【正文】 但由于微處理器的查詢速度相對(duì)于 RAC時(shí)鐘頻率要快得多，所以，如果通過(guò)查詢的方法檢測(cè) RAC 每個(gè)周期的低電平時(shí)，在上一次檢測(cè)到 RAC低電平時(shí)必須要 經(jīng)過(guò)一段延時(shí)才能再檢測(cè) RAC，這樣檢測(cè)到的低電平才是有效的 ,這段延時(shí)可以說(shuō)是“假延時(shí)”。對(duì)器件尋址，就是選擇一行，從行首開(kāi)始錄、放操作，而每行中的各列是不可尋址的。例如 ， 我們可以利用軟件編程的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)語(yǔ)音信息的剪輯 、 合成等操作來(lái)達(dá)到我們對(duì)語(yǔ)音信息特殊的要求 。 控制部分則主要由單片機(jī) AT89C51 構(gòu)成，包含必要的按鍵電路、復(fù)位電路和指示電路等外圍電路。 SPI 端口簡(jiǎn)單框圖如下 ： 圖 SPI 端口 時(shí)序 SPI 總線協(xié)議是一個(gè)環(huán)形總線結(jié)構(gòu)，由 ss（ cs）、 sck、 sdi、 sdo 構(gòu)成，其時(shí)序主要是在sck 的控制下，兩個(gè)雙向移位寄存器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。后跟 REC 指令可使錄音繼續(xù)進(jìn)行下去 REC 10110XXXXXXXXXXXXXXXXXXX 從當(dāng)前地址開(kāi)始錄音 (直至 OVF 或停止 ) SET MC 11101XXXA15 A0 從指定地址開(kāi)始快進(jìn)。 2 等待 TPUD(上電延時(shí) )。因此 ,用戶發(fā)完上電指令后 ,必須等待 TPUD,才能發(fā)出一條操作指令。 因此要注意移入的數(shù)據(jù)是否與器件當(dāng)前進(jìn)行的操作兼容。 SPI 協(xié)議是一個(gè)同步串行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議 ,協(xié)議假定微控制器的 SPI 移 位寄存器在 SCLK 的下降沿動(dòng)作 ,因此對(duì) ISD4004 而言 ,在時(shí)鐘止升沿鎖存 MOSI 引腳的數(shù)據(jù) ,在下降沿將 數(shù)據(jù)送至 MISO 引腳。在不外接地時(shí)鐘時(shí) ,此端必須接地?？爝M(jìn)模式下 ,RAC 的 s 是高電 平 , s 為低電平。 ISD 在任何操作 (包括快進(jìn) )中檢測(cè)到 EOM 或 OVF 時(shí) ,本端變低并保 持。信號(hào)通過(guò)耦合電容輸入 ,最大幅度為 峰峰值 16mV音頻輸出 (AUD OUT) 提供音頻輸出 ,可驅(qū)動(dòng) 5KΩ的負(fù)載。采 樣頻 率可為 ,頻率 越 低 ,錄 放時(shí) 間 越長(zhǎng) ,而音 質(zhì) 則 有 所下 降 ,片內(nèi)信息存于閃爍存貯器中 ,可在斷電情況下保存 100 年 (典型值 ),反復(fù)錄音 10 萬(wàn)次。點(diǎn)擊 “保存 ”按鈕，出現(xiàn)第二個(gè)對(duì)話框，如圖 所示，這個(gè)對(duì)話框要求選擇目標(biāo) CPU（即你所用芯片的型號(hào)）， Keil 支持的 CPU 很多，這里選擇Atmel公司的 89S52 芯片。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 EA/VPP：外部訪問(wèn)允許。要注意的是：每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。 P3 口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門(mén)電路。與 AT89C51 不同之處是， 和 還可分別作為定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 的外部計(jì)數(shù)輸入（ ）和輸入（ ），參見(jiàn)表 。同時(shí)具有全靜態(tài)操作： OHZ24MHZ，三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器， 256 8 字節(jié)內(nèi)部 RAM， 32 個(gè)可編程 I/O 口線， 3 個(gè) 15 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器， 8 個(gè)中斷源，可編程串行 UART通道的功能部件。 