介
ATmega16芯片简介[1]
ATmega16 的封装如图3-1所示。
图3-1 ATmega16 的引脚图
ATmega16 的引脚说明:
VCC 数字电路的电源
GND 地
端口 A(PA7..PA0) 端口 A 做为 A/D 转换器的模拟输入端。端口 A 为 8 位双向 I/O 口,具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性,可以输出和吸收大电流。作为输入使用时,若内部上拉电阻使能,端口被外部电路拉低时将输出电流。在复位过程中,即使系统时钟还未起振,端口 A 处于高阻状态。
端口 B(PB7..