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數(shù)字化語音存儲與回放系統(tǒng)本科畢業(yè)論文(參考版)

2025-07-01 14:35本頁面
  

【正文】 實驗參考文獻[1]金華,李宗福. 單片機在語音存儲與回放系統(tǒng)中的應用. 黃石高等??茖W校學報 2000. 12[2]王喜成. 音響技術(shù). 西安:西安電子科技大學出版社. .[3]黃恩,魏煒,鄒鋆濤,向海飛. . 2003. 03. 11. [4] 2325[5],:. 34[6]. . 12. 5758[7]沙占友,王彥朋,孟志永. 單片機外圍電路設(shè)計. 北京: 102103[8]陳汝全. 電子技術(shù)常用器件應用手冊機械. 北京:工業(yè)出版社2002,. 178179[9]高海春,任開達, 孔德峰, 徐和杰, 李文瑜. 數(shù)字化語音存儲與回放系統(tǒng) 華東船舶工業(yè)學院學報 . 2000 03 13[10] 劉迎春,:國防工業(yè)出版社,[11] F. Zhao, L. Guibas (Eds.). A Collaborative Approach to InPlace Sensor Calibration. Lecture Notes in Computer Science, April 2223, 2003. 4648[12]梁文海, 徐玲. 語音數(shù)字化存儲回放系統(tǒng)設(shè)計極其應用. 四川大學學報 2002. 01。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。還要感謝李時東老師一直不辭辛苦的為我們準備好優(yōu)越的實驗設(shè)備,工具,電子元件和實驗環(huán)境。在論文的寫作期間,我經(jīng)歷了不知從何入手的無助和設(shè)計過程中遇到的各種困難,都是靠楊老師在百忙之中抽出時間來對我們悉心指導,為我們提出了各方面的指導意見,為我們提供各方面的重要資料,是我們的工作進程中的中間力量。 致 謝經(jīng)過兩個多月來的刻苦努力,我的畢業(yè)論文終于取得了階段性的進展,雖然我們最后未能將此系統(tǒng)做出實際的產(chǎn)品來,但我們覺得在這兩個多月之內(nèi),自己的確盡了最大的努力,去鉆研這個系統(tǒng),從用PROTEL布線布板到收集大量的有關(guān)本系統(tǒng)的文獻資料再到周期非常長的軟件調(diào)試,我們接觸了真正設(shè)計一個電子產(chǎn)品的全部過程,學到了很多實實在在的知識。最后一點就是單片機電源的穩(wěn)定性,復位電路過于簡單,使得系統(tǒng)的抗干擾能力不強,使系統(tǒng)不能穩(wěn)定的運行。而是在改變電路硬件結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上重新編程,這樣整個設(shè)計過程就變的相對復雜,由于時間和水平的限制,在此不考慮這種情況。但是由于時間的倉促,本系統(tǒng)還存在很多的不足,雖然本系統(tǒng)主要由MCS—51單片機控制為主,制作完成了滿足題目基本要求的簡易數(shù)字化語音存儲與回放系統(tǒng),該系統(tǒng)有語音采樣和數(shù)/摸、摸/數(shù)轉(zhuǎn)換的功能,又可以對某時段的語音信號進行即時存儲和連續(xù)回放,這種更精密完善的儀器就要求系統(tǒng)進行功能的擴展,由于單片機引腳的限制,如果要擴展功能,就必須結(jié)合大量的組合邏輯電路和控制芯片,不過也可以應用多片單片機來實現(xiàn),但如果這樣設(shè)計必將使其體積增大。定時器1中斷入口讀取定時器服務標志位00HHHH00H00H00H以方式0錄音以方式1錄音以方式2錄音以方式3錄音 等待返回 定時器1中斷服務程序流程圖鍵盤中斷入口讀鍵值08H08H08H08H08H其他設(shè)置方式0錄音標志設(shè)置方式1錄音標志設(shè)置方式2錄音標志設(shè)置錄音回放標志 開定時器1中斷置位自動錄音標志位 返 回 等 待 鍵盤中斷程序流程6 總結(jié)與展望經(jīng)過兩個多月的學習、思考和資料查閱,終于完成了這篇畢業(yè)論文。定時將A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)存儲器中。5 軟件設(shè)計 單片機AT89C51通過片選方式讀A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)、寫數(shù)據(jù)存儲器以及將數(shù)據(jù)送入D/A轉(zhuǎn)換器。 函數(shù)分析圖 濾波電路該濾波網(wǎng)絡采用簡單的無源濾波網(wǎng)絡即可實現(xiàn),圖中、,故該網(wǎng)絡還應滿足在頻率較高處的衰減特性,考慮到對于聲音信號,過多的高頻分量只能增加噪聲,所以后接、構(gòu)成低通濾波器。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。輸入輸出全兼容CMOS和TTL電路[25]。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。