数字录音机课程设计
数字录音机设计方案

数字录音机设计方案:一个使用统一建模语言(UML)设计嵌入式系统的实例,着,译摘要本文内容是采用统一建模语言(UML)对一个嵌入式系统进行面向对象分析和设计的实例。
被分析的系统是一个数字录音机或称口授留声机。
设计实现采用一个嵌入式微处理器和C++编码。
关键字:面向对象的设计,UML,嵌入式系统1 简介统一建模语言(Unified Modeling Language-UML)[BJR1,BJR2]提供了一套标准的符号来表示面向对象的软件分析和设计方法[CY90,MO92,SS95]。
使用UML 图表能够对很复杂的系统建模,包括实时嵌入式系统。
然而,UML并不是软件开发过程,也没有严格区分软件工程中各开发阶段。
UML定义了一套由不同图表组成的标记符号,但是并没有描述怎样创建和应用这些图表。
[Dou98] 介绍了使用UML和面向对象的分析设计技术建造实时嵌入式系统。
本文由Douglass撰写,描述了使用UML对一个数字录音机(或口授留声机)系统进行面向对象设计和实现的过程。
目前市场上已经有一些数字录音机商业化产品。
本文我们描述的模型参照了一家著名厂商的类似产品的设计。
相关需求说明参见本文第二节。
第三节讨论系统的对象模型给出主类图。
第四节继续进行面向对象的分析,但是主要讨论每个对象内部的行为。
第五节进行系统结构设计。
包括数字录音机的硬件结构,以及并行处理模型,在该模型内,为每个对象将分配一个可执行的线程。
第六节将定义不同对象之间的合作关系。
并通过设计模式[GHJV95] 将分析阶段定义的类整合。
详细设计在第七节进行讨论。
最后,第八节讨论系统实现。
我们使用C++进行软件的开发,硬件平台采用一个32位RISC(精简指令集计算机)嵌入处理器。
2 需求分析数字录音机是一个电子消费产品,用来录制和回放语音。
通过内置的麦克录制语音信息,然后将信息保存在数字内存中。
使用者可以很方便的在任何时候回放任意录制好的信息,声音将通过设备前端的扬声器播放。
数字录音机 (2)

东南大学仪器科学与工程学院《微机实验及课程设计》专业综合设计报告姓名:学号:专业:实验室:组别:同组人员:设计时间:2011年05月20日——2011 年6月6日评定成绩:审阅教师:目录一. 专业综合设计的目的与要求 (3)二.原理设计 (3)三.方案论证 (3)四.方案实现与测试 (5)五.分析总结 (6)一.专业综合设计的目的与要求实验目的:1、数字录音技术的基本原理。
2、一步掌握A/D转换器与D/A转换器的使用方法。
设计指标:1、按图连接电路,将声传感器MIC接J2,把代表语音的电信号送给ADC0809通道2(IN2);D/A转换器的输出端通过K8跳线接喇叭。
2、编程,以8KHz的速率采集IN2输入的语音数据并存入内存,共采集64000个数据(录8秒),然后再以规定的速率和幅度将数据送DAC0832使喇叭发声(放音)。
3、用键盘控制启停,按键‘a'控制开始,按键'd'控制重放,按键's'停止。
4、幅度和放音增益由键盘输入指定,放音输出以录音为基准,可在0.3-1倍间变化。
5、在8*8双色点阵显示器上显示录音和放音的粗略波形,红色为录音,黄色为放音。
二. 原理设计1、音调调节:作了比例量化处理,把数据区取出的数据乘以vol,除以10,通过确定vol的值得出最后的音量输出值,确定vol值时调用volume子程序,比较判断键盘的输入值,键盘输入'3','4','5','6','7','8','9','1',对应的vol的值分别为3,4,5,6,7,8,9,10.这样数据区的数据就可以成倍缩小了。
2、波形显示:每列有8个LED灯,把0-255分成8段,分别对应亮1,2...8个灯,从数据区取出的数据先比较判断是属于哪段的,行选的口地址为2A0h,红选的口地址为2B0h,黄选的口地址为2A8h,行全部选中,列就是按照数据属于哪段确定选中几个灯,分别对应01h,03h,07h,0fh,1fh,3fh,7fh,0ffh。
实验十三数字录音机

实验十三数字录音机一、实验目的1、了解数字录音技术的基本原理。
