【正文】 E061A。隨著微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，目前世界上各個公司都研制出了各種應(yīng)用領(lǐng)域的單片機(jī)，單片機(jī)芯片市場也異常活躍，從8位低端，到高性能的16位，到集成度，速率，可靠性等全方位向更高水平發(fā)展的32位系列。本次畢業(yè)論文就是選用凌陽16位單片機(jī)SPCE061A和外部擴(kuò)展存儲器W29C040來實(shí)現(xiàn)數(shù)碼語音的錄取和播放系統(tǒng)。按鍵部分：按鍵1 開始語音錄入按鍵2 停止錄音，播放語音。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能：通過按鍵1，開始錄音，按鍵2，結(jié)束錄音并播放所錄的語音。凌陽科技推出的μ’nSP?單片機(jī)就是基于SOC的新型數(shù)/模混合的系統(tǒng)芯片。凌陽公司為μ’nSP?單片機(jī)的應(yīng)用開發(fā)提供了較為完善的開發(fā)支持工具。 80C51方案在我國單片機(jī)的市場中，51單片機(jī)曾經(jīng)占據(jù)著絕對的主導(dǎo)地位，但在科技不斷發(fā)展的當(dāng)今，嵌入式系統(tǒng)正在不斷流行開來，對單片機(jī)的處理速度的要求不斷提高，對單片機(jī)的處理功能也要求越來越強(qiáng)。對于本系統(tǒng)中的語音采集，數(shù)據(jù)處理存放，語音回放，DSP可以輕而易舉的完成這些基本功能。該系統(tǒng)可以廣泛應(yīng)用于需求的錄音較長的場合。 凌陽單片機(jī)的簡介 綜述隨著單片機(jī)功能集成化的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也逐漸地由傳統(tǒng)的控制，擴(kuò)展為控制處理、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)字信號處理（DSP，Digital Signal Processing）等領(lǐng)域。μ’nSP?內(nèi)核是一個通用的核結(jié)構(gòu)。 μ’nSP?家族有以下特點(diǎn): 體積小、集成度高、可靠性好且易于擴(kuò)展 μ’nSP?家族把各功能部件模塊化地集成在一個芯片里，內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，因而減少了各功能部件之間的連線，提高了其可靠性和抗干擾能力。另外，μ’nSP?的指令系統(tǒng)提供具有較高運(yùn)算速度的16位16位的乘法運(yùn)算指令和內(nèi)積運(yùn)算指令，為其應(yīng)用增添了DSP功能，使得μ’nSP?家族運(yùn)用在復(fù)雜的數(shù)字信號處理方面既很便利，又比專用的DSP芯片廉價。這對于其在野外作業(yè)等領(lǐng)域中的應(yīng)用具有特殊的意義。因此，與SPCE500A相比，以μ’nSP?為核心的SPCE061A微控制器是適用于數(shù)字語音識別應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)品的一種最經(jīng)濟(jì)的選擇。nSPTMSRAM容量2K字ROM容量（字）32K閃存ROM并行I/O端口AIOA15~0并行I/O端口BIOB15~0音頻輸出方式DAC2中斷源TimerA/B時基信號發(fā)生器外部中斷觸鍵喚醒喚醒元IOA7~0其他中斷源定時器/計數(shù)器雙16位加計數(shù)定時器/計數(shù)器雙通道PWM輸出UART具備ADC7通道10位電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）和單通道聲音模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）單行SRAM接口具備（凌陽格式）晶振具備低電壓復(fù)位具備低電壓監(jiān)測具備內(nèi)置ICE接口具備上電復(fù)位具備麥克風(fēng)放大器和自動增益控制單通道節(jié)電功能具備中斷控制功能具備觸鍵喚醒功能具備 SPCE061A最小系統(tǒng)最小系統(tǒng)接線如圖34在OSC0、OSC1端接上晶振及諧振電容，在鎖相環(huán)壓控振蕩器的阻容輸入VCP端接上相應(yīng)的電容電阻后即可工作。