AD574 的A0由地址總線的最低位A0( P0. 0) 控制,可用于實現(xiàn)全12 位轉(zhuǎn)換,并將12 位數(shù)據(jù)分兩次送入數(shù)據(jù)總線??梢娫谧x寫時,A7亦應為低電平。AD574 的CE 信號由單片機的WR 和A7( P0. 7) 經(jīng)一級或非門產(chǎn)生。轉(zhuǎn)換遵循左對齊原則,D3~D0 應接單片機數(shù)據(jù)總線的高半字節(jié)。該電路采用單極性輸入方式, 可對0~10V或0~20V模擬信號進行轉(zhuǎn)換。因為每一存儲區(qū)為1kB , 所以, 利用存儲數(shù)據(jù)時, 的狀態(tài)可以判斷是否已被完全占用。(4) 向主機發(fā)出中斷申請。進行讀取操作時,地址應為對應存儲器單元的操作地址, 因為存儲器單元地址的末尾2 位數(shù)依次為00、011 , 因此,對單元操作也就是表示對相應編號的A / D 轉(zhuǎn)換器進行了讀操作。所有AD 轉(zhuǎn)換結(jié)束與否的判斷均由P1 口的低4 位來進行,當?shù)? 位均為低電平時, 表示所有轉(zhuǎn)換都已結(jié)束。AT89C51 的WR、RD 經(jīng)過與非門接到AD574 的使能端,任意有效信號都會使能AD。AT89C51 利用P2. 7 經(jīng)過反相后控制AD574 的讀出和啟動轉(zhuǎn)換控制線R / C , 并再經(jīng)過與非門和反相器來控制片選線CS(低電平有效) 。即利用P1. 7 口并采用查詢方式等待主機發(fā)出采樣命令, 當其為低電平時,啟動采樣過程。因此, 8031必須完成同時啟動、分別讀出轉(zhuǎn)換結(jié)果的任務。AT89C51 單片機是MCS 51的典型代表。由于AD574 片內(nèi)自帶高精度參考電壓和時鐘, 因此不需要外部電路和時鐘就可全速工作, 是一種比較常用的中速A / D 轉(zhuǎn)換芯片。圖2 所示是一個A/ D 轉(zhuǎn)換器與單片機的AT89C51接口電路。主機接到請求后進入中斷服務程序,并向單片機發(fā)出命令,以決定是否繼續(xù)采樣,同時將SRAM內(nèi)的數(shù)據(jù)讀入內(nèi)存。單片機發(fā)出控制信號以啟動A /D 轉(zhuǎn)換器進行采樣, 然后將轉(zhuǎn)換結(jié)果存入雙端口SRAM[22]。 單片機AT89C51和AD574 的接口原理AD574 和單片機系統(tǒng)的基本組成主要有單片機、A / D 轉(zhuǎn)換器和計算機接口。STS 可以作為狀態(tài)信息被CPU查詢。轉(zhuǎn)換開始時,STS 為高電平,并在轉(zhuǎn)換過程中保持高電平。 當A0 為1 時, 輸出低4位,并以4 個0 作為尾隨的4 位以補足8 位,即當兩次讀出12 位數(shù)據(jù)時,應遵循左對齊原則。當A0 為1 時,進行8 位轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換時間為16μs。A0 : 字節(jié)選擇線。當12 / 8 為1( +5V) 時, 12 條數(shù)據(jù)線將同時行輸出。R / C :讀出/轉(zhuǎn)換控制。各主要引腳功能如下: AD574的引腳圖CS:片送。本文細講述了AD574 的工作原理和硬件與軟件設(shè)計方法。由于AD574 芯片內(nèi)有三態(tài)輸出緩沖電路, 因而可直接與單片機的數(shù)據(jù)總線相連, 而無須附加邏輯接口電路。DAC0832的兩級緩沖器都是8位鎖存器,它具有二級鎖存控制功能,當多片同用時可實現(xiàn)多參數(shù)的同時輸出:此時每片DAC0832承擔一種參數(shù)的D/A轉(zhuǎn)換,各片第一級緩沖器的打開是有先后的,但各片的XFER與WR2信號如分別互連在一起,則多片DAC0832開始D/A轉(zhuǎn)換和有模擬量輸出的時間將基本一。要求電源電壓發(fā)生變化時,對輸出電壓的影響越小越好。相對誤差r是指絕對誤差△與滿度值之比,常用百分數(shù)表示。轉(zhuǎn)換誤差 轉(zhuǎn)換誤差可以用絕對誤差△或相對誤差r來表示。建立時間越短,DAC的轉(zhuǎn)換速度越塊。 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的主要性能指標分辨率 通常將輸入數(shù)字量的最低有效位LSB變化1時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)換器的二進制數(shù)的位數(shù)[20]。按鍵手動復位又分為按鍵電平復位和按鍵脈沖復位,按鍵電平復位是將復位端通過電阻與Vcc相連,按鍵脈沖復位是利用RC微分電路產(chǎn)生正脈沖來達到復位的目的。外部復位電路就是為內(nèi)部復位電路提供兩個機器周期以上的高電平而設(shè)計的,AT89C2051通常采用上電自動復位和按鍵手動復位兩種方式。其復位狀態(tài)見下表。8. 復位電路①復位狀態(tài) 計算機在啟動時,系統(tǒng)進入復位狀態(tài)。輸入端XTAL1應接地,由于XTAL2端的邏輯電平不是TTL的,故建議外接一個上拉電阻。