【正文】 .................... 19 分段錄放音 ................................................................................ 19 keil C51 介紹及其程序說明 ................................................................. 24 keilC51 介紹 .............................................................................. 24 河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)畢業(yè)論文 II 5 結(jié) 論 ............................................................................................................. 26 致 謝 ............................................................................................................. 27 附 錄 ............................................................................................................. 28 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................. 31 河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)畢業(yè)論文 1 基于單片機(jī)的語音播報(bào)器的設(shè)計(jì) 1 緒論 本課題的目的與意義 隨著語音芯片的普及，語音播報(bào)被廣泛應(yīng)用于車站、醫(yī)院等公共場所，并且面向家庭個(gè)人使用的方向發(fā)展?？傊?，語音播報(bào)記事器各性能指標(biāo)良好，在平時(shí)使用中，能夠顯示時(shí)間日期，并對約會(huì)進(jìn)行提醒。但是，往往稍一疏忽又無人提醒，造成遲到或其他事件，甚至產(chǎn)生了嚴(yán)重的后果和經(jīng)濟(jì)損失。語音識(shí)別和語音合成技術(shù)是實(shí)現(xiàn)人機(jī)語音通信及建立一個(gè)有聽和講能力的口語系統(tǒng)所必需的兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。同時(shí)在識(shí) 別大量詞匯和個(gè)別發(fā)音方面還很難做到準(zhǔn)確。語音合成的主要功能是：根據(jù)韻律建模的結(jié)果，從原始語音庫 中取出相應(yīng)的語音基元，利用特定的語音合成技術(shù)對語音基元進(jìn)行韻律特性的調(diào)整和修改，最終合成出符合要求的語音。通過語音在遠(yuǎn)端實(shí)時(shí)的控制家用電器的操作，具有簡潔、方便、高效的特點(diǎn)。但是，由于語義搜索和拓?fù)涞膹?fù)雜性，本實(shí)現(xiàn)的運(yùn)行效率實(shí)在很低。也可以在我們正常的生活中安排一定的較長時(shí)間的活動(dòng)和節(jié)目，在我們設(shè)定的時(shí)間到時(shí)就會(huì)提醒我們?nèi)プ?。通過對單片機(jī)的編程開發(fā)可實(shí)現(xiàn)語音的錄放等基本功能。 （ 3） 學(xué)習(xí) C 程序設(shè)計(jì)語言，對單片機(jī)進(jìn)行編程開發(fā)。而且為了使語音播報(bào)器的音質(zhì)好 ， 功能強(qiáng) ，實(shí)驗(yàn)運(yùn)行效果較好，使用起來也很簡單。 語音芯片的選擇 目前市場流行的語音芯片有很多，從性價(jià)比的角度來考慮，美國 ISD 公司的ISD 系列語音芯片可謂是一只獨(dú)秀。 (4)集成度高，使用方便。 ISD2560 采用多電平直接模擬量存儲(chǔ)的專利技術(shù)，每個(gè)采樣值可以直接存儲(chǔ)在片內(nèi)每個(gè) EEPROM單元中，因此能夠非常真實(shí)、自然地再現(xiàn)語音、音樂、語調(diào)和效果聲，從而避免了一般的固體錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪聲和金屬聲，該器件的采用頻率為 8kHz， 錄音時(shí)間就越長，但是通頻帶和音質(zhì)會(huì)有所降低。通過操作地址和控制線可以完成不同的任務(wù)，以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的信息處理功能，如信息的組合、連接、設(shè)定固定的信息段和信息的管理等。 最新版本的 Protel軟件可以毫無障礙地讀 Orcad、 Pads、 Accel(PCAD)等知名 EDA 公司設(shè)計(jì)文件，以便用戶順利過渡到新的 EDA平臺(tái)。