【正文】 統(tǒng)的錄音、放音部分的總體設計方案進行了論證。 本文介紹了基于 AT89C52 單片機及 ISD4004 語音板為主要部件的語音錄放電路的工作原理、硬件和軟件的設計。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 安陽工 學院 及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 ISD4004 系列工作電壓 3V,單片錄放時間 8 至 16 分鐘 ,音質 好 ,適用于移動電話及其他便攜 式電子 產品中。進一步介紹了單片機 AT89C52 應用在系統(tǒng)中的應用，分析了系統(tǒng)各部分的硬件及軟件實現(xiàn)。 系統(tǒng)原理電路設計 ....................................................................................................... 27 語音錄放模塊 ............................................................................................................... 28 結 論 ......................................................................................................................................... 29 致 謝 ......................................................................................................................................... 30 參考文獻 .................................................................................................................................... 31 1 引 言 語音，作為一種典型的非平穩(wěn)隨機信號，是人類交流信息最自然、最有效、最方便的手段，在人類文明和社會進步中起著重要的作用。對頻域分析處理，即對信號的頻率特性在頻譜中加以分析研究，這拓展了信號分析的范圍，是對不確定信號分析的主要方法。但是它的快速發(fā)展可以說是從 1940 年前后 Dudley 的聲碼器和 Potter 等人的可見語音開始的； 20 世紀 60 年代中期形成的一系列數(shù)字信號處理方法和技術，如數(shù)字濾波器、快速傅里葉變換等成為語音信號數(shù)字處理的理論和技術基礎；到了 80 年代，由于矢量量化、隱馬爾克夫模型和人工神經網絡等相繼被應用于語音信號處理，并經過不斷改進與完善，使得語音信號處理技術產生了突破性的進展。 2 第 1 章緒論 系統(tǒng)設計的意義 語音不僅是人與人之間進行信息交流最直接、最方便和最有效的工具，而且也是人與機器之間進行通信的重要工具。1939 年產生了一種概念全新的語音處理技術，這就是著名的通道聲碼器技術。 對于語音信號，數(shù)字處理比模擬處理具有更多的優(yōu)點。 單片機的應用無處不在，利用單片機控制語音的錄放也多不勝舉。要求放音質量好，用二極管顯示工作狀態(tài)。功能強大 AT89C52 單片機適合與許多較為復雜控制應用場合。掉電方式保存 RAM 中的內容 ，但震蕩器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一個部件復位。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅動 8 個 TTL 邏輯門電路，對端口 P0 寫“ 1”時，可作為高阻抗輸入端用。對端口寫“ 1”，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。 表 和 的第二功能 引腳號 功能特性 T2（定時 /計數(shù)器 2 外部計數(shù)脈沖輸入），時鐘輸出 T2EX(定時 /計數(shù) 2 捕獲、重裝載觸發(fā)和方向控制） 5 P2 口： P2 是一個帶有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。 Flash 編程或校驗時， P2 亦接收高位地址和一些控制信號。此時，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流（ IIL）。 8 ALE/PROG： 當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位 字節(jié)。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。在此期間，當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次 PSEN 信號。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復位時內部會鎖存 EA 端狀態(tài)。 XTAL1：振蕩器反相放大器的及內部時鐘發(fā)生器的輸入端。 Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調試工具，全 Windows界面。 Keil 不能直接對單個的 C 語言源程序進行處理，還必須選擇單片機型號；確定編譯、匯編、連接的參數(shù)；指定調試的方式；而且一些項目中往往有多個文件，為管理和使用方便， Keil使用工程（ Project）這一概念，將這些參數(shù)設置和所需的所有文件都加在一個工程中，只能對工程而不能對單一的源程序進行編譯和連接等操作。 