內(nèi)部時鐘發(fā)生器實質(zhì)上是一個二分頻的觸發(fā)器,其輸出信號是單片機工作所需的時鐘信號。CC2對頻率有微調(diào)作用,—12MHz。①內(nèi)部時鐘方式 89C51單片機有一個高增益反向放大器,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。方式2:把TL配置成一個可以自動重裝載的8位定時/計數(shù)器方式3:僅對T0有意義,將16位定時/計數(shù)器分成兩個互相獨立的8位定時/計數(shù)器TL和TH,7. CPU時鐘電路 時鐘電路用于產(chǎn)生單片機工作所需要的時鐘信號。當TL的低5位記數(shù)溢出時,向TH進位,而全部13位計數(shù)器溢出時使計數(shù)器回零,并使溢出標志TF置1,向CPU發(fā)出中斷請求。計數(shù)方式時 X=M—記數(shù)值定時方式時 (M—X)T=定時值所以 X=M—定時值/T式中,T為計數(shù)周期,是單片機的機器周期。由于計數(shù)器是加法計數(shù),并在溢出時申請中斷,因此不能直接輸入所需的計數(shù)值,而是要從計數(shù)最大值倒退回去一個計數(shù)值才是應置入的初值。初始化一般應包括以下幾個步驟:,以確定定時器的工作模式;,直接將初值寫入寄存器的TH0,TL0或TH1,TL1;,對寄存器IE置初值,開放定時器中斷;,啟動定時/計數(shù)器,置位以后,定時/計數(shù)器即按規(guī)定的工作模式和初值進行計數(shù)或開始定時。IT0(IT1)=0為電平觸發(fā)方式,低電平有效。IT位:外部中斷請求出發(fā)方式位。IE位:外部中斷請求標志位。TF0位:定時器溢出標志位,其功能和操作情況類同于TF1。TR1位:定時器1運行控制位。當定時器1溢出時,由硬件置1。2位可形成4中編碼,對應4種工作模式,見下表: MM0工作模式M1 M0功 能 描 述00方式0:13位定時器/計數(shù)器01方式1:16位定時器/計數(shù)器10方式2:具有自動重裝初值的8位定時器/計數(shù)器11方式3:定時/計數(shù)器0分為兩個8位定時/計數(shù)器,定時/計數(shù)器1在此方式無實用意義④控制寄存器TCONTCON用來控制T0和T1的啟、停,并給出相應的控制狀態(tài),高4位用于控制定時器0、1的運行;低4位用于控制外部中斷。 =1,設(shè)置為計數(shù)器方式,計數(shù)器的輸入來自T0()或T1()端的外部脈沖。當GATE=1時,只有或引腳為高電平且TR0或TR1置1時,相應的定時/計數(shù)器才被選通工作;當GATE=0,則只要TR0和TR1置1,定時/計數(shù)器就被選通,而不管或的電平是高還是低 位:計數(shù)/定時功能選擇位。其中低4位用于控制T0,高4位用于控制T1。②定時/計數(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/計數(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/計數(shù)器的功能和工作模式。,可用程序選擇。在其他指令中,寄存器B可作為一般的寄存器使用,用于暫存數(shù)據(jù)。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。大部分單操作數(shù)指令的操作數(shù)就取自累加器。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。程序中通常把各種程序狀態(tài)標志、位控變量設(shè)在位尋址區(qū)。其位尋址范圍為00H—7FH。選用哪一組由程序狀態(tài)字PSW中的RSRS0 這兩位的設(shè)置決定,若程序并不需要四個4組工作寄存器,那么剩下的工作寄存器可作一般的存儲器來使用。 不同存儲器與所用指令及其尋址方式的對應關(guān)系存儲器訪問性質(zhì)所用指令及尋址方式ROM依次取指執(zhí)行程序根據(jù)PC值自動訪問程序轉(zhuǎn)移程序轉(zhuǎn)移類指令用戶訪問MOVC指令片內(nèi)RAM訪問整個字節(jié)主要為MOV指令,借工作寄存器間接尋址訪問20H~2FH單元中的某位位操作類指令,借位地址尋址SFR訪問整個字節(jié)主要為MOV類指令,直能借直接尋址字節(jié)尋址訪問SFR中的可尋址位位操作類指令,借位地址尋址片外RAM如容量不大于256單元MONX指令,借工作寄存器間接尋址如容量大于256單元MONX指令,借數(shù)據(jù)指針寄存器間接尋址片內(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。片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器的容量很小,常需擴展片外數(shù)據(jù)存儲器。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。使用時,通常在這些入口地址處存放一條絕對跳轉(zhuǎn)指令,使程
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