【正文】 周期為 1個比特率； （ 6）如果輸入一個停止信號，變址寄存器尋址 SRAM存儲器中的索引區(qū)域； （ 7）地址計數(shù)器的值，根據(jù)變址寄存器提供的地址被寫入 SRAM存儲器的索引區(qū)域中； （ 8）地址計數(shù)器的計數(shù)值加 1后，錄制便告完成。 圖 43是有關存儲器在標記索引方式下的映象圖。由于標記索引方式實質上是依據(jù)時間軸，由 TC8830AF自動定義指定段的起始地址和終止地址，只要我們利用 SRAM寫入的形式，可以作出對該指定段再生內容的轉移。 （ 3） EOS標志位 在聲音錄制或再生的等待過程中，該位置“ 1”，也就是說，該位指示著錄制 /再生的工作情況。 （ 1） OVR溢出標志 該位指示錄制過程的結束。 在聲音錄制 /再生過程中，上述的 11條指令，只有 STOP命令有效。在這個讀周期期間，不會訪問狀態(tài)存儲器的內容，地址計數(shù)器也不會加 1。另外，該命令還可用于設置進入聲音再生守候狀態(tài)。在聲音錄制守候狀態(tài)下加上該命令，地址計數(shù)器的內容將被寫入到 SRAM存儲器的索引區(qū)域，同時啟動聲音的錄制。另外，該命令可設置進入聲音再生等待狀態(tài)。 （ 4） ADLD1（ 6個半個字節(jié)命令） 在地址計數(shù)器中設置 5個連續(xù)的半字節(jié)數(shù)據(jù)構成 20位的地址值，并復位地址比較觸發(fā)器。該命令還用于設置狀態(tài)寄存器中的 EOS標志位。 步驟一，利用 /RD脈沖，讀取 TC8830AF的狀態(tài)，并且檢驗 BUSY標志位； 步驟二，如果 BUSY位不是處于“忙”狀態(tài)，則在 P0—P3端設置好命令，并且利用/WR脈沖寫入一個命令； 步驟三，對于 3個半字節(jié)的命令，這時可寫入第 2個半字節(jié)，再寫第 3個半字節(jié)。 帶通濾波器 TC8830AF芯片上具有第一級高通濾波器和第二級低通濾波器。在CPU控制下，當 /RD端給定低電平時， TC8830AF就在 P0～ P3這四根數(shù)據(jù)總線上反映狀態(tài)寄存器的四位內容。而地址比較器是完成這一功能的檢測核心。在 CPU控制下，該地址計數(shù)器的值能夠通過命令予以設置或讀出。 下面是 TC8830AF的一些主要特點： （ 1）聲音數(shù)據(jù)的存取選用靜態(tài) RAM，可外接 4片 64K位或者 4片 256K位的 SRAM芯片； （ 2）通過外部電路可以將外接存儲器容量擴大至 8M位； （ 3）連接話筒極其方便，并有 11種命令供使用； （ 4）在手動操作工作模式下，聲音的錄制與再生最多為 16段； （ 5）提供四種比特率： 32kbps、 16kbps、 11kbps、 8kbps供選擇一種使用； （ 6）使用四片 256k位 SRAM存儲器，以及選擇 16kbps比特率，錄音 /放音時間達 64秒左右； （ 7） 錄制時片內有話筒放大器，放音時片內有頻帶濾波器； （ 8）自適應 增量 δ調制方式 ADM； （ 9） CMOS工藝； （ 10）片載陶瓷振蕩電路； （ 11） 單一正電源供電，電壓為 +5V。不同的中斷請求會有 不同的中斷服務要求，中斷服務程序也各不相同。 （ 2）保護斷點 中斷的斷點保護是由硬件自動實現(xiàn)的，當 CPU響應中斷后，硬件把當前 PC寄存器的內容壓入堆棧。 2. 中斷請求的響應條件 8031單片機的 CPU在檢測到有效的中斷請求信號同時，還必須同時滿足下列三個條件才能在下一個周期響應中斷： （ 1）無同級或更高級的中斷在服務； （ 2）現(xiàn)行的機器周期是指令的最后一個周期； （ 3）當前正執(zhí)行的指令不是中斷返回指令或訪問 IP、 IE寄存器等與中斷有關的指令。 3. 中斷系統(tǒng)的功能 中斷系統(tǒng)即中斷管理系統(tǒng)，指能夠實現(xiàn)中斷功能的那部分硬件電路和軟件程序。當定時器 /計數(shù)器到達設定的時間或檢測到設定的計數(shù)脈沖后，其溢出位置位。這些中斷源提出中斷請求后會在專用寄存器中設置相應的中斷標志。 中斷系統(tǒng) 1. 中斷系統(tǒng)的組成 能夠實現(xiàn)中斷功能的部件稱為中斷系統(tǒng)。 8031單片機的指令系統(tǒng)具有 255種操作 代碼，一共構造出 111種指令，指令系統(tǒng)功能很強， 可分為下面 5類 ： （ 1）數(shù)據(jù)傳送類（ 28條） 哈爾濱理工大學遠東學院學士學位論文 11 （ 2）算術操作類（ 24條） （ 3）邏輯操作類（ 25條） （ 4）控制轉移類（ 17條） （ 5）布爾變量操作類（ 17條） 8031 的中斷系統(tǒng) 中斷的定義 中斷就是指由于外部或內部事件而改變原來 CPU正在執(zhí)行指令順序的一種工作機制。