2、进一步掌握A/D转换器与D/A转换器的使用方法。
二、实验设备8255芯片 8253芯片 0809A/D转换芯片 0832芯片若干导线实验箱三、实验内容1、按图41连接电路,将声传感器接J2,把代表语音的电信号送给ADC0809通道2(IN2);D/A转换器的输出端通过K8跳线接喇叭。
电路图如下:图412、编程,以每秒钟5000次的速率采集IN2输入的语音数据并存入内存,共采集60000个数据(录12秒),然后再以同样的速率将数据送DAC0832使喇叭发声(放音)。
四、实验原理实验流程图实验汇编程序如下data segmentioport equ 01400h-0280hluport equ ioport+29ah ;录音口地址fangport equ ioport+290h ;放音口地址io8253a equ ioport+283hio8253b equ ioport+280hio8255c equ ioport+28bhio8255d equ ioport+288hdata_qu db 60000 dup(?) ;录音数据存放数据区news_1 db 'Press any key to record:',24h ;录音提示news_2 db 0dh,0ah,' Playing:',24h ;放音提示data endscode segmentassume cs:code,ds:data,es:databegin: mov ax,data ;初始化mov ds,axmov es,axmov dx,offset news_1 ;显示录音提示mov ah,9int 21htest_1: mov ah,1 ;等待键盘输入int 16hjz test_1 ;若不是则循环等待call lu ;调用录音子程序mov dx,offset news_2 ;显示放音提示mov ah,9int 21hfy: call fang ;调用放音子程序mov ax,0c07hint 21hcmp al,20hjz fymov ah,4ch ;返回DOSint 21hlu proc near ;录音子程序mov di,offset data_qu ;置数据区首地址为DI mov cx,60000 ;录60000个数据cldxunhuan: mov dx,luport ;启动A/D out dx,alcall delay ;延时in al,dx ;从A/D读数据到ALstosb ;存入数据区,使DI加1 loop xunhuan ;循环ret;子程序返回lu endpfang proc near ;放音子程序mov cx,60000 ;放60000个数据mov si,offset data_qu ;置数据区首地址为SI cldfang_yin: mov dx,fangportlodsb ;从数据区取出数据sub al,30hout dx,al ;放音call delay ;延时loop fang_yin ;循环ret;子程序返回fang endpdelay proc near ;延时子程序push d xmov al,10h ;设8253通道0工作方式0mov dx,io8253aout dx,almov al,200 ;写入计数器初值200mov dx,io8253bout dx,almov dx,io8255c ;设8255的A口为输入mov al,9bhout dx,almov dx,io8255d ;从8255的A口输入delay1: in al,dxand al,1 ;判断PA0是否为1jz delay1 ;若PA0不为1,转de_laypop dxret;子程序返回delay endpcode endsend begin五、实验结果将电路图正确连接好后,汇编并连接运行程序,从键盘输入任意键后可以从麦克风输入音频信号,输入信号的时间可以维持十二秒,十二秒后屏幕显示playing时,输入的声音就从喇叭发出了刚刚输入的声音。
最新数字录音机设计

2.2硬件连接图
图1 硬件连接图
2.3各芯片的作用及工作方式
(1)ADC0809在本次设计中的作用及工作方式
