【正文】 題的研究階段 ，曹老師都給了我很大的幫助。 經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我不論是從理論知識(shí)還是從實(shí)際操縱中都學(xué)到了 不少知識(shí)，我接觸到更多平時(shí)沒有接觸過的科學(xué)儀器設(shè)備、元器件，并且獲得了相關(guān)的儀器調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了自己在這方面的很多不足之處。錄音操作主要是將外部輸入的語音存儲(chǔ)到 ISD4004 里，本系統(tǒng)留有廣播 錄音接 121，通過專用音頻電纜與中心數(shù)字錄音設(shè)備相連，向錄音設(shè)備提供中心廣播的音頻信號(hào)．以便實(shí)現(xiàn)遙控自動(dòng)錄音的功能；放音操作主要將存儲(chǔ)到內(nèi)部的語音數(shù)據(jù)同放出來．本系統(tǒng)通過功放模塊接多媒體喇叭。 圖 系統(tǒng)組成方框圖 系統(tǒng)原理電路設(shè)計(jì) 醫(yī)院語音播報(bào)系統(tǒng)安裝在醫(yī)院大廳或科室的 天花板上，要求有相關(guān)語音服務(wù)和循環(huán)播報(bào)的功能，采用 ISD4004 語音芯片可以滿足此要求。 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 本研究采用 ATMEL 公司的 AT89S52 單片機(jī)作為系統(tǒng)核心，完成遠(yuǎn)程遙控錄音和語音播報(bào)等。 25 圖 語音錄放模塊硬件電路 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 基于上述硬件原理圖和相關(guān)分析，軟件部分的主要任務(wù)是完成對(duì)熱釋電紅外傳感模塊傳出的數(shù)字信號(hào) V0 的處理，語音服務(wù)的軟件實(shí)現(xiàn)以及適時(shí)的語音錄放。 MKl 為麥克風(fēng)，用于錄入語音， 可完成普通的現(xiàn)場(chǎng)錄音。由于不法分子一般在門外待的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，因此使 用者結(jié)合自己家庭所處環(huán)境及人流情況，通過鍵盤設(shè)置最佳的報(bào)警響應(yīng)時(shí)間，以便對(duì)他們進(jìn)行區(qū)分。在這種方法失效的情況下，可以記 錄入侵時(shí)間，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)錄音，然后通過電話或其他方式通知主人或報(bào)警中心。 這種單純的機(jī)械裝置，在較長(zhǎng)時(shí)間無人在場(chǎng)的 情況下，防盜效果往往不盡如人意，所以人們需要有新的防盜系統(tǒng)作為補(bǔ)充。 表 功能測(cè)試表 測(cè)試點(diǎn) 內(nèi)容 說明 1 錄音功能是否實(shí)現(xiàn) 當(dāng)按下 鍵時(shí)，從指定地址開始錄音 2 放音功能是否實(shí)現(xiàn) 當(dāng)按下 鍵時(shí)，從指定地址開始放音 3 停止 按鍵是否正常 當(dāng)按下 鍵時(shí)，停止當(dāng)前的操作 測(cè)試結(jié)果 測(cè)試 1： 當(dāng)按下 鍵時(shí)，從 0XA0 地址開始錄音，運(yùn)行結(jié)果與預(yù)期相同。R2R3為地址計(jì)數(shù)器。只需把事先編輯好的語音信息的準(zhǔn)確地址傳送到 ISD4004的控制口就可以實(shí)現(xiàn)指定地址的放音。 但由于微處理器的查詢速度相對(duì)于 RAC時(shí)鐘頻率要快得多，所以，如果通過查詢的方法檢測(cè) RAC 每個(gè)周期的低電平時(shí)，在上一次檢測(cè)到 RAC低電平時(shí)必須要 經(jīng)過一段延時(shí)才能再檢測(cè) RAC，這樣檢測(cè)到的低電平才是有效的 ,這段延時(shí)可以說是“假延時(shí)”。每個(gè)錄放周期都從這 200ms的“語音存儲(chǔ)塊”的塊首開始，如圖 所示。對(duì)器件尋址，就是選擇一行，從行首開始錄、放操作，而每行中的各列是不可尋址的。 下面 以 ISD40048MP 為例來說明如何利用硬件結(jié)構(gòu)尋址 。例如 ， 我們可以利用軟件編程的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)語音信息的剪輯 、 合成等操作來達(dá)到我們對(duì)語音信息特殊的要求 。 控制部分則主要由單片機(jī) 89C52 構(gòu)成 ， 包含必要的按鍵電路 、 復(fù)位 電路和看門狗電路等外圍電路 。 控制部分則主要由單片機(jī) AT89C51 構(gòu)成，包含必要的按鍵電路、復(fù)位電路和指示電路等外圍電路。這樣就完成里一個(gè) spi時(shí)序。 