【正文】 .................... 19 分段錄放音 ................................................................................ 19 keil C51 介紹及其程序說明 ................................................................. 24 keilC51 介紹 .............................................................................. 24 河北經貿大學畢業(yè)論文 II 5 結 論 ............................................................................................................. 26 致 謝 ............................................................................................................. 27 附 錄 ............................................................................................................. 28 參考文獻 ............................................................................................................. 31 河北經貿大學畢業(yè)論文 1 基于單片機的語音播報器的設計 1 緒論 本課題的目的與意義 隨著語音芯片的普及，語音播報被廣泛應用于車站、醫(yī)院等公共場所，并且面向家庭個人使用的方向發(fā)展?？傊?，語音播報記事器各性能指標良好，在平時使用中，能夠顯示時間日期，并對約會進行提醒。但是，往往稍一疏忽又無人提醒，造成遲到或其他事件，甚至產生了嚴重的后果和經濟損失。語音識別和語音合成技術是實現人機語音通信及建立一個有聽和講能力的口語系統(tǒng)所必需的兩項關鍵技術。同時在識 別大量詞匯和個別發(fā)音方面還很難做到準確。語音合成的主要功能是：根據韻律建模的結果，從原始語音庫 中取出相應的語音基元，利用特定的語音合成技術對語音基元進行韻律特性的調整和修改，最終合成出符合要求的語音。通過語音在遠端實時的控制家用電器的操作，具有簡潔、方便、高效的特點。但是，由于語義搜索和拓撲的復雜性，本實現的運行效率實在很低。也可以在我們正常的生活中安排一定的較長時間的活動和節(jié)目，在我們設定的時間到時就會提醒我們去做。通過對單片機的編程開發(fā)可實現語音的錄放等基本功能。 （ 3） 學習 C 程序設計語言，對單片機進行編程開發(fā)。而且為了使語音播報器的音質好 ， 功能強 ，實驗運行效果較好，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秀。 (4)集成度高，使用方便。 ISD2560 采用多電平直接模擬量存儲的專利技術，每個采樣值可以直接存儲在片內每個 EEPROM單元中，因此能夠非常真實、自然地再現語音、音樂、語調和效果聲，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， 錄音時間就越長，但是通頻帶和音質會有所降低。通過操作地址和控制線可以完成不同的任務，以實現復雜的信息處理功能，如信息的組合、連接、設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 公司設計文件，以便用戶順利過渡到新的 EDA平臺。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 AT89S51是 ATMEL公司采用 CMOS工藝生產的低功耗、高性能 8位單片機，與 MCS51單片機兼容，其功能特點為： (1)4K字節(jié)閃爍存儲器 (FLASH)，可進行 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 P0口的管腳第一次寫 l時，被定義為高阻輸入。 P1口管腳寫入 1后，被內部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部河北經貿大學畢業(yè)論文 9 下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。這是由于內部上拉的緣故。 P3口： P3口管腳是 8個帶內部上拉電阻的雙向 I/O口，可接收輸出 4個 TTL門電流。 RST：復位輸入。 河北經貿大學畢業(yè)論文 10 時鐘電路 時鐘電路圖設計如圖 ： 圖 內部時鐘電路圖 AT89S51內部有一個用于構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 ， 時鐘可以由內部方式產生或外部方式產生。 外部方式的時鐘電路， 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 10次，可單獨應用、多片級聯，也可與微處理器配合使用，具有很好的使用靈活性。目前，電腦語音服務的應用范圍越來越廣，如電腦語音鐘、語音型數字萬用表、手機話費查詢系統(tǒng)以及公共汽車報站器等。 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，芯片內部的模擬和數ISD2560 河北經貿大學畢業(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。