ADC0809作数据采集用,用来采集12秒的语音信号并保存到相应的存储单元。
对ADC0809的8个模拟通道,这里是用数据总线的低8位D2、D1、D0来控制ADC的通道选择信号ADDC、ADDB、ADDA,以实现选择其中之一模拟通道输入。
在本次设计中,初始值为000(D2=0、D1=0、D0=0),即选择IN0通道进行数据采集,然后使ADC0809的ALE、START有效,START和ALE信号通过CPU向选中的通道口执行一条输出指令,启动A/D转换。
转换结束后,发出EOC信号,当EOC为高电平时,可供CPU查询,读取每次采集的A/D转换结果。
当CPU知道转换已完成,执行一条输入指令使OE信号有效,此时输出缓冲器被打开,数据送到数据总线。
系统时钟经分频后接到ADC0809芯片的时钟引脚CLK上。
(2)DAC0832在本次设计中的作用及工作方式
在本次设计中,我使用的DAC0832采用直通方式与CPU连接,从硬件图中可以看出,该片DAC0832只有一个端口地址,即88H。
DAC0832的ILE信号与+5V连在一起,、WR1和WR2均接地,总是有效的,DAC0832的输入寄存器和DAC寄存器均处于选通状态,只要CPU想88H端口执行一条输出指令,就会
化学基础知识大过关
姓名:____________________
班级:_____________________
学号:_____________________。
微机原理数字录音机

郑州科技学院《微机原理与接口技术》课程设计题目数字录音机的设计与实现目录1引言 (1)2 设计方案与论证 (2)2.1设计方案 (2)2.2设计的论证 (2)3设计原理及功能说明 (3)4调试与结果测试 (10)5 总结 (12)参考文献 (14)附录1:总体电路原理图 (15)附录2:元器件清单 (16)1引言通过实验掌握计数器/定时器8253和并行输入输出8255的基本工作原理和编程使用方法;进一步掌握A/D转换器与D/A转换器的使用方法;了解录音机的基本工作原理,掌握其内部连接方式。
本次课程设计的主题研究思想是利用微机原理与接口技术知识,掌握数字录音技术的基本原理.利用8253芯片,8255芯片,ADC0809芯片和DAC0832芯片实现电信号与数据信号的转换.8253设置成方式0,记数为200个,利用PA0查询电平变化,控制录音和放音时间.达到数字录音的目的.可广泛应用于数字录音领域.因此它具有一定的实用价值和开发价值。
数字录音机有一定的市场前景和研究领域。
微机原理和接口技术是一门实践性强的学科,其中很多的原量、规则、现象等仅仅靠学习教科书是无法完全掌握的,必须通过实践才能比较直观和深刻的理解。
在进行毕业设计的过程中,可以让学生体验分析问题、提出解决方案、通过编程等手段实现解决方案、不断调试最终达到设计要求的全过程,从而帮助学生系统地掌握微机原理的接口技术的相关知识,达到将知识融会贯通的目的。
主要特点:微结微机原理和接口技术教材的重点内容编写,涵盖课程的主要知识点,具有通用性,适合开设计课程的不同学校采用。
对课程设计的原理有比较详细的描述,课程设计的步骤循序渐进,便于学生独立完成课程设计。
2 设计方案与论证设计方案及论证如下:①本课题设计可采用单独的硬件设计,也可以软件与硬件结合设计;后者的设计方案较为合适,能够达到微机原理与接口技术的目的。
②单独使用硬件来完成此设计,所使用的硬件材料较多,且不便于调试,而且设计复杂,相对于用软件和硬件想结合而言,后者较为合适。
DSP录音机设计课程设计

课程设计成果: 成功设计并实 现了DSP录音
机
课程设计经验: 注重实践,加 强团队合作, 提高创新能力
智能化:AI技术在录音机设计中的应用,如语音识别、智能降噪等 便携化:小型化、轻量化设计,方便携带和使用 高保真:提高录音质量,实现高保真录音 网络化:支持网络传输和共享,实现远程录音和共享 环保节能:采用环保材料和节能设计,降低能耗和污染
PART TWO
功能:将模拟信 号转换为数字信 号
组成:包括麦克 风、前置放大器、 ADC等
工作原理:麦克 风接收声音信号, 前置放大器放大 信号,ADC将模 拟信号转换为数 字信号
