【正文】 //若 K2 鍵按下 ,延時 10ms,防抖動 if (K2==0) { while(!K2)。 //指向下一地址 isd_stop()。 //掉電 isd_powerup()。 //若錄完第 8 站 ,則返回到第 1 站 } } if (K3==0) { Delay_ms(10)。 //等待 K1 鍵釋放 keystate++。 _nop_()。 LCD_RW = 0。 LCD_EN = 1。 LCD_EN = 0。 result = (bit)(P2amp。 1602 液晶底層驅(qū)動 （ 1） LCD 判忙程序 /********以下是 LCD 忙碌檢查函數(shù) ********/ bit lcd_busy() { bit result。 } /********以下是發(fā)送 setrec(錄音起始地址 )指令函數(shù) ********/ void isd_setrec(uchar adl,uchar adh) { Delay_ms(1)。 } 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 26 閱讀 ISD4004 芯片手冊知，向語音芯片發(fā)送 8 位的指令，就能控制其上電與掉電，這應(yīng)用在錄放音的時序控制中。 SS=0。 isdx=isdx1。 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 23 圖 41 系統(tǒng)的軟件流程圖 開始 開機界面 錄音模式 溫度顯示 是否播報溫度 初始化各參數(shù) 否 是 語音播報溫度 進入電子時鐘模式 是否播報時間 語音播報時間 是 否 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 24 圖 42 錄放音子程序 模塊說明 ISD4004 驅(qū)動程序 （ 1） SPI 串行發(fā)送函數(shù) /********以下是 SPI 串行發(fā)送函數(shù) ********/ void spi_send(uchar isdx) { uchar isd_count。 Keil C51 生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解，在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。至此，模擬 1 位數(shù)據(jù)輸入輸出便完成。 MAX232 電路也非常方便，只需要外接 4 個 電容即可杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 20 產(chǎn)生所需的電壓，輸出標準的 RS232 接口信號，而且 RS232 芯片 價格不貴。串行通信是指一個數(shù)據(jù)的所有位按一定的順序和方式，一位一位地通過串行輸入 /輸出口進行傳送，由于串行通信是數(shù)據(jù)的逐位順序傳送，在進行串行通信時，只需一根傳輸線，傳送的數(shù)據(jù)位多且通信距離長。 RS 為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器，低電平時選擇指令寄存器。 LCD 具有體積小，質(zhì)量輕，功耗低，信息顯示豐富等優(yōu)點，應(yīng)用十分廣泛。然后運用 matlab 軟件對語音 讀取和 FFT 變換 ， 對濾波前后的語音的 時域與頻域分析比較，這樣可以比較直觀的觀 察語音濾波前后變化。在本系統(tǒng)中，將采用帶通濾波器， 圖 311 四種濾波器的示意圖 帶 通 濾 波 器H Z| A |低 通 濾 波 器H Z| A |帶 阻 濾 波 器H Z| A |高 通 濾 波 器H Z| A |杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 14 在設(shè)計帶通濾波器時，可以采用有源高通濾波電路和一個有源低通濾波電路串聯(lián)而成，其原理圖如圖 312 所示。實際常用是模擬濾波器，這種濾波電路主要采用無源元件 R、 L 和 C 組成， 20 世紀 60 年代以來，集成運放獲得了迅速發(fā)展，由它和 R、 C 組成的有源濾波電路，具有不用電感、體積小、重量輕等優(yōu)點。