SPI 端口簡(jiǎn)單框圖如下 ： 圖 SPI 端口 時(shí)序 SPI 總線協(xié)議是一個(gè)環(huán)形總線結(jié)構(gòu)，由 ss（ cs）、 sck、 sdi、 sdo 構(gòu)成，其時(shí)序主要是在sck 的控制下，兩個(gè)雙向移位寄存器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。詳 見表 ： 表 控制器功能 位 值 功 能 位 值 功 能 RUN 1 0 允許 /禁止操作 開始 停止 PU 1 0 電源控制 上電 掉電 P/R 1 0 錄 /放模式 放音 錄音 IAB 1 0 操作是否使用指令地址 忽略輸入地址寄存的內(nèi)容 使用輸入地址寄存的內(nèi)容 MC 1 0 快進(jìn)模式 允許快進(jìn) 禁止 P15P0 A15A0 行指針寄存器輸出 輸入地址寄存器 注 ： IAB 置 0 時(shí) ,錄 、 放 操作從 A9A0 地址開始 。后跟 REC 指令可使錄音繼續(xù)進(jìn)行下去 REC 10110XXXXXXXXXXXXXXXXXXX 從當(dāng)前地址開始錄音 (直至 OVF 或停止 ) SET MC 11101XXXA15 A0 從指定地址開始快進(jìn)。 6 發(fā) REC 命令 。 2 等待 TPUD(上電延時(shí) )。 3 發(fā)地址值為 00 的 SETPLAY 命令 。因此 ,用戶發(fā)完上電指令后 ,必須等待 TPUD,才能發(fā)出一條操作指令。 信息快進(jìn) 用戶不 必知 道信息 的確 切地址 ,就能 快進(jìn)跳 過一 條信息 。 因此要注意移入的數(shù)據(jù)是否與器件當(dāng)前進(jìn)行的操作兼容。 4 SS 變低 ,輸入指令和地址后 ,ISD 才能開始錄放操作。 SPI 協(xié)議是一個(gè)同步串行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議 ,協(xié)議假定微控制器的 SPI 移 位寄存器在 SCLK 的下降沿動(dòng)作 ,因此對(duì) ISD4004 而言 ,在時(shí)鐘止升沿鎖存 MOSI 引腳的數(shù)據(jù) ,在下降沿將 數(shù)據(jù)送至 MISO 引腳。大信號(hào)時(shí) ,自動(dòng)靜噪電路不 衰減 ,靜音時(shí)衰減 6dB。在不外接地時(shí)鐘時(shí) ,此端必須接地。工業(yè)級(jí)芯片13 在整個(gè)溫度和電壓范圍內(nèi) ,頻率變化 在 6/+4%內(nèi) ,此時(shí)建議使用穩(wěn)壓電源?？爝M(jìn)模式下 ,RAC 的 s 是高電 平 , s 為低電平。 EOM 標(biāo)志 只在放音中檢測(cè)到內(nèi)部的 EOM 標(biāo)志時(shí) ,此狀態(tài)位才置 1。 ISD 在任何操作 (包括快進(jìn) )中檢測(cè)到 EOM 或 OVF 時(shí) ,本端變低并保 持。 ISD 未選中時(shí) ,本端呈高阻態(tài)。信號(hào)通過耦合電容輸入 ,最大幅度為 峰峰值 16mV音頻輸出 (AUD OUT) 提供音頻輸出 ,可驅(qū)動(dòng) 5KΩ的負(fù)載。輸入放大器可用單端或差分驅(qū)動(dòng)。采 樣頻 率可為 ,頻率 越 低 ,錄 放時(shí) 間 越長(zhǎng) ,而音 質(zhì) 則 有 所下 降 ,片內(nèi)信息存于閃爍存貯器中 ,可在斷電情況下保存 100 年 (典型值 ),反復(fù)錄音 10 萬次。 10 圖 重復(fù)加入源程序得到的提示 11 ISD4004 介紹 性能簡(jiǎn)述和引腳圖 ISD4004 系 列工作電壓 3V,單片錄放時(shí)間 8 至 16 分鐘 ,音質(zhì)好 ,適用于移動(dòng)電話及其他便攜式電子產(chǎn) 品中。點(diǎn)擊 “保存 ”按鈕，出現(xiàn)第二個(gè)對(duì)話框，如圖 所示，這個(gè)對(duì)話框要求選擇目標(biāo) CPU（即你所用芯片的型號(hào)）， Keil 支持的 CPU 很多，這里選擇Atmel公司的 89S52 芯片。 Keil 工程建立 啟動(dòng) uVison3，點(diǎn)擊 “File New…” 在工程管理器的右側(cè)打開一個(gè)新的文件輸入窗口，在這個(gè)窗口里輸入 一個(gè) 源程序，注意大小寫及每行后的分號(hào)，不要錯(cuò)輸及漏輸。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 Flash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上 +12V 的編程允 許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 Vpp。 EA/VPP：外部訪問允許。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置 ALE 禁止位無效。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè) ALE 脈沖。 7 表 P3 口第二功能 7 RST：復(fù)位輸入。 