操作數(shù)字段又分為目的操作數(shù)和源操作數(shù)兩部分。一臺計算機所 能執(zhí)行的全部指令的集合稱為這個CPU的指令系統(tǒng)。不同的指令，由于其字節(jié)數(shù)和周期數(shù)不同，所以具體的取指和執(zhí)行時序也有所不同。在8031單片機系統(tǒng)中，有單周期指令、雙周期指令和四周期指令。在一個機器周期中，單片機可以完成某種規(guī)定的操作。 CPU 時序 CPU實質上就是一個復雜的同步時序電路，所有的工作都是在時鐘信號控制下進行的。 （ 4） ～ （ 10～ 17）。 P2是一個內部帶上拉電阻的 8位準雙向 I/O口。 P1是一個內部帶上拉電阻的 8位準雙向 I/O口。在訪問外部存儲器時可作為地址 /數(shù)據(jù)分時復用總線使用。訪問外部程序存儲器控制端。但是如果 CPU執(zhí)行的是一條訪問外部數(shù)據(jù)存儲器指令，那么在執(zhí)行這條指令所需的 24個振蕩周期內將會少發(fā)出 2個 /PSEN信號。對于 EPROM型單片機，在 EPROM編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖信號（ /PROG）。即使不訪問外部存儲器， ALE端仍以不變的頻率周期性地發(fā)出正脈沖信號。當振蕩器工作時，在此引腳上出現(xiàn)兩個機器周期以上的高電平將使單片機復位。接外部晶體和微調電容的一個引腳。正常操作時接 +5V電源。程序在執(zhí)行過程中經常需要根據(jù)這些標志來決定下一步應當如何操作。 （ 5）專用寄存器區(qū) 專用寄存器區(qū)也可稱為特殊功能寄存器區(qū)。 PC是決定執(zhí)行順序的關鍵性寄存器，是任何一個微處理器都不可缺少的。 8031單片機的運算器還包括一個布爾處理器，專門用來進行位操作。 8031內部包含了下列幾個部件： （ 1）一個 8位 CPU； （ 2）一個片內振蕩器及時鐘電路； （ 3） 4K字節(jié)程序存儲器； （ 4） 128字節(jié)數(shù)據(jù)存儲器； （ 5）兩個 16位可編程定時器 /計數(shù)器； （ 6）一個可編程全雙工串行口； （ 7）四個 8位可編程并行 I/O端口； （ 8） 64K字節(jié)外部數(shù)據(jù)存儲器和 64K字節(jié)程序存儲器擴展控制電路； （ 9）五個中斷源，兩個優(yōu)先級嵌套中斷結構。音圈與振膜相連接，振膜的重量要輕，并且要具有壓縮空氣的足夠的面積。輸出的最終形式是將語音通過揚聲器得以傳播出去。建立語音庫時應記錄語音信號的抽象表示形式，即以各種參數(shù)描述的有關字、詞或句子的表示方式。 語音庫的建立 在波形語音合成方式里，我們得到的是語音的數(shù)字編碼形式，記載的數(shù)字編碼如一一得以復原，則可復述原先所記錄的語音。話筒內部線圈與振膜直接相連，振膜的振動帶動線圈的振動，將聲能變成機械能，并由機械能轉為電能的形式。 語音記錄與語音庫的建立 語音合成是語音模擬信號經過采樣，在計算機內存中反映為 一個數(shù)字序列；而當這一數(shù)字序列最終輸出時，為一特定語音的過程。 圖 22所示是用參數(shù)合成法實現(xiàn)的語音輸出系統(tǒng)原理示意圖。實現(xiàn)合成的方法，則因線性預測系數(shù)、語音共振峰等而各不相同 [3]。 哈爾濱理工大學遠東學院學士學位論文 4 圖 21 波形存儲法過程示意圖 參數(shù)合成法 參數(shù)合成法也稱為分析合成法，是一種比較復雜的方法，它是基于分析與模擬人的發(fā)音器官，以便尋求并建立描述過程。 語音的數(shù)字合成方法 波形存儲法 波形存儲法是一種相對簡單的語音合成技術。 人的耳朵可 聽到頻率為 20Hz20kHz的聲音。聲道管的諧振頻率和聲道的形狀與大小有關，每種形狀都有一種或一套共振峰頻率作為特征。語聲波形是一種聲壓波。 有關中文普通話語音合成芯片，目前國內主流的、并在市場上得到廣泛應用的解決方案，主要有北京宇音天下科技有限公司的成熟產品 OSYNO6188，以及科大訊飛所研制的 XFS3011 語音合成芯片，當然還有華幫華邦 WINBOND 的 WTS70 日本 OKI 公司的ML2110/MSM7630 系列。不過，這種方式也受內存容量的限制，所能合成的詞匯數(shù)也是有限的。在合成過程中，通過相應數(shù)學模型的計算去人工控制這些參數(shù)的合成。在建立詞匯語音 庫的過程中，將特定的單詞、詞組或短語的聲波波形通過轉變成數(shù)字信號而存入存儲單元中。系統(tǒng)運行的任何時刻都可以響應按鍵，若掃描到有 號鍵按下，則播報當前時間；若掃描到有 *號鍵按下，則進入時間設置狀態(tài)，且按時、分、秒的順序來接受鍵盤輸入的數(shù)據(jù)；若沒有 *號鍵按下，而掃描到有數(shù)字鍵按下，則不予響應。 