【正文】 生老師學(xué)識(shí)淵博、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，待人平易近人，在生老師的悉心指導(dǎo)中，我不僅學(xué)到了扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)，也在怎樣處人處事等方面收益很多；在此我謹(jǐn)向生老師表示衷心的感謝和深深的敬意。單片機(jī)不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片,而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。 z=fftfilt(b,x)。 subplot(322)。)。ylabel(39。幅值39。plot(f,magy)。plot(angX)。subplot(221)。 MATLAB為GUI設(shè)計(jì)一共準(zhǔn)備了4種模板，分別是Blank GUI(默認(rèn)) 、GUI with Uicontrols(帶控件對(duì)象的GUI模板) 、GUI with Axes and Menu(帶坐標(biāo)軸與菜單的GUI模板)與Modal Question Dialog(帶模式問話對(duì)話框的GUI模板)。置放音狀態(tài)MOV P1,00H 。ISD2560 地址初始化 CLR CLR CLR 。自動(dòng)增益控制（AGC）：AGC 可動(dòng)態(tài)調(diào)整前置增益以補(bǔ)償話筒輸入電平的寬幅變化，這樣在錄制變化很大的音量（從耳語到喧囂聲）時(shí)就能保持最小失真。XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。這是一種永久記憶型語音錄放電路，錄音時(shí)間為 60s，可重復(fù)錄放 10 萬次。P0 口：P0口是一組 8位漏極開路型雙向 I/O口， 也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。 主要性能參數(shù)：直接采用單片機(jī) AT89C52 與專用的語音處理芯片 ISD2560 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)語音存儲(chǔ)與回放，實(shí)現(xiàn)語音的分段錄取、組合回放。,[N1 N2])。2量化噪聲 222022MNVd????? （）當(dāng)聲噪信號(hào)為正弦波時(shí)，并且峰峰值為 1，則在單位負(fù)載上的功率S 為? ()于是，可以算出以dB表示的信噪比為 ()??可見，量化比特?cái)?shù)M越大，信噪比越好。由于 A/D變換器的轉(zhuǎn)換需要一定時(shí)間才能完成，而輸入的模擬信號(hào)是不斷變化的，因此取樣值必須保持一定時(shí)間。數(shù)字錄音具有下列優(yōu)占。人耳能感覺到的聲振動(dòng)約在20Hz20kHz之間，稱為可聽聲。相對(duì)于模擬設(shè)備來說，數(shù)字設(shè)備易于集成、小型化、成本更低，同時(shí)更為穩(wěn)定，且操作更為直接、方便，使得數(shù)字語音錄放系統(tǒng)目前在各種領(lǐng)域中都得到了廣泛的應(yīng)用。 系統(tǒng)硬件電路簡(jiǎn)單，調(diào)試方便，性價(jià)比高，實(shí)用性強(qiáng)。對(duì)語音的采集、處理從以前簡(jiǎn)單的波形編碼轉(zhuǎn)變?yōu)檫M(jìn)行參數(shù)編碼、壓縮，從而大大減少了存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。掩蔽效應(yīng)對(duì)數(shù)字音頻編碼起到重要作用。防混疊低通濾波器取樣/保持A/D 變換器交織 糾錯(cuò)碼處理模擬聲頻信號(hào)數(shù)字音頻信號(hào) 記錄圖 21 數(shù)字錄音系統(tǒng)圖模擬恢復(fù)低通濾波器 窗口 電路D/A變換器糾錯(cuò)碼處理 反交織 重放數(shù)字聲頻信號(hào)模擬聲頻信號(hào)圖 22 數(shù)字放音系統(tǒng)圖放音錄音 語音信號(hào)的數(shù)字化將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)，需經(jīng)過取樣、量化和編碼三個(gè)步驟。采用二進(jìn)制時(shí)的有效位數(shù)稱為比特?cái)?shù)或位數(shù)，在進(jìn)行舍入運(yùn)算的過程中會(huì)產(chǎn)生舍入誤差。量化噪聲是不同于白噪聲(即等帶寬能量相等的噪聲)的一種高頻噪聲，它是由比較少的孤立頻譜重疊而成的噪聲。 時(shí)域信號(hào)的FFT分析 FFT即為快速傅氏變換，是離散傅氏變換的快速算法，它是根據(jù)離散傅氏變換的奇、偶、虛、實(shí)等特性，對(duì)離散傅立葉變換的算法進(jìn)行改進(jìn)獲得的。