【正文】 圖 43 標(biāo)記索引方式下的存儲(chǔ)器映象圖 在標(biāo)記索引方式下， TC8830AF與 SRAM存儲(chǔ)器的有關(guān)操作如下： 1. 錄音 （ 1）隨著啟動(dòng)信號(hào)的輸入，變址寄存器尋址 SRAM存儲(chǔ)器中的專用索引區(qū)域； （ 2）地址計(jì)數(shù)器的值是根據(jù)變址寄存器提供的地址寫入到 SRAM存儲(chǔ)器的索引區(qū)域的。 圖 42 標(biāo)記索引方式下的再生流程框圖 入 口 NOP 命令輸出 CNDT 命令輸出 LABEL 命令輸出 EOS=0？ EOS=1？ 繼續(xù)下一段？ N 出 口 放音等待狀態(tài) 選擇比特率 Y N N Y Y 在比特率情況下 選擇段。當(dāng)聲音錄制或再生啟動(dòng)后，該位清位“ 0”，以表示等待狀態(tài)的結(jié)束。在錄制過程，一旦地址計(jì)數(shù)器超過 SRAM存儲(chǔ)器的最大地址， OVR溢出標(biāo)志置“ 1”。 TC8830AF 語(yǔ)音芯片狀態(tài)寄存器簡(jiǎn)介 狀態(tài)寄存器由四位組成，在 CPU操作工作模式下，當(dāng) /RD端被設(shè)為低電平時(shí)，狀態(tài)寄存器的四位數(shù)據(jù)在 P0—P3端口輸出，它反映了 TC8830AF的工作狀態(tài)。另外，該命令還用來設(shè)置進(jìn)入聲音再生等待狀態(tài)。 （ 9） REC（半個(gè)字節(jié)命令） 該命令用于將聲音再生等待狀態(tài)切換進(jìn)入聲音錄制等待狀態(tài)。在聲音再生等待狀態(tài)下，加上該命令，并讀取了啟動(dòng)地址和停止地址后，便啟動(dòng)聲音的再生。 （ 6） CNDT（ 2個(gè)半個(gè)字節(jié)命令） 該命令用于定義比特率，連續(xù)的那半個(gè)字節(jié)還用于允許 /禁止地址溢出探測(cè)器。另外，該命令可設(shè)置進(jìn)入聲音再生等待狀態(tài)。 （ 3） STOP（半個(gè)字節(jié)命令） 在聲音錄制過程中，執(zhí)行該命令時(shí)，錄制過程停止，地址計(jì)數(shù)器的值被寫入 SRAM存儲(chǔ)器的索引區(qū)，作為停止地址。 TC8830AF 語(yǔ)音芯片 11 種命令簡(jiǎn)要說明 （ 1） NOP（半個(gè)字節(jié)命令） 在聲音錄制等待狀態(tài)下，該命令設(shè)置進(jìn)入聲音再生等待狀態(tài)。 ADM分析 /合成電路 ； A/D轉(zhuǎn)換器與電壓跟隨器 ； 時(shí)序發(fā)生控制電路 引腳功能 圖 41 TC8830AF引腳圖 6 7 6 6 6 5 6 4 6 3 6 2 6 1 6 0 5 9 5 8 5 7 56 55 1 54 2 53 3 52 4 51 5 50 6 49 7 48 8 47 9 46 10 TC8830AF 45 11 44 12 43 13 42 14 FLOUT NC TEST D7 NC D6 NC D5 NC D4 NC NC D3 D2 A10 A9 A8 A7 A6 AD D A5 A4 A3 A2 A1 P0 P1 P2 P3 PH0 PH1 PH2 PH3 /RD /WR ALE R//W 256K XOUT XIN STBY /CE4 /CE3 /CE2 /CE1 /CE A0 FILIN DAO ADI MICOUT C2 VSS2 VDD C1 MICIN VREF CPUM /ACL EOS 哈爾濱理工大學(xué)遠(yuǎn)東學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 15 TC8830AF語(yǔ)音合成芯片采用 67腳薄形扁平封裝，其引腳圖如圖 41所示。 CPU接口 CPU接口電路用于連接外部的微處理器。 變址寄存器 在標(biāo)記索引模式下，變址寄存器用于指示在 SRAM中的索引區(qū)的地址。 停止地址寄存器 20位的停止地址寄存器用以指示聲音錄音 /再生過程停止時(shí)的地址。 （ 12）可方便地將語(yǔ)音數(shù)據(jù)固化在 EPROM中； （ 13）內(nèi)載 10位 D/A轉(zhuǎn)換器、電壓跟隨器輸出； （ 14）具有 CPU、手動(dòng)兩種操作使用方式供選用。 （ 5）中斷返回 中斷服務(wù)程序最后執(zhí)行中斷返回指令 RETI，標(biāo)志著中斷響應(yīng)的結(jié)束。 （ 3）選擇中斷入口 根據(jù)不同的中斷源，選擇不同的中斷入口地址送入 PC,從而轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。 如果滿足響應(yīng)條件， CPU就在下一機(jī)器周期中響應(yīng)中斷，完成兩個(gè)工作：一是將中斷點(diǎn)的地址即程序計(jì)數(shù)器 PC的內(nèi)容推入堆棧；二是根據(jù)中斷的不同來源，將程序的執(zhí)行轉(zhuǎn)到相應(yīng)的中斷服務(wù)程序入口。 