特点:高精度、 低噪声、高动态 范围
功能:对输入的音频信号进行数字化处理
组成:包括ADC(模数转换器)、DSP(数字信号处理器)、DAC(数模转换器) 工作原理:ADC将模拟音频信号转换为数字信号,DSP对数字信号进行处理,DAC 将处理后的数字信号转换为模拟音频信号
PART FOUR
处理器:DSP芯片,负责音频信号处理 存储设备:SD卡或U盘,用于存储录音文件 音频输入设备:麦克风,用于采集音频信号 音频输出设备:扬声器或耳机,用于播放录音文件 显示设备:LCD显示屏,用于显示录音状态和参数设置 电源:电池或电源适配器,为设备提供电力支持
软件架构: 模块化设 计,易于 维护和扩 展
,a click to unlimited possibilities
汇报人:
CONTENTS
PART ONE
掌握DSP录音机的基本原理和设计方法 提高学生的实践能力和创新能力 培养学生团队合作和沟通能力 提高学生的工程实践能力和解决问题的能力
掌握DSP录音机的基本原理和结构 熟悉DSP录音机的硬件设计和软件编程 能够独立完成DSP录音机的设计、调试和测试 具备良好的团队合作和沟通能力,能够与其他团队成员协作完成项目
微机原理数字录音机

郑州科技学院《微机原理与接口技术》课程设计题目数字录音机的设计与实现目录1引言 (1)2 设计方案与论证 (2)设计方案 (2)设计的论证 (2)3设计原理及功能说明 (3)4调试与结果测试 (10)5 总结 (12)参考文献 (14)附录1:总体电路原理图 (15)附录2:元器件清单 (16)1引言通过实验掌握计数器/定时器8253和并行输入输出8255的基本工作原理和编程使用方法;进一步掌握A/D转换器与D/A转换器的使用方法;了解录音机的基本工作原理,掌握其内部连接方式。
本次课程设计的主题研究思想是利用微机原理与接口技术知识,掌握数字录音技术的基本原理.利用8253芯片,8255芯片,ADC0809芯片和DAC0832芯片实现电信号与数据信号的转换.8253设置成方式0,记数为200个,利用PA0查询电平变化,控制录音和放音时间.达到数字录音的目的.可广泛应用于数字录音领域.因此它具有一定的实用价值和开发价值。
数字录音机有一定的市场前景和研究领域。
微机原理和接口技术是一门实践性强的学科,其中很多的原量、规则、现象等仅仅靠学习教科书是无法完全掌握的,必须通过实践才能比较直观和深刻的理解。
在进行毕业设计的过程中,可以让学生体验分析问题、提出解决方案、通过编程等手段实现解决方案、不断调试最终达到设计要求的全过程,从而帮助学生系统地掌握微机原理的接口技术的相关知识,达到将知识融会贯通的目的。
主要特点:微结微机原理和接口技术教材的重点内容编写,涵盖课程的主要知识点,具有通用性,适合开设计课程的不同学校采用。
对课程设计的原理有比较详细的描述,课程设计的步骤循序渐进,便于学生独立完成课程设计。
2 设计方案与论证设计方案及论证如下:①本课题设计可采用单独的硬件设计,也可以软件与硬件结合设计;后者的设计方案较为合适,能够达到微机原理与接口技术的目的。
②单独使用硬件来完成此设计,所使用的硬件材料较多,且不便于调试,而且设计复杂,相对于用软件和硬件想结合而言,后者较为合适。
dsp数字录音课程设计

dsp数字录音课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握数字录音的基本概念,了解DSP(数字信号处理)在数字录音中的应用。
2. 使学生了解并掌握数字录音的基本流程,包括声音采集、信号处理和文件保存等环节。
3. 帮助学生理解数字录音中涉及到的关键技术,如采样率、位深度、编码格式等。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识进行数字录音设备操作和音频处理的能力。
2. 培养学生运用相关软件对数字录音文件进行剪辑、混音等后期处理的能力。
3. 提高学生分析数字录音中存在的问题,并提出相应解决方案的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对数字录音技术的兴趣和热情,激发他们探索新技术的积极性。