SPCE061A的開發(fā)是通過在線調(diào)試器PROBE實(shí)現(xiàn)的。它利用了SPCE061A片內(nèi)置的在線仿真電路ICE（In Circuit Emulator）接口和凌陽公司的在線串行編程技術(shù)。那么系統(tǒng)如何擴(kuò)展Memory，解決IO口不夠的問題呢？這里介紹一款芯片W29C040,它能夠解決所有IO不夠用的問題SPCE061A是臺灣凌陽公司生產(chǎn)的十六位單片機(jī)，該單片機(jī)內(nèi)置有2路DA轉(zhuǎn)換，8路AD轉(zhuǎn)換及在線仿真等豐富的功能，這些都為我們實(shí)現(xiàn)數(shù)碼錄音和播放提供良好的方便條件， W29C040是臺灣華邦公司生產(chǎn)的4M位的FLASH存儲芯片，利用它存儲凌陽格式的語音資源，可以長達(dá)4分鐘語音錄放。 W29C040的介紹W29C040為32腳DIP封裝芯片，工作電壓為5V，內(nèi)部 512K * 8位的快速閃存，它的結(jié)構(gòu)為256字節(jié)為一頁，每頁的擦寫時間為5mS，整片擦除時間為50mS。語音也可以表示為波形聲音，但波形聲音表示不出語言、語音學(xué)的內(nèi)涵。但音樂不能對所有的聲音進(jìn)行符號化。此外，聲道的數(shù)目、相應(yīng)的音頻設(shè)備也是影響音頻質(zhì)量的原因。壓縮編碼的必要性：實(shí)際應(yīng)用中，壓縮編碼的音頻資料量很大，進(jìn)行傳輸或存儲資料量是不現(xiàn)實(shí)的。而在實(shí)際操作中，可以依需要來選擇合適的算法。如：脈沖編碼調(diào)制(pulse code modulation，PCM)、差值脈沖編碼調(diào)制（DPCM）、增量調(diào)制(DM)以及它們的各種改進(jìn)型自適應(yīng)差分編碼（ADPCM）、自適應(yīng)增量調(diào)制（ADM）、自適應(yīng)差值脈沖編碼調(diào)制(ADPCM) 、自適應(yīng)傳輸編碼（Adaptive Transfer Coding，ATC）和子帶編碼（SBC）等都屬于波形編碼技術(shù)。具體說，參數(shù)編碼是通過對語音信號特征參數(shù)的提取和編碼，力圖使重建語音信號具有盡可能高的準(zhǔn)確性，但重建信號的波形同原語音信號的波形可能會有相當(dāng)大的差別。如：多脈沖激勵線性預(yù)測編碼（MPLPC），規(guī)劃脈沖激勵線性預(yù)測編碼（KPELPC），碼本激勵線性預(yù)測編碼（CELP）等都是屬于混合編碼技術(shù)。 凌陽音頻編碼算法表41為音頻質(zhì)量等級的編碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（頻響）：表41中頻率范圍（Hz）采樣率（kHz）量化精度（位）電話話音200~3400 8 8 寬帶音頻（AM質(zhì)量） 50~7000 16 16 調(diào)頻廣播（FM質(zhì)量）20~15k 16 高質(zhì)量音頻（CD質(zhì)量） 20~20k 16 凌陽音頻壓縮算法處理的語音信號的范圍是200HZ－。2)參數(shù)編碼：聲碼器（vocoder）模型表達(dá)，抽取參數(shù)與激勵信號進(jìn)行編碼。凌陽壓縮算法中SACM_A2000、SACM_S480、SACM_S240主要是用來放音，可用于語音提示，而DVR則用來錄放音。語音識別電路基本結(jié)構(gòu)如圖41所示:濾除噪音預(yù)加重濾波器組PARCOR系數(shù)線性預(yù)測系數(shù)過零次數(shù)能量相關(guān)函數(shù)等模式匹配詞典語音分析語音識別結(jié)果輸出圖41識別電路結(jié)構(gòu) 語音錄入使用介紹SACMDVR具有錄音和放音功能，并采用SACM_A2000的算法，錄音時采用16K資料率及8K采樣率獲取語音資源，經(jīng)過SACM_A2000壓縮后存儲在擴(kuò)展的SRAM 628128A里，錄滿音后自動開始放音。 【返回值】無 【備注】 ① 對于SACM_DVR模塊，需要一些I/O口來連接外部的SRAM，用以存放錄音資料。 【返回值】無。 【備注】該函數(shù)僅適用于SACM_DVR模塊，且只有自動方式。 