中斷系統(tǒng)功能一般有下面幾種： （ 1）對(duì)于中斷申請(qǐng)的開放和屏蔽管理； （ 2）進(jìn)行中斷優(yōu)先級(jí)排隊(duì)； 哈爾濱理工大學(xué)遠(yuǎn)東學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 （ 3）實(shí)現(xiàn)中斷嵌套； （ 4）響應(yīng)中斷； （ 5）中斷返回。 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖由外部引腳 T0和 T1引入 時(shí)，定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器就變?yōu)橛?jì)數(shù)器。 各中斷源提出中斷請(qǐng)求的過程說明如下： （ 1）外部中斷 外部中斷源是通過兩個(gè)外部引腳 /INT0、 /INT1引入的。 8031單片機(jī)的中斷系統(tǒng)由中斷源、中斷控制電路和中斷入口地址電路等部分組成。它是 CPU和外設(shè)之間交換信息的一種方式，在引入中斷技術(shù)之后，解決了 CPU和外設(shè)之間的速度配合問題，提高了 CPU的工作效率和計(jì)算機(jī)處理故障的能力。操作數(shù)可以是一個(gè)常數(shù)，或者是一個(gè)數(shù)據(jù)所在的空間地址，即在執(zhí)行指令時(shí)可以從指定的地址空間取出操作數(shù)。 8031匯編語(yǔ)言指令由操作碼字段和操作數(shù)字段兩部分組成。 對(duì)于 8031系統(tǒng)來說，有單字節(jié)單周期指令，雙字節(jié)單周期指令、單字節(jié)雙周期指令、雙字節(jié)雙周期指令、三字節(jié)雙周期指令以及單字節(jié)四周期指令。 每一條指令的執(zhí)行都可以包括取指和執(zhí)行兩個(gè)階段。 8031單片機(jī)的每個(gè)機(jī)器周期包含 6個(gè)狀態(tài)周期。每執(zhí)行一條指令， CPU的控制器都要發(fā)出一系列特定的控制信號(hào)，這些控制信號(hào)在時(shí)間上的相互關(guān)系問題就是 CPU的時(shí)序。 P3是一個(gè)內(nèi)部帶上拉電阻的 8位準(zhǔn)雙向 I/O口。在訪問外部存儲(chǔ)器時(shí) ，它送出高 8位地址。在對(duì) EPROM型單片機(jī)編程和驗(yàn)證程序時(shí)，它接收低 8位地址。當(dāng) P0作為地址 /數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用總線使用時(shí)，在訪問存儲(chǔ)器期間它能激活內(nèi)部的上拉電阻。當(dāng) /EA端保持高電平時(shí)，單片機(jī)復(fù)位后訪問內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 CPU在訪問內(nèi)部程序存儲(chǔ)器時(shí)， /PSEN端不會(huì)產(chǎn)生有效的 /PSEN信號(hào)。 （ 3） /PSEN（ 29）。但是要注意的是，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將少發(fā)出一個(gè) ALE信號(hào)。當(dāng) VCC掉電期間，此引腳可接上備用電源，由 Vpd向內(nèi)部 RAM提供備用電源，以保持內(nèi)部 RAM中的數(shù)據(jù)。 （ 2） XTAL2（ 18）。 （ 2） VSS（ 20）。 8031 單片機(jī)的引腳功能 8031單片機(jī)采用 40引腳的雙列直插封裝方式。 8031單片機(jī)的 CPU根據(jù)程序的需要訪問有關(guān)的專用寄存器，從而正確地發(fā)出各種控制命令，完成指令規(guī)定的操作。 （ 3）指令寄存器 指令寄存器用于存放指令代碼。 （ 2）程序計(jì)數(shù)器 PC 8031單片機(jī)的程序計(jì)數(shù)器 PC用來存放即將要執(zhí)行的指令的地址，共 16位。 以上各部分通過總線相連接。音圈的振動(dòng)導(dǎo)致了振膜的振動(dòng)，于是，最終的聲波便從電信號(hào)方式轉(zhuǎn)變出來。 語(yǔ)音輸出 語(yǔ)音輸出是將電形式轉(zhuǎn)換為聲形式的過程。因?yàn)楦鱾€(gè) 參數(shù)針對(duì)一定字、詞或句子都是具有聯(lián)系意義的，彼此相輔而成，因此關(guān)于這二種方式的語(yǔ)音庫(kù)建立可以按照如下形式進(jìn)行： 第一，由磁帶式錄音機(jī)錄制字、詞或句，并盡可能將有關(guān)語(yǔ)聲之間因發(fā)音受阻礙或停頓消除，然后進(jìn)行分析、計(jì)算處理，取得參數(shù)編碼，再由該類語(yǔ)音合成芯片的專用語(yǔ)哈爾濱理工大學(xué)遠(yuǎn)東學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 音存儲(chǔ)器來存儲(chǔ)參數(shù)，或交由計(jì)算機(jī)來管理。