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基于MSP430单片机的低功耗数字录音仪的系统设计
基于MSP430单片机的低功耗数字录音仪的系统设计1 前言随着数字化家用电器的飞速发展，家庭智能化使得人们的生活方式、工作方式以及思维方式都发生了巨大的变化，未来的世界是数字的世界，未来的生活将是数字化的。
随着国民经济的不断发展，工业自动化水平的不断提高，越来越多的领域要求人们能对各种信息进行实时记录，包括语音、图像等，并且对记录信号的质量和容量的要求也不断提高。
目前市场上的一般的数字录音笔，由于其容量有限以及功耗高，导致录音时间比较短，且无法记录语音信息保存的起始时间，给用户检索及查阅带来诸多不便，因此设计一款不仅具有语音记录功能，并且可以方便用户编辑语音记录的低功耗的数字语音记录仪很有意义。
为了满足便携式系统的低功耗要求，本系统选择了超低功耗的16位单片机MSP430F449作为控制器，结合专门语音DSP芯片D6571E11、大容量闪存以及时钟模块完成数字录音仪的设计。
和一般数字录音笔相比，不仅可记录语音信息，还可自动记录语音记录起始时间，按时间进行排序，用户可以通过键盘和LCD显示器查阅和管理。
由于采用大容量闪存及低功耗控制芯片使系统可长时间记录语音数据，令数字录音仪的使用性能更令人满意。
2 系统总体设计及原理MSP430F449 单片机是TI 公司推出的一个新型单片机系列, 其主要特点是: 超低功耗、16 位指令、内置A/D转换器、串行通信接口、硬件乘法器、LCD( 液晶) 驱动器及高抗干扰能力等，其超低功耗的特性是目前业界所有内部集成F lash 存储器产品中功耗最低的一种，在睡眠状态下其电流消耗仅为0. 1 uA，特别适用于便携式仪器。
强大的中断处理能力使CPU 对每一个中断都做出快速响应，从睡眠状态被中断唤醒仅需6us。
D6571E11是一个语音信号处理芯片，其中包含了语音压缩、语音生成、电话线信号监视、闪存管理、以及数字语音回答系统的完全双工功能。
D6571E11完全由控制系统通过一些简单的指令来控制，从而来实现其系统功能，如录音、放音等。
一个带反馈的低压低功耗比较器的设计
ｖ ｓｉａｅ ．Ｔ ｅ ｃｒ ｕ ｔ ｔ ｃｕ ｅ ａ ｄ ｐ ｗ ｒｃ ｎ ｕ ｔ ｎ ｏ ｅ ｃ ｍｐ ｒ ｔｒｗ ｒ ｎ ｌ ｚ ｄ ｈ ｏ ａ ａｏ ａ ｅ ｕ ｅ ｗ ｖ ｌ ｇ ｙ ｕ ｉ ｇ ｅ ｔ ｔｄ ｇ ｈ ｉ ｉ ｓ ｕ ｔ ｒ ｎ ｏ ｅ ｏ ｓ ｍｐｉ ｆｔ ｏ ａ ａｏ ｅ ｅａ ａｙ ｅ ．Ｔ ｅ ｃ ｍｐ ｒ ｔｒ ｎ ｂ ｓ ｄ ｉ ｌ ｏｔ ｅ ｂ ｓｎ ｃ ｒ ｏ ｈ ｃ ｎｏ ａ ｏ ｌ ｎ ｅ ｅ ｅ ａｉ ｎ ｌｔ ｈ Ａ ｄ ｏ ｌ ｈ ｙ ａ ｃ ｐ ｗｅ ｏ ｓ ｍｐ ｉｎ ｗａ ｏ ｓ ｍｅ ．Ｂ ｈ ｉ ｉ ｌｌｇｃ ｄ ｔｃｉ ｎ ｃｒ ｕ ｔ ｈ ｏ ａ ａｏ ｎ ｙ ｏ ｅ ｒｇ ｎ ｒ ｔ ａ ｃ ． ｎ ｎｙ ｔｅ ｄ ｎ ｍｉ ｏ ｒｃ ｎ ｕ ｔ ｓｃ ｎ ｕ ｄ ｏ ｏ ｙ ｔ ｅ ｄ ｇｔ ｏ ｉ ｅｅ ｔ ｉ ｉ，ｔ ｅ ｃ ｍｐ ｒｔ ｒ ａ ｏ ｃ ｗａ ｅ ｅ ｔｄ ａ ｄ ｓ ｕ ｔｎ ｄ ｗｎ ｓ ｄ ｔｃ ｅ ｎ ｈ ｔｅ ｏ ．Ｗ ｈ ｎ ｔ ｅｃ ｍｐ ｒｓ ｎ ｗ ｓｏ ｅ ，ｔｅ ａ ｅａ ｅ ｐ ｗ ｒｃ ｎ ｕ ｔ ｎ ｏ ｅ ｃ ｍｐ ｒ ｔｒ ｓｒ ｄ ｃ ｄ ｅ ｃ ｅ ｔ ．Ａｔ ｅ ｏ ａ ｏ ａ ｖ ｒ ｈ ｖ ｒ ｇ ｏ ｅ ｏ ｓ ｍｐ ｉ ｆ ｈ ｏ ａ ａｏ ｅ ｕ ｅ ｆ ｉ ｎｌ ｈ ｉ ｏ ｔ ｗａ ｉ ｙ
lm393经典用法
lm393经典用法
LM393是一种经典的低功耗精密比较器，常见的用法有以下
几种：
1. 电压比较器：LM393可用作电压比较器，比较两个输入电
压的大小。
其一个输入端连接待比较的电压，另一个输入端连接参考电压，输出端则给出一个高或低的逻辑电平，表示两个输入电压的大小关系。
2. 开关控制：LM393可用作电平检测开关控制电路。
根据输
入信号的大小，通过比较器输出端控制开关的通断。
3. 光强检测：将光敏传感器连接到LM393的一个输入端，可
实现光敏传感器的控制，比如光强的检测和调节。
4. 温度监测：将温度传感器连接到LM393的一个输入端，可
实现温度的检测和报警功能。