系統(tǒng)采用的微控制器是美國(guó) ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8k bytes 的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器和 256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存技術(shù)生產(chǎn)，與標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及 8052 產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器（CPU ）和 Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大 AT89C52 單片機(jī)適合于許多較為復(fù)雜控制應(yīng)用場(chǎng)合。三 級(jí) 加 密 程 序 存 儲(chǔ) 器RST：復(fù)位輸入。圖 34 ISD2560 內(nèi)部原理圖 ISD2560 的引腳功能ISD2560 具有 28 腳 SOIC 和 28 腳 PDIP 兩種封裝形式。放音時(shí)，由地址端提供起始地址，放音持續(xù)到 EOM 標(biāo)志。ISD2560 雖然提供了地址輸入線，但它的內(nèi)部信息段的地址卻無法讀出。送字段 3 起始地址 CLR CLR LCALL RECORD JMP BACK NEXT3: CJNE R7,4,NEXT4 MOV P1,60H 。查找播放語音地址CJNE A,1,PNEX1MOV P1,00H 。GUI設(shè)計(jì)窗口的菜單欄有File、Edit、View 、Layout、Tools和Help 6個(gè)菜單項(xiàng)，使用其中的命令可以完成圖形用戶界面的設(shè)計(jì)操作。 subplot(222)。編程如下：x=wavread(39。幅值39。grid fs=100。)。)。 y=filter(b,a,x)。FIR 濾波后信號(hào)的波形39。導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能 IC 卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。 although can be more of that voice fidelity, but too much of a voice data will cause demand for mass storage devices. For larger systems, through the use of largecapacity hard drives, or even large disk arrays to solve。因此作為二十一世紀(jì)的大學(xué)來說掌握單片機(jī)的開發(fā)技術(shù)是十分重要的。)。 subplot(324)。 subplot(321)。ylabel(39。 subplot(223)。plot(f(1:N/2),magy(1:N/2))。y=fft(x,N)。plot(magX)。,[1024 5120])。 NOPSETB TURN1: JB ,TURN1 。下面給出 5 段語音進(jìn)行組合播放的源程序。第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件總流程圖 如 41 圖所示，系統(tǒng)上電后，先初始化，然后實(shí)時(shí)的進(jìn)行按鍵掃描，當(dāng)錄音鍵按下時(shí)，調(diào)用錄音子程序開始錄音，按下放音鍵后，調(diào)用放音子程序。低 功 耗 空 閑 和 掉 電 模 式 圖33 AT89C52引腳分布功 能 特 性 概 述 ：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)振蕩器及時(shí)鐘電路。單片機(jī)的 P1 口、 和 分別與 ISD2560 的地址線相連，用以設(shè)置語音段的起始地址。 數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)原理 數(shù)字濾波是數(shù)字信號(hào)分析中最重要的組成部分之一，與模擬濾波相比，它具有精度和穩(wěn)定性高、系統(tǒng)函數(shù)容易改變、靈活性強(qiáng)、便于大規(guī)模集成和可實(shí)現(xiàn)多維濾波等優(yōu)點(diǎn)。 采樣頻率 采樣頻率是指計(jì)算機(jī)每秒鐘采集多少個(gè)聲音樣本，采樣頻率越高，即采樣的間隔時(shí)間越短，則在單位時(shí)間內(nèi)計(jì)算機(jī)得到的聲音樣本數(shù)據(jù)就越多，對(duì)聲音波形的表示也20=sind???越精確。均勻量化的量化噪聲也是恒值，因此信號(hào)幅度大時(shí)，信噪比高。數(shù)字音頻的質(zhì)量與采樣頻率和量化精度有關(guān)，數(shù)字音頻可分為以下幾個(gè)質(zhì)量等級(jí)：表 21數(shù)字音頻質(zhì)量等級(jí)表信號(hào)類型 頻率范圍(Hz) 采樣頻率(KHz 量化精度(位)電話語音 200~3400 8 8寬帶音頻 50~7000 16 16調(diào)頻廣播 20~15K 16高質(zhì)量音頻 20~20K 16由于本系統(tǒng)錄音的對(duì)象是人說話時(shí)的語音，人的語音頻率大概在300Hz至，根據(jù)取樣定理， Hz，普通語音選取的是8 KHz，但為了提高聲音的保真度，減少濾波實(shí)現(xiàn)的難度，同時(shí)與微機(jī)的錄音頻率最大程度地接近。（2） 錄音媒體的信噪比可成為記錄信號(hào)信噪比的一部分。有聲音存在時(shí)，大氣壓強(qiáng)會(huì)有微弱的起伏變化，即在靜態(tài)大氣壓強(qiáng)上疊加了變化的分量，這個(gè)變化的分量稱為聲壓p，通常聲壓的大小用它的有效值P 表示，單位是Pa。