【正文】 術(shù)的研究提供了強(qiáng)有力的工具，大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，則為語音編碼的實(shí)現(xiàn)提供了基礎(chǔ)。凌陽音頻壓縮算法處理的語音信號(hào)頻率范圍為 200HZ~. 表 41 不同音頻質(zhì)量等級(jí)的編碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 表 41 不同音頻質(zhì)量等級(jí)的編碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 信號(hào)類型 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 20~20k 16 壓 縮分無損壓縮和有損壓縮 ,無損壓縮一般指：磁盤文件，壓縮比低： 2:1～4:1；有損壓縮則是指：音／視頻文件，壓縮比可高達(dá)： 100:1?！痭SP? IDE 編程環(huán)境。菜單欄中的菜單命令提供了開發(fā)、調(diào)試和保存應(yīng)用程序所需要的工具。使用熱鍵方式，不必打開菜單就能執(zhí)行相應(yīng)的菜單命令。而在新版 IDE的各個(gè)方面，都有所加強(qiáng)，用戶在使用過程當(dāng)用會(huì)有所體會(huì)。 大慶石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 系統(tǒng)的錄音程序 錄音部分程序 實(shí)現(xiàn)語音數(shù)據(jù)的錄入。這三個(gè)部分之間用 ―。 // DVR 初始化 SACM_DVR_InitQueue()。因此在設(shè)計(jì)停止程序時(shí)要考慮到這兩種情況，在閉合停止鍵時(shí)首先要對(duì)系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行判斷。 break。然后從 Flash閃存儲(chǔ)存器中讀取數(shù)據(jù)， 并填入列隊(duì)準(zhǔn)備播放。 // 獲得錄音編碼數(shù)據(jù) F_FlashWrite1Word(Addr,Ret)。 //填隊(duì)列 Addr+= 1。 (3) 系統(tǒng)處在停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，直接把系統(tǒng)置為鍵盤掃描，準(zhǔn)備掃描鍵值接收下一步指令。在調(diào)試模式下，調(diào)試菜單顯示在主菜單下。 CPU寄存大慶石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 器分通用型和專用型，其中通用型包括： R1～ R4；專用型包括： SP、 BP、 SR、PC。單擊 View菜單下的 Command 命令，打開命令窗口，在該窗口列表框下面的文本輸入框中鍵入幫助字符 ―H‖并確認(rèn)后，會(huì) 在列表中列出 IDE 的所有命令及相應(yīng)功能描述 反匯編窗口 (Dis。應(yīng)注意 選中整行的內(nèi)容方可刪除變量。 整個(gè)調(diào)試過程是在調(diào)試窗口下完成的。 (2) 系統(tǒng) 處 在播放狀態(tài)時(shí)，利用程序完成語音數(shù)據(jù)的播放。 while(SACM_DVR_TestQueue() != Full) //如果隊(duì)列不滿則繼續(xù)填 { Ret=F_FlashRead(Addr)。 大慶石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 圖 44 系統(tǒng)播放程序流程圖 播放 部分的程序?yàn)?： 停止錄放音 當(dāng)前狀態(tài)為錄音狀態(tài)？ 語音隊(duì)列滿 ? 語音隊(duì)列空 ? 寫入 FLASH 讀編碼數(shù)據(jù) 寫結(jié)束標(biāo)志 ADDR=0 讀 FLASH 初始化 置為播放模式 初始化語音列隊(duì) 讀 FLASH 填入語音隊(duì)列 解碼初始化 Y N Y 放音鍵 N Y N 大慶石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 SACM_DVR_Stop()。