5. 震动检测：通过将震动传感器连接到LM393的一个输入端，可实现震动的检测和报警功能。
需要注意的是，具体的应用场景和连接方式可能会根据具体需求有所不同，上述仅是常见的几种用法。
在实际应用时，需要根据具体情况进行调试和优化。
利用低功耗比较器自动检测音频附件
利用低功耗比较器自动检测音频附件目前，绝大多数设备(手机、PDA、笔记本、手持式媒体播放器、嬉戏机等产品)通常需要衔接外部附件。
因此，这些设备需要专用的规律，用于自动检测附件的衔接并识别其类型，从而使内部控制电路举行相应的调节。
增强电路实现自动检测/挑选功能会提高系统功耗，这也是无法避开的。
作为设计人员，应当尽可能降低功耗，确保系统以最小的空间满足“绿色”环保的设计目标。
为达到这一目的，超小尺寸、微功耗，例如MAX9060系列，成为当前市场的最佳挑选。
这些比较器是协助设计人员控制功耗的关键所在。
1 硬件电路检测插孔的衔接我们首先容易回顾自动检测插孔的基本原理。
以典型的耳机插孔电路(图1)为例。
所示，在检测引脚衔接一个上拉，这样即可产生一个信号，表示耳机或其它外部装置是否插入插孔。
典型衔接中，假如有某个外部装置插入，检测引脚将断开。
图1 插孔自动检测电路没有附件插入插孔时，输出信号被拉高;有附件插入插孔时，信号被拉低。
该检测信号衔接到一个微控制器端口，它能够在扬声器(无耳机时)和耳机扬声器(有耳机时)之间自动切换音频信号。
在微控制器输入之前，可以通过一个容易的晶体管对检测信号举行缓冲。
该晶体管还可提供须要的电平转换，以便与控制器衔接。
在手机、PDA等空间受限应用中，需要挑选封装尺寸不大于几个毫米的晶体管。
也可以利用低成本、低功耗的超小尺寸比较器提供缓冲和电平转换功能。
例如MAX9060系列，采纳1mm × 1mm晶片级封装，仅消耗1μA。
2 耳机检测图1所示的音频插孔设计用于处理频繁的3芯音频插头。
该插头衔接到立体声耳机或带有麦克风的单声道耳机。
利用下述电路，可以轻松地区别出立体声和单声道+麦克风耳机。
电路设计依据为：耳机电阻很第1页共5页。
ADAU1787Z低功耗音频解决方案
ADI ADAU1787Z低功耗音频DSP解决方案ADI公司的ADAU1787Z是集成了两个低功耗音频DSP的和两个输入和一个输出的CODEC,模拟输入到DSP 核到模拟输出的通路进行优化,以到到低等待和非常适合于手持设备的噪音消除.仅需要增几个外接的无源元件, ADAU1787Z就提供噪音消除耳机解决方案.ADAU1787Z具有可编程FastDSP音频处理引擎,高达768kNz取样速率.器件具有双四元滤波器,限幅器,音量控制和混合器,28位SigmaDSP音频处理核,高达50MIPS性能,低等待24位ADC和DAC,96dB SNR(信号通过带A加权滤波器的PGA和ADC),105dB组合SNR(信号通过带A加权滤波器DAC和耳机),频率8kHz到768kHz的串口fSYNC,模拟输入到模拟输出的群时延5μs(取样频繁768kHz),PLL支持30kHz到27MHz的任何输入时钟速率,具有全双工4路ASRC,主要用于噪音消除的手持设备和耳机,蓝牙ANC手持设备和耳机,个人导航设备(PNA),数码相机和视频摄像机,乐器效应处理器,多媒体扬声器系统和智能手机.本文介绍了ADAU1787Z主要特性,功能框图,以及评估板EVAL-ADAU1787Z主要特性,电路图,材料清单和PCB设计图.The ADAU1788 is a codec with two inputs and one output that incorporates two digital signal processors (DSPs). The path from the analog input to the DSP core to the analog output is optimized for low latency and is ideal for noise cancelling headsets. With the addition of just a few passive components, the ADAU1788 provides a noise cancelling headphone solution.Note that throughout this data sheet, multifunction pins, such as BCLK_0/MP1, are referred to