5）【API格式】 C：int SACM_DVR _Play(int Speech_Index, int Channel, int Ramp_Set)； ASM：Call SACM_DVR _Play 【功能說明】以自動方式播放外接SRAM中的錄音資料。 【參數(shù)】無。 7）【API格式】C：void SACM_DVR_InitDecode(int Channel)； ASM：Call F_SACM_DVR_Decode 【功能說明】開始對SACM_DVR語音資料以非自動方式（編程控制）進(jìn)行譯碼。 8）【API格式】C：void SACM_DVR_Decode(void)； ASM：Call F_ SACM_DVR_Decode 【功能說明】從語音隊(duì)列里獲取的SACM_DVR語音資料，并進(jìn)行譯碼，然后通過中斷服務(wù)子程序?qū)⑵渌腿隓AC通道播放。 9) 【API格式】C：unsigned int SACM_DVR_TestQueue(void)； ASM：Call F_SACM_DVR_TestQueue [返回值]=R1 【功能說明】獲取語音隊(duì)列的狀態(tài)。10) 【API格式】C：int SACM_DVR _FetchQueue(void)； ASM：Call F_SACM_DVR _FetchQueue [Return_Value]=R1 【功能說明】獲取錄音編碼（SACM_A2000）數(shù)據(jù)。 SACM_DVR_Initial(Manual)。 while(AddrSRAM_Size) { SACM_DVR_Encode()。 //兩個8位SRAM存儲一個16位資料 } } 11）【API格式】C：void SACM_DVR _FillQueue(unsigned int encodeddata)； ASM：R1=[語音編碼資料] Call F_ SACM_DVR _FillQueue\ 功能說明】填充SACM_A2000語音資料到DVR譯碼器等待播放 【參數(shù)】encodeddata為語音編碼資料。 ③ 僅用于非自動方式下。 13）【API格式】ASM：Call F_FIQ_Service_ SACM_DVR ASM：Call F_IRQ1_Service_SACM_DVR 【功能說明】用作SACM_DVR語音背景程序的中斷服務(wù)子程序。 【返回值】無。主要是因?yàn)榱桕柕氖粏纹瑱C(jī)開發(fā)環(huán)境使用方便，并支持C語言與匯編語言的互相調(diào)用，且提供豐富的凌陽語音函數(shù)庫，只要我們了解這些函數(shù)的使用方法，我們就可以很容易的實(shí)現(xiàn)語音的錄放。 if (SACM_DVR_TestQueue()!= Empty) { many_data_write(M_AddrH,M_AddrL,page_buf,n)。 SACM_DVR_Decode ()?？梢娛褂檬菢O其方便的?？晒￤29C系列芯片的驅(qū)動。 SACM_DVR_InitEncoder(RceMonitorOn) void SACM_DVR_Stop (void)void SACM_DVR_Play (void) unsigned int SACM_DVR _Status(void) void SACM_DVR _InitDecode(void) void SACM_DVR _Decode(void) SACM_DVR_StopDecoder()。凌陽公司的十六位單片機(jī)SPCE061A 是一種款式新穎，性價比極高的單片機(jī)。隨著市場競爭的激烈，開發(fā)者對產(chǎn)品開發(fā)的資金和時間的投入不斷縮小，圖象處理技術(shù)的飛速發(fā)展，一個復(fù)雜或功能強(qiáng)大的語音，圖象處理系統(tǒng)需要很大的,不同的存儲器（ROM,FLASH,SRAM）的存儲空間。它極大地滿足語音，圖象處理系統(tǒng)和需要總線擴(kuò)展的其它系統(tǒng)之需求。另外還可以在SPCE061A的基礎(chǔ)上擴(kuò)展外圍電路來實(shí)現(xiàn)其他更多的功能。此系統(tǒng)以SPCE061A為核心，由測溫模塊、顯示模塊、存儲模塊等構(gòu)成。 凌陽的其他應(yīng)用以下是在這次畢業(yè)論文中收集資料過程中的其他關(guān)于凌陽系列單片機(jī)其他更為廣泛的應(yīng)用，特附?！