【正文】 子程序圖 41錄音鍵按下后，置CE端為低電平，芯片開(kāi)始錄音。PLAY鍵按下后，進(jìn)入放音狀態(tài)，調(diào)用放音子程序開(kāi)始放音。此后循環(huán)掃描RECORD和PLAY鍵按下的狀態(tài)。后將PD端置為0，芯片啟動(dòng)。在這種模式下，語(yǔ)音存儲(chǔ)的起始地址默認(rèn)從0開(kāi)始。一般按每秒說(shuō)3個(gè)字計(jì)算，60s可說(shuō)180個(gè)字，再根據(jù)ISD2560的地址分辨率為100ms，即可計(jì)算出語(yǔ)音段所需的地址單元數(shù)。ms，然后再利用計(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，該方式能充分利用ISD2560的地址分辨率為100雖然提供了地址輸入線(xiàn)，但它的內(nèi)部信息段的地址卻無(wú)法讀出，需要采用直接尋址模式進(jìn)行尋址。如果下一片選周期MSB（AA9）地址位中有一個(gè)(或兩個(gè))變?yōu)榈碗娖?，則執(zhí)行信息地址，即從該地址錄音或放音，原來(lái)設(shè)定的操作模式狀態(tài)將丟失。這種操作模式將一直有效，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。當(dāng)系統(tǒng)錄音轉(zhuǎn)為放音或進(jìn)入省電狀態(tài)時(shí)，地址計(jì)數(shù)器復(fù)位為0。操作模式可由微控制器也可由硬件實(shí)現(xiàn)。因此操作模式和直接尋址相互排斥。由于ISD2560內(nèi)置了若干種操作模式，因而可用最少的外圍器件實(shí)現(xiàn)最多的功能。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)存空間溢出；如果是前一種情況，芯片自動(dòng)在錄音結(jié)束處寫(xiě)入EOM標(biāo)志，說(shuō)明錄音結(jié)束。RP/：本端口狀態(tài)在CE的下降沿鎖存。本端內(nèi)部有下拉元件，不用時(shí)應(yīng)接地。當(dāng)放音時(shí)，一遇到EOM，本端口即刻輸出低電平脈沖。PD：當(dāng)該端為高電平時(shí)，芯片停止工作，且不耗電，芯片發(fā)生溢出，即OVF端輸出低電平后，本端口短暫變高電平。芯片在本端的下降沿鎖存地址線(xiàn)和RP/端的狀態(tài)。ANAOUT端相連接。ANA釋放時(shí)間取決于本端外接的并聯(lián)對(duì)地電容和電阻的時(shí)間常數(shù)。AGC：AGC動(dòng)態(tài)調(diào)整前置增益以補(bǔ)償話(huà)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。當(dāng)以差分形式連接話(huà)筒時(shí)，可減小噪聲，提高共模抑制比。MICMIC：本端連至片內(nèi)前置放大器，外接話(huà)筒應(yīng)通過(guò)串聯(lián)電容耦合到本端，耦合電容值和本端的10KΩ輸入電阻。VCCA、VCCD：模擬電源、數(shù)字電源，盡可能在靠近供電端處相連。SP+、SP：揚(yáng)聲器輸出。VSSA：數(shù)字地和模擬地，這兩腳最好在引腳焊盤(pán)上相連。AUX當(dāng)AA9同時(shí)為高電平時(shí)可以選擇工作模式。ISD2560集成度較高，內(nèi)部有前置放大器、自動(dòng)增益控制、內(nèi)部時(shí)鐘、定時(shí)器、采樣時(shí)鐘、濾波器、邏輯控制、模擬收發(fā)器、解碼器和480K的EEPROM等。芯片采用多電平模擬量直接存儲(chǔ)專(zhuān)利技術(shù)，無(wú)需外圍的A/D、D/A轉(zhuǎn)換電路。ISD2560語(yǔ)音芯片是美國(guó)ISD公司較為成熟的語(yǔ)音錄放產(chǎn)品。