either by the entire pin name or by a single function of the pin, for example, BCLK_0, when only that function is relevant.ADAU1787Z主要特性:Programmable FastDSP audio processing engineUp to 768 kHz sample rateBiquad filters, limiters, volume controls, mixing28-bit SigmaDSP audio processing coreVisually programmable using SigmaStudioUp to 50 MIPS performanceLow latency, 24-bit ADCs and DAC96 dB SNR (signal through PGA and ADC with A-weighted filter)105 dB combined SNR (signal through DAC and headphone with A-weighted filter) Serial portfSYNC frequency from 8 kHz to 768 kHz5 μs group delay (fS = 768 kHz) analog in to analog out2 single-ended analog inputs, configurable as microphone or line inputs4 digital microphone inputs1 analog differential audio output, configurable as either line output or headphone driver PLL supporting any input clock rate from 30 kHz to 27 MHzFull-duplex, 4-channel ASRCs16-channel serial audio port supporting I2S, left justified, or up to TDM168 interpolators and 8 decimators with flexible routingPower suppliesAnalog AVDD at 1.8 V typicalDigital I/O IOVDD at 1.1 V to 1.98 VDigital DVDD at 0.9 V typicalLow power (8.030 mW for typical power consumption)I2C and SPI control interfacesFlexible GPIO42-ball, 0.35 mm pitch, 2.695 mm×2.320 mm WLCSPADAU1787Z应用:Noise cancelling handsets, headsets, and headphonesBluetooth ANC handsets, headsets, and headphonesPersonal navigation devicesDigital still and video camerasMusical instrument effect processorsMultimedia speaker systemsSmartphones图1. ADAU1787Z功能框图图2. ADAU1788带模拟麦克风自引导模式的系统框图评估板EVAL-ADAU1787ZEvaluating the ADAU1787 Four-ADC, Two-DAC, Low Power Codec with Audio DSPs This user guide explains the design and setup of the EVAL-ADAU1787Z evaluation board.This evaluation board provides access to all analog and digital inputs/outputs on the ADAU1787. TheADAU1787 core is controlled by Analog