【導(dǎo)讀】下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的。獲得安陽(yáng)工學(xué)院及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。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)；目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。治安報(bào)警及兒童玩具中，就可做成語(yǔ)音播放的機(jī)器。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。操作命令可通過(guò)串行通信接口SPI送入。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。體設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了論證。進(jìn)一步介紹了單片機(jī)AT89C52應(yīng)用在系統(tǒng)中的應(yīng)用，分析了系統(tǒng)。各部分的硬件及軟件實(shí)現(xiàn)。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。

　　

【正文】 其工作原理，有必要先介紹器件的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。 20 ISD4004的存儲(chǔ)器分為 2400行。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。每一行的所有操作都從第一列開(kāi)始。 ISD40048MP 每一行周期為 200ms,這就是器件的地址分辨率。其中每行有 175ms的高電平， 25ms的低電平。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。 還以 ISD40048MP為例， RAC在行末前 25ms變低， 在恰好到達(dá)行末時(shí)變高 ,這就類似一個(gè)時(shí)鐘，幫助 你確定錄放操作已到何處。這個(gè)時(shí)鐘相對(duì)于微控制 器的速度來(lái)說(shuō)較慢，上例為 200ms。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。 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)”。延時(shí)的時(shí)間必須大于 RAC低電平的時(shí)間，而小于 RAC的周期。 我們可以利用一個(gè)計(jì)數(shù)器對(duì) RAC引腳進(jìn)行計(jì)數(shù)，并且通過(guò) LED顯示器實(shí)時(shí)地把計(jì)數(shù)器的值顯示出來(lái)，這樣我們不但可以知道錄入的每段信息的開(kāi)頭和結(jié)尾的地址，而且還可以知道每段信息之中特定內(nèi)容的地址，從而可以建立地址表對(duì)信息進(jìn)行剪輯、合成等處理達(dá)到對(duì)語(yǔ)音信息特定的要求。 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。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。如果需要的話，我們還可以對(duì) ISD4004的放音地址進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，其方法與錄音時(shí)類似。 監(jiān)控 ISD4004 錄音地址的實(shí)例 我們可以用 ST89C51來(lái)檢測(cè) ISD4004的 RAC引腳來(lái)實(shí)現(xiàn)錄音地址的監(jiān)控。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。R2R3為地址計(jì)數(shù)器。 21 圖 硬件原理圖 程序流程圖 電路上電后 ， 程序首先完成程序的初始化 ， 隨后查詢按鍵狀態(tài) ， 進(jìn)入系統(tǒng)待機(jī)狀態(tài) 。如果有按鍵按下 ， 則轉(zhuǎn)去 執(zhí)行該按鍵指向的工作程序 。 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。 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。 測(cè)試 2： 當(dāng)按下 鍵時(shí)，從 0XE0 地址開(kāi)始放音，能夠回放錄音內(nèi)容。 測(cè)試 3： 若錄音時(shí)按下 鍵，則能停止錄音功能；若放音時(shí)按下 鍵，能夠停止放音功能。 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。 這種單純的機(jī)械裝置，在較長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人在場(chǎng)的 情況下，防盜效果往往不盡如人意，所以人們需要有新的防盜系統(tǒng)作為補(bǔ)充。市場(chǎng)上的不少門(mén)禁系統(tǒng)雖說(shuō)性能優(yōu)良，保險(xiǎn)系數(shù)較高，但是由于其高昂的價(jià)格讓一般的家庭感到難以接受，不少系統(tǒng)是在門(mén)窗被破壞，非法人員入侵后才報(bào)警，且安裝這些防盜設(shè)備會(huì)對(duì)原有的門(mén)窗有較大破壞性。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。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)。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。 本系統(tǒng)主要由報(bào)警子系統(tǒng)和語(yǔ)音服務(wù)子系統(tǒng)兩大部分組成，如圖 所示。其中報(bào)警子系統(tǒng)采用熱釋電紅外傳感器作為報(bào)警信號(hào)采集裝置， AT89S51 單片機(jī)作為主控制器，語(yǔ)音芯 片 ISD4004 作為報(bào)警和語(yǔ)音服務(wù)執(zhí)行裝置，鍵盤(pán)和數(shù)碼管作為人機(jī)接口 。 