對 ISD4004而言，在時鐘上升沿鎖存 MOSI引腳數(shù)據(jù)，而下降沿將數(shù)據(jù)送至 MISO引腳，其時序圖如圖 39所示。 （ 12） 自動靜噪 (AMCAP) 當(dāng)錄音信號電平下降到內(nèi)部設(shè)定的某一閾值以下時 ,自動靜噪功能使信號衰弱 ， 這樣有助于養(yǎng)活無信號 (靜音 )時的噪聲。 （ 11） 外部時鐘 (XCLK) 本端內(nèi)部有下拉元件。中斷狀態(tài)在下一個 SPI 周期開始時清除。 （ 5） 片選 (SS)此端為低 ， 即向該 ISD4004 芯片發(fā)送指令，兩條指令之間為高電平。 LS1SpeakerGAIN1IN2IN+3GND4VOUT5Vs6BYP7GAIN8U1LM386123P2Header 3GNDGNDGNDVCC220uFC910R7473C8GNDADUOUTC5杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 10 圖 38 ISD4004 語音芯片引腳圖 ISD4004 芯片主要引腳描述 （ 1） 電源 :(VCCA,VCCD) 為使噪聲最小 ， 芯片的模擬和數(shù)字電路使用不同的電源總線 ,并且分別引到外封裝的不同管腳上 ,模擬和數(shù)字電源端最好分別走線 ,盡可能在靠近供電端處相連 ,而去耦電容應(yīng)盡量靠近器件。本系統(tǒng)的功率放大電路圖如圖 37 所示。它 是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的音頻功率放大器 ,主要應(yīng)用于低電壓消費類產(chǎn)品。本系統(tǒng)采用基本共射極放大電路。最后， ISD4004采樣得到的語音信號 相對 “ 干凈 ” 。 技術(shù)關(guān)鍵：理解 ISD4004 語音芯片操作功能的時序圖，內(nèi)部地址構(gòu)架，以及與單片機之間的 SPI 通信模式。 系統(tǒng)的液晶選擇 為了實現(xiàn)更多的功能，本系統(tǒng)加入其他外圍的硬件設(shè)備，需要以菜單的形式選擇功能。 圖 21 語音信號處理過程 語音的存儲可以采用數(shù)字式的，也可以采用模擬式。數(shù)字語音技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，首先是數(shù)字通信系統(tǒng)。但用 這種方法錄制的影片為數(shù)不多，時間很短。傳感器采集的電信號進過放大電路，放大一定倍數(shù)，經(jīng)濾波、耦合之后送至語音模塊。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 2020 屆） 題目 語音錄放系統(tǒng)的設(shè)計 學(xué)院 專業(yè) 班級 學(xué)號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 完成日期 2020年 5月 誠信承諾 我謹在此承諾：本人所寫的畢業(yè)論文《 語音錄放系統(tǒng)的設(shè)計 》均系本人獨立完成，沒有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點和材料，均作了注釋，若有不實，后果由本人承擔(dān)。語音模塊對連續(xù)變化的語音信號進行采樣，抽取其中的語音信號電平，直接存儲在語音芯片 ISD4004 中，因此使得語音自然真實。光學(xué)錄音進入電影領(lǐng)域后，在世界范圍內(nèi)掀起了從無聲電影轉(zhuǎn)入有聲電影的高潮，推動了電影事業(yè)的大發(fā)展。當(dāng)通過數(shù)字通信系統(tǒng)傳送語音信號時，語音數(shù)字化技術(shù) 就是必不可少了。采用數(shù)字式的，需要把連續(xù)采樣的語音信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，即 A/D 轉(zhuǎn)換，但在此過程需要遵循奈奎斯特采樣定律。