基于avr单片机录音笔设计与制作论

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1、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：摘要前言前言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AT4

2、5DB041B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IІ目录目录1课题分析11.1录音笔简介11.2设计构想12方案选择32.1运用专门的语音芯片32.2运用avr自带的ADC以及PWM模块33芯片简介43.1ATmega16芯片简介43.2AT45DB041B芯片简介84总体设计134.1系统设计方框图134.2硬件设计134.2.1硬件设计思想134.2.2声音输入模块144.2.3声音存储模块144.2.4声音输出模块16

3、4.3软件设计164.3.1软件设计思想164.3.2程序流程图194.3.3主函数方框图204.4系统的调试与总结215总结227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24IІ课题分析1课题分析1课题分析1.1录音笔简介数码录音笔，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

4、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。1.2设计构想设计三个按钮，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

5、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1课题分析不丢失。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课题分析2方案选择2方案选择2.1运用专门的语音芯片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

6、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。2.2运用avr自带的ADC以及PWM模块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

7、课题中采用了这种方法。3芯片简介39芯片简介3芯片简介3.1ATmega16芯片简介[1]ATmega16的封装如图3-1所示。图3-1ATmega16的引脚图ATmega16的引脚说明：VCC数字电路的电源GND地39芯片简介端口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..

8、PB0)端口B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B处于高阻状