3 系統(tǒng)采用的實(shí)現(xiàn)方法 設(shè)計(jì)硬件原理圖 ,焊接語(yǔ)音模塊 ,包括電壓轉(zhuǎn)換芯 片 ,音頻小功率放大器和 ISD4004 的連接 . 編寫(xiě)軟件程序 ,利用單片機(jī)控制技術(shù) ,實(shí)現(xiàn)錄、放、停等操作。因此數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)處理是主要研究方向。電話的理論基礎(chǔ)是盡可能不失真地傳送語(yǔ)音波形。聲卡是計(jì)算機(jī)對(duì)語(yǔ)音信息進(jìn)行加工的重要部件，它具有對(duì)信號(hào)濾波、放大、采樣 保持、 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換等功能。 關(guān)鍵詞 ： ISD4004 AT89C52 單片機(jī) 語(yǔ)音錄放 The design of voice recording and playback system based on isd4004 Abstract： With the singlechip microputer control, and then make the pronunciation chip microcontroller and pronunciation chip embedded in munication equipment, intelligent instruments, security alarm and children39。 作者簽名： 日 期： 基于 ISD4004 芯片的語(yǔ)音錄放系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要 ：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。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說(shuō)明 本人完全了解安陽(yáng)工學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印 、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部?jī)?nèi)容。 本次設(shè)計(jì)目是完成一個(gè)簡(jiǎn)單方便，能可靠穩(wěn)定工作的語(yǔ)音錄放系統(tǒng)，該方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,控制可靠 , 便于推廣。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)處理和信息技術(shù)的發(fā)展，語(yǔ)音交互已經(jīng)成為人機(jī)交互的必要手段，而語(yǔ)音信號(hào)的采集處理是人機(jī)交互的前提和基礎(chǔ)。 1874 年電話的發(fā)展可以認(rèn)為是現(xiàn)代處理的開(kāi)端。這是因?yàn)椋旱谝唬瑪?shù)字技術(shù)能夠完成許多很復(fù)雜 的信號(hào)處理工作；第二，通過(guò)語(yǔ)音進(jìn)行交換的信息本質(zhì)上具有離散的性質(zhì)，因?yàn)檎Z(yǔ)音可以看成是因素的組合，這就特別適合于數(shù)字處理；第三，數(shù)字系統(tǒng)具有高可靠性、價(jià)廉、緊湊、快速等特點(diǎn)，很容易完成實(shí)時(shí)處理任務(wù)；第四，數(shù)字語(yǔ)音適合于在強(qiáng)干擾通信中傳輸，易于和數(shù)據(jù)一起在通信網(wǎng)中傳輸，也易于進(jìn)行加密傳輸。系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，便于安裝和擴(kuò)展。 AT89C52 主要性能參數(shù) AT89C52 單片機(jī)與 MCS51 產(chǎn)品指令和引腳兼容，內(nèi)部含有 8K 字節(jié)可擦寫(xiě) FALSH 閃存，1000 次擦寫(xiě)周期。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)。 6 P3 口： P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。一般情況下， ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。 