它能將器件的電源端上瞬間的尖峰、毛刺對地短路掉。 AT89S51 的特點(diǎn) AT89S51是 ATMEL公司采用 CMOS工藝生產(chǎn)的低功耗、高性能 8位單片機(jī)，與 MCS51單片機(jī)兼容，其功能特點(diǎn)為： (1)4K字節(jié)閃爍存儲(chǔ)器 (FLASH)，可進(jìn)行 1000次寫、擦除操作。 (5)32根可編程輸 入 /輸出線。 (9)支持低功耗模式和掉電模式。當(dāng) P0口的管腳第一次寫 l時(shí)，被定義為高阻輸入。 P1口管腳寫入 1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)畢業(yè)論文 9 下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P3口： P3口管腳是 8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O口，可接收輸出 4個(gè) TTL門電流。 RST：復(fù)位輸入。 河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)畢業(yè)論文 10 時(shí)鐘電路 時(shí)鐘電路圖設(shè)計(jì)如圖 ： 圖 內(nèi)部時(shí)鐘電路圖 AT89S51內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端 ， 時(shí)鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。 外部方式的時(shí)鐘電路， XTAL1接地， XTAL2接外部振蕩器。 ISD語音芯片具有抗斷電功能，信息存放不易揮發(fā)，支持多次錄 /放操作，壽命高達(dá) 10次，可單獨(dú)應(yīng)用、多片級(jí)聯(lián)，也可與微處理器配合使用，具有很好的使用靈活性。目前，電腦語音服務(wù)的應(yīng)用范圍越來越廣，如電腦語音鐘、語音型數(shù)字萬用表、手機(jī)話費(fèi)查詢系統(tǒng)以及公共汽車報(bào)站器等。 12345781028272691112614132524232221201918171615V C C DP / RX C L K/ E O MPD/ C E/ O V FA N A O U TA N A I NA G CM I C R E FM I CV C C AS P A 0/ M 0A 1/ M 1A 2/ M 2A 3/ M 3A 4/ M 4A 5/ M 5A 6/ M 6A7A8A9A U X I NV S S DV S S AS P +I S D 5 26 0 圖 ISD2560芯片引腳 各引腳的主要功能如下 電源（ VCCA， VCCD）：為了最大限度的減小噪聲，芯片內(nèi)部的模擬和數(shù)ISD2560 河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)畢業(yè)論文 12 字電路使用不同的電源總線，并且分別引到外封裝上。當(dāng)芯片發(fā)生溢出即 OVF 端輸出低電平后，應(yīng)將本端短暫變高以復(fù)位芯片；另外， PD 端在模式 6 下還有特殊的用途。高電平選擇放音，低電平選擇錄音。 信息結(jié)尾標(biāo)志（ EOM）： EOM 標(biāo)志在錄音時(shí)由芯片自動(dòng)插入到該信息段的結(jié)尾。 溢出標(biāo)志（ OVF）：芯片處于 存儲(chǔ)空間末尾時(shí)，該端輸出低電平脈沖以表示溢出，之后該端狀態(tài)跟隨 CE 端的狀態(tài)，直到 PD 端變高。外接話筒應(yīng)通過串聯(lián)電容耦合到該端。 自動(dòng)增益控制（ AGC）： AGC 可動(dòng)態(tài)調(diào)整前置增益以補(bǔ) 償話筒輸入電平的寬幅變化，這樣在錄制變化很大的音量（從耳語到喧囂聲）時(shí)就能保持最小失真。 模擬輸出 (ANA OUT)：前置放大器輸出。其它音源可通過交流耦合直接連至該端。 當(dāng) CE 和 P/R為高，不進(jìn)行放音或處入放音溢出狀態(tài)時(shí)該端的輸入信號(hào)將通過內(nèi)部功放驅(qū)動(dòng)喇叭輸出端。 地址／模式輸入（ AX/MX）：地址端的作用取決于最高兩位（ MSB，即 A8和 A9）的狀態(tài)。當(dāng)最高兩位全為 1 時(shí)， A0~A6 可用于模式選擇。為使得采樣信號(hào)不產(chǎn)生失真，采樣系統(tǒng)必 須滿足奈奎斯特采樣定律。最前面的 600個(gè)狀態(tài)作內(nèi)部存儲(chǔ)器的尋址用，最后 256個(gè)狀態(tài)作為操作模式。電路實(shí)現(xiàn)的功能如下： (1) 按下開始鍵，啟動(dòng)錄音；松開開始鍵，結(jié)束錄音。單片機(jī)的 河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)畢業(yè)論文 15 片 ISD2560的錄放模式的選擇，低電平置 ISD2560為錄音狀態(tài)，高電平為放音狀態(tài)。