【正文】 圖 AT29C040 引腳如下 對(duì)數(shù)字化語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)的 ? ? ? ?sffff /s in// ?? 校正 首先對(duì)頻域中的 ? ? ? ?ss ffff /s in// ?? 函數(shù)進(jìn) 行分析 , ? ? ? ?ss ffff /s in// ?? 在頻域 30~4030H 范圍內(nèi)的曲線如圖所示。在當(dāng)前存儲(chǔ)區(qū)滿后 ,要向主機(jī)發(fā)出中斷請(qǐng)求 , 以向主機(jī)傳送數(shù)據(jù)。 AD574 完成 1 次全 12 位轉(zhuǎn)換最多需要 35μ s ,適合于轉(zhuǎn)換速率低于 30kb /s 的應(yīng)用領(lǐng)域。在讀出期間 ,當(dāng) A0 為 0 時(shí) , 輸出高 8 位 。 表 DAC0832 的引腳 符號(hào) 引腳 功能 符號(hào) 引腳 功能 D0~7 7~4,16~13 數(shù)據(jù)輸入線 ILE 19 數(shù)據(jù)允許信號(hào) ,高電平有效 CS 1 輸入寄存器選擇信號(hào) ,低電平有效 1WR 2 輸入寄存器寫(xiě)選通信號(hào) ,低電平有效 2WR 18 DAC 寄存器寫(xiě)選通信號(hào) , 低電平有效 XFER 17 數(shù)據(jù)傳送信號(hào) , 低電平有效 VCC 20 電源輸入線 IOUT1,IOUT2 11,12 電流輸出線 AGND 3 模擬信號(hào)地 DGND 10 數(shù)字地 RFB 9 反饋信號(hào)輸入線 VREF 8 基準(zhǔn)電源輸入線 2. DAC0832 的引腳介紹 DAC0832 有 20 個(gè)引腳： ID7~ID0 是 8 位數(shù)據(jù)輸入端； ILE 是輸入數(shù)據(jù)允許 ２２ 鎖存信號(hào)， CS 與 WR 是第一級(jí)緩沖器選通信號(hào)，這三個(gè)信號(hào)決定了 LE1的電平，LE1 位為高電平時(shí)，鎖存器的輸出隨輸入變化， LE1 的負(fù)跳變使數(shù)據(jù)鎖存進(jìn)鎖存器， LE1 為低點(diǎn)電平時(shí)，鎖存器的輸出不在隨輸入 端數(shù)據(jù)變化； XFER 與 WR2是第二級(jí)緩沖器選通信號(hào)，它們決定了 LE2的電平， LE2在不同電平時(shí)對(duì)鎖存器的控制作用與 LE2一致； VREF 是基準(zhǔn)電壓源輸入端； IOUT IOUT2 分別是電流輸出端 1 和電流輸出端 2； RFB 是反饋信號(hào)輸入端； AGND 與 DGND 是模擬地與數(shù)字地，兩者分開(kāi)是一項(xiàng)常用的抗干擾措施。在復(fù)位狀態(tài)， CPU 和系統(tǒng)都處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)或成為原始狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，所有的專用寄存器都賦予默認(rèn)值。設(shè)計(jì)數(shù)器的最大值為 M（在不同的工作模式中， M 可以為 8192， 65536， 256），則置入的初值可以這樣來(lái)計(jì)算。格式如下： TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 TF1：定時(shí)器 1 溢出標(biāo)志。用 ACC表示 A的符號(hào)地址。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器有 16 位，尋址范圍也可達(dá) 64KB。它的功能是從程序存儲(chǔ)器中提取指令，送到指令寄存器，再進(jìn)入指令譯碼器進(jìn)行譯碼，并通過(guò)定時(shí)和控制電路，在規(guī)定的時(shí)刻發(fā)出各種操作所需要的全部?jī)?nèi)部控制信息及 CPU 外部所需要的控制信號(hào)，如 ALE、 PSEN、 RD、 WR 等，使各部分協(xié)調(diào)工作，完成指令所規(guī)定的各 １５ 種操作。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無(wú)效。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16位地 址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2 口輸出地址的高八位。