點(diǎn)擊 “ProjectNew Project…” 菜單，出現(xiàn)對(duì)話框，要求給將要建 立的工程起一個(gè)名字，這里起名為 fgf，不需要輸入擴(kuò)展名。 芯片采用多電平直接模擬量存儲(chǔ)技術(shù) , 每個(gè)采 樣 值直接存貯在片內(nèi)閃爍存貯器 中 ,因此能 夠 非常真實(shí) 、 自然地再 現(xiàn) 語(yǔ)音、音 樂(lè) 、音調(diào)和 效 果聲 ,避免 了 一般固體 錄 音電路因 量 化 和壓 縮 造成 的 量 化 噪聲 和 金屬 聲 。 4 反相模擬輸入 (ANA IN) 差分驅(qū)動(dòng)時(shí) ,這是錄音信號(hào)的反相輸入端。 9 中斷 (/INT) 本端為漏極開(kāi)路輸出。該信號(hào) 175ms 保持高電平 ,低電平為 25ms。輸入時(shí)鐘的占空比無(wú)關(guān)緊要 ,因內(nèi)部首 先進(jìn)行了分頻。 SPI(串行外設(shè)接口 ) 協(xié)議介紹 ISD4004 工作于 SPI 串行接口 。 7 使用 讀 指令使中斷狀態(tài)位移出 ISD 的 MISO 引腳時(shí) ,控制及地址數(shù)據(jù)也應(yīng)同步從 MOSI 端移入。 上電順序 器件延時(shí) TPUD(8kHz 采樣時(shí) ,約為 25 毫秒 )后才能開(kāi)始操作。 如果從 00 處錄音 ,則按以下時(shí)序 : 1 發(fā) POWER UP 命令 。后跟 PLAY 指令可使放音繼續(xù)進(jìn)行下去 PLAY 11110XXXXXXXXXXXXXXXXXXX 從當(dāng)前地址開(kāi)始放音 (直至 EOM 或 OVF) SET REC 10100XXXA15 A0 從指定地址開(kāi)始錄音。 RAC 腳和 IAB 位可用于信息管理 。該語(yǔ)音錄放電路主要由單片機(jī) AT89C51， ISD4004 構(gòu)成，本系統(tǒng)可以主要分為三部分單片機(jī)控制部分、錄音部分和放音部分。 19 圖 ISD4004原理圖 軟件設(shè)計(jì) 語(yǔ)音芯片的內(nèi)部信息尋址機(jī)制 ISD4004語(yǔ)音芯片具有能夠準(zhǔn)確控制語(yǔ)音錄放地址的功能 ， 這種功能使我們能夠方便靈活地對(duì)語(yǔ)音 信 息進(jìn)行處理以達(dá)到我們對(duì)語(yǔ)音信息的要求。 20 ISD4004的存儲(chǔ)器分為 2400行。因此，微控制器 很容易通過(guò)軟件查詢 RAC的方法來(lái)確定何時(shí)已到達(dá) 圖 錄放時(shí)序 行末。如圖 示，當(dāng) AN鍵按下時(shí)則開(kāi)始錄音，放開(kāi)則停止錄音，可檢測(cè) INT引腳看 ISD芯片是否到末。 基于 ISD4004 的家庭語(yǔ)音報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 現(xiàn)代家庭的防盜方式主要以安裝防盜門(mén)、防盜鎖為主，但是這類(lèi)設(shè)備主要是以增加盜賊入室的難度來(lái)達(dá)到防盜目的的。 圖 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖 系統(tǒng)工作時(shí)，熱釋電紅外傳感器對(duì)警戒區(qū)的紅外信號(hào)不斷地進(jìn)行采集，當(dāng)在警戒范圍內(nèi)出現(xiàn)人體時(shí)，信號(hào)處理電路向單片機(jī)輸出高電平。 ISD4004的工作電壓是 3V，可以通過(guò)變壓電路將 5V 電壓轉(zhuǎn)變?yōu)?3 V。 LCD 液晶顯示模塊可以顯示放音或錄音的當(dāng)前段和滾動(dòng)的廣27 播詞，系統(tǒng)框圖如圖 所示。同時(shí)本文介紹的錄放系統(tǒng)已經(jīng)經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)調(diào)試，能夠可靠穩(wěn)定工作，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。衷心地謝謝您，曹老師！ 最后，對(duì)所有在這三年里的學(xué)習(xí)和生活中，給予我各種關(guān)心幫助的人們，我僅表達(dá)我最衷心的謝意！謝謝你們！ 31 參考文獻(xiàn) [1]何立民．單片機(jī)應(yīng)用技術(shù) 選編 9[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 20xx. 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