數(shù)字化語音存儲與回放系統(tǒng)設計-wenkub.com
2025-06-27 16:28 本頁面
【正文】 在此，再次感謝他們！真的很感謝以上這些幫助和支持我們的老師和同學們，他們一直在我們背后默默的付出，給予我們強大的物質(zhì)與精神的支持，在我們最需要幫助的時候，他們會及時的出現(xiàn)在我們面前。在論文完成之際，我首先要向指導老師詹孝德老師表示最真摯的謝意。在本設計中，我還注意到另外一點不足就是精度的問題，由于DAC0832的采樣速度不是很高的問題，以及系統(tǒng)在布線焊接上，器件與器件之間的相互干擾，使得系統(tǒng)存在工作不穩(wěn)定，輸出波形有毛刺等問題，所以這種簡易數(shù)字示波器還存在一些不完善的地方。通過多方面的審查，經(jīng)過我理論上的分析，可以認為在硬件與軟件的設計上是可行的，應該是可以達到預期目標。錄音時AT89C51通過定時器控制采樣頻率。由圖可見，它近似于阻帶內(nèi)增益變化極為緩慢近于恒定的高通濾波器。所以需要利用P1口進行地址擴寬，本系統(tǒng)中另加三根線（、），作地址線用，使尋址空間擴展到512K字節(jié)，并分別采用分而管理方式分配內(nèi)存，即在總線輸出地址之前，先對外加的3根高位地址選頁，然后在所選頁中進行輸入輸出操作。寄存器B 寄存器B是一個8位寄存器，主要用于乘法和除法的運算。③數(shù)據(jù)緩沖區(qū)30H~7FH是數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，用戶RAM區(qū)，共80個單元。其位尋址范圍為00H—7FH。片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器又可分為工作寄存區(qū)、位尋址區(qū)、數(shù)據(jù)緩沖器區(qū)等三個區(qū)域。故片外數(shù)據(jù)存儲器的容量可大到與程序存儲器一樣，其編址自0000H開始,最大可至FFFFH。0023H：串行口中斷入口。0003H：外部中斷0入口。此時多在片外程序存儲器中存放調(diào)試程序，使計算機工作在調(diào)試狀態(tài)。程序存儲器用于存放編好的程序、表格和常數(shù)。R /C 則由RD 和A7 經(jīng)一級或非門提供。轉(zhuǎn)換結(jié)果的高8位從D11～D4 輸出,低4 位從D3～D0 輸出,并且直接和單片機的數(shù)總線相連。在當前存儲區(qū)滿后,要向主機發(fā)出中斷請求, 以向主機傳送數(shù)據(jù)。需要對轉(zhuǎn)換器分配地址,以逐一讀出轉(zhuǎn)換結(jié)果。 為高電平時,所有AD574 都處于待啟動狀態(tài), 即設定各AD 的啟動地址均FFFFH。現(xiàn)將AT89C51 的主要任務分述如下:(1) 接收主機的采樣命令。AD574 完成1 次全12 位轉(zhuǎn)換最多需要35μs ,適合于轉(zhuǎn)換速率低于30kb /s 的應用領(lǐng)域。系統(tǒng)的硬件設計在連接上應主要考慮三總線(控制總線、地址總線、數(shù)據(jù)總線) 的連接。其中單片機是系統(tǒng)的核心部分, 主機通過接口啟動單片機工作, 以使CPU資源向其它請求開放。通常用幅頻響應來表征一個濾波器的特征，欲使信號通過濾波器的失真很小，則相位和延時響應亦須考慮。此外，由于集成運放的開環(huán)電壓增益和輸入阻抗都很高，輸出阻抗又底，構(gòu)成有源濾波電路后還具有一定的電壓放大和緩沖作用。輸出端接CR9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對地短路． 輸出放大器濾波器是一種能使有用頻率信號通過同時抑制(或大為衰減)無用頻率信號的電子裝置。在本設計中決定采用動圈式拾音器（１） 增益放大器 拾音器輸出的毫伏信號實測其范圍約為20~25Mv此電信號太小不能夠進行采樣，后級A/D轉(zhuǎn)換輸入信號的動態(tài)范圍為0~5V，語音信號的范圍與采樣范圍的比較得出放大器的放大倍數(shù)應為200倍左右，此處將信號通過一增益為46dB的放大器，將其放大到伏特量級，輸出級放大電路亦采用這種電路，兩級放大電路都采用增益可調(diào)的典型電路[12]。電磁式拾音頭，用電磁感應原理，將機械振動變換成電信號的幅度響應拾音頭。單純的磁性拾音器工作的電學原理為當聲音在銅絲繞制的線圈內(nèi)震動切割被該線圈所纏繞的磁芯產(chǎn)生的磁感線時，線圈內(nèi)感應出電信號并流出。根據(jù)奈奎斯特抽樣定理知欲使采樣信號無失真，考慮到留有一定的余地，這樣就足夠保證語音質(zhì)量。輸入通道部分由拾音器、前置放大電路和帶通濾波器組成；輸出通道由帶通濾波器、后級放大電路組成[9]。另外，為加長錄音與回放時間，我們利用四片622526組成RAM陣列，借助8031的P1口參與地址選擇，采用分頁存儲模式，可將系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲空間擴展至128kB，以128kB空間存儲PCM碼、和DPCM碼，語音回放時間可達16s、32s和128s，達到題目要求。存儲器采用256Kb RAM可用628256實現(xiàn)。采用TDA2030A作為功率放大可驅(qū)動喇叭發(fā)聲，并具有一定的功率余量[7]。控制器采用單片機實現(xiàn)，單片機人機界面好，并且具有一定的可編程能力 對于語音信號（，8kHz采樣頻率），6MHz晶振頻率的8031以足以勝任（每個采樣周期125，相當于125/2=62個機器周期，平均執(zhí)行31條指令）。（2）D/A轉(zhuǎn)換芯片的選擇 D/A轉(zhuǎn)換芯片的作用是將存儲的數(shù)字語音信號轉(zhuǎn)換為模擬語音信號，由于一般的模擬轉(zhuǎn)換器都能達到1μs的轉(zhuǎn)換速率，足夠滿足題目的要求，故我們在此選用了通用D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832。（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=8位，可選擇轉(zhuǎn)換時間不超過125181。抽樣量化存儲 采樣過程 具體實現(xiàn)包括直存取法、欠抽樣采樣法、自相似增量調(diào)制法等三種基本方法。結(jié)合實際情況，提出以下幾種可實現(xiàn)的方案。根據(jù)“奈奎斯特采樣定理”, 采樣頻率必須大于模擬信號最高頻率的兩倍， 由于語音信號頻率為300～3 400 Hz
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