由于語(yǔ)音發(fā)出的過程是以時(shí)間為基本軸的，這勢(shì)必會(huì)造成停頓時(shí) 間過長(zhǎng)的缺點(diǎn)，以至于浪費(fèi)內(nèi)存，為此，需要根據(jù)時(shí)間軸來進(jìn)行錄音編輯。 駐極體 電容式 這種話筒時(shí)利用永久性帶有電荷的塑料薄膜做振膜，不受外部電場(chǎng)和磁場(chǎng)的影響。那么這一數(shù)字序列就是表征一定意義的語(yǔ)音詞匯，將有關(guān)這些數(shù)字序列存儲(chǔ)起來，就是創(chuàng)建語(yǔ)音庫(kù)的過程。 圖 22 用參數(shù)合成法的裝置框圖 預(yù)處理。利用這種方法，信息量可壓縮到 1200—9600bps?？梢杂泄舱穹濉㈩l譜包絡(luò)和聲道濾波三種方式來提取語(yǔ)音信息，因此這種方法不是直接利用人發(fā)出的 聲音，而是從人的語(yǔ)音中提取與語(yǔ)音參數(shù)有關(guān)的特征參數(shù)。其基本思想和作法是：首先由人講一些單詞、詞組或短語(yǔ)，在內(nèi)存中建立 特別的詞匯語(yǔ)音庫(kù)，然后就可以在今后的處理過程中，將相應(yīng)的數(shù)字量調(diào)取出來。在處理連續(xù)語(yǔ)音時(shí)，我們可以根據(jù)前后的信息進(jìn)行估計(jì)與識(shí)別的處理，所以用 8kHz就足以勝任了。 （ 5）滑音 是一種中間形式，即發(fā)音時(shí)，從某個(gè)音素 A變化到另一個(gè)音素 B時(shí)，便產(chǎn)生一種從 A的固有發(fā)音形式轉(zhuǎn)向 B的固有發(fā)音形式的中間發(fā)音形式。語(yǔ)音主要是由于聲帶振動(dòng)而發(fā)出的聲能。目前從事中文語(yǔ)音 IC 設(shè)計(jì)的公司，有的剛剛起步，有的做出來的產(chǎn)品效果不盡人意，有的產(chǎn)品價(jià)格極高。 規(guī)則合成法 規(guī)則合成法以音素法為例，它將每個(gè)發(fā)音的音素（對(duì)應(yīng)具有固定或一定范圍的頻率）所表示的語(yǔ)音信號(hào)存儲(chǔ)起來，拼音時(shí)隨時(shí)取用。實(shí)現(xiàn)合成的方法，則因線性預(yù)測(cè) 系數(shù)、語(yǔ)音共振峰等而各不相同。 參數(shù)合成法 參數(shù)合成法也稱為分析合成法，是一種比較復(fù)雜的方法，它是基于分析與模擬人的發(fā)音器官，以便尋求并建立描述過程。系統(tǒng)運(yùn)行期間，當(dāng)?shù)竭_(dá)半點(diǎn)或整點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)時(shí)。 本語(yǔ)音報(bào)時(shí)系統(tǒng)的工作原理為：系統(tǒng)加電運(yùn)行后，自動(dòng)顯示初始時(shí)間為 00 點(diǎn) 00分 00 秒，這時(shí)需要設(shè)置時(shí)間，通過按鍵盤上的 *號(hào)鍵進(jìn)入設(shè)置時(shí)間模式，然后通過按鍵盤上的數(shù)字鍵來輸入時(shí)間，按時(shí)、分、秒的十位、個(gè)位的順序鍵入。 本次設(shè)計(jì)選用高級(jí)語(yǔ)音處理器 TC8830AF 語(yǔ)音合成芯片，這種語(yǔ)音芯片是由東芝公司推出的使用自適應(yīng)增量 δ 調(diào)制 (ADM)方式的大規(guī)模集成電路，連接 EPROM27256 固化語(yǔ)音數(shù)據(jù)，外圍配置揚(yáng)聲器和放大器組成的音頻電路。 哈爾濱理工大學(xué)遠(yuǎn)東學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 1 第 1章 緒 論 課題研究的背景 隨著現(xiàn)代社會(huì)電子技術(shù)的發(fā)展和生產(chǎn)生活實(shí)際的需求，語(yǔ)音合成電路的應(yīng)用將日益廣泛。在許多不便于直接目測(cè)的場(chǎng)合，將檢測(cè)結(jié)果用語(yǔ)音輸出，實(shí)現(xiàn)以耳聽代替目測(cè)，會(huì)收到很好的效果。 了解基本原理之后，就進(jìn)入了設(shè)計(jì)部分。目前，市場(chǎng)上已有許多語(yǔ)音合成芯片供選擇、開發(fā)應(yīng)用， 如ISD400 TMS347 YYH1 T6668 和 TC8830AF 等都具有較強(qiáng)的記錄功能，可以應(yīng)用于許多語(yǔ)音專用系統(tǒng)。 目 錄 摘要 ............................................................................................................................................. I Abstract.......................................................................................................................................II