芯片上集成有麥克風(fēng)前置放大器（AMP）、自動(dòng)增益控制電路（AGC）、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，加上外部元件（液晶、麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器、開(kāi)關(guān)和少數(shù)電阻、電容），再加上電源即可組成最簡(jiǎn)單語(yǔ)音系統(tǒng)[9]。一塊XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。EA/VPP：外部訪(fǎng)問(wèn)允許。RST：復(fù)位輸入P3口除了作為一般的I/O位雙向I/OP1P3也即地址/數(shù)據(jù)總線(xiàn)復(fù)用口。P0引腳功能說(shuō)明：掉電方式保存RAM同時(shí)，AT89C52可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。閃速存儲(chǔ)器，256字節(jié)內(nèi)部RAM，32個(gè)I/OAT89C52可編程串行UART8個(gè)中斷源3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器32個(gè)可編程I/O口線(xiàn)2568字節(jié)內(nèi)部RAM三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器1000閃速存儲(chǔ)器公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，與標(biāo)MCS51指令系統(tǒng)及8052產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大AT89C52單片機(jī)適合于許多較為復(fù)雜控制應(yīng)用場(chǎng)合。bytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS硬件總電路圖如32所示：圖 30AT89C52~ISD2560單片機(jī)的AT89C52ISD2560數(shù)碼語(yǔ)音芯片選用的是ISD2500系列單片語(yǔ)音錄放集成電路ISD2560，它具有抗斷電、音質(zhì)好，使用方便，無(wú)須專(zhuān)用的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)。7個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的雙向口。（AIN0）和負(fù)輸入端（AIN1）。、口，其中口是一個(gè)雙向該單片機(jī)的單片機(jī)適合于許多較為復(fù)雜控制應(yīng)用場(chǎng)合[7]。存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大位中央處理器（CPU）和產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置通用MCS51指令系統(tǒng)及ATMELbytes只讀程序存儲(chǔ)器和的可反復(fù)擦寫(xiě)的8k8公司生產(chǎn)的低電壓，高性能系統(tǒng)采用的微控制器是美國(guó)第3章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)本系統(tǒng)主要可分為三個(gè)部分：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制部分、語(yǔ)音錄放部分和鍵盤(pán)輸入部分，采用52單片機(jī)作為主控制芯片，利用ISD2560實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音錄放，簡(jiǎn)單易行且控制方便。語(yǔ)音信號(hào)抗干擾能力強(qiáng)，存儲(chǔ)方便，調(diào)試簡(jiǎn)單，還可以作為語(yǔ)音服務(wù)的子系統(tǒng)。但是語(yǔ)音信號(hào)容易受到外界干擾而失真，并且信號(hào)的壓縮存儲(chǔ)比較復(fù)雜，硬件電路不宜調(diào)試。