如果系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)不是錄音狀態(tài)時(shí)系統(tǒng)直接置為語音播放模式，如果系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)為錄音狀態(tài)時(shí)則通過 SACM_DVR_FetchQueue()函數(shù)和 F_FlashWr ite1Word(Addr,Ret)把錄入到語音數(shù)據(jù)存放到 Flash 閃存儲(chǔ)存器中，然后在把系統(tǒng)置為語音播放模式。 } break。 當(dāng)系統(tǒng)處于工作狀態(tài) 時(shí)，系統(tǒng)可能會(huì)出現(xiàn)兩種情況。 } Status = Record。增量 )。本軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)就是 利用凌陽的十六位單 片機(jī)開發(fā)環(huán)境進(jìn)行的設(shè)計(jì)?！痭SP? IDE過程中提出的一些意見，并包含了一些新的例程。在有些命令的后面還帶有其它信息，例如：打開項(xiàng)目 Ctrl +O，其中 Ctrl + O 叫做 ―熱鍵 ‖。并能對(duì)其產(chǎn)生興趣，使其 能夠動(dòng)手實(shí)踐。 //停止編碼 SACM_DVR_InitEncoder(RceMonitorOn) //初始化解碼器 void SACM_DVR_Stop(void) //停止錄音 void SACM_DVR_Play(void) //開始播放 unsigned int SACM_DVR _Status(void) //獲取 SACM_DVR 模塊的狀態(tài) void SACM_DVR _InitDecode(void) //開始譯碼 void SACM_DVR _Decode(void) //獲取語音資料并譯碼，中斷播放 SACM_DVR_StopDecoder()。 (2)追求高保真度，復(fù)雜的壓縮技術(shù)（如： CD）。 如：線性預(yù)測(cè)編碼（ LPC）及其它各種改進(jìn)型都屬于參數(shù)編碼。 1) 波形編碼：將時(shí)間域信號(hào)直接變換為數(shù)字代碼，力圖使重建語音波形保持原語音信號(hào)的波形形狀。 相對(duì)于保存真實(shí)采樣數(shù)據(jù)的聲音文件， MIDI 文件顯得更加緊奏，其文件大小比聲音文件小得多。它使用保存 Windows 平臺(tái)的音頻信息資源， Windows 平臺(tái)及其應(yīng)用程序均支持 WAVE 格式。音樂與語音相比更規(guī)范一些，是符號(hào)化了的聲音。上層程序包括語音的錄放采用 C 語言編寫。至于具體的存儲(chǔ)地址則由編譯器管理。主程序先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，然后只處理鍵盤事件，判斷按鍵值，并據(jù)此設(shè)置相應(yīng)的系統(tǒng)狀態(tài)。這是因?yàn)殚W存控制器必須保證閃存處于寫入狀態(tài)。 SPCE061A 具有 32K 字 (32K16 位 )閃存容量，這 32K 字的內(nèi)嵌閃存被劃分為 128 個(gè)頁(yè)，每個(gè)頁(yè)存儲(chǔ)容量為 256 個(gè)字?！痭SP?家族片內(nèi)帶有高尋址能力的 ROM、靜態(tài) RAM 和多功能的 I/O 口。 從而適應(yīng)各種應(yīng)用環(huán)境的需要。 圖 34 為 DAC1 放輸出電路原理圖， DAC1 音頻輸出通道與語音集成放大器SPY0030 連接電路如圖所示， DAC2 音頻輸出通道與語音集成放大器 SPY0030連接電路與 DAC1 音頻輸出通道相同。語音信號(hào)經(jīng) Mic 轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由隔直電容隔掉直流成分，然后輸入至 SPCE061A 內(nèi)部前置放大器。例如：手持遙控器、電子字典、 PDA、計(jì)算器、無線電話等。輸出端口負(fù)責(zé)向外界傳送由內(nèi)部電路產(chǎn)生的處理結(jié)果、顯示信息、控制命令、驅(qū)動(dòng)信號(hào)等。 音頻輸出部分：主要是將 SPCE061A 兩路音頻輸出端通過 語音集成放大器SPY0030 放大 ，經(jīng)喇叭播放。 