Розробка цифрового диктофону

Рис. 8. Зовнішній вигляд та електрична схема Push Switch типу PB-11D03

Рис. 10.8. Схема  органів управління

Вибираємо R22 =51 кОм (SMD-резистор, 0805, 5%, 0.125 Вт).

3.   Орієнтовна споживна потужність диктофону та час неперервної роботи                                                  від заданого джерела живлення.

Таблиця 3

Елементи схеми	Споживана потужність, Вт
Мікроконтролер	0.036
MMC/SD карта пам’яті	0.36
Мікросхема NAND-Flash пам’яті	0.108
Мікрофон	0.01
ОП та пасивні елементи	0.04
Світлодіоди та органи управління	0.02
Кола управління живленням	0.165
Всього	0.739 Вт

 

Отже, орієнтовна споживна потужність диктофону буде рівна 0.739 Вт.

 

Визначаємо час неперервної  роботи диктофону від джерела  живлення від батареї LIR 3048      год.

де С=200 мА/год – ємність однієї батарейки типу LIR 3048

 

 

3. Специфікації

 

№	К-ть	Позначення		Опис	Маркування		Виробник		Корпус	Номікал
Резисторн
1	1	R1	SMD-резистор, 0805, 5%, 0.125 Вт			Any		Any	0805		2.2 КОм
2	1	R2	SMD-резистор, 0805, 5%, 0.125 Вт			Any		Any	0805		35 Ом
3	2	RЗ, R4	SMD-резистор, 0805, 5%, 0.125 Вт			Any		Any	0805		100 KОм
4	2	R5,R6	SMD-резистор, 0805, 5%, 0.125 Вт			Any		Any	0805		6600 Ом
5	7	R13-R19, R22-R23	SMD-резистор, 0805,5%, 0.125 Вт			Any		Any	0805		51 КОм
6	2	R20, R21	SMD-резистор, 0805,5%, 0.125 Вт			Any		Any	0805		470 Ом
Конденсатори
7	8	Cl,С2,С5-С10	SMD-конденсатор, 0805, 10%, 16 В, X5R			Any		Any	0805		1 мкФ
8	2	C3,С4	SMD-конденсатор, 0805, 10%, 25 В, X7R			Any		Any	0805		5 нФ
Діоди
9	1	D1	Світлодіод, Red			SML-311UT		Rohm	0603
10	1	D2	Сбітлодіод, Blue			SML-311BT		Rohm	0603
Мікросхемн
11	1	DDI	Мікроконтролер			ATmegal6L-8AU		Atmel	44-TQFP
12	1	DD2	NAND-Flash иам'ятъ 2Гх8 6ít			K9LAG08U0M		Samsung	4S-TSOP
13	1	DAI	LDO –стабілізатор  3.0 B			LP3985IBP5-3.0		National Semiconductor	SOT-23-5
14	1	DA2	LDO –стабілізатор  2.7 B			LP3985IBP5-2.7		National Semiconductor	SOT-23-5
15	1	DA3	Операційний підсилювач			TLV2252IDR		Texas Instruments	SOIC-S
Решта
16	1	ZQ	SMD-кварцовий резонатор 8.0 МГц, 22 пФ			Q-8.0-SMU3-22-30/50		Jauch	SMU3		8.0 МГц
17	3	SW1-SWJ	Вертикальні Slide-Switch 1Р1Т			SS-11G05		Wealth Metal Factory Ltd	SS-11G05
18	1	XI	MMC/SD-слот			ССМ05-5507		ITTIndustries	MMC/SD
19	1	LI	SMD-індуктивність, 20%, 1.65 А			B82462G4682M000		Epcos	6.3x6.3x3.0		6.8 икГн

 

 

 

 

4. АЧХ розрахованого підсилювача + фільтра

 

Рис. 10. АЧХ мікрофонного підсилювача + фільтра

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Лістинги програм

Програма запису файлу у MMC/SD-карту, на як й встановлена файлова система FAT16:

clear all;

BytesPerSec = 512;

Buffer = zeros(BytesPerSec, 1);

s = MMC_SD_Init('D:\SD_512.bin');

VBR_Addr = 0;

LBA = 0;

[Buffer, cl] = MMC_SD_Read_Sector(s, LBA);

if (Buffer(511)  </span>~= hex2dec('55')| Buffer(512)  </span>~= hex2dec('AA'))   

disp ('VBR FAT Error1');

return;

end;

BytesPerSec = Buffer(hex2dec('b') + 1) + 2^8 * Buffer(hex2dec('b') + 2);

z = sprintf ('Кількість байт в секторі: %d', BytesPerSec);

disp(z) ;

