胡珍玉
【摘 要】文中设计的智能语音提示器系统涉及时钟芯片、语音芯片、显示电路等主要环节.针对该设计的功能要求,以AT89S51单片机为控制器,以实时时钟芯片DS1302及语音芯片ISD2560为核心器件,完成相应的硬件、软件的设计与调试.与传统语音处理系统相比,该系统具有操作方便、可靠性高、体积小、成本低等诸多特点,具有一定的推广价值. 【期刊名称】《应用能源技术》
【年(卷),期】2012(000)012
【总页数】5页(P34-38)
【关键词】AT89S51;语音芯片;ISD2560;时钟芯片;DS1302
【作 者】胡珍玉
【作者单位】哈尔滨投资集团有限责任公司 哈尔滨150001
内肋管
【正文语种】中 文
【中图分类】TP212.6
1 系统总体设计方案
1.1 系统设计思路
性行为艺术系统总体设计框图如图1所示。根据设计要求，硬件结构主要由主控芯片AT89S51单片机作为核心控制部件，系统由实时时钟、语音录放控制、当前时间调整、提醒时间设置、LED译码/驱动、时间显示和语音处理等模块组成。该系统利用实时时钟芯片DS1302产生年、月、日、时、分、秒等时间信息，通过单片机对时间信息进行处理后送数码管显示驱动电路;语音录放部分采用可擦除、可分段语音处理芯片ISD2560记录语音以及其他外围电路组成语音提示系统，在接收到放音命令后根据单片机发送过来的语音信息地址，对存放的语音数据进行组合，发出与时间相对应的语音信息，实现语音报时功能。
图1 系统总体设计框图
1.2 核心器件选择bbv
1.2.1 控制器选择
语音提示器系统的控制模块选用单片机AT89S51作为主控部件。它是一款低功耗、高性能的8位单片机，并且与MSC-51引脚和指令系统完全兼容，芯片上的EEPROM允许在线重复编程1 000多次，非常适合在本系统的设计开发中使用。
1.2.2 时钟芯片选择
语音提示器系统的时钟芯片选用DALLAS公司推出的DS1302，其片内含实时时钟旧历和31字节静态RAM的时钟芯片，通过串行接口与单片机进行通信。DS1302与单片机之间能采用同步串行的方式进行通信，仅需复位线RST，IO数据线、SCLK串行时钟线3根线即可完成数据的通讯。DS1302数据传送方式有单字节和多字节传送方式，根据控制命令字和数据传送的时序，单片机可以对DS1302重新设置时间和读取实时时间。
1.2.3 LED数码管显示接口选择
设计选择动态显示方式。动态显示是一位一位地轮流点亮各位数码管，这种逐位点亮显示器的方式称为位扫描。动态方式显示时，各数码管分时轮流选通，要使其稳定显示，必须
采用扫描方式，即在某一时刻只选通一位数码管，并送出相应的段码，在另一时刻选通另一位数码管，并送出相应的段码。依此规矩循环，即可使各位数码管显示需要显示的字符。在轮流点亮过程中，只要每位显示间隔时间足够短就可以给人以同时显示的感觉，给人的印象就是一组稳定的显示数据。采用动态显示方式节省I/O口，硬件电路也较静态显示简单，但其亮度不如静态显示方式，而且在显示位数较多时，CPU要依次扫描，占用CPU较多时间。
1.2.4 语音芯片选择
设计选择ISD2560语音芯片。该片是ISD系列单片语音录放集成电路的一种。具有永久记忆型语音录放电路，录音时间为60 s，可重复录放10万次。该芯片采用多电平直接模拟量存储专利技术，每个采样值可直接存储在片内单个EEPROM单元中，因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声。ISD2560还省去了A/D和D/A转换器，其集成度较高。此外，ISD2560还具备微控制器所需的控制接口。能够实现复杂的信息处理功能，如信息的组合、连接、设定固定的信息段和信息管理等。
2 系统硬件设计
2.1 显示电路设计
数码管动态扫描接口电路如图2所示。
图2 显示部分电路图
图3 时钟接口电路图
2.2 DS1302工作原理及接口设计
单片机AT89S51和DS1302接口电路如图3所示。
传播与文化产业串行时钟芯片 DS1302的 SCLK，RST，1/0口分别与单片机的 P3.5，P3.4，P3.3 相连。根据DS1302数据传送的时序图利用软件模拟完成串行数据传送。DS1302的VCC接3 V的锂电池作
对DS1302进行任何数据传送时，第一个数据字节必须是命令字节，格式见表2。其中最高有效位MSB(位7)必须为逻辑1，如果它是0，禁止写DS1302。位6为逻辑0时，指定传送时钟/日历数据;逻辑1指定传送RAM数据。位1～5为主电源掉电后的备用电源。
S1302串行时钟芯片内部结构，主要由移位寄存器、控制逻辑、振荡器、实时时钟及31字节的RAM组成。它的内部的实时时钟/日历提供秒、分、时、日、月及年等信息，对小于31天的月末的日期进行调整，还包括闰年的校正功能。时钟的运行可采用24 h或AM(上午)和PM(下午)的12 h格式。
DS1302的数据传送时序如图4所示，当RST为高位时，对芯片的操作有效。SCLK线上为时钟脉冲，其上升沿时，I/O线上信息输入有效(低位在前，高位在后)［6］;而下降沿时，I/O线上的数据输出有效(低位在前，高位在后)。图4数据传送时序对DS1302的每一次读写需16个时钟脉冲，前8个脉冲输入操作地址和读写命令。指定进行输入或输出的特定寄存器的地址。最低有效位LSB(位0)为逻辑0时，指定进行写操作(输入);逻辑1指定进行读操作(输出)。命令字节总是从最低有有效位LSB(位0)开始输入。其地址命令字节的格式如表1所示。
图4 数据传送时序
表1 地址命令字节的格式bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0 1 RAM/CK A4 A3 A2 A1 A0 R/W bit7=1允许操作;bit7=0禁止操作bit6=1 RAM操作bit6=0 CK操作DS1302内部RAM字节
的地址DS1302内部时钟/日历寄存器地址bit0=1读操作;bit0=0写操作
2.3 语音电路设计基础教育论坛
随机地址录放音电路的录放音起始地址可以通过单片机对语音芯片的A0～A9进行控制而实现。随机地址可以选择芯片中的任意地址。随机地址录放音电路如图5所示。
单片机的P2口接ISD2560的A0-A7，P3.6，P3.7接A8，A9作为地址选择线。ISD2560的P/R，/CE，PD 分别接单片机的 P0.7，P0.6，P0.5 口。录音时，按下录音键，单片机通过 P2口送出ISD2560录放语音段的起始地址，再使PD端、P/R端和/CE端为低电平启动录音;结束时，松开按键，单片机又让/CE端回到高电平。即完成一段语音的录制。同样的方法可录取第二段、第三段、……。特别值得注意的是，录制时间不能超过预先设定的每段语音的时间。放音时，根据需播放的语音内容，到相应的语音段起始地址，可根据实际情况组合回放，并通过口线送出。再将P/端设为高电平，PD端设为低电平，并让CE端产生一负脉冲启动放音，这时单片机只需等待ISD2560的信息结束信号，即EOM的产生。信号为一负脉冲，在负脉冲的上升沿，这段语音才播放结束。所以单片机必须要检测到，EOM的上升沿才能播放第二段，否则播放的语音就不连续，而且会产生啪啪声，这一点在
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编制软件时一定要注意。标志启动发出下一段的放音地址，这样连续放音就可以实现语音报时的功能。
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