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?22?S???nQ??S??n??A0和Q分别为放大倍数和品质因数
一般设计时常取：R1?R2?R，C1?C2?C 则滤波器的参数为：?n?11RC Q?3?A0
由上式可知：为了保证滤波器稳定工作，要求Q?0，则A0?3（电压放大倍数） 特别说明一点的就是：运放用作滤波器设计时一般采用双电源供电，单电源供电会产生削波失真，本人曾经因忽略此问题图简便而失败过一次，所以在此特别写明以引起重视，同时也可作为设计的参考。
对于低通滤波器分析方法是一样的，这里就不再赘述。
声音信号经拾音器转有源滤波器换成电压信号，通过前级放大，在对其进行数据采集之前，有必要经过带通滤波器除带外杂波，选定该滤波器的通带范围为300Hz~3.4KHz.其作用是：
１．保证300～3400Hz的语音信号不失真的通过滤波器；
２．滤除带外的低频信号，以减少带外功频等分量的干扰，大大减少噪声影
响，该下限频率可下延到270Hz左右；
３．便于滤除带外的高次谐波，以减少因8kHz采样率而引起的混叠失真，
根据实际情况，该上限频率可在2700Hz左右，带通滤波器按品质因数Q的大小为窄带滤波器（Ｑ＞10）和宽带滤波器（Ｑ<10）两种，本题中，上限频率fh=3400Hz,通带滤波器中心频率f0与品质因数Ｑ分别为
f0f0??0.326 BWfH?fLf0=fHfL=3400?300=1010Hz Q=
显然，Q＜10，故该带通滤波器为宽带带通滤波器。有滤波器设计理论可知宽带带通（或带阻）滤波器是不能由一级实现的，所以采用高通和低通滤波器级联构成，鉴于Butterworth滤波器带内平坦的响应特性，我们选用二阶Butterworth带通滤波器，电路如图4.3.2所示．实验证明，该滤波器能有效的滤除低频分量，大大减少噪声干扰，与之同时也滤除了多余的高频分量，消除了高频失真，性能足以满足要求。
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图4.3.2 二阶带通滤波器
4.4可调稳压电源的设计
为了让系统正常稳定的工作，需要为系统提供电源。系统供电需要三种不同电压的电源，分别是+12V、-12V、+5V。这里介绍的稳压电源，采用三端可调稳压集成电路LM7805、LM7812、LM7912共同构成，外围电路十简单，便于制作。
电路如图4.4所示：220V交流电经变压器降压,得到±12V交流电,再经D3整流桥堆2W10整流得到振荡的直流电,由C3、C11滤波后得到较平稳的直流电压。然后分别经集成电路LM7805、LM7812、LM7912后得稳压输出。图中C12用以消除寄生振荡,C1、C5、C7、C9的作用是抑制纹波,C2、C6、C8、C10则用以改善稳压电源的的暂态响应，D2、D4、D5、D6构成短路保护电路。D1为本电源的工作指示灯，电阻R2是限制流经D1的电流，R2、R3限制流经稳压元件的电流，防止其静态功耗过大。若是要直观的指示输出电压值便于观察，可以在输出端接上万用表或电压表。各元件具体参数如图标示。
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图4.4 稳压源电路
4.5 51/52系列单片机
单片机是本系统的核心控制器件，主要负责录音、回放中对外部命令的响应，同时对数据进行简单编码压缩以及存储器的读写等操作。本系统采用52系列单片机，负责控制与协调其他各个模块的工作。在整个系统中单片机是系统的控制中心，其工作效率的高低关系到系统效率的高低以及系统运行的稳定性。之所以选用52系列单片机，是因为该系列单片机技术成熟，可利用、可参考的资料丰富，开发简便。单片机虽小，但其功能强大，应用千变万化全靠个人的发挥水平。为了更进一步巩固单片机知识，有必要在这里详细讲述单片机的相关知识，就当是复习吧！
单片微型计算机（Sing-Chip Microcomputer）简称单片机。它是在一块芯片上集成中央微处理器（Central Processing Unit, CPU）、随机存取存储器（Random Access Memory, RAM）、只读存储器（Read Only Memory, ROM）、定时/计数器及I/O（Input/Output）接口电路等部件，构成一个完整的微型计算机。它的特点是：高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠，广泛应用于各类微控制系
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统当中。
正是由于单片机具有上述显著的特点，使单片机的应用范围日益扩大。单片机的应用打破了人们传统设计思想，原来很多用模拟电路、脉冲数字电路和逻辑部件来实现的功能，现在均可以使用单片机配备一些软件来实现。使用单片机具有体积小、可靠性高、性价比高和容易产品化等优点。 4.5.1 89s52简介
89s52是一种带8K字节片内程序存储器，高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，并且对外裸露系统总线，使得89s52单片机成为一款高效的微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且廉价的解决方案。
图4.5.1 89C51引脚图
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89s52有40个引脚，4个8位并行输入/输出（I/O）端口：P0、P1、P2、P3，其中，P1是完整的8位准双向I/O口，两个外中断，2个16位可编程定时/计数器，两个全双向串行通信口，一个模拟比较放大器。此外，89s52的时钟频率可为零，即具备可用软件设置的睡眠省电功能，系统的唤醒方式有RAM、定时/计数器、串行口和外中断口，系统唤醒后即进入工作状态，省电模式中，片内RAM将被冻结，时钟停止震荡，所有功能停止工作，直至系统被硬件系统复位方可继续工作。 2. 引脚介绍
Vcc：接+5V电源正端
GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏极开路双向I/O口，每脚可吸收8个TTL门电流。当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入，这一点是很重要的；我在编写AD转换程序时，就因为没有写P0=0xff这一条语句，结果怎么调都读不了P0口的数据，找这个错误花了我整整两天的时间。谁也不会想到这样一条语句竟然有如此大的作用，当然这也只有自己亲自动手才会体会到的，书本上是学不到的，说句实话单片机确实是“玩”出来的。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FLASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FLASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。还有一点必须说明：做通用I/O口使用时，必须外接上拉电阻，否则读写的逻辑电平会餐生错误。
P1口：P1口是一个内带上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口还具有第二功能，如具体功能如下表4.1所示：
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