表 21 管腳表 管腳名稱 管腳編號(hào) 類型 描述 IOA[15:8] 4639 輸入輸出 IOA[15:8]:雙向 IO 編口 IOA[7:0] 3427 輸入輸出 IOA[7:0]:通過編程 ,可設(shè)置成喚醒管腳 IOA[6:0]:與 ADC Line In 輸入共用 IOB[15:11] IOB10 IOB9 IOB8 IOB7 IOB6 IOB5 IOB4 IOB3 IOB2 IOB1 IOB0 5054 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 輸入輸出 輸入輸出 輸入輸出 輸入輸出 輸入輸出 輸入輸出 輸入輸出 輸入輸出 輸入輸出 輸入 輸出 輸入輸出 IOB[15:11]:雙向 IO 端口。 在本次設(shè)計(jì)中該語音錄音播放系統(tǒng)主要大慶石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 采用 SPCE061A 單片機(jī)，單片機(jī)是本系統(tǒng)的核心器件。 μ’nSP?內(nèi)核是一個(gè)通用的核結(jié)構(gòu)。 錄音播放系統(tǒng) 中 SPCE061A單片機(jī)特性 本次的設(shè)計(jì)選擇了 基于 SPCE061A 的 語音錄音播放系統(tǒng)方案來完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求 。而且在短短的幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，要完成從原理的學(xué)習(xí)到實(shí)物的調(diào)試成功，難度太大。 大慶石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 第 2 章 錄音播放系統(tǒng)總體 設(shè)計(jì)方案 方案 對(duì)比與 選擇 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，要實(shí)現(xiàn)完成本次 設(shè)計(jì) 可以采用三種不同的方案。有了立體聲錄音機(jī)之后， 1952 年紐約的 WQXR 電臺(tái)開始立體聲的FM 廣播， 1954 年 Audiosphere 也發(fā)行了第一卷商業(yè)性的立體聲錄音帶，音響世界正式進(jìn)入立體聲時(shí)代，并間接推動(dòng)了立體聲唱片的 發(fā)展。另一家 Brush 公司也發(fā)展出錄音帶，他們委請(qǐng) 3M制造一種有光滑表面，厚度為千分之三寸的薄膠帶，柔軟防潮，在上面可涂布磁性鐵粉。 錄音播放機(jī)問世 話說當(dāng)年丹麥有位年輕電機(jī)工程師 Valdemar Poulsen，他利用磁性變化的原理，以鋼琴線制造了一部 錄音播放機(jī) ， 1898 年獲得專利，這就是 1930 年代鋼線錄音機(jī)的前身。從以往在生活中的應(yīng)用漸漸發(fā)展到語音識(shí)別、語音控制方面的應(yīng)用。 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(duì)錄音播放設(shè)備的要求也不斷曾多， 錄音播放設(shè)備應(yīng)用的領(lǐng)域也不斷增加 。 錄音播放技術(shù)大體可分為以下幾個(gè)階段。美國(guó)人也進(jìn)行磁性錄音研究，像是 Marvin Camras 把交流偏壓技術(shù)引進(jìn)鋼絲錄音機(jī)，使其頻寬與雜音都達(dá)到可收錄音樂的水平。嘿！對(duì)了，既然可以用兩軌，就可以錄兩種不同的訊號(hào)， 1949 年美國(guó)的 Magnecord大慶石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 公司就開發(fā)出一種雙軌式的立體聲錄音機(jī)，比第一張商用的立體聲唱片足足早了近十年。 本課題研究 的主要 內(nèi)容有 ： 進(jìn)行語音錄音播放的機(jī)理分析； 研究 SPCE061A 單片機(jī) 體系結(jié)構(gòu)與 集成開發(fā)環(huán)境 IDE； 給出合理的基于 SPCE061A 單片機(jī) 語音錄音播放系統(tǒng)方案； 設(shè)計(jì)語音錄音播放系統(tǒng)的硬件電路并編寫操作程序； 通過對(duì)硬件電路的連接和程序的下載測(cè)試設(shè)計(jì)錄音播放系統(tǒng)。但 DSP 開發(fā) 的成本過高。 因此 在本次的設(shè)計(jì)中 我選擇了 方案三來完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求 。