Проектування нових типів цифрових диктофонів
Отчет по практике - Компьютеры, программирование
Другие отчеты по практике по предмету Компьютеры, программирование
ц) і 128До енергонезалежної памяті, кожен осередок якої здатна запамятовувати 256 рівнів (а не два, як у простий бінарній). Є також й УМЗЧ. Запис включається кнопкою S1, а відтворення - S2.
У режимі відтворення на середній гучності пристрій споживає 25 ма, а в режимі зберігання - усього 90 мка, тому для його живлення придатні два літієвих елементи CR2032 [3].
Рисунок 1.3 - Схема електрична принципова
1.2 Розробка схеми електричної структурної
Розроблювальний пристрій є сукупністю декількох частин, які повинні взаємодіяти між собою й тому, починаючи описувати структуру диктофона потрібно почати із самого головного елемента - мікроконтролера (МК), що бере на себе обовязку керування за частинами схеми. Також варто сказати, що вхідні дані надходять на обробку в МК в аналоговому виді, тобто потрібно АЦП.
Зробивши огляд аналогічних схем можна виділити деякі функціональні вузли, що забезпечують функціонування пристрою даного типу. Для почала сигнал, тобто звукову хвилю, потрібно перетворите в електричний імпульс, а це можна зробити за допомогою мікрофона. Після перетворення слабкий імпульс повинен підсилитися до рівня нормального для чутливості АЦП. Значить у вхідний ланцюг диктофона після мікрофона потрібно включити підсилювач. Але цього недостатньо, тому що слідом за звуковою інформацією, що передає потрібні дані для оцифровки, на мікрофон надходить шуми, різного роду перешкоди, що спотворюють і засмічують цифрове подання зовнішнього звукового сигналу. Послідовне включення фільтра дозволить знизити рівень перешкод і дасть можливість зменшити обсяг непотрібної інформації при записі в цифровому виді. Завдяки вхідному ланцюгу, що складається з мікрофона, підсилювача й фільтра на АЦП буде надходити сигнал на оцифровку.
Як говорилося раніше МК виконує роль керуючого пристрою, але без взаємодії користувача на пристрій буде важко змусити диктофон включати/виключати запис у потрібний час програвати записану інформація й т.д. Із цієї причини потрібно передбачити інтерфейс, що допоможе здійснити функції диктофона. Зовнішній інтерфейс повинен складатися із кнопок і світодіодів для уведення й відображення керуючої інформації. МК прямо взаємодіє із зовнішнім інтерфейсом, що дозволяє приймати зовнішні команди й відразу відображати стан виконання цих команд.
Для зберігання оцифрованого звуку потрібне наявність памяті. Найкраще, що б память була енергонезалежною. МК робить оцифровку звуку й відразу повинен записати ці дані в памяті, для цього підійде прямий звязок з памяттю.
Диктофон буде мати функцію відтворення, а значить на структурної схему повинна бути присутнім вихідний ланцюг зі своїм фільтром і підсилювачем, але на відміну від вхідної замість мікрофона буде динамік. На цьому можна завершити поверхневий аналіз майбутньої системи.
Схема електрична структурна наведена на рисунку 1.4.
Рисунок 1.4 - Схема електрична структурна
1.3 Вибір напрямку дипломного проектування
Виконавши огляд аналогічних схем і розробивши схему електричну принципову наступним етапом буде вибір елементної бази, після чого варто розробити схему електричну принципову.
Тому що головним елементом схему буде МК, те варто написати відповідне програмне забезпечення, для найбільш повного й правильного функціонування.
При проектуванні мікроконтролерних систем часто починаючі розроблювачі недооцінюють важливість початкових етапів розробки, побудови концепцій роботи системи в цілому. Такі поспішні роботи, як правило, допомагають освоїти конкретний мікроконтролер, на не дозволяють проектувати систему як єдину структуру (для розвязуваного завдання). Окремий мікроконтролер як функціональна мікросхема вже нікому не цікава. У будь-яку систему необхідно закласти не тільки функції керування периферійним устаткуванням, але й побудувати деякий інтелект, що виправдує використання мікроконтролера, а не ПЛИС (програмувальної логічної матриці).
Мікроконтролерні системи будуються на базі деяких законів, які не настільки складні в розумінні, щоб винаходити їх заново. По цьому рекомендую пройти всі етапи від першого до останнього кроку, щоб не упустити того, чого поки ще не знав.
Необхідно розробити автономний пристрій з батарейним живленням, яке б записувало голосову інформацію в плині 4 1/4 години. Пристрій повинне забезпечувати довгострокове зберігання записаної інформації при вимиканні живлення пристрою. Необхідно передбачити індикацію режимів роботи цифрового диктофона, а також органи керування режимами пристрою.
Тому що інформація повинна вводитися й перетворювати для зберігання в цифровий вид, то необхідно застосувати АЦП й оцифровувати сигнал по методу імпульсно-кодової модуляції, суть котрої полягає в наступному.
Який вибрати квант часу - про це нам скаже теорема Котельникова, що говорить, що для точного відновлення періодичного сигналу нам необхідно взяти мінімум два відліки за період. Таким чином, якщо прийняти верхню частотну границю людського голосу, при якому він добре помітний за 4 кгц (у стандарті по передачі голосової інформації в телефонних лініях це число- 3,6кгц), те частота квантування за часом (дискретизації) складе 8 кгц.
Що стосується квантування за рівнем - те можна обмежитися 256 рівнями для забезпечення гарної якості (у сучасних цифрових АТС використаються від 32 до 256 рівнів). Таким чином, можна застосувати восьмибітовий АЦП, що працює