基于單片機(jī)的語(yǔ)音錄放系統(tǒng)設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧資料
2025-06-28 17:42本頁(yè)面
【正文】 計(jì)完單片機(jī)系統(tǒng),并在實(shí)驗(yàn)室調(diào)試成功后,在現(xiàn)場(chǎng)卻出現(xiàn)了“死機(jī)”、“程序走飛”等現(xiàn)象,這主要是單片機(jī)的復(fù)位電路設(shè)計(jì)不可靠引起的。無(wú)論用戶使用哪種類型的單片機(jī),總要涉及到單片機(jī)復(fù)位電路的設(shè)計(jì)。因而復(fù)位是一個(gè)很重要的操作，但單片機(jī)本身一般不能自動(dòng)進(jìn)行復(fù)位，必須配合相應(yīng)的外部電路才能實(shí)現(xiàn)。注意，錄音時(shí)間不能超過(guò)預(yù)先設(shè)置的每段語(yǔ)音時(shí)間。電路實(shí)現(xiàn)的功能如下。信號(hào)為一負(fù)脈沖，在負(fù)脈沖的上升沿，該段語(yǔ)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，否則播放的語(yǔ)音就不連續(xù)，而且會(huì)產(chǎn)生啪啪聲。放音時(shí)，根據(jù)需播放的語(yǔ)音內(nèi)容，找到相應(yīng)的語(yǔ)音段起始地址，并通過(guò)口線送出。同樣的方法可錄取第二段、第三段、 ……。本文采用第二種方式。二是語(yǔ)音字段如果較少，則可根據(jù)每一字段的內(nèi)容多少，直接分配地址單元。 其實(shí)現(xiàn)方式有兩種：一是由于ISD2560的地址分辨率為100 ms，所以可用單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器定時(shí)100 ms，然后再利用一計(jì)數(shù)器對(duì)單片機(jī)定時(shí)次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，則計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值為語(yǔ)音段所占用的地址單元。ISD2560內(nèi)部地址單元尋址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(wú)法讀出。PD（停止/復(fù)位，高脈沖有效）:PD端的上升沿停止妝前錄/放操作，并復(fù)位地址。暫停后，地址并不復(fù)位，再來(lái)一個(gè)/CE下之后，如果在芯片沒(méi)遇到EOM標(biāo)志（放音時(shí)）或沒(méi)發(fā)當(dāng)芯片不錄不放時(shí)，動(dòng)進(jìn)入節(jié)電模式。非M4也是高。/CE再變低后。操作為：/CE變低扣，芯本模式將放音數(shù)器復(fù)位，使得信息可連續(xù)錄放或重放。地址計(jì)數(shù)器會(huì)復(fù)位。間，那么循環(huán)就從頭至尾進(jìn)行，這進(jìn)/OVF不變低。M3（信息循環(huán)）：循環(huán)重入位于存儲(chǔ)空間起始處的那條信息。完成后，/CE每輸入一個(gè)低脈沖，內(nèi)部地址計(jì)器就跳到下一條信息,此模式僅用于放音，M4同時(shí)使用。MMMM6M3循環(huán)從0地址連續(xù)放音MMM6M4連續(xù)尋址錄放連續(xù)的多段信息M0、MM5M5/CE電平有效允許暫停M0、MMM4M6按鍵模式直到CE再次由高變低，芯片重新鎖存當(dāng)前的地址／模式端電平并執(zhí)行相應(yīng)的操作為止(2)當(dāng)CE變低且最高兩地址位同為高時(shí)，執(zhí)行操作模式。后續(xù)的操作根據(jù)選用的模式可從其它地址開(kāi)始。操作模式可由微控制器也可由硬件實(shí)現(xiàn)。操作模式也由地址端控制；當(dāng)最高兩位都為1時(shí)，其它地址端置高可選擇某個(gè)(或某幾個(gè))特定模式。如果/CE一直為低，或芯片工作在某些操作模式，放音會(huì)忽略EOM，繼續(xù)進(jìn)行下去。錄音時(shí)，由地址端提供起始地址，錄音持續(xù)到/CE或PD變高，或內(nèi)存溢出；如果是前一種情況，芯片自動(dòng)在錄音結(jié)束處寫入EOM標(biāo)志。27P/R本端狀態(tài)在/CE的下降沿鎖存。26XCLK外部時(shí)鐘。放音遇到EOM時(shí)，本端輸出低電平脈沖。24PD本端拉高使芯片停止工作， 進(jìn)入不耗電的節(jié)電狀態(tài)，芯片發(fā)生溢出，即/OVF端輸出低電平后，要將本端短暫變高復(fù)位芯片，才能使之再次工作。23/CE本端變低后（而且PD為低），允許進(jìn)行錄放操作。22/OVF芯片處于存儲(chǔ)空間末尾時(shí)本端輸出低電平脈沖表示溢出，之后本端狀態(tài)跟隨/CE端的狀態(tài)，直到PD端變高。