痭SP?家族系列產(chǎn)品，涵蓋了非常廣泛的應(yīng)用。 數(shù)字信號處理器（DSP，Digital Signal Processor）的作用是通過一系列數(shù)字來表示信號及其信息，并借助數(shù)字計算方法變換和處理這些信號。若以16位數(shù)值進(jìn)行乘和累加，其結(jié)果應(yīng)為32位。這無論對于存儲還是對于傳輸都是很不利的。定點(diǎn)DSP采用整數(shù)運(yùn)算，對于大容量、低功耗的應(yīng)用場合較合適；浮點(diǎn)DSP用于實(shí)數(shù)運(yùn)算，最適宜于高性能且復(fù)雜場合的運(yùn)算?！痭SP?實(shí)現(xiàn)?！痭SP?家族產(chǎn)品為主，據(jù)CPU工作速率、存儲容量和負(fù)荷能力，添加必要的外圍電路并配合相應(yīng)的一些外設(shè)，便可方便地設(shè)計出實(shí)用性強(qiáng)、可靠性高的PDA產(chǎn)品。 (2) 簡單的工業(yè)控制系統(tǒng)，要求有相當(dāng)強(qiáng)的實(shí)時數(shù)據(jù)處理能力和控制能力。本次軟件系統(tǒng)設(shè)計簡單，也主要是因?yàn)榱桕柕氖粏纹瑱C(jī)開發(fā)環(huán)境使用方便，并支持C語言與匯編語言的互相調(diào)用，且提供豐富的凌陽語音函數(shù)庫，只要我們了解這些函數(shù)的使用方法，我們就可以很容易的實(shí)現(xiàn)語音的錄放。從設(shè)計的選題到資料的搜集直至最后設(shè)計的修改的整個過程中，花費(fèi)了郭老師很多的寶貴時間和精力，在此向?qū)煴硎局孕牡馗兄x！導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，開拓進(jìn)取的精神和高度的責(zé)任心都將使學(xué)生受益終生！還要感謝和我同一設(shè)計小組的幾位同學(xué)，是你們在我平時設(shè)計中和我一起探討問題，并指出我設(shè)計上的誤區(qū)，使我能及時的發(fā)現(xiàn)問題把設(shè)計順利的進(jìn)行下去，沒有你們的幫助我不可能這樣順利地結(jié)稿，在此表示深深的謝意。SPCE061A內(nèi)部自動增益控制電路AGC能隨時跟蹤、監(jiān)視前置放大器輸出的音頻信號電平，當(dāng)輸入信號增大時，AGC電路自動減小放大器的增益；當(dāng)輸入信號減小時，AGC電路自動增大放大器的增益，以便使進(jìn)入A/D的信號保持在最佳電平，又可使削波減至最小。SACMDVR具有錄音和放音功能，并采用SACM_A2000的算法，錄音時采用16K資料率及8K采樣率獲取語音資源，經(jīng)過SACM_A2000壓縮后存儲在擴(kuò)展的SRAM 628128A里，錄滿音后自動開始放音在錄音期間從ADC通道獲取錄音資料，且將其以SACM_A2000格式進(jìn)行編碼后存入外接SRAM中；而在播放期間從SRAM中獲取語音資料，對其進(jìn)行解碼，然后等候中斷服務(wù)子程序?qū)⑵渌统鯠AC通道。人們對語音技術(shù)的實(shí)際需求也越來也迫切，使得語音處理實(shí)用化產(chǎn)品不斷出現(xiàn)。如今，隨著消費(fèi)類電子的興起和繁榮以及各類芯片的發(fā)展，人們對錄音播放設(shè)備的需求也不斷的增多，錄音播放設(shè)備應(yīng)用的領(lǐng)域也不斷增加。并向著體積小、錄放效果好、穩(wěn)定性強(qiáng)、系統(tǒng)更完善的方向發(fā)展。進(jìn)入21世紀(jì)以來，開發(fā)推出單片機(jī)的公司很多，各種高性能單片機(jī)芯片市場也異常活躍，新技術(shù)的不斷采用，更加使單片機(jī)的種類、性能以及應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大和提高。附錄BThe SPCE061A pronunciation recordsWhen sound recording, transforms through the A/D switch the pronunciation signal the digital signal, after the code stores in the mem