觸發(fā)單片機(jī)中斷，單片機(jī)必須在檢測到輸出的上升沿才能播放新的錄音，否則播放的語音就不連續(xù)的，出現(xiàn) “ 啪啪 ” 的聲音。在芯片內(nèi)部使用不同的模擬地和數(shù)字地，模擬電源和數(shù)字電源，他們分別通過 VSSA， VSSD， VCCA和 VCCD引出， VSSA， VSSD兩引腳最好通過低電阻抗通路連接到平面 ； VCCA和 VCCD最好也分別走線，并應(yīng)盡可能在靠近供電端處相連，電源腳附近的去耦電容應(yīng)盡量靠近芯片。 其各位的定義格式如 表 所示 ： 表 工作模式寄存器 TMOD 的位定義 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 GATB C/T M1 MO GATE C/T M1 MO 定時(shí)器 T1 定時(shí)器 T0 以下介紹各位的功能。 C/T=0，設(shè)置為定時(shí)方式。 GATE=0 時(shí)，只要用軟件使 TR0(或 TR1）置 1，就可以啟動(dòng)定時(shí)器，而不管INT0(或 INT1)電平是高還是低 。 TF1()： T1 溢出標(biāo)志位。 TF0()： T0 溢出標(biāo)志位。在程序中用指令 “ SETB TR1”使 TR1 位置 1，定時(shí)器 T1 便開始計(jì)數(shù)。 89C51 復(fù)位時(shí)， TCON的所有位被清 0。PD 端設(shè)為低電平 ， 并讓 CE 端產(chǎn)生一負(fù)脈沖啟動(dòng)放音 ， 這時(shí)單片機(jī)只需等待ISD2560 的信息結(jié)束信號(hào) ， 即 EOM 的產(chǎn)生。使用操作模式要注意兩點(diǎn)： （ 1）所有的操作最初都是從 0 地址（即存儲(chǔ)空間的起始端）開始。這種操作模式將一直有效，知道 CE 再次由高變低，芯片重新鎖存當(dāng)前的地址 /模式引腳電平并執(zhí)行相應(yīng)的操作為止。程序要實(shí)現(xiàn)下面的過程： “開始”鍵按下后，即系統(tǒng)上電后，系統(tǒng)初始化，然后判斷開始鍵是否按下，如果按下則單片機(jī)控制 PD， P/R引腳低電平，并指向錄音地址，啟動(dòng)錄音過程。 //錄音 } 當(dāng) CE=0 時(shí)芯片使能輸入引腳，使能所有的的錄音操作。之后打開外部中斷 0，指定放音地 址，啟動(dòng)放音程序，其放音函數(shù)為： /*放音函數(shù) */ Void playback(void) { CE = 0。 當(dāng) PD=0 時(shí)使芯片開始工作，而進(jìn)入非節(jié)電模式。 Keil C51是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語言的優(yōu)勢。然后分別由 C51 及 A51 編譯器編譯生成目標(biāo)文件 (.OBJ)。 sbit的用法有三種： 第一種方法： sbit 位變量名＝地址值 第二種方法： sbit位變量名＝ SFR名稱 ^變量位地址值 第三種方法： sbit位變量名＝ SFR地址值 ^變量位地址值 bdata 不是數(shù)據(jù)類型，而是指存放的內(nèi)存空間。 sbit PR=。通過做本設(shè)計(jì)，我熟悉了 protel 軟件，基本上學(xué)會(huì)其使用方法 ， 更加深入的學(xué)習(xí)了 AT89C51 單片機(jī)的各項(xiàng)功能。它的速度可以滿足本次實(shí)驗(yàn)的 要求，所以我采用 AT89C51 這款單片機(jī)的時(shí)候很方便。 該器件有音質(zhì)自然、使用方便、單片存放、反復(fù)錄音、低功耗、抗斷電等許多特點(diǎn) 能夠非常自然地再現(xiàn)聲音 ； 同時(shí) , 具備微控制器所需接口 , 便于與微機(jī)的連接。能夠很好地實(shí)現(xiàn)所需的功 能。 本次設(shè)計(jì)都是在周老師的悉心指導(dǎo)下完成的，在我的論文完成之際，首先，在此衷心地感謝學(xué)校給我們提供了方便的圖書資源，同時(shí)也要感謝指導(dǎo)老師以及我們組的同學(xué)給我熱情的幫助和鼓勵(lì)。我想在踏入社會(huì)、進(jìn)入到工作崗位之后，我會(huì)懷念這大學(xué)四年以來的生活中的點(diǎn)點(diǎn)滴滴。 // 開始鍵按下標(biāo)志 uchar idleflag。i++) { } } } /*外部中斷 0 服務(wù)子程序 */ Void out into() interrupt 0 using 1 { EXO=0。 //延時(shí) 500ms P2=P2amp。 //起始地址為 0 Playback()。 Startflag=0。0XFC。 // 錄音開始，存放在地址 0處 } 河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)畢業(yè)論文 30 While (start) //開始鍵松開 Startflag =0。 //延時(shí) 500ms 在播放錄音 EXO = 1。X