數(shù)字濾波器的作用是利用離散時(shí)間系統(tǒng)的特性對(duì)輸入信號(hào)波形(或頻譜)進(jìn)行加工處理，或者說(shuō)利用數(shù)字方法按預(yù)定的要求對(duì)信號(hào)進(jìn)行變換。在信號(hào)的過(guò)濾、檢測(cè)和參數(shù)的估計(jì)等方面，經(jīng)典數(shù)字濾波器是使用最廣泛的一種線(xiàn)性系統(tǒng)。為矩陣，按相同方法對(duì)x進(jìn)行處理[6]。函數(shù)FFT的另一種調(diào)用格式為y=fft(x,N)，式中，x，y意義同前，N為正整數(shù)。函數(shù)FFT用于序列快速傅立葉變換，其調(diào)用格式為y=fft(x)，其中，x是序列，y是序列的FFT，x可以為一向量或矩陣，若x為一向量，y是x的FFT且和x相同長(zhǎng)度；若x為一矩陣，則y是對(duì)矩陣的每一列向量進(jìn)行FFT。時(shí)域信號(hào)的FFT分析 FFT即為快速傅氏變換，是離散傅氏變換的快速算法，它是根據(jù)離散傅氏變換的奇、偶、虛、實(shí)等特性，對(duì)離散傅立葉變換的算法進(jìn)行改進(jìn)獲得的。用來(lái)采集聲音；t表示錄音時(shí)間，fs采樣頻率，ch聲道。[N1N2])。Blip39。 。(2)采樣頻率采樣頻率是指計(jì)算機(jī)每秒鐘采集多少個(gè)聲音樣本，采樣頻率越高，即采樣的間隔時(shí)間越短，則在單位時(shí)間內(nèi)計(jì)算機(jī)得到的聲音樣本數(shù)據(jù)就越多，對(duì)聲音波形的表示也越精確。另外 ，還可由過(guò)取樣減低量化噪聲，利用非均勻量化的輸入輸出特性也可減低量化噪聲。可以將一種稱(chēng)為高頻脈動(dòng)的、與量化階梯高度相等的小振幅白噪聲與信號(hào)重疊，經(jīng)量化后，顆粒性噪聲即被白噪聲化，使聽(tīng)感變好。量化噪聲是不同于白噪聲(即等帶寬能量相等的噪聲)的一種高頻噪聲，它是由比較少的孤立頻譜重疊而成的噪聲。量化噪聲的減低對(duì)于量化噪聲可采用在信號(hào)中加給高頻抖動(dòng)信號(hào)的方法，量化后，再減去高頻抖動(dòng)信號(hào)，而使量化噪聲白噪聲化。量化噪聲是均勻分布在0fs/2的頻帶中，另外量化噪聲的振幅為常數(shù)，它等于△，不隨信號(hào)大小而改變，因而當(dāng)信號(hào)很大時(shí)，系統(tǒng)的信噪比很高。 可以看出，對(duì)于普通語(yǔ)音，量化精度選取8位就可以滿(mǎn)足數(shù)字化語(yǔ)音質(zhì)量的要求，因此本系統(tǒng)的量化位數(shù)就選取8位[5]。非均勻量化在信號(hào)幅度小的時(shí)候，量化階梯高度也小，信噪比可以較好。均勻量化的量化噪聲也是恒值，因此信號(hào)幅度大時(shí)，信噪比高。以二進(jìn)制量化時(shí)，位數(shù)越多，量化階梯數(shù)也就越多，16位的量化階梯數(shù)為65536個(gè)，量化誤差己很小。在通常的數(shù)字系統(tǒng)中，每個(gè)取樣點(diǎn)都會(huì)產(chǎn)生舍入誤差，并且存在與這種舍入誤差相應(yīng)的失真和噪聲，稱(chēng)為量化噪聲或量化失真。采用二進(jìn)制時(shí)的有效位數(shù)稱(chēng)為比特?cái)?shù)或位數(shù)，在進(jìn)行舍入運(yùn)算的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生舍入誤差。 量化將模擬信號(hào)的取樣值，經(jīng)“四舍五入”的方法轉(zhuǎn)換成一種數(shù)字信號(hào)的過(guò)程稱(chēng)為量化。5）取樣產(chǎn)生的孔徑效應(yīng) 取樣定理所敘述的由取樣的PAM 信號(hào)可以完全恢復(fù)原模擬信號(hào)是有條件的，即取樣脈沖的寬度(即脈沖所占時(shí)間)應(yīng)為無(wú)限小，但實(shí)際的取樣脈沖都有一定的寬度，這就會(huì)使恢復(fù)的模擬信號(hào)的高頻特性產(chǎn)生失真，這種效應(yīng)稱(chēng)為孔徑效應(yīng)。 