當芯片發(fā)生溢出即 OVF 端輸出低電平后，應將本端短暫變高以復位芯片；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。 信息結尾標志（ EOM）： EOM 標志在錄音時由芯片自動插入到該信息段的結尾。 溢出標志（ OVF）：芯片處于 存儲空間末尾時，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。外接話筒應通過串聯電容耦合到該端。 自動增益控制（ AGC）： AGC 可動態(tài)調整前置增益以補 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 CE 和 P/R為高，不進行放音或處入放音溢出狀態(tài)時該端的輸入信號將通過內部功放驅動喇叭輸出端。 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)。當最高兩位全為 1 時， A0~A6 可用于模式選擇。為使得采樣信號不產生失真，采樣系統(tǒng)必 須滿足奈奎斯特采樣定律。最前面的 600個狀態(tài)作內部存儲器的尋址用，最后 256個狀態(tài)作為操作模式。電路實現的功能如下： (1) 按下開始鍵，啟動錄音；松開開始鍵，結束錄音。單片機的 河北經貿大學畢業(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)單片機中斷，單片機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 “ 啪啪 ” 的聲音。在芯片內部使用不同的模擬地和數字地，模擬電源和數字電源，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，并應盡可能在靠近供電端處相連，電源腳附近的去耦電容應盡量靠近芯片。 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 定時器 T1 定時器 T0 以下介紹各位的功能。 C/T=0，設置為定時方式。 GATE=0 時，只要用軟件使 TR0(或 TR1）置 1，就可以啟動定時器，而不管INT0(或 INT1)電平是高還是低 。 TF1()： T1 溢出標志位。 TF0()： T0 溢出標志位。在程序中用指令 “ SETB TR1”使 TR1 位置 1，定時器 T1 便開始計數。 89C51 復位時， TCON的所有位被清 0。PD 端設為低電平 ， 并讓 CE 端產生一負脈沖啟動放音 ， 這時單片機只需等待ISD2560 的信息結束信號 ， 即 EOM 的產生。使用操作模式要注意兩點： （ 1）所有的操作最初都是從 0 地址（即存儲空間的起始端）開始。這種操作模式將一直有效，知道 CE 再次由高變低，芯片重新鎖存當前的地址 /模式引腳電平并執(zhí)行相應的操作為止。程序要實現下面的過程： “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，如果按下則單片機控制 PD， P/R引腳低電平，并指向錄音地址，啟動錄音過程。 //錄音 } 當 CE=0 時芯片使能輸入引腳，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，啟動放音程序，其放音函數為： /*放音函數 */ Void playback(void) { CE = 0。 當 PD=0 時使芯片開始工作，而進入非節(jié)電模式。 Keil C51是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機 C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C語言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。在開發(fā)大型軟件時更能體現高級語言的優(yōu)勢。然后分別由 C51 及 A51 編譯器編譯生成目標文件 (.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 不是數據類型，而是指存放的內存空間。 sbit PR=。通過做本設計，我熟悉了 protel 軟件，基本上學會其使用方法 ， 更加深入的學習了 AT89C51 單片機的各項功能。它的速度可以滿足本次實驗的 要求，所以我采用 AT89C51 這款單片機的時候很方便。 該器件有音質自然、使用方便、單片存放、反復錄音、低功耗、抗斷電等許多特點 能夠非常自然地再現聲音 ； 同時 , 具備微控制器所需接口 , 便于與微機的連接。能夠很好地實現所需的功 能。 本次設計都是在周老師的悉心指導下完成的，在我的論文完成之際，首先，在此衷心地感謝學校給我們提供了方便的圖書資源，同時也要感謝指導老師以及我們組的同學給我熱情的幫助和鼓勵。我想在踏入社會、進入到工作崗位之后，我會懷念這大學四年以來的生活中的點點滴滴。 // 開始鍵按下標志 uchar idleflag。i++) { } } } /*外部中斷 0 服務子程序 */ Void out into() interrupt 0 using 1 { EXO=0。 //延時 500ms P2=P2amp。 //起始地址為 0 Playback()。 Startflag=0。0XFC。 // 錄音開始，存放在地址 0處 } 河北經貿大學畢業(yè)論文 30 While (start) //開始鍵松開 Startflag =0。 //延時 500ms 在播放錄音 EXO = 1。X