Devices, Inc., SigmaStudio® software, which interfaces to theEVAL-ADAU1787Z via a USB connection.The EVAL-ADAU1787Z can be powered by the USB bus or by a single 3.8 V to 5 V supply. Any of these supplies are regulated to the voltages required on theEVAL-ADAU1787Z. The printed circuit board (PCB) is a 6-layer design, with a ground plane and a power plane on the inner layers. The EVAL-ADAU1787Z contains connectors for external microphones and speakers. The master clock can be provided externally or by the on-board 24.576 MHz passive crystal.Multifunction pin names may be referenced by their relevant function only, for example, MPx, throughout this user guide.评估板EVAL-ADAU1787Z包括:EVAL-ADAU1787Z evaluation boardEVAL-ADUSB2EBZ (USBi) communications adapterUSB cable with mini USB plug图3.评估板EVAL-ADAU1787Z外形图图4.评估板EVAL-ADAU1787Z默认跳线和开关设定图图5.评估板EVAL-ADAU1787Z电路图:ADAU1787图6.评估板EVAL-ADAU1787Z电路图:电源评估板EVAL-ADAU1787Z材料清单:图7.评估板EVAL-ADAU1787Z PCB设计图:顶层装配图图8.评估板EVAL-ADAU1787Z PCB设计图:顶层铜布局图9.评估板EVAL-ADAU1787Z PCB设计图:地层图10.评估板EVAL-ADAU1787Z PCB设计图:电源层图11.评估板EVAL-ADAU1787Z PCB设计图:层4铜布局图12.评估板EVAL-ADAU1787Z PCB设计图:层5铜布局图13.评估板EVAL-ADAU1787Z PCB设计图:层6底层铜布局。
极低功耗电池检测-CN301
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CN301 LBO
图 4 使得VCC为0V时LBO保持输出有效 电池电压过低时CN301关断电池放电回路 有些应用要求用CN301检测电池的电压，然后根据电池电压的高低，决定是否继续向负载供电。当 电池电压低于设定电压值时，表明电池电量亏损，需要关断电池到负载的放电回路。下面分四种情 形加以说明。 ●情形1：电池最高电压小于6V，CN301控制NMOS晶体管
应用
电池供电系统 单节或多节锂电池检测 多节碱性电池点
精确的复位阈值: ±2% 迟滞消除了检测输出紊乱 CMOS输出 60ms脉冲延迟过滤噪声 VCC=3V时，工作电流1.8µA 复位信号在电源电压低至1.15V时，仍能维
电池电压不高于6V
R1 VCC
LBI CN301 LBO
R2 GND
负载
NMOS
图 5 电池最高电压小于6V，CN301控制NMOS晶体管 工作原理： 因为电池最高电压小于6V，CN301可以使用电池供电，利用电阻R1和R2设置电池低电压阈值。当电 池电压低于设定的阈值时，LBO输出低电平，NMOS管关断，电池到负载的放电回路被关断，电池 不能放电。注意，应根据负载电流的大小选择合适的NMOS晶体管的导通电阻。
电池的消耗电流过大，影响电池的使用时间。 ( R3是接到电池正极的电阻,R4是接到电池负极的电阻,与R4还要并联一个1uF的电容)
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封装信息---SOT23-5