當(dāng)使用 PC機(jī)的時(shí)候，由于它的體積龐大，耗電高，造價(jià)也高，并且在某些情況下系統(tǒng)的穩(wěn)定性得不到保證所以用PC機(jī)來實(shí)現(xiàn)前述的各項(xiàng)功能和操作，就受到了一定的限制。實(shí)現(xiàn)數(shù)字語音錄放系統(tǒng)可以采用PC 機(jī)實(shí)現(xiàn)和嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)兩種方式。包圍地球表面的大氣層，隨高度的不同而存在不同的大氣壓強(qiáng)。從模擬磁帶錄音機(jī)和數(shù)字磁帶錄音機(jī)的比較來看，模擬錄音存在很多缺點(diǎn):（1） 在錄音、編輯和放音過程中混入的各種噪音不能被分離出來，形成對(duì)信號(hào)的損傷。2）防混疊低通濾波器的截止特性。對(duì)于量化階梯相等的量化方法稱為線性量化或均勻量化，不相等則稱為非線性量化或不均勻量化。 濾波和頻譜分析 采樣定理 在進(jìn)行模擬/數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換過程中，當(dāng)采樣頻率最大值大于信號(hào)中最高頻率，即：=,則采樣之后的數(shù)字信號(hào)完整地保留了原始信號(hào)中的信息。函數(shù)執(zhí)行N點(diǎn)的FFT，若x為向量且長(zhǎng)度小于N，則函數(shù)將x補(bǔ)零至長(zhǎng)度N ；若向量x的長(zhǎng)度大于N，則函數(shù)截短x使之長(zhǎng)度為N；若x 為矩陣，按相同方法對(duì)x進(jìn)行處理。ISD2560 與單片機(jī) AT89C52 的接口電路以及外圍電路如圖 51 所示?？?編 程 串 行 UART 通 道EA/VPP：外部訪問允許。地線（VSSA ，VSSD）：由于芯片內(nèi)部使用不同的模擬和數(shù)字地線，因此，這兩腳圖 35 ISD2560 引腳圖最好通過低阻抗通路連接到地。溢出標(biāo)志（OVF）：芯片處于存儲(chǔ)空間末尾時(shí)，該端輸出低電平脈沖以表示溢出，之后該端狀態(tài)跟隨 CE 端的狀態(tài)，直到 PD 端變高。一般按每 1 s 說 3 個(gè)字計(jì)算， 60 s 可說 180 個(gè)字，再根據(jù)ISD2560 的地址分辨率為 100 ms，即可計(jì)算出語音段所需的地址單元數(shù),本文采用第二種方式。信號(hào)為一負(fù)脈沖，在負(fù)脈沖的上升沿，該段語音才播放結(jié)束，所以單片機(jī)必須要檢測(cè)到/EOM 的上升沿才能播放第二段。若 A=5 放第五段CLR CLR CALL SOUNDAJMP SHOW5PBACK: RETSOUND: CLR ；/CE 端形成一負(fù)脈沖啟動(dòng)播放NOP 。39。 subplot(223)。N=128。grid subplot(222)。*fs/length(y)。)。 X=fft(x)。IIR濾波后信號(hào)的波形)。FIR 濾波后信號(hào)的頻譜39。畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程，隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新日異，單片機(jī)已經(jīng)成為當(dāng)今計(jì)算機(jī)應(yīng)用中空前活躍的領(lǐng)域， 在生活中可以說得是無處不在。 however for small devices, such as a portable voice Repeater, due to limited capacity, you cannot use the same method. In recent years, rapid study on speech signal processing technology, for the development of digital voice recording systems provides a new space. Speech waveform coding of data acquisition, process from the previous simple converted parameter encoding, pression, thereby greatly reducing the stored data. For example, original voice General are is used 8KHz sampling, 16bits of linear PCM coding for collection, in General of system in the on directly will collection Hou of data for storage。更不用說自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。)。 Y=fft(y)。 sound(x)。grid subplot(224)。N=1024。)。39。plot(X)。 3．GUI設(shè)計(jì)窗口的基本操作，在GUI設(shè)計(jì)窗口創(chuàng)建圖形對(duì)象后，通過雙擊該對(duì)象，就會(huì)顯示該對(duì)象的屬性的編輯器。若 A=1 放第