STM32处理器内部自带一个USB从控制器，符合USB通信连接规范。USB传输所需的48MHz时钟由内部系统时钟提供，USB接口电压由+5V供电。
2.2数字录音电路
数字录音单元通过对输入的模拟音频信号进行低通滤波、增益放大以及采样、量化和ADPCM编码处理，输出数字音频数据。VS1003是VLSI公司的一款支持MP3/WMA/MIDI音频编解码和ADPCM编码的芯片，内置一个高性能、低功耗的DSP处理器内核，具有5kB的指令RAM，0.5kB的数据RAM，串行控制/数据输入接口，1个UART口以及4个通用IO口;同时片内带有一个立体声DAC以及一个可变采样率的ADC。
输入模拟音频信号经LINE_IN引脚输入到VS1003进行A/D采样，量化和ADPCM编码，并通过SPI通信协议与STM32主控制器进行数据与控制信号的传输。
VS1003芯片由外部晶振提供12.288MHz时钟作为主时钟。录音芯片由系统电源模块供电，所需2.5V模拟电压、3.3V数字电压以及3.3V模拟电压，由AMS1117线性电源模块提供。XRESET信号提供录音芯片的硬件复位，当XRESET为低时，VS1003处于复位状态。系统通电或硬件复位后，主机通过对各硬件寄存器的设置来实现对录音芯片录音模式和具体参数的设定。
2.3供电电路
系统由外部电源或锂电池供电，采用数字5V进行供电，使用CN3052充电电路对锂电池充电。CN3052A是对单节锂离子或锂-聚合物可充电电池进行恒流/恒压充电的充电器电路，其只需较少的外围器件，且符合USB总线技术规范。
3录音笔软件设计
录音系统的软件程序包括加密录音程序和上位机解密程序。加密录音过程为，首先对VS1003语音芯片进行初始化配置，设定录音参数，通过计数器计数值为文件名，创建WAV头文件，读取SPI接口采集的数字音频数据并进行数据加密处理，随后再保存为WAV文件。上位机解密软件通过计算机对加密录音文件进行解密处理。
3.1底层驱动程序
S7M32控制器通过SPI接口对VS1003录音芯片进行寄存器配置，然后进行数字音频数据的传输，经加密处理后将数据存储到SD卡中，上位机通过USB接口直接对存储器进行读写操作，以方便加密录音文件的拷贝。系统使用VS1003，采样率为8kHz，采样位数为16bit，其配置流程如图7(b)所示。STM32为USB开发工具集提供了完整且经过认证的固件包，从而可轻易实现对各类USB固件的开发。其中包括：用于普通设备管理任务的控制传输、批量传输、中断传输以及同步传输。USB接口配置流程如图7(c)所示。
3.2 TEA加密程序
为满足实时加密的要求，本文采用基于TEA的加密算法。TEA是一种小型的对称加解密算法，支持128位密钥，该加密算法的优点是速度快、效率高。为避免for循环和除法运算，采用升级版的TEA加密算法，通过对加密算法的更改，可一次加密512Byte，符合Flash一页扇区的存储大小。TEA加密算法通过加密轮数来保证数据的可靠性，程序采用12轮加密，故具有较高的可靠性。
算法的主要思想是将输入的512Byte明文数据进行分组，得到每组32bit，共128组的数组V0，V1，…，V127，并对128位密钥进行分组得到4组32bit的数组K0，K1，K2，K3，然后将每组数据Vj进行加MX运算，共进行128次，完成一轮加密。密钥常量设置为
unsignedcharTEA_key[16]={0x01，0x02，0x03，0x04，0x05，0x06，0x07，0x08，0x09，0x0A，0x0B，0x0C，0x0D，0x0E，0x0F，0x10};
其中，Delta的初始值为0x9E3779B9，Delta值的不断变化使得每轮的加密均有所不同。TEA解密算法是加密的逆运算，对加密后的wav文件进行解密处理，本文使用C#编写解密界面。
4实验仿真
打开电源开关，状态指示灯闪烁一次;使用录音中间"一键录音"按键，录音指示灯常亮;再次按键时录音指示灯熄灭，停止录音。本文使用音频处理软件CoolEditPro进行波形观察，
通过音频信号的波形对比可看出，加密后的音频信号波形是完全随机的乱码，语音播放时呈噪音状态，解密后的音频文件声音还原性良好。
5结束语
系统使用VS1003、STM32等器件实现一键录音加密录音笔的设计，USB从控制器与PC机进行通信，实现数据传输。数字录音技术是现代数字信号处理的重要组成部分，其融合了音频数据采集与传输、音频数据处理以及嵌入式等多种技术，具有广阔的应用前景。