4）取樣保持電路 取樣保持電路是在A(yíng)/D變換器之前，為使取樣保持一定時(shí)間而設(shè)的。如果取樣頻率小于信號(hào)最高頻率的兩倍，或信號(hào)的實(shí)際最高頻率超過(guò)了fh，則會(huì)產(chǎn)生頻譜混疊現(xiàn)象，以后就無(wú)法將原信號(hào)復(fù)原，并且出現(xiàn)混疊噪聲。數(shù)字音頻的質(zhì)量與采樣頻率和量化精度有關(guān)，數(shù)字音頻可分為以下幾個(gè)質(zhì)量等級(jí)：由于本系統(tǒng)錄音的對(duì)象是人說(shuō)話(huà)時(shí)的語(yǔ)音，根據(jù)取樣定理， Hz，普通語(yǔ)音選取的是8 KHz，但為了提高聲音的保真度，減少濾波實(shí)現(xiàn)的難度，同時(shí)與微機(jī)的錄音頻率最大程度地接近。（2）取樣頻率取樣頻率的選取應(yīng)考慮以下兩點(diǎn): 1）聲頻信號(hào)的最高頻率。取樣的時(shí)間間隔稱(chēng)為取樣周期，每秒內(nèi)取樣的次數(shù)稱(chēng)為取樣頻率。對(duì)經(jīng)量化器A/D變換后的信號(hào)再進(jìn)行編碼，即把量化的信號(hào)電平轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制碼組，就得到了離散的二進(jìn)制輸出數(shù)據(jù)序列x ( n )，n表示量化的時(shí)間序列，x ( n )的值就是n時(shí)刻量化后的幅值，以二進(jìn)制的形式表示和記錄[4]。然后對(duì)采樣以后的信號(hào)幅值進(jìn)行量化。它把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的過(guò)程稱(chēng)為模/數(shù)轉(zhuǎn)換，它主要包括：（1）取樣：在時(shí)間軸上對(duì)信號(hào)數(shù)字化；（2）量化：在幅度軸上對(duì)信號(hào)數(shù)字化；（3）編碼：按一定格式記錄采樣和量化后的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。圖 22 語(yǔ)音信號(hào)的數(shù)字化過(guò)程由于音頻信號(hào)是一種連續(xù)變化的模擬信號(hào)，而計(jì)算機(jī)只能處理和記錄二進(jìn)制的數(shù)字信號(hào)，因此，由自然音源而得的音頻信號(hào)必須經(jīng)過(guò)一定的變化和處理，變成二進(jìn)制數(shù)據(jù)后才能送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行再編輯和存貯。 （3）許多器件不需要具有線(xiàn)性。 （1）數(shù)字化的標(biāo)準(zhǔn)(取樣頻率、量化比特?cái)?shù))確定以后，性能的界限也就確定了，性能是穩(wěn)定的。對(duì)于需要多次轉(zhuǎn)接、復(fù)制的模擬錄音，每轉(zhuǎn)接、復(fù)制一次，信號(hào)的質(zhì)量下降程度就要累加一次，而數(shù)字錄音就沒(méi)有這一問(wèn)題。（4）驅(qū)動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)的不穩(wěn)定會(huì)造成抖晃。 （2）錄音媒體的信噪比可成為記錄信號(hào)信噪比的一部分。時(shí)間和幅度都不連續(xù)的信號(hào)是數(shù)字信號(hào)。如果幅度只是一些特定值的階梯波，則是時(shí)間連續(xù)而幅度不連續(xù)的信號(hào)。掩蔽效應(yīng)對(duì)數(shù)字音頻編碼起到重要作用。在寂靜的環(huán)境里，人耳能分辨出輕微的聲音，但在嘈雜的環(huán)境中，這些輕微的聲音就被淹沒(méi)掉了。紊亂斷續(xù)或統(tǒng)計(jì)上隨機(jī)的聲音稱(chēng)為噪聲，對(duì)于不需要的聲音也稱(chēng)為噪聲。人耳對(duì)聲振動(dòng)的感受，在頻率及聲壓級(jí)方面都