它的 CPU 內(nèi)核采用凌陽最新推出的 μ’nSP? 16 位微處理器芯片，圍繞 μ’nSP?所形成的 16位 μ’nSP?系列 單片機(jī) ，又稱為 μ’nSP?家族采用的是模塊式集成結(jié)構(gòu)，它以 μ’nSP?內(nèi)核為中心集成不同規(guī)模的 ROM、 RAM 和功能豐富的各種外設(shè)接口部件。 以上種種證明， SPCE061A 是數(shù)字聲音和語音識(shí)別產(chǎn)品的一種最經(jīng)濟(jì)的應(yīng)用。 可將PFUSE接 5V, PVIN接 GND并維持 1s以上即可將內(nèi)部保險(xiǎn)絲熔化，此后就無法讀取和 加載數(shù)據(jù) 。 通過 MIC 采樣語音數(shù)據(jù)，并經(jīng)內(nèi)置自動(dòng)增益電路處理、 AD 轉(zhuǎn)換后，編碼并存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中。輸入端口負(fù)責(zé)從外界接收檢測(cè)信號(hào)、鍵盤信號(hào)等各種開關(guān)量信號(hào)。在電池供電、追求低耗電的應(yīng)用場(chǎng)合，可以讓 CPU 進(jìn)入睡眠模式（利用軟件控制）以降低功耗，需要時(shí)才以按鍵來喚醒 CPU，使其進(jìn)入工作狀態(tài)。 大慶石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 音頻錄 音器件的組成 在 SPCE061A單片機(jī) 中 的 A/D轉(zhuǎn)換器有 8個(gè)通道，其中有 1個(gè)通道是 MICIN輸入，它專門用于對(duì)語音信號(hào)進(jìn)行采樣 。 系統(tǒng)的音頻輸出 部分 是 將 SPCE061A 中儲(chǔ)存的音頻數(shù)據(jù)通過 SPCE061A 中 大慶石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 兩路音頻輸出端 DAC DAC2 并經(jīng)過 語音集成放大器 SPY0030 放大，在經(jīng)喇叭播放。這樣做無疑會(huì)使每一種派生產(chǎn)品具有更強(qiáng)的功能和更低的成本。 181。 SPCE061A 是一個(gè)用閃存替代 mask ROM 的 MTP(multitimeprogrammable)芯片，閃存可以進(jìn)行 多次的擦除與寫入，可用來存儲(chǔ)程序與數(shù)據(jù)。這些指令不能被任何其它的操作打斷，包括中斷、 ICE 的單步跟蹤動(dòng)作。錄放音都放在中斷服務(wù)程序里處理，主程序只處理鍵盤事件?！痭SP?單片機(jī)的匯編程序設(shè)計(jì)中，用戶可以不用考慮程序代碼在實(shí)際物理存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)地址，而 是通過偽指令（如 ―.CODE‖、 ―.TEXT‖、 ―.RAM‖等）來通知編譯器把程序代碼定位在什么類型的存儲(chǔ)空間即可。本系統(tǒng)底層驅(qū)動(dòng)程序包括 I/O 口初始化、 SPR1024 的讀寫擦除程序用匯編語言編寫。是語言的載體，是人類社會(huì)特有的一種信息系統(tǒng)，是社會(huì)交際工具的符號(hào)。一 般 WAVE 文件的波特率可達(dá)到 88~704KB/S WAVE 格式是 Microsoft 公司開發(fā)的一種聲音文件格式，它符合 RIFF 文件規(guī)范。 在 MIDI 文件中，只包含產(chǎn)生某種聲音的指令，這些指令包括使用什么 MIDI設(shè)備的音色、聲音的強(qiáng)弱、聲音持續(xù)時(shí)間等，計(jì)算機(jī)將這些指令發(fā)送給聲卡，聲卡按照指令將聲音合成， MIDI 在重放時(shí)可以有不同的效果。而在實(shí)際操作中，可以依需要來選擇合適的算法。具體說，參數(shù)編碼是通過對(duì)語音信號(hào)特征參數(shù)的提取和編碼，力圖使重建語音信號(hào)具有盡 可能高的準(zhǔn)確性，但重建信號(hào)的波形同原語音信號(hào)的波形可能會(huì)有相當(dāng)大的差別。 總之，音頻壓縮技術(shù)之趨勢(shì)有兩個(gè)： (1)降低資料率，提高壓縮比，用于廉價(jià)、低保真場(chǎng)合（如：電話）。 其相關(guān) API 函數(shù)如下所示： int SACM_DVR_Initial(int Init_Index