本語音報時系統(tǒng)的總體設計思想為：使用 8031 作為整個系統(tǒng)的 CPU，利用外擴程序存儲器的 8031 單片機自身的定時器 /計數(shù)器來實現(xiàn)時間的計數(shù)；通過外接 8155 來擴展 8031 的 I/O 口，通過 8155 的 I/O 口來外接 4*3 的鍵盤和 6 位 8 段 LED 顯示器，利用這些設備來實現(xiàn)時間數(shù)據(jù)的采集與顯示；利用 8031 對 TC8830AF 的控制來實現(xiàn)語音庫的建立和語音報時，在語音庫建立時，須將 TC8830AF 連接一個 256K 位的SRAM65256 作為語音 存儲器，錄音完畢后把 SRAM65256 中的語音數(shù)據(jù)固化到EPROM27256 中，系統(tǒng)運行時用 EPROM27256 替代 SRAM65256 連接到 TC8830AF 上作為語音庫以供放音時使用，這樣系統(tǒng)運行時就不怕掉電造成語音庫的丟失。目前，市場上已有許多語音合成芯片供選擇 、開發(fā)應用， 如ISD400 TMS347 YYH1 T6668 和 TC8830AF 等都具有較強的記錄功能，可以應用于許多語音專用系統(tǒng)。 綜合考察本設計所用的器件較合理，系統(tǒng)可以實現(xiàn)所要求的功能，而且本系統(tǒng)是可以實現(xiàn)的，所以本系統(tǒng)是可行的。尤其用在智能儀器儀表上，能使設備的功能增強，給使用者帶來極大方便。 本課題在具體設計前詳細介紹了語音合成的基本原理，敘述了三種語音合成的方法：波形存儲法，分析合成方式以及規(guī)則合成方式，并對波形存儲方式及其分類做了詳細敘述。在許多不便于直接目測的場合，將檢測結果用語音輸出，實現(xiàn)以耳聽代替目測，會收到很好的效果。尤其用在智能儀器儀表上，能使設備的功能增強，給使用者帶來極大方便。單片機 8031 給出語音存放的地址信號和控制信號可實現(xiàn)語音的錄制和放音，達到報時的目的。 關鍵詞 語音合成 語音報時 雙頻語音 哈爾濱理工大學遠東學院學士學位論文 II Based on the speech synthesis chip TC8830AF speech system design Abstract The origins of modern society in the development of electronic technology and production life actual demand, voice synthesizer will bee increasingly wide range of applications. Used especially in smart instruments, can make the device enhancements, aimed a great convenience. In many awkward direct Visual function will test results with voice output, the implementations to ear instead of visually, receive good results. At present, the market has many options for speech synthesis chip, the development application, such as ISD4002, TMS3477, YYH16, T6668 and TC8830AF, and so has a strong record feature, can be applied to many voice dedicated systems. This design choice of advanced speech processor TC8830AF speech synthesis chip, the voice chip is offered by Toshiba uses Adaptive Delta δ modulation (ADM) way of LSI, connecting EPROM27256 curing speech data, perimeter configuration speakers and amplifier consisting of audio circuit. SCM 8031 gives voice to storage of addresses signaling and control signa