SecPerClus = Buffer(hex2dec('d') + 1);

z = sprintf ('Кількість секторів в кластері: %d', SecPerClus);

disp (z) ;

RsvdSecCnt = Buffer(hex2dec('e') + 1) + 256 * Buffer(hex2dec('f') + 1);

z = sprintf ('Кількість зарезервованих секторів від початку карти: %d', RsvdSecCnt);

disp (z);

NumFATs = Buffer(hex2dec('10') + 1);

z = sprintf ('Кількість таблиць FAT:   %d', NumFATs);

disp (z);

RootEntCnt = Buffer(hex2dec('11') + 1) + 256 * Buffer(hex2dec('12') + 1);

z = sprintf ('Кількість записів в кореневому каталозіRoot Directory: %d', RootEntCnt);

disp(z);

TotSec = Buffer(hex2dec('13') + 1) + 256 * Buffer(hex2dec('14') + 1);

if TotSec ==0   

</span>TotSec = Buffer(hex2dec('20') + 1) + 256 * Buffer(hex2dec('21') + 1) + 2^16 * Buffer(hex2dec('22') + 1) + 2^24 * Buffer(hex2dec('23') + 1);

end;

z = sprintf ('Загальна кількість секторів MMC/SD-карти: %d', TotSec);

disp (z);

SecPerFAT = Buffer(hex2dec('16') + 1) + 256 * Buffer(hex2dec('17') + 1);

z = sprintf ('Розмір таблиціFAT y ceктоpax: %d', SecPerFAT);

disp (z);

if  (Buffer(hex2dec('36')+1)~= 'F'|Buffer(hex2dec('37')+1)~='A'|Buffer(hex2dec('38')+ 1)~= 'T'|Buffer(hex2dec('39') + 1) ~='1'|Buffer(hex2dec('3A')+ 1)~='6')   

disp('FAT16 Error');

end;

temp = Buffer ((hex2dec('36') + 1):(hex2dec ('3A' + 1)));

z = sprintf ('Тип файлової системи: %s', char(temp));

disp (z) ;

FAT_Sect1 = VBR_Addr + RsvdSecCnt;

z = sprintf ('Перший сектор FAT1:  %d', FAT_Sect1);

disp (z) ;

if   (NumFATs > 1)   

</span>FAT_Sect2 = FAT_Sect1 + SecPerFAT;   

</span>z = sprintf ('Перший сектор FAT2 :  %d', FAT_Sect2);   

disp (z) ;

end;

RootDir_Sect = VBR_Addr + RsvdSecCnt + SecPerFAT * NumFATs;

z = sprintf ('Перший сектор Root Directory:  %d', RootDir_Sect);

disp(z) ;

RootDir_SectCnt = RootEntCnt * 32 / BytesPerSec;

z = sprintf('Кількість секторів в Root Directory: %d', RootDir_SectCnt);

disp (z) ;

Data_Sect = VBR_Addr + RsvdSecCnt + SecPerFAT * NumFATs + RootDir_SectCnt;

z = sprintf ('Номер сектора початку області даних: %d',Data_Sect) ;

disp (z) ;

%Шукаємо 1-ий  вільний запис в RootDirectory

Byte_F = 1;            % початoк запису в байтах

Flag = 0;          % прапорець знаходження вільного запису в RootDirectory

for jj = 1 : RootDir_SectCnt        %від 1-го до останнього сектору RootDirectory   

[Buffer, cl] = MMC_SD_Read_Sector(s, RootDir_Sect + jj - 1);      %читає поточний сектор    

 for ii = 1 : BytesPerSec/32              % лічильник записів        

</span>temp = Buffer(1);              % читає перший байт    

        

 if (temp == 0 | temp == hex2dec('E5'))             

</span>z = sprintf('Вільний запис знайдено');            

disp(z);           

            

</span>Free_Sect_RootDir = RootDir_Sect + jj - 1;           

</span>z = sprintf('Сектор вільного запису в RootDirectory: %d', Free_Sect_RootDir);           

disp(z);           

            

</span>Free_Num_RootDir = ii;           

</span>z = sprintf('Номер вільного запису: %d', Free_Num_RootDir);            

disp(z);           

</span>Flag = 1;           

 break;       

 end;       

</span>Byte_F = Byte_F + 32;%наступний запис(1запис32байти)    

 end;   

 if (Flag == 1)     %файл знайдено       

 break;   

 end;  

</span>Byte_F = 1;

end;

if (Flag == 0)   

</span>z = sprintf('Неможливо записати файл: No Space ');    

disp(z);   

 return;     %вихід з програми

end;