9 圖 選擇單片機型號 圖 加入文件 雙擊 文件， 將文件加入項目，注意，在文件加入項目后，該對話框并不消失，等待繼續(xù)加入其它文件，但初學時常會誤認為操作沒有成功而再次雙擊同一文件，這時會出現(xiàn)如圖 所示的對話框，提示你所選文件已在列表中，此時應點擊 “確定 ”，返回前一對話框，然后點擊 “Close”即可返回主接口，返回后，點擊 “Source Group 1”前的加號， 文件已在其中。芯片設 計 是基于所 有 操作必須 由 微控制器 控 制 ,操作命 令 可通過串 行 通 信接 口 SPI送入 。 12 2 地線 :(VSSA,VSSD) 芯片內部的模擬和數(shù)字電路也使用不同的地線。差分驅動時 ,信號最大幅度為峰峰值 16mV，為 ISD33000 系列相同。 6 串行輸入 (MOSI) 此端為串行輸入端，主控制器應在串行時鐘上升沿之前半個周期將數(shù)據(jù)放到本端 ,供 ISD輸入。數(shù)據(jù)在 SCLK上升沿鎖存到 ISD,在下降沿移出 ISD。中斷狀態(tài)也可用 RINT 指令讀取。每個 RAC 周期表示 ISD 存儲器的操作進行了一行 (ISD4004 系列中的 存貯器共 2400 行 )。芯片內部的采樣時鐘在出廠前已調校 ,誤差在 +1%內。由于內部 的防混淆及平滑濾波器已設定 ,故上述推薦的時鐘頻率不應改變。通常本端對地接 1mF 的電容 ,構成內部信號電平峰值檢測電路的一部 分。本端接 VCCA 則禁止自動靜噪。 2 SS 在傳輸期間必須保持為低電平 ,在兩條指令之間則保持為高電平。 6 ISD 的任何操作 (含快進 )如果遇到 EOM 或 OVF,則 產生一個中斷 ,該中斷狀態(tài)在下一個 SPI 周期開始時被清除。 8 所有操作在運行位 (RUN)置 1 時開始 ,置 0 時結束。放音 速度 是正 常的 1600 倍 ,遇到 EOM 后停止 ,然后內部地址計數(shù)器加 1,指向下條信息的開始處。 例如 ,從 00 從處發(fā)音 ,應遵循如下時序 : 1 發(fā) POWERUP 命令 。器件會從此 00 地址開始放音 ,當出現(xiàn) EOM 時 ,立即中斷 ,停止放音。 4 等待 2 倍 TPUD。 15 表 指令表 指令 8 位控制碼 16 位地址 操作摘要 POWERUP 00100XXXXXXXXXXXXXXXXXXX 上電 :等待 TPUD后器件可以工作 SET PLAY 11100XXX A15A0 從指定地址開始放音。 SPI 端口的控制位 SPI 端口有兩個硬件控制位 MISO 和 MOSI， SPI 控制寄存器控制放、錄、信息檢索、上電、掉電、啟動和停止、忽視地址指示等功能。這個特點對語音提 示功能很有用。那么第一個上升沿來的時候數(shù)據(jù)將會是 sdo=1；寄存器 =0101010x。sec TSCKhi SCLK High Time 400 nsec TSCKlow SCLK Low Time 400 nsec F0 CLK(Frequency) 1000 kHz 18 第 3 章 系統(tǒng)總體設計 硬件電路設計 本文的語音錄放系 統(tǒng)所采用的是錄放時間為 八至十六分鐘 的 ISD4004 語音芯片。該系統(tǒng)的硬 件電路連接如圖 1 所示： 本系統(tǒng)可以主要分為三部分 。 圖 硬件連接圖 ISD4004 原理圖 ISD4004 開發(fā)板是由 ISD4004 芯片、 LM386 低壓音頻小功率放大器和 AMS1117 電壓轉換芯片焊接而成，其連接如圖 所示。 若干條信息按順序分別錄入到芯片內 ，比如稱其 為 a,b,c,d信息 。為了理解其工作原理，有必要先介紹器件的存儲結構。 ISD40048MP 每一行周期為 200ms,這就是器件的地址分辨率。這個時鐘相對于微控制 器的速度來說較慢，上例為 200ms。 我們可以利用一個計數(shù)器對 RAC引腳進行計數(shù)，并且通過 LED顯示器實時地把計數(shù)器的值顯示出來，這樣我們不但可以知道錄入的每段信息的開頭和結尾的地址，而且還可以知道每段信息之中特定內容的地址，從而可以建立地址表對信息進行剪輯、合成等處理達到對語音信息特定的要求。 監(jiān)控 ISD4004 錄音地址的實例 我們可以用 ST89C51來檢測 ISD4004的 RAC引腳來實現(xiàn)錄音地址的監(jiān)控。如果有按鍵按下 ， 則轉去 執(zhí)行該按鍵指向的工作程序 。 測試 3： 若錄音時按下 鍵，則能停止錄音功能；若放音時按下 鍵，能夠停止放音功能。在有警情發(fā)生時這些報警系統(tǒng)會通知主人或報警中心，但是他們的響應都需要一定的時間，24 很有可能在他們的響應時間內不法分子已經完成了偷盜行為。其中報警子系統(tǒng)采用熱釋電紅外傳感器作為報警信號采集裝置， AT89S51 單片機作為主控制器，語音芯 片 ISD4004 作為報警和語音服務執(zhí)行裝置，鍵盤和數(shù)碼管作為人機接口 。若啟動報警，則通過控制已存有報警內容的語音芯片對不法分子進行語音警告，然后重復播放若干次語音報警內容以警醒主人或周圍的人，接著對現(xiàn)場進行錄音，記錄報警時間；同時在數(shù)碼管上顯示報警次數(shù)，并可以通過相應按鍵查詢報警時間，便于破案。該典型電路中， LM386M 一 1 的 1 腳和 8 腳間外接10uF的旁路電容，可以使電路的放大倍數(shù)提高 200倍。 26 圖 系統(tǒng)流程圖 基于 ISD4004 的紅外遙控醫(yī)院語音播報系統(tǒng)的設計 隨著醫(yī)院現(xiàn)代化、智能化的推進．靠人工咨詢掛號、了解專家、藥品報價、科室介紹、疾病預防傳達等已經不能適應醫(yī)院信息化建設的需求。如果是放音或錄音命令，則把解碼出來的地址碼傳送給 ISD4004，啟動 ISD 工作。電路原理圖如圖 所示。 圖 錄放音操作流程圖 29 結 論 本次設計通過對利用單片機控制技術設計語音錄放系統(tǒng)應用的簡單介紹，使我熟悉了 1SD4004 的基本應用。 本系統(tǒng)的設計 具有極強的實用性 ，由于時間關系，無論軟件設計還是硬件設計，都還存在不足的地方，還需要在技術水平和可靠性方面進一步改進。在我進行課題內容的研究中，從技術上給予了我很大的幫助和支持，而且在論文的最后評閱過程中，也給我提出了非常有價值的意見，使我獲益極深。無論是在課題立項還是在課