【正文】 30 致 謝 在兩個(gè)多月的課題研究和論文撰寫過(guò)程中，我非常感謝我的指導(dǎo)教師 —— 曹領(lǐng)老師。 圖 系統(tǒng)原理圖 28 語(yǔ)音錄放模塊 操作命令是由單片機(jī)通過(guò) SPI 口向 ISD4004 語(yǔ)音芯片發(fā)送．單片機(jī)的輸人輸出數(shù)據(jù)分別通過(guò) MOSI 和 MISO 2 根數(shù)據(jù)線來(lái)傳輸，對(duì)于 MOSI 來(lái)說(shuō)，先發(fā)送地址信息，然后發(fā)送控制位，數(shù)據(jù)的發(fā)送從低位開(kāi)始。本文以單片機(jī)和 ISD 語(yǔ)音芯片為核心，設(shè)計(jì)了一種醫(yī)院語(yǔ)音服務(wù)系統(tǒng)．實(shí)現(xiàn)了醫(yī)院語(yǔ)音服務(wù)的智能化和自動(dòng)化．它可以提供信息發(fā)布功能：醫(yī)院介紹 (醫(yī)院背景、醫(yī)學(xué)力量、科室情況等 )、醫(yī)生介紹 (科室醫(yī)生、知名專家 )、藥品介紹、就醫(yī)流程介紹、保健常識(shí)疾病防知識(shí)的傳達(dá)以及對(duì)特殊情況進(jìn)行廣播．以適應(yīng)各種服務(wù)要 求．減輕了患者的精神壓力。 語(yǔ)音錄放模塊設(shè)計(jì) 語(yǔ)音錄放模塊的硬件電路如圖 所示。所以，安防的最好方法是在不法分子有入侵企圖時(shí)就通過(guò)給出語(yǔ)音警告，增加其心理壓力，使其主動(dòng)離開(kāi)。 按鍵包括錄音鍵看 ,放音鍵 . 22 圖 程序流程圖 23 第 4 章 測(cè)試實(shí)例 測(cè)試內(nèi)容 本次測(cè)試將應(yīng)用程序下載到 89C52 單片機(jī)中，然后用杜邦線連接 ISD4004 開(kāi)發(fā)板，進(jìn)行功能測(cè)試。 同樣，在放音時(shí)我們也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)語(yǔ)音信息的準(zhǔn)確放音。其中每行有 175ms的高電平， 25ms的低電平。 我 們 需要知道每一時(shí)刻的錄音信息 在 芯片存儲(chǔ)器中所處的位置 ， 這樣有利于我們實(shí)時(shí)地監(jiān) 控 ISD4004語(yǔ) 音 芯片工作的位置 ， 從而能夠知道所錄的每段信息的開(kāi)頭和結(jié)尾的準(zhǔn)確地址 ， 便于我 們對(duì)已錄入的信息 進(jìn) 行 管理 。 單片機(jī)控制部分 、錄音部分、 放音部分。下降沿到來(lái)的時(shí)候， sdi 上的電平將所存到寄存器中去，那么這時(shí)寄存器 =0101010sdi，這樣在 8個(gè)時(shí)鐘脈沖以后，兩個(gè)寄存器的內(nèi)容互相交換一次。詳見(jiàn)圖 圖 各端口功能 16 SPI 控制寄存器 SPI控制寄 存 器控制器件的每個(gè)功能 ,如錄放 、 錄音 、 信息檢索 (快進(jìn) )、 上電 /掉電 、開(kāi)始和停止操 作、忽略地址指針等。 5 發(fā)地址值為 00 的 SETREC 命令 。 2 等 待 TPUD(上電延時(shí) )。 14 9 所有指 令都在 SS 端上升沿開(kāi)始執(zhí)行。 3 數(shù)據(jù)在時(shí)鐘上升沿移入 ,在下降沿移出。檢出的峰值電平與內(nèi)部設(shè)定的閾值作比較 ,決定自動(dòng)靜噪功能的翻轉(zhuǎn)點(diǎn)。商業(yè)級(jí) 芯片在整個(gè)溫度和電壓范圍內(nèi) , 頻率變化在 +%內(nèi)。 OVF 標(biāo)志 指示 ISD 的錄、放操作已到達(dá)存儲(chǔ)器的未尾。 7 串行輸出 (MISO) ISD 的串行輸出端。 3 同 相模擬輸入 (ANA IN+) 這是錄音信號(hào)的同相輸入端。雙擊文件名，即打開(kāi)該源程序。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到 Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。如 EA 端為高電平（接 Vcc 端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令才能將 ALE 激活。 P3 口除了作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能，如表 所示，此外， P3 口還接收一些用于 Flash 閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。對(duì)端口 P2 寫“ 1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè) 電流 (IIL)。在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低 8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問(wèn)期間激活內(nèi)部上拉電阻。 AT89C52 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) FLASH 閃速存儲(chǔ)器， 256 字節(jié)內(nèi)部 RAM,32 個(gè) I/O口線， 3 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)震蕩器及時(shí)鐘電路。用單片機(jī)控制語(yǔ)音芯片 ，再把單片機(jī)和語(yǔ)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(yǔ)音播放的機(jī)器，應(yīng)用范圍廣泛。聲碼器的理論基礎(chǔ)是認(rèn)為語(yǔ)音是由人的聲帶振動(dòng)產(chǎn)生的生源（載波）受到運(yùn)動(dòng)的聲道的控制（調(diào)制）而產(chǎn)生的，因而將載波和調(diào)制兩部分分開(kāi)來(lái)進(jìn)行傳送便可極大地壓縮頻帶。進(jìn)入 90 年代以來(lái)，語(yǔ)音信號(hào)處理在實(shí)用化方面取得了許多實(shí) 質(zhì)性的進(jìn)展。隨著電子通信業(yè)的出現(xiàn)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人們開(kāi)始可以從數(shù)字信號(hào)處理的角度了解語(yǔ)音。芯片設(shè)計(jì)是基于所有操作必須由微控制器控制 ,操作命令可通過(guò)串行通信接口 SPI 送入 。 ANYANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 本 科 畢 業(yè) 論 文 基于 ISD4004 芯片的語(yǔ)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(shuō)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。