2. 培养学生具备团队协作精神,学会与他人共同解决问题,提高沟通与表达能力。
3. 引导学生关注数字录音技术在现实生活中的应用,认识到技术与社会发展的紧密联系。
本课程针对高中年级学生,结合学科特点,注重理论与实践相结合,旨在提高学生的动手操作能力和实际问题解决能力。
课程目标具体、可衡量,为后续教学设计和评估提供明确依据。
在教学过程中,教师需关注学生的个体差异,因材施教,使学生在掌握基本知识、技能的同时,培养良好的情感态度价值观。
二、教学内容1. 数字录音基本概念:声音信号、数字信号处理、数字录音系统组成。
2. 数字录音关键技术:采样定理、量化与编码、采样率、位深度、音频格式。
3. 数字录音设备与软件:麦克风、声卡、数字录音软件(如Audacity、Cubase等)。
4. 数字录音基本流程:声音采集、信号处理、音频编辑与后期制作。
5. 数字录音实践操作:录音设备的使用、音频文件录制、剪辑、混音等。
6. 数字录音作品评价:音质、音量、剪辑技巧、混音效果等。
教学内容依据课程目标,以教材为参考,结合以下章节进行组织:1. 教材第1章:介绍数字录音基本概念,使学生了解声音信号与数字信号处理的关系。
2. 教材第2章:深入讲解数字录音关键技术,为学生实践操作打下基础。
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实验题目:数字录音机
实验目的:1、了解数字录音机的基本原理
2、进一步掌握A/D转换器与D/A转换器的使用方法
3、巩固和加深汇编语言程序设计的能力
实验平台:1、实验箱1台
2、计算机1台
3、麦克风及喇叭各一个
内容要求:编程实现以每秒5000次的速率采集ADC0809的IN2输入的语言数据并存入内存,共采集30000各数据(录音6秒),然后再以同样的速率将数据送DAC0832
使喇叭发声
实验原理:一、各芯片的使用及工作方式
1、ADC0809在本次设计中的作业及工作方式
ADC0809作数据采集用,用麦克6秒的语音信号并保存到相应的存储单元。
对ADC0809的8个模拟通道,这里是用数据总线的低8位D2、D1、D0来
控制ADC的通道选择信号ADDC、ADDB、ADDA,以实现选择其中之一
模拟通道输入。
在本次设计中,初始值为010(D2=0,D1=1,D0=0),即选择
IN2通道进行数据采集,其地址为29aH。
然后使ADC0809的ALE、START
有效,START和ALE信号通过CPU向选中的通道口执行一条输入指令,启
动A/D转换。
2、DAC0832在本次设计中的作用及工作方式
在本次设计中,DAC0832的ILE信号与+5V连在一起,WR1和WR2 均接
地,总是有效的,DAC0843的输入寄存器和DAC寄存器均处于选通状态,
只要CPU想88H端口执行一条输入指令,就会使XFER有效,CPU输出繁
荣数字量就会顺利通过DAC0832的两个寄存器,然后进行D/A转换,在运
算放大器的输出端得到转换结果。
3、8253、8255A在本次设计中的作业及工作方式
8253在本次设计中用作定时,工作于方式0,与8255A连接使用完成定时操
作。
8255A采用工作方式0进行输入操作,工作方式0是8255A个端口的基
本输入输出方式,CPU可从指定端口输入信息,也可向指定端口输出信息。
当8253写入方式0控制字后,计数输初端OUTO立即变为低电平,并且在
计数过程中一直保持低电平,当计数完成时,OUTO输出百年未高电平,8253
计数器0的OUTO与8255A的PAO连接,因此可通过查询PAO是否为1,
判断计数是否完成。
计数完成,则表示定时时间到。
二、管脚接线图
1、ADC0809:
3、DAC0832:
三、实验流程图
四、实物连接图:
五、程序设计代码
data segment
ioport equ 1200h-0280h
luport equ ioport+29ah ;录音口地址
fangport equ ioport+290h ;放音口地址
io8253a equ ioport+283h