對(duì)話筒輸入來(lái)說(shuō)ANA OUT端應(yīng)通過(guò)外接電容連至本端。釋放時(shí)間取決于本端外接的并聯(lián)對(duì)地電容和電阻（即圖2中R5和C2）的時(shí)間常數(shù)。19AGCAGC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，使得錄制變化很大的音量時(shí)失真都能保持最小。18MIC REF本端是前置放大器的反向輸入。16,28VCCA、VCCD模擬電源、數(shù)字電源，盡可能在靠近供電端處相連。12,13VSSD、 VSSA數(shù)字地和模擬地，這兩腳最好在引腳焊盤上相連。本例選用SOIC封裝。（5）信息可無(wú)電保存100年。ISD2560可不分段，也可按最小段長(zhǎng)為單位來(lái)任意組合分段。此外，ISD2560還具備微控制器所需的控制接口。ISD2560省去了A/D和D/A轉(zhuǎn)換器，集成度較高，內(nèi)部包括前置放大器、內(nèi)部時(shí)鐘、定時(shí)器、采樣時(shí)鐘、濾波器、自動(dòng)增益控制、邏輯控制、模擬收發(fā)器、解碼器和480KB的ROM。 語(yǔ)音芯片ISD2560簡(jiǎn)介該芯片采用多電平直接模擬量存儲(chǔ)專利技術(shù)，每個(gè)采樣值可直接存儲(chǔ)在片內(nèi)單個(gè)ROM單元中，因此能夠非常真實(shí)、自然地再現(xiàn)語(yǔ)音、音樂(lè)、音調(diào)和效果聲，從而避免了一般固體錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪聲和“金屬聲”，該器件的采樣頻率為8kHz，同一系列的產(chǎn)品采樣頻率越低，錄放時(shí)間越長(zhǎng)，但通用頻帶和音質(zhì)會(huì)有所降低。 （5）能較好地真實(shí)再現(xiàn)語(yǔ)音的自然效果，避免了一般固體語(yǔ)音電路因?yàn)榱炕蛪嚎s所造成的量化噪聲和失真現(xiàn)象。 （2）內(nèi)部集成了大容量的EEPROM，不再需要擴(kuò)展存儲(chǔ)器。ISD2560具有10個(gè)地址輸入端，尋址能力可達(dá)1024位，前600個(gè)地址用于直接存取語(yǔ)音，地址600～767未使用，地址768～1024為工作模式選擇用，因此最多能分600段；設(shè)有OVF（溢出）端，便于多個(gè)器件級(jí)聯(lián)；單片存儲(chǔ)時(shí)間為60秒，直接存儲(chǔ)模擬語(yǔ)音信號(hào)。在只需要播放語(yǔ)音信息的應(yīng)用系統(tǒng)中，可直接外接揚(yáng)聲器，而無(wú)需外接其它器件。在一塊芯片上集成有麥克風(fēng)前置放大器、自動(dòng)增益控制電路、抗混淆和平滑濾波器、模擬存儲(chǔ)陣列、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器、控制接口和內(nèi)部精確的參考時(shí)鐘。ISD芯片的地址以信息段為基本組成單元，只要在分段錄、放音操作前（不少于300ns），給地址A0～A9賦值，錄音及放音功能均會(huì)從設(shè)定的起始地址開(kāi)始，錄音結(jié)束由錄音鍵操作決定，芯片內(nèi)部自動(dòng)在該段的結(jié)束位置插入結(jié)束標(biāo)志（EOM）；而放音時(shí)芯片遇到EOM標(biāo)志即自動(dòng)停止放音。每個(gè)采樣值直接存儲(chǔ)在片內(nèi)單個(gè)EEPROM單元中，因此能夠非常真實(shí)、自然地再現(xiàn)語(yǔ)音、音樂(lè)、音調(diào)和效果聲，避免了一般固體錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪聲和“金屬聲”本例即采用這種模擬語(yǔ)音數(shù)據(jù)直接存儲(chǔ)語(yǔ)音芯片設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的語(yǔ)音錄放系統(tǒng)。錄音時(shí)間為60s，能重復(fù)錄放達(dá)10萬(wàn)次。本文所設(shè)計(jì)的錄放及循環(huán)放音系統(tǒng)，其微控制器采用的是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓、高性能8位CMOS單片機(jī)AT89C51，片內(nèi)含8k字節(jié)的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256字節(jié)的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，適合
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