数字化语音存储与回放系统
经D /A 转换、双极性电流至电压变换后已成为模拟语音信号,经带通滤波器再送往音频功率放大器，做适当的功率提升来推动扬声器发声。 4.1 数模转换器设计
对于D/A转换器性能的考虑，应包括建立时间、尖峰脉冲能量、转换位数和积分线性等方面。与A/D转换器的采样位数和输出信噪比的关系类似，增大D/A转换器的位数也可以增大信噪比，减小电压幅值量化误差，为满足信号模拟的信噪比要求，采用14位D/A转换器。 4.1.1 AD9764芯片简介
AD9764是高性能的TXDACTM系列中的一款低功耗CMOS数/模转换器，14位分辨力、125MHz转换速率、片内1.20V基准、边沿触发锁存、极佳的动态无杂波失真范围和交调失真、输入数据格式为标准正二进制码、典型功耗190mW。AD9764的功能模块框图如图3-4所示：
REFIO +1.2V参考 REFIO FS ADJ +5V DVDD DCOM CLOCK 锁存器(在时钟上升沿数据被锁存) SLEEP 数字输入(DB13-DB0) 分段开关 最低有效位开关 +5V COMP1 AVDD ACOM + 电流源 阵列 AD9764 COMP2 IOUTA IOUTB
图4-1 AD9764的内部功能框图
AD9764采用28脚SOIC封装、单5V电源供电、差分电流输出范围：2-20mA、可选择内部或外部参考电压，其引脚功能说明如表3-3所示：
表4-1 AD9764的引脚功能说明
引脚 1 14 16 18 名称 DB13 DB0 REFLO FS ADJ 功能 最高位(MSB) 最低位(LSB) 参考地(内部参考) 满量程电流输出调节 引脚 2-13 15 17 19 名称 DB12-1 SLEEP REFIO COMP1 功能 数据位1-12 掉电控制输入 基准输入/输出 带宽/噪声下降节点 数字化语音存储与回放系统
20 22 24 26 28 ACOM IOUTA AVDD DCOM CLOCK 模拟公共地 电流输出端A 模拟电源电压 数字公共地 时钟输入 21 23 25 27 IOUTB COMP2 NC DVDD 电流输出端B 驱动电路偏臵节点 无内部连接 数字电源电压 4.1.2 AD9764芯片的工作原理 4.1.2.1 数字输入
AD9764的数字输入包括14个数据输入引脚和1个时钟输入引脚，这14位并行数据输入遵循标准正二进制编码，其中DB13是最高有效数据位(MSB)，而DB0是最低有效数据位(LSB)。如图3-4，输入数据在在时钟上升沿时被锁存器锁存，转换后的数据输出也在时钟上升沿被刷新新，时钟频率最高可达125MSPS。 4.1.2.2 模拟输出
AD9764输出两路互补电流：IOUTA和IOUTB，当所有数据位都是逻辑1时，IOUTA将产生一个满量程输出电流IOUTFS，而IOUTB则产生一个电流为零的互补输出。IOUTA和IOUTB都是输入码DAC CODE与满量程输出电流IOUTFS的函数，关系如下：
IOUTA=(DAC CODE/16384)×IOUTFS (3-1) IOUTB=(16383-DAC CODE)/16384×IOUTFS (3-2)
其中，DAC CODE为并行输入的14位数据，满量程输出电流IOUTFS的大小取决于VREFIO与满量程电流输出调节端(FS ADJ)的负载电阻RSET，关系如下：
IOUTFS=32×IREF=32×VREFIO/RSET (3-3)
IOUTA和IOUTB能通过负载电阻RLOAD转换成互补单端电压输出VOUTA和VOUTB，存在于VOUTA和VOUTB
之间的差分电压VDIFF也能够通过变压器或差分放大器转换成单端电压，关系如下：
VDIFF=(IOUTA-IOUTB) ×RLOAD
=[(2DAC CODE-16383)/16384]×IOUTFS×RLOAD