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。由于不法分子一般在門(mén)外待的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，因此使 用者結(jié)合自己家庭所處環(huán)境及人流情況，通過(guò)鍵盤(pán)設(shè)置最佳的報(bào)警響應(yīng)時(shí)間，以便對(duì)他們進(jìn)行區(qū)分。設(shè)置完畢后，單片機(jī)將根據(jù)報(bào)警響應(yīng)時(shí)間對(duì)經(jīng)信號(hào)處理電路處理過(guò)的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行采集處理，判斷是否啟動(dòng)報(bào)警。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?chē)娜?，接著?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。 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。 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。在放音電路中，輸出端選用低電壓通用集成功率放大器 LM386M 一 1 的典型應(yīng)用電路作為揚(yáng)聲器 LSl 的驅(qū)動(dòng)電路。該典型電路中， LM386M 一 1 的 1 腳和 8 腳間外接10uF的旁路電容，可以使電路的放大倍數(shù)提高 200倍。 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。 25 圖 語(yǔ)音錄放模塊硬件電路 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 基于上述硬件原理圖和相關(guān)分析，軟件部分的主要任務(wù)是完成對(duì)熱釋電紅外傳感模塊傳出的數(shù)字信號(hào) V0 的處理，語(yǔ)音服務(wù)的軟件實(shí)現(xiàn)以及適時(shí)的語(yǔ)音錄放。軟件流 程如圖。 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。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。 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。單片機(jī)處于等待紅外中斷．紅外接收一體模塊接收到遙控器發(fā)來(lái)命令．經(jīng)過(guò)單片機(jī)解碼后．根據(jù)命令類型進(jìn)行相應(yīng)處理。如果是放音或錄音命令，則把解碼出來(lái)的地址碼傳送給 ISD4004，啟動(dòng) ISD 工作。 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。 圖 系統(tǒng)組成方框圖 系統(tǒng)原理電路設(shè)計(jì) 醫(yī)院語(yǔ)音播報(bào)系統(tǒng)安裝在醫(yī)院大廳或科室的 天花板上，要求有相關(guān)語(yǔ)音服務(wù)和循環(huán)播報(bào)的功能，采用 ISD4004 語(yǔ)音芯片可以滿足此要求。整個(gè)電路由單片機(jī)控制，硬件電路包括語(yǔ)音錄放模塊、話筒輸入和音頻功放模塊等。電路原理圖如圖 所示。 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。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。錄、放音操作流程如圖 所示。 圖 錄放音操作流程圖 29 結(jié) 論 本次設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)利用單片機(jī)控制技術(shù)設(shè)計(jì)語(yǔ)音錄放系統(tǒng)應(yīng)用的簡(jiǎn)單介紹，使我熟悉了 1SD4004 的基本應(yīng)用。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。 經(jīng)過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我不論是從理論知識(shí)還是從實(shí)際操縱中都學(xué)到了 不少知識(shí)，我接觸到更多平時(shí)沒(méi)有接觸過(guò)的科學(xué)儀器設(shè)備、元器件，并且獲得了相關(guān)的儀器調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了自己在這方面的很多不足之處。體會(huì)到理論知識(shí)對(duì)實(shí)踐有很大的指導(dǎo)作用，只有在正確理論的指引下才能設(shè)計(jì)出合乎實(shí)際需要的硬件電路。 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)。 30 致 謝 在兩個(gè)多月的課題研究和論文撰寫(xiě)過(guò)程中，我非常感謝我的指導(dǎo)教師 —— 曹領(lǐng)老師。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。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的這段時(shí)間中，曹老師不僅使我的在學(xué)業(yè)上有很大的提高，而且言傳身教，使我學(xué)到了作為一名大學(xué)生所應(yīng)具備的那種踏實(shí)勤懇、一絲不茍的優(yōu)良品質(zhì)和學(xué)習(xí)作風(fēng)。在我進(jìn)行課題內(nèi)容的研究中，從技術(shù)上給予了我很大的幫助和支持，而且在論文的最后評(píng)閱過(guò)程中，也給我提出了非常有價(jià)值的意見(jiàn)，使我獲益極深。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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