論文概述了語(yǔ)音錄放電路的原理， 并且在介紹語(yǔ)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。語(yǔ)音信號(hào)的研究可以從時(shí)域和頻域兩個(gè)方面進(jìn)行。一方面，對(duì)聲音語(yǔ)音學(xué)統(tǒng)計(jì)模型的研究逐漸深入，魯棒的語(yǔ)音識(shí)別、基于語(yǔ)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)。這一概念已經(jīng)包含著其后出現(xiàn)的語(yǔ)音參數(shù)模型的基本思想。用單片機(jī)控制語(yǔ)音芯片設(shè)計(jì)語(yǔ)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。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。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。在訪問(wèn)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)。 7 表 P3 口第二功能 7 RST：復(fù)位輸入。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(wú)效。 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。 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(kāi)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。 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。輸入放大器可用單端或差分驅(qū)動(dòng)。 ISD 未選中時(shí) ,本端呈高阻態(tài)。 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。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。大信號(hào)時(shí) ,自動(dòng)靜噪電路不 衰減 ,靜音時(shí)衰減 6dB。 4 SS 變低 ,輸入指令和地址后 ,ISD 才能開(kāi)始錄放操作。 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(guò)一 條信息 。 3 發(fā)地址值為 00 的 SETPLAY 命令 。 6 發(fā) REC 命令 。詳 見(jiàn)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(kāi)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(kāi)始 。這樣就完成里一個(gè) spi時(shí)序。 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 。 下面 以 ISD40048MP 為例來(lái)說(shuō)明如何利用硬件結(jié)構(gòu)尋址 。每個(gè)錄放周期都從這 200ms的“語(yǔ)音存儲(chǔ)塊”的塊首開(kāi)始，如圖 所示。只需把事先編輯好的語(yǔ)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。 表 功能測(cè)試表 測(cè)試點(diǎn) 內(nèi)容 說(shuō)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(kāi)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(kāi)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(kāi)始錄音，運(yùn)行結(jié)果與預(yù)期相同。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(guò)電話或其他方式通知主人或報(bào)警中心。 MKl 為麥克風(fēng)，用于錄入語(yǔ)音， 可完成普通的現(xiàn)場(chǎng)錄音。 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(yǔ)音播報(bào)等。錄音操作主要是將外部輸入的語(yǔ)音存儲(chǔ)到 ISD4004 里，本系統(tǒng)留有廣播 錄音接 121，通過(guò)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(yǔ)音數(shù)據(jù)同放出來(lái)．本系統(tǒng)通過(guò)功放模塊接多媒體喇叭。無(wú)論是在課題立項(xiàng)還是在課題的研究階段 ，曹老師都給了我很大的幫助。 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 具有極強(qiáng)的實(shí)用性 ，由于時(shí)間關(guān)系，無(wú)論軟件設(shè)計(jì)還是硬件設(shè)計(jì)，都還存在不足的地方，還需要在技術(shù)水平和可靠性方面進(jìn)一步改進(jìn)。電路原理圖如圖 所示。 26 圖 系統(tǒng)流程圖 基于 ISD4004 的紅外遙控醫(yī)院語(yǔ)音播報(bào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 隨著醫(yī)院現(xiàn)代化、智能化的推進(jìn)．靠人工咨詢掛號(hào)、了解專家、藥品報(bào)價(jià)、科室介紹、疾病預(yù)防傳達(dá)等已經(jīng)不能適應(yīng)醫(yī)院信息化建設(shè)的需求。若啟動(dòng)報(bào)警，則通過(guò)控制已存有報(bào)警內(nèi)容的語(yǔ)音芯片對(duì)不法分子進(jìn)行語(yǔ)音警告，然后重復(fù)播放若干次語(yǔ)音報(bào)警內(nèi)容以警醒主人或周圍的人，接著對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行錄音，記錄報(bào)警時(shí)間；同時(shí)在數(shù)碼管上顯示報(bào)警次數(shù)，并可以通過(guò)相應(yīng)按鍵查詢報(bào)警時(shí)間，便于破案。在有警情發(fā)生時(shí)這些報(bào)警系統(tǒng)會(huì)通知主人或報(bào)警中心，但是他們的響應(yīng)都需要一定的時(shí)間，24 很有可能在他們的響應(yīng)時(shí)間內(nèi)不法分子已經(jīng)完成了偷盜行為。如果有按鍵按下 ， 則轉(zhuǎn)去 執(zhí)行該按鍵指向的工作程序 。 我們可以利用一個(gè)計(jì)數(shù)器對(duì) RAC引腳進(jìn)行計(jì)