Our_File = zeros(512,1); %створю ємо файл

File_Size = length(Our_File ); % довжина файлу

for i = 1 : ceil(File_Size / (SecPerClus * BytesPerSec))%від 1-го до останнього кластеру файлу 

%шукаємо вільний  кластер 

First = 1;

Flag = 0;

temp = FAT_Sect1;

Free_Cluster = 0;

for jj = 1 : SecPerFAT    

[Buffer, cl] = MMC_SD_Read_Sector(s,  temp + jj - 1);     

     

 for ii = 1 : 2 : SecPerFAT * BytesPerSec        

</span>free = Buffer (First);         

 if (Buffer(ii) + 256 * Buffer(ii + 1) == 0)     %якщо кластер вільний               

</span>Flag = 1;               

 break;        

 end;       

</span>Free_Cluster = Free_Cluster + 1;    

 end;    

     

 if (Flag ==1)        

 break;    

 end;

end

z = sprintf('1-ий вільний кластер у таблиці FAT: %d', Free_Cluster);

disp(z);   

 end;

% запис  в FAT 

</span>Buffer(ii) = 255;        

Buffer(ii + 1) = 255; 

</span>wr = MMC_SD_Write_Sector(s,   FAT_Sect1 + jj - 1, Buffer);     

% запис  в Rood Directory

[Buffer, cl] = MMC_SD_Read_Sector(s, Free_Sect_RootDir);

Our_File_1 = zeros (32,1);

% ім'я файлу

Our_File_1(1) = 'N';

Our_File_1(2) = 'A';

Our_File_1(3) = 'M';

Our_File_1(4) = 'E';

Our_File_1(5) = 32;

Our_File_1(6) = 32;

Our_File_1(7) = 32;

Our_File_1(8) = 32;

%розширення файлу

Our_File_1(9) = 'W';

Our_File_1(10) = 'A';

Our_File_1(11) = 'V';

%номер першого  кластеру

Our_File_1(28) = fix(Free_Cluster/256);

Our_File_1(27) = Free_Cluster - 256 * Our_File(28);

% розмір файлу 

</span>Our_File_1(29) = 512; 

</span>Our_File_1(30) = 0; 

</span>Our_File_1(31) = 0; 

</span>Our_File_1(32) = 0; 

Buffer(32*(Free_Num_RootDir-1) + 1 : 32*(Free_Num_RootDir-1) + 1 +31) =Our_File_1;

wr = MMC_SD_Write_Sector(s, Free_Sect_RootDir, Buffer);

fclose(s);

Програма запису файлу у wav-формат :

[y, Fs, bits] = wavread('D:\Lab_1_19.wav');

N=length(y)Fs  bits

wavplay(y,Fs);

figure(1); plot(y);

t=0:length(y)-1;

t=t/Fs;

figure(2); 

plot(t, y); xlim([t(1) t(end)]); grid on;

A=5;Fn=1800;

NOISE=A*sin(2*pi*Fn*t);

figure(3); plot(t, NOISE);xlim([t(1) t(end)]); grid on;

S = y + NOISE';

wavplay(S,Fs);

figure(4);

plot(t, S); xlim([t(1) t(end)]); grid on;

fn = Fs/2;

b = fir1(170, [1700/fn 1900/fn ], 'stop' );

[h, Fx] = freqz(b, 1, 1000:2600, Fs);

figure(5);plot( Fx, abs(h)); grid on;

y1=filter(b,1,S);

wavplay(y1, Fs);

figure(6);

plot(t, y1); xlim([t(1) t(end)]); grid on;

 [B,A]=ellip(6, 0.1, 100, [1700/fn 1900/fn], 'stop');

[h, f1] = freqz(B,A,1000:2600 ,Fs);

figure(7);

plot(f1, abs(h)); grid on;

f=filter(B,A,S);

figure(8);

plot(t,f); xlim([t(1) t(end)]);

wavplay(f,Fs);

wavwrite(f,Fs,bits, 'D:\1.wav');

 Висновок:  В системах захисту широко використовуються прилади призначені для запису та відтворення інформації. Важливою складовою є акустична інформація як така і технічні пристрої призначені для її збору, зберігання та відтворення.

На прикладі цифрового  диктофону, я отримав основні  навички розробки пристроїв що можуть використовуватись в системах запису і відтворення інформації, засвоїв  теоретичний матеріал і використав отримані знання на практиці.

В роботі я склав електричні схеми складових елементів цифрового  диктофону, таких як:

• Мікрофон і мікрофонний підсилювач;
• Фільтр;
• Мікроконтролер;
• MMC/SD-карта;
• NAND-Flash пам’ять;
• Кола живлення;
• Органи управління.

Також розробив програмне  забезпечення необхідне для роботи пристрою.