使用單片機(jī)具有體積小、可靠性高、性能價(jià)格比高和容易產(chǎn)品化的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)相位響應(yīng) ???? 作線性變化，即時(shí)延響應(yīng) ????為常數(shù)時(shí)，輸出信號(hào)才可能避免失真。唱針耦合在線圈上的稱 動(dòng)圈 式，耦合在磁鋼上的稱動(dòng)磁式。拾音器輸出的毫伏信號(hào)實(shí)測(cè)其范圍約為 20~25mV，此電信號(hào)太小不能夠進(jìn)行采樣，后級(jí) A/D 轉(zhuǎn)換輸入信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍為 0~5V，語(yǔ)音信號(hào)的范圍與采樣范圍的比較得出放大器的放大倍數(shù)應(yīng)為 200 倍左右，此處將信號(hào)通過(guò)一增益為 46dB 的放大器，將其放大到伏特量級(jí)，輸出級(jí)放大電路亦采用這種電路，兩級(jí)放大電路都采用增益可調(diào)的典型電路。 放大器及 A/D、 D/A 芯片的選擇 為減少系統(tǒng)噪音電平，增加系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍，防止阻塞失真等，本放大器中設(shè)置自動(dòng)增益控制電路。 （ 1）短時(shí)平均跨零記數(shù)法 該方案通過(guò)確定信號(hào)跨零數(shù)，將語(yǔ)音信號(hào)編碼為數(shù)字信號(hào)，常用于語(yǔ)音識(shí)別中。 ３ 數(shù)字化語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)，以微處理芯片為核心，具有語(yǔ)音可控、 回 放靈活、無(wú)磨損、可靠簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。 access of data collection， and AGC on acoustic signal respectively ， this system implements the storage an playback of acoustic signal which lasts for seconds , or seconds 。 該系統(tǒng)對(duì)語(yǔ)音信號(hào)分別采用了數(shù)據(jù)采集直寸直取 ,欠抽樣采樣和自相似增量調(diào) 制等三種方法 ,完成了對(duì)語(yǔ)音信號(hào) 、 、 的存儲(chǔ)與回放。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。 2 方案比較與論證 語(yǔ)音編碼方案： 人耳能聽(tīng)到的聲音是一種頻率范圍為 20 Hz～ 20200 Hz ,而一般語(yǔ)音頻率最高為 3400 Hz。目前常用的 A/D 轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的方法有 多種，鑒于轉(zhuǎn)換速度的要求，我們采用 A/D 轉(zhuǎn)換芯片 AD574。 8031的典型時(shí)鐘為 6MHz 指令周期為 8~2 s? 可以在要求的 125 s? 采樣間隔執(zhí)行系統(tǒng)工作還可同時(shí)對(duì) A/D 轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字語(yǔ)音信 號(hào)進(jìn)行增量調(diào)制 ? ?M? 或差分脈碼調(diào)制 ? ?DPCM [8]。它的種類很多，按其特點(diǎn)和頻率等，將它劃分為超聲傳感器、聲壓傳感器和聲表面波傳感器 等 。這里主要討論模擬濾波器。輸出端接微型電壓表 PV，可以直觀的指示輸出電壓值。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。 3. 主要性能指標(biāo) MCS51 兼容 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 ： 1000 寫(xiě) /擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10 年 ： 0Hz24Hz *8 位內(nèi)部 RAM 可編程 I/O 線 16 位 可編成 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 個(gè)中斷源 ,時(shí)鐘頻率 — 12MHz。 