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波形采集、存储与回放系统设计 　　摘 要本设计完成的是波形采集、存储与回放系统，利用芯片ISD1420P具有信号采集、存储与回放的功能，配合三端集成线性稳压器作为供电设备，设计具有能同时采集两路周期信号波形的电路，经过ISD1420P芯片的存储，经系统断电恢复后，能连续回放已采集的信号，并显示在示波器上。在输出过程当中，一段式最长可输出20秒信号；按顺序连续输出信号时，每段输出信号长度不限；还可进行循环输出信号和快速选段输出信号。 　　【关键词】三端集成线性稳压电源 ISD1420P集成芯片 　　本设计通过信号发生器获取输入信号，通过ISD1420P系列单片机语音录放电路，实现信号的存储与回放功能，最终用数字示波器进行输出。 　　1 总体方案设计 　　本系统实现的是波形采集、存储与回放功能，易用单片机控制来实现。这里以ISD1420P系列单片机为主控元件，自身电路结构非常简单，因此在操作的时候方便使用；由于它具有零功率信息存贮的特点，因此在使用时可以省去备用电源；ISD1420P芯片较强的选址能力，使其在管理方面凸显出强大的优越性；存储在此芯片上的信息可以保存10年以上之久，可反复录放达10万次之多，并且相关的外围元件少，只需单一电源供电，因此成本较低。综上所述，由于ISD1420P芯片与其他同类电路相比具有以上的优点，因此在设计中进行选用。 　　2 单元模块设计 　　2.1 电源电路 　　在本次设计中选用直流稳压电源―三端集成线性稳压器作为供电设备，提供+5V电压输出。选择三端集成线性稳压电源的原因是其具有的基本功能和特性指标符合设计要求。 　　2.1.1 基本功能 　　（1）输出电压值能够在额定输出电压值以下任意设定和正常工作。 　　（2）输出电流的稳流值能在额定输出电流值以下任意设定和正常工作。 　　（3）直流稳压电源的稳压与稳流状态能够自动转换并有相应的状态指示。 　　（4）对于输出的电压值和电流值要求精确的显示和识别。 　　（5）对于输出电压值和电流值有精准要求的直流稳压电源，一般要用多圈电位器和电压电流微调电位器，或者直接数字输入。 　　（6）具有完善的保护电路。 　　2.1.2 特性指标 　　（1）输出电压范围。 　　符合直流稳压电源工作条件情况下，能够正常工作的输出电压范围。 　　（2）最大输入-输出电压差。 　　该指标表征在保证直流稳压电源正常工作条件下，所允许的最大输入-输出之间的电压差值，其值主要取决于直流稳压电源内部调整晶体管的耐压指标。 　　（3）最小输入-输出电压差。 　　该指标表征在保证直流稳压电源正常工作条件下，所需的最小输入-输出之间的电压差值。 　　2.1.3 优点 　　三端集成线性稳压电源具有调整管工作在线性工作区，稳定性好、精度高、噪声力小、效率高、体积小的优点，应用领域也极其广泛。 　　2.2 ISD1420P芯片 　　2.2.1 芯片基本构成单元 　　ISD1420P芯片由时钟振荡器、128K字节E2PROM、微音放大器、自动增益控制电路、抗干扰滤波器、差动功率放大器构成基本功能电路。芯片存储时间为20秒。 　　2.2.2 芯片操作模式 　　此芯片的A0～A7引脚功能由A6、A7引脚的电平输入状态决定。当A6、A7引脚中有一个输入的是低电平时，A0～A7的输入全部解释为地址位，将其功能作为起始地址使用；当A6、A7引脚输入同为高电平时，A0～A7的输入全部解释为模式位，即代表不同操作模式。在使用中药注意，地址位只能作为输入端，在使用中不能输出内部地址信息。 　　使用操作模式有两点要注意： 所有初始操作地址端都是从0开始，一旦电路进行录放音转换或进入省电状态时，地址计数器自动复位为0；当PLAYE、PLAYL或REC 变为低电平，同时A6，A7为高电平时，执行对应操作模式。这种操作模式一直执行到下一个低电平控制输入信号出现为止，这一刻现行的地址/模式信号被取样并执行。 　　操作模式中A0端为信息检索，A1端为删除标志，A3端为循环重放信息，A4端为连续寻址，A2、A5两端未用。 　　3 设计方案实现 　　在系统左端A通道加入外接信号源获得高电平为4V、低电平为0V、频率约1kHz的单极性信号，将其通过输入电路送入到ISD1420P电路中，进行存储。完成存储功能后，断电并取消外接信号源的输入，在系统右端A通道加入示波器，继续供电后，通过输出电路观察波形，将得到与输入端相同的波形，以证明此系统可以完成波形的采集、存储与回放功能。B通道的工作原理与A通道完全相同，仅输入信号有区别，在B通道中输入峰峰值为100mA，频率为10Hz?D10kHz的双极性信号，以验证系统的采集、存储与回放性能。 　　4 系统功能、测试说明