系統(tǒng)擴展有兩個可選擇的液晶顯示 LCD1602 和 LCD12864，最終采用LCD1602 液晶顯示器，原因是其體積小，功耗低，具有背光功能，采用通用接口芯片，兼容性高。 主要技術(shù)指標 用 51 單片機和語音芯片 ISD4004 來實現(xiàn)一個語音錄放系統(tǒng)。在語音播放的模式下，單片機向 ISD4004 發(fā)送播放的地址和語音播放指令后，便可以播放相應(yīng)段的語音。如圖 33 所示，輸入與輸出回路各接了一個電容，稱為耦合電容，起連接作用， C1 連接輸入的語音信號與放大電路， C4 連接放大電路與負載，如該電路稱為阻容耦合共射極放大電路。為使外圍元件最少 ， 電壓增益內(nèi)置為 20。 圖中 P2為 10K 的電位器，總的功率增益為 34dB。 （ 2） 地線 :(VSSA,VSSD) 芯片內(nèi)部的模擬和數(shù)字電路也使用不同的地線。 （ 6） 串行輸入 (MOSI)， 此端為串 行輸入端，主控制器應(yīng)在串行時鐘上升沿之前半個周期將數(shù)據(jù)放到本端 ， 供 ISD輸入。中斷狀態(tài)也可用 RINT 指令讀取。芯片內(nèi)部的采樣時鐘在出廠前已調(diào)校 ， 誤 差在 +1%內(nèi)。通常本端對地接 1uF的電容 ， 構(gòu)成內(nèi)部信號電平峰值檢測電路的一部分。協(xié)議具體內(nèi)容如下： （ 1） 所有串行數(shù)據(jù)傳輸開始于 SS下降沿； （ 2） SS在傳輸期間必須保持為低電平，在兩條指令之間保持為高電平； （ 3） 數(shù)據(jù)在時鐘上升沿移入，在下降沿移出； （ 4） SS變低，輸入指令和地址之后， ISD才會開始錄放動作； （ 5） 指令格式是 10位地 址碼加 6位控制碼； （ 6） ISD的任何操作 (含快進 )如果遇到 EOM或 OVF則產(chǎn)生一個中斷，該中斷狀態(tài)在下一個 SPI周期開始時被清除； （ 7） 使用讀指令會使中斷狀態(tài)為移出 ISD的 MISO引腳時，控制及地址數(shù)據(jù)也同步從 MOSI移入； （ 8） 所有操作在運行位 (RUN)置 1時開始，置 0時結(jié)束； （ 9） 所有指令都在 SS上升沿開始執(zhí)行。此外，由于集成運放的開環(huán)增益和輸入阻抗均很高，輸出阻抗又低，構(gòu)成有源濾波電路后還具有一定的電壓放大和緩沖作用。 圖 312 帶通濾波器的組成 二階有源帶通濾波電路的傳遞函數(shù) [5]為 式（ 32）： （ 32） 其中 AVF 為同相比例放大電路的電壓增益。 如圖314，濾波前后的語音的波形圖及頻譜圖，由下圖可以看出，語音的中一些高頻成分被 濾除 。字符型 LCD 是由如干個 5*7 或 5*11 等點陣字符位組成。 R/W 為讀 /寫信號線，高電平時進行讀操作，地電平時進行寫操作。 串行通信與并行通信相比，具有傳輸距離遠，接口電路與軟件編程簡單等優(yōu)點，所以本設(shè)計中采用串行通信。單片機與計算機的通信接口電路如圖 315 所示： 圖 315 串口電路圖 3． 9． 2 單片機與 ISD4004 之間的通信 單片機 ISD4004 之間的通信采用串行外設(shè)接口（ serial peripheral interface， SPI）總線系統(tǒng)是一種同步串行外設(shè)接口，它可以使 MCU 與各種外圍設(shè)備以串行方式通信以交換信息。此后再置 為 0，模擬下一位數(shù)據(jù)的輸入輸出，以此循環(huán) 8 次，即可完成一次通過 SPI 總線傳輸 8 位數(shù)據(jù)的操作。因此本系統(tǒng)采用 C51 編程語言 。 SS=0。//8 位數(shù)據(jù)右移一位 SCLK=1。 spi_send(0x20)。 （ 3） 錄放音函數(shù) /********以下是發(fā)送 setplay(放音起始地址 )指令函數(shù) ********/ void isd_setplay(uchar adl,uchar adh) { Delay_ms(1)。 spi_send(adl)。 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 27 LCD_RS = 0。0x80)。 _nop_()。 _nop_()。