=[(2DAC CODE-16383)/16384]×(32×VREFIO/RSET)×RLOAD (3-4)
式(3-4)也显示了AD9764采用差分操作的优点，首先，差分输入抵消了IOUTA和IOUTB端由于噪声、失真、直流偏臵等引入的共模干扰；其次，VDIFF端的输出信号电压是单端输出电压VOUTA或VOUTB的2倍，因此为负载提供的功率也是单端时的2倍。
数字化语音存储与回放系统
4.1.2.3 参考电压的选用
AD9764的参考电压的选择有两种方式：内部参考与外部参考。参考方式通过REFLO引脚的连接方式来选择，当REFIO与ACOM相连时，内部参考方式被激活，此时REFIO提供1.20V的电压输出；当REFLO与AVDD相连时，内部参考方式被取消，外部参考方式被激活，REFIO的电压由外部提供，以提高电压精度和抗漂移性能，而且还可以通过调整外部参考电压以达到增益控制的目的，此时REFIO端的输入阻抗为高阻状态。
数字化语音存储与回放系统
第五章 软件设计
本系统软件设计采用汇编语言，程序编写好后由汇编程序编译为机器语言，通过烧录器将程序烧录到单片机中，以实现控制外围各种芯片的功能。汇编语言是一种功能很强的程序设计语言，也是利用计算机所有硬件特性并能直接控制硬件的语言。
AT89C52片内臵通用8位中央处理器和Flash存储单元，该芯片有6个中断源，2个中断优先级，IE寄存器控制各中断位，IP寄存器中6个中断源的每一个可定为2个优先级，适用于许多较为复杂的控制场合。在本系统中，AT89C52负责对A/D转换、数据存储和D/A转换芯片的控制。
为了保证8kHz的回放转换频率,单片机通过软件编程来控制内部定时器T2 的启/停工作。因此,在软件主程序中,设臵T2 工作于定时中断模式, 定时时间为125μs。
图5-1 主程序流程图
在中断服务程序中,要根据按键的类型完成不同的任务。若是“录音”键被按下,则进行A /D 转换,将转换结果保存在RAM中; 若是“回放”键被按下,则从RAM中读出语音数据,进行D /A转换。程序流程图分别参见图5-2。
数字化语音存储与回放系统
图5-2 中断子程序流程图
参考文献
[1] 徐江．高速高精度数据采集技术研究[D]．成都：电子科技大学，2003.06 [2] 李华. MCS系列单片机实用接口技术[M ]. 北京:北京航空航天大学出版社, 1993.
[3] 潘新民. 单片机实用系统设计[M ]. 北京:人民邮电出版社, 1992. [4] 硕力更．数字中频接收机模拟前端的设计[D]．南京理工大学，2004：42-43 [5] 许嘉林，卢艳娥，丁子明．ADC信噪比的分析及高速高分辨率ADC电路的实
现[Z]．www.21ic.com/news/html/71/show1682.htm
致 谢
本课题是在x教员的精心指导下完成的。x教员严谨求实的工作作风和治学精神使我受益匪浅。两个多月的毕业设计过程中，x教员在百忙之中抽出时间对我们认真指导，多方面支持，给出了许多宝贵的指导意见，拓宽了我们的思路，并帮助解决了许多难题。本课题中用到的许多设计方法、编程思想都是在x教员多年研究的基础上实现的，是在他创造性劳动的基础上我们才取得本次毕业设计的成功。在此谨向他表示衷心的感谢！
感谢xxx教研室领导对我们毕业设计工作的关心与支持，为我们提供了良好的毕业设计场所和完备的实验器材，使毕业设计能够顺利进行。
感谢学员x队队领导在毕业设计期间对我们的督促和检查，保证了本次设计工作的进度和质量，并最终圆满完成了本次毕业设计工作。
数字化语音存储与回放系统
最后，还要感谢合作伙伴xx同志，在毕业设计过程中他充分发扬团队精神，在程序编写方面给了我许多有益的建议。他大胆采用各种编程新思路、新方法，在时间紧、任务重的情况下圆满完成了雷达显示器控制面板的软件设计，使得最后的系统联调工作能够如期进行。