P3 口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVX DPTR 指令）時(shí)， P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。與 AT89C51 不同之處是， 和 還可分別作為定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 的外部計(jì)數(shù)輸入（ ）和輸入（ ），參見表 。在 Flash 編程時(shí)， P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字 節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。同時(shí)具有全靜態(tài)操作： OHZ24MHZ，三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器， 256 8 字節(jié)內(nèi)部 RAM， 32 個(gè)可編程 I/O 口線， 3 個(gè) 15 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器， 8 個(gè)中斷源，可編程串行 UART通道的功能部件。同時(shí)， AT89C52 可降至 OHZ 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)點(diǎn)工作模式。 3 系統(tǒng)采用的實(shí)現(xiàn)方法 設(shè)計(jì)硬件原理圖 ,焊接語音模塊 ,包括電壓轉(zhuǎn)換芯 片 ,音頻小功率放大器和 ISD4004 的連接 . 編寫軟件程序 ,利用單片機(jī)控制技術(shù) ,實(shí)現(xiàn)錄、放、停等操作。用單片機(jī)控制語音芯片設(shè)計(jì)語音錄放系統(tǒng) ,該系統(tǒng)功能多，錄放音音質(zhì)好，外圍電路簡(jiǎn)單。因此數(shù)字語音信號(hào)處理是主要研究方向。這一概念已經(jīng)包含著其后出現(xiàn)的語音參數(shù)模型的基本思想。電話的理論基礎(chǔ)是盡可能不失真地傳送語音波形。一方面，對(duì)聲音語音學(xué)統(tǒng)計(jì)模型的研究逐漸深入，魯棒的語音識(shí)別、基于語音段的建模方法及隱馬爾可夫模型與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合成為研究的熱點(diǎn)。聲卡是計(jì)算機(jī)對(duì)語音信息進(jìn)行加工的重要部件，它具有對(duì)信號(hào)濾波、放大、采樣 保持、 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換等功能。語音信號(hào)的研究可以從時(shí)域和頻域兩個(gè)方面進(jìn)行。 關(guān)鍵詞 ： ISD4004 AT89C52 單片機(jī) 語音錄放 The design of voice recording and playback system based on isd4004 Abstract： With the singlechip microputer control, and then make the pronunciation chip microcontroller and pronunciation chip embedded in munication equipment, intelligent instruments, security alarm and children39。論文概述了語音錄放電路的原理， 并且在介紹語音錄放系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，提出了系統(tǒng)的總體構(gòu)成。 作者簽名： 日 期： 基于 ISD4004 芯片的語音錄放系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要 ：用單片機(jī)控制語音芯片，再把單片機(jī)和語音芯片嵌入到通信設(shè)備，智能儀器，治安報(bào)警及兒童玩具中，就可做成語音播放的機(jī)器。 ANYANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 本 科 畢 業(yè) 論 文 基于 ISD4004 芯片的語音錄放系統(tǒng)設(shè)計(jì) The Design of Voice Recording and Playback System Based on ISD4004 系（院）名稱： 電子 信息工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級(jí)： 11 屆 電子信息 工程 學(xué) 生 姓 名： 李昌 學(xué) 生 學(xué) 號(hào)： 1107050017 指導(dǎo)教師姓名： xx 指導(dǎo)教師職稱： 講師 20xx 年 5 月 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 作 者 簽 名：