io8253b equ ioport+280h
io8255c equ ioport+28bh
io8255d equ ioport+288h
data_qu db 60000 dup(?) ;录音数据存放数据区news_1 db 'Press any key to record:',24h ;录音提示
news_2 db 0dh,0ah,' Playing:',24h ;放音提示
data ends
code segment
assume cs:code,ds:data,es:data
begin: mov ax,data ;初始化mov ds,ax
mov es,ax
mov dx,offset news_1 ;显示录音提示
mov ah,9
int 21h
test_1: mov ah,1 ;等待键盘输入int 16h
jz test_1 ;若不是则循环等待
call lu ;调用录音子程序
mov dx,offset news_2 ;显示放音提示
mov ah,9
int 21h
fy: call fang ;调用放音子程序mov ax,0c07h
int 21h
cmp al,20h
jz fy
mov ah,4ch ;返回DOS
int 21h
lu proc near ;录音子程序mov di,offset data_qu ;置数据区首地址为DI mov cx,60000 ;录60000个数据
cld
xunhuan: mov dx,luport ;启动A/D out dx,al
call delay ;延时
in al,dx ;从A/D读数据到AL
stosb ;存入数据区,使DI加1 loop xunhuan ;循环
ret;子程序返回
lu endp
fang proc near ;放音子程序mov cx,60000 ;放60000个数据
mov si,offset data_qu ;置数据区首地址为SI cld
fang_yin: mov dx,fangport
lodsb ;从数据区取出数据
sub al,30h
out dx,al ;放音
call delay ;延时
loop fang_yin ;循环
ret;子程序返回
fang endp
delay proc near ;延时子程序push d x
mov al,10h ;设8253通道0工作方式0
mov dx,io8253a
out dx,al
mov al,40 ;写入计数器初值40
mov dx,io8253b
out dx,al
mov dx,io8255c ;设8255的A口为输入
mov al,9bh
out dx,al
mov dx,io8255d ;从8255的A口输入
delay1: in al,dx
and al,1 ;判断PA0是否为1
jz delay1 ;若PA0不为1,转de_lay
pop dx
ret;子程序返回
delay endp
code ends
end begin
六、问题分析
在实验中,主要遇到了以下两个问题:
1)由于试验设备的问题,造成了试验的不成功。
刚开始还不知道是此问题,以为是自己的程序有错误,所以一直在检测自己的程序,后来利用老师的检验测验,
才发现时试验设备出现问题,换一台设备就可以了。
2)入口地址错误,在A/D转换中,由于接线时姐在INT2口,而在程序中用了ioport+298h这个地址,所以造成录音不成功。
经过排查,把ADC0809设置成
为ioport+29ah就可以了。
七、试验小结
本次试验室一个综合型设计试验,所以做起来相对来说有点难度,刚开始时还不知道从何入手,但是通过参考8253、8255、ADC0809和DAC0832等芯片的使用方法及原理,以及参阅试验指导书后,发现本设计实验其实并不难,于是首先画出个芯片的接线方法,然后写成程序的流程图以及编程,最后实验检查错误并纠正错误,最后,成功的实现了设计要求。
通过本次实验,我了解到A/D转换和D/A转换的原理,并对各芯片的使用更加熟练,同时也通过了努力,获得实验的成功,大大增加了对接口技术及汇编语言程序技术的信心,为以后的工作学习打下良好的基础。
八、参考文献。