0003H：外部中斷 0 入口。其位尋址范圍為 00H— 7FH。其中低 4 位用于控制 T0，高 4 位用于控制 T1。 IT 位：外部中斷請(qǐng)求出發(fā)方式位。 C C2對(duì)頻率有微調(diào)作用，震蕩頻率范圍是 — 12MHz。建立時(shí)間越短， DAC 的轉(zhuǎn)換速度越塊。 R / C :讀出 /轉(zhuǎn)換控制。單片機(jī)發(fā)出控制信號(hào)以啟動(dòng) A /D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采樣 , 然后將轉(zhuǎn)換結(jié)果存入雙端口 SRAM[22]。 AT89C51 的 WR、 RD 經(jīng)過(guò)與非門(mén)接到 AD574 的使能端 ,任意有效信號(hào)都會(huì)使能 AD。可見(jiàn)在讀寫(xiě)時(shí) ,A7亦應(yīng)為低電平。定時(shí)將 A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中。 AD574 的 CE 信號(hào)由單片機(jī)的 WR 和 A7( P0. 7) 經(jīng)一級(jí)或非門(mén)產(chǎn)生。 AT89C51 利用 P2. 7 經(jīng)過(guò)反相后控制 AD574 的讀出和啟動(dòng)轉(zhuǎn)換控制線 R / C , 并再經(jīng)過(guò)與非門(mén)和反相器來(lái)控制片選線 CS(低電平有效 ) 。 單片機(jī) AT89C51 和 AD574 的接口原理 AD574 和單片機(jī)系統(tǒng)的基本組成主要有單片機(jī)、 A / D 轉(zhuǎn)換器和計(jì)算機(jī)接口。各主要引腳功能如下 : 圖 AD574的引腳圖 CS:片送。 D/A、 A/D 轉(zhuǎn)換器 D/A 轉(zhuǎn)換器 DAC0832 的介紹 D/ A 轉(zhuǎn)換器 DAC0832 的主要性能指標(biāo) 分辨率 通常將輸入數(shù)字量的最低有效位 LSB 變化 1 時(shí)所引起的輸入電壓的變化△ V稱為 分辨率，即△ V=Vm/2,式中， Vm 為輸出電壓的滿度值； n 為 D/A 轉(zhuǎn)換器的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù) [20]。 ① 內(nèi)部時(shí)鐘方式 89C51 單片機(jī)有一個(gè)高增益反向放大器，用于構(gòu)成振蕩器，引腳 XTAL1 和XTAL2 分別是此放大器的輸入端和輸出端。 IE 位：外部中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。 ② 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0 和 1 的控制和狀態(tài)寄存器 特殊功能寄存器 TMOD和 TCON分別是定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0 和 1 的控制和狀態(tài)寄存器，用于控制和確定各定時(shí) /計(jì)數(shù)器的功能和工作模式。選用哪 一組由程序狀態(tài)字 PSW 中的 RS RS0 這兩位的設(shè)置決定，若程序并不需要四個(gè) 4組工作寄存器，那么剩下的工作寄存器可作一般的存儲(chǔ)器來(lái)使用。 在程序存儲(chǔ)器中，有 7個(gè)單元具有特殊用途。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。當(dāng)P1 口的管腳第一次寫(xiě) 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。圖中 C2用以消除寄生振蕩 ,C3 的作用是抑制紋波 ,C4 是用以改善穩(wěn)壓電源的的暫態(tài)響應(yīng) ,VD VD7 在輸出端電容漏電或調(diào)整端短路時(shí)起保護(hù)作用。輸出端接 C R9 串聯(lián)電路，以校正喇叭的頻率特性，防止高頻自激．腳7 接 220uF 去偶電容，以消除低頻自激．為便于該功放在高增益情況下 工作，這里將不使用輸入端腳 2 對(duì)地短路． 圖 輸出放大器 ９ 濾波器是一種能使有用頻率信號(hào)通過(guò)同時(shí)抑制 (或大為衰減 )無(wú)用頻率信號(hào)的電子裝置。 