本文中所描述的电路仅供参考，上海如韵电子有限公司对使用本文中所描述的电路不承担任何责任。 上海如韵电子有限公司保留对器件的设计或者器件的技术规格书随时做出修改而不特别通知的权 利。
如韵电子 CONSONANCE
声音检测模块实验报告
一、实验目的1. 了解声音检测模块的工作原理和基本结构。
2. 掌握声音检测模块的安装、调试和测试方法。
3. 通过实验验证声音检测模块在不同环境下的性能。
二、实验原理声音检测模块是一种能够将声音信号转换为电信号的传感器。
其工作原理如下：1. 声音传感器（如驻极体麦克风）将声波转换为电信号。
2. 信号放大电路将微弱的电信号放大到一定幅度。
3. 滤波电路对放大后的信号进行滤波，去除干扰信号。
4. 比较器电路将滤波后的信号与设定阈值进行比较，输出高电平或低电平信号。
三、实验设备1. 声音检测模块1个2. 开发板1块3. 连接线若干4. 音频信号发生器1台5. 示波器1台6. 电源1个四、实验步骤1. 将声音检测模块安装在开发板上，确保连接良好。
2. 将音频信号发生器输出信号接入声音检测模块的输入端。
3. 使用示波器观察声音检测模块的输出信号。
4. 调整比较器电路的阈值，观察输出信号的变化。
5. 在不同环境下进行实验，测试声音检测模块的性能。
五、实验结果与分析1. 当音频信号发生器输出频率为1kHz，幅度为1V的信号时，声音检测模块能够将声音信号转换为电信号，且输出信号幅度与输入信号幅度成正比。
2. 调整比较器电路的阈值，当阈值低于输入信号幅度时，输出信号为高电平；当阈值高于输入信号幅度时，输出信号为低电平。
3. 在不同环境下进行实验，发现声音检测模块在噪声环境下性能有所下降，但仍然能够检测到声音信号。
4. 在实际应用中，可以调整阈值和滤波电路参数，以提高声音检测模块的检测精度和抗干扰能力。
六、实验结论1. 声音检测模块能够将声音信号转换为电信号，具有较好的性能。
2. 通过调整比较器电路的阈值和滤波电路参数，可以提高声音检测模块的检测精度和抗干扰能力。
3. 声音检测模块在噪声环境下性能有所下降，但在实际应用中仍具有较高的实用性。
七、实验改进建议1. 在设计滤波电路时，可以采用更复杂的滤波器，以提高滤波效果。
电路中的比较器掌握比较器的工作原理和应用场景
电路中的比较器掌握比较器的工作原理和应用场景电路中的比较器是一种常见的电子元件，广泛应用于各种电路中。
掌握比较器的工作原理和应用场景对于电子工程师和电路爱好者来说非常重要。
本文将对比较器的原理和应用进行介绍，帮助读者更好地理解和运用这一电子元件。
一、比较器原理比较器是一种将输入信号和参考信号进行比较后输出相应结果的电路。
比较器由输入端、参考端和输出端组成，它根据输入信号与参考信号之间的电压差异来产生输出结果。
比较器的输入端可以是模拟信号或数字信号，参考端通常是一个固定的电压源或信号。
当输入信号与参考信号在电压上不同时，比较器会输出一个高电平或低电平的数字信号。
比较器的输出结果可以用于控制其他电路，例如触发器、计数器等，也可以作为数字转换器的前置电路，将模拟信号转换为数字信号。
二、比较器应用场景1. 电压比较比较器最常见的应用场景之一是电压比较。
例如，在电子秤中，比较器被用来比较物体重量和设定的重量阈值，当物体重量达到或超过设定阈值时，比较器会输出信号，控制电子秤的数字显示。
2. 判断信号正负比较器还可以用于判断信号的正负。
例如，在电源管理电路中，比较器可以用来检测电池电压，当电池电压低于预设值时，比较器会输出信号，控制电子设备进入省电模式。
3. 自动控制比较器还可以用于自动控制系统。
例如，在机器人控制系统中，比较器可以检测机器人当前位置和目标位置之间的距离，控制机器人前进或停止。
4. 模拟信号处理比较器还可以用于模拟信号处理。
例如，在音频处理电路中，比较器可以用来检测音频信号的幅度，调节音量大小。
三、比较器的类型比较器的类型有很多种，其中常见的有普通比较器、窗口比较器、振荡器等。
1. 普通比较器普通比较器是最基本的比较器类型之一，它通常由一个电阻、一个电容和一个运算放大器组成。
普通比较器的输入端可以是模拟信号或数字信号，参考端是一个固定的电压源或信号。
2. 窗口比较器窗口比较器是一种可以检测信号是否在给定范围内的比较器。
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利用低功耗比较器自动检测音频附件
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