单片机对语音芯片录放音控制的硬件设计
引 言
本文是讨论如何利用单片机对语音芯片进行录放控制的设计论文。从本章开始将对本论文的硬件设计、软件编程进行详细的分析和论述。本章的重点是单片机对语音芯片进行录放控制的硬件设计。
4.2 硬件设计的总体思路
由本设计的系统框图（附录1所示）可以看出其设计的总体思路是要通过简易键盘由单片机向语音芯片发出控制指令（通过SPI），当语音芯片接收到这些指令后便开始执行包括录、放、停止、上掉电等各项语音控制动作，此时便可通过语音输入或输出电路来进行语音的录放操作了。
由此可见，本设计的硬件部分主要是以单片机和语音芯片这两个芯片为基础扩展而成的两大硬件系统，即以单片机为核心的控制系统和以语音芯片为中心的语音系统，其它诸如控制按键，功能指示灯，外部EPROM，语音输入输出电路等都不过是这两大硬件系统的附属或扩充而已。所以，我们的硬件设计也将围这两大系统展开讨论。
语音录放音控制系统采用8031单片机，使用2732进行片外ROM扩展，P1.0～P1.3作为语音控制开关的按键接口， P1.5～P1.6作LED发光二极管输出控制用，语音芯片采用目前较流行的ISD4003系列集成电路芯片，音频输出则采用功放芯片LM4860M来外接无源音响。
4.3 控制系统的核心8031的硬件扩展
8031作为目前应用最广泛的单片机之一，有着良好的性价比，而且作为MCS-51系列单片机的早型机，也是最具典型性的，另外前人也有极其丰富的应用经验可供借鉴，综合以上种种的各方原因，在本设计中，我们将采用8031单片机来作为语音芯片的控制器。
4.3.1 8031单片机的外部程序存储器的扩展
为什么要扩展
8031单片机虽然具有很强的功能，但片内RAM的容量、并行I/O口的数量等毕竟有限，况且8031也无片内程序存储器，这使得8031在使用时必须外扩程序存储器。
扩展的一般方法
(1)扩展引线
扩展引线的一般连接方法如图
图4.2 扩展ROM的一般方法
地址线：P2口（高8位）、P0口（低8位）
数据线：P0口
控制线：ALE：P0口地址锁存信号。利用其由高变低的下跳沿对出现在P0口的低8位地址进行锁存，而在其低电平期间传送数据，实现P0口的地址/数据分时传送功能。
PSEN：外部程序存储器选通信号
EA：片内/外ROM选择信号。由于8031无片内ROM，所以使用时EA必须接地。
(2)外部程序存储器的读周期时序
如图为外部程序存储器的读周期时序图：
图4.3 程序存储器读周期时序图
由图可见，P0口为复用口，既可输出低8位地址，又可从外部程序存储器读入数据。如果要区分同一口上的不同信息，需要ALE和PSEN信号。在ALE为高电平时，P2口输出高8位地址，P0口输出低8位地址，接着ALE出现下跳沿，把P0口输出的低8位地址信息锁存入地址锁存器中。再利用PSEN信号为低电平时，选通外部程序存储器，将相应单元的数据送P0口，在PSEN的上升沿，CPU完成对P0口的数据采集。用这种方法实现了地址/数据的分离。单片机在一个机器周期内可两次访问程序存储器，因而双字节 指令能在一个机器周期内取出并执行，明显提高了程序运行速度。
(3) 常用的扩展芯片有8位锁存器74LS373、74LS273、8282等，常用的EPROM芯片有2716（2 K×8）、2732（4 K×8）、2764（8 K×8）、27128（16 K×8）、27256（32 K×8）、27512（64K×8）等。
(4) 扩展用的芯片介绍：
2732是4K字节的紫外线擦除电可编程只读存储器，单一＋5伏供电，28引脚双列直插式封装。A0-A11为12根地址线，可寻址4K字节；D0-D7为数据输出线；CE为片选线；OE为输出选通线；PGM是编程脉冲输入端。