4 電路設(shè)計(jì) 拾音器是一種聲傳感器， 聲傳感器是把外界聲場(chǎng)中的聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的傳感器。存儲(chǔ)器采用 256Kb RAM 可用 628256 實(shí)現(xiàn)。 （ 1） A/D 轉(zhuǎn)換芯片的選擇 根據(jù)題目要求采樣頻率 fs=8KHZ，字長(zhǎng) =8位，可選擇轉(zhuǎn)換時(shí)間不超過(guò) 125181。 自從愛(ài)迪生 1877年 發(fā)明留聲機(jī)以來(lái)，音響技術(shù)已有百余年的發(fā)展歷史，這期間，記錄存儲(chǔ)各種 聲音的載體，傳輸與播放語(yǔ)音技術(shù)的發(fā)展可謂日新月異。 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 大學(xué)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)?？梢圆捎糜坝　⒖s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)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容 。數(shù)字化語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)的基本原理是對(duì)語(yǔ)音的錄音與放音的數(shù)字化控制。 the reasonable handwidth of hangpass filter removes the outhand noise efficiently and decrease the overlap distortion。該系統(tǒng)目前有多種方案可以實(shí)現(xiàn)，其中采集成語(yǔ)音芯片是一種較簡(jiǎn)單通用的方案，但該方案智能性較差，如音量不能放大、錄音時(shí)間固定等。 （ 2）實(shí)時(shí)副值采樣法 采樣過(guò)程如圖 所示。數(shù)字式精度高，控制范 圍大但比模擬試復(fù)雜，因此本方案采用傳統(tǒng)的模擬試 AGC 來(lái)實(shí)現(xiàn)。此處將其通過(guò)一增益為 46dB 的放大器，因此，將帶通濾波器設(shè)計(jì)為典型的 300Hz~,輸出級(jí)帶通濾波器亦為 300Hz~,這樣既可濾掉低頻分量又可濾掉 D/A轉(zhuǎn)換帶來(lái)A/D 轉(zhuǎn)換電路 帶通濾 波器 D/A 轉(zhuǎn)換電路 帶通濾波器 輸出放大器 耳機(jī) 電源電路 89C51 單 片 機(jī) 鍵盤(pán)設(shè)定 存儲(chǔ)器 數(shù)據(jù)顯示 增益放大器 拾音器 ７ 的高頻分量，很好的濾除掉噪聲。在本設(shè)計(jì)中決定采用動(dòng)圈式拾音器 （１） 增益放 大器 拾音器輸出的毫伏信號(hào)實(shí)測(cè)其范圍約為 20~25Mv 此電信號(hào)太小不能夠進(jìn)行采樣，后級(jí) A/D轉(zhuǎn)換輸入信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍為 0~5V，語(yǔ)音信號(hào)的范圍與采樣范圍的比較得出放大器的放大倍數(shù)應(yīng)為 200 倍左右，此處將信號(hào)通過(guò)一增益為 46dB 的放大器，將其放大到伏特量級(jí)，輸出級(jí)放大電路亦采用這種電路，兩級(jí)放大電路都采用增益可調(diào)的典型電路 [12]。 延時(shí)向量 ???? ： ? ? ? ?? ?sdd ????? ?? 聲音信號(hào)經(jīng)動(dòng)圈拾音器轉(zhuǎn)有源濾波器換成電壓信號(hào)，通過(guò)前級(jí)放大，在對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)采集之前，有必要經(jīng)過(guò)帶通濾波器除帶外雜波，選定該濾波器的通帶范圍為 300Hz~： １． 保證 300～ 3400Hz 的語(yǔ)音信號(hào)不失真的通過(guò)濾波器； ２． 濾除帶外的低頻信號(hào)，以減少帶外功頻等分量的干擾，大大減少噪聲影響，該下限頻率可下延到 270Hz 左右； ３． 便于濾除帶外的高次諧波，以減 少因 8kHz 采樣率而引起的混疊失真，濾波電路 ??t1? ??t0? １０