【正文】 /O)~CPU時(shí)鐘：~；內(nèi)置2K字SRAM；內(nèi)置32KFLASH；可編程音頻處理；晶體振蕩器。SPCE061A系統(tǒng)的特性參數(shù)如表32 表32 PCE061A系統(tǒng)的特性參數(shù)特性參數(shù)Spce061a工作電壓~最大工作速率CPU16位μ39。圖34 SPCE061A最小系統(tǒng)原理圖 SPCE061A開發(fā)方法SPCE061A的開發(fā)是通過在線調(diào)試器PROBE實(shí)現(xiàn)的。用它可以替代在單片機(jī)應(yīng)用項(xiàng)目的開發(fā)過程中常用的軟件工具——硬件在線實(shí)時(shí)。它既是一個(gè)編程器（即程序燒寫器），又是一個(gè)實(shí)時(shí)在線調(diào)試器。真器和程序燒寫器。PROBE工作于凌陽IDE集成開發(fā)環(huán)境軟件包下，其5芯的仿真圖35是單片機(jī)機(jī)、PROBE、用戶目標(biāo)板三者之間的連接示意圖；36為實(shí)物連接圖。一個(gè)復(fù)雜或功能強(qiáng)大的語音，圖象處理系統(tǒng)需要很大的,不同的存儲(chǔ)器（ROM,FLASH,SRAM）的存儲(chǔ)空間。該系統(tǒng)可以廣泛應(yīng)用于需求的錄音較長的場合。本系統(tǒng)提供W29C040相關(guān)的讀寫模塊，此模塊也可應(yīng)用于W29C040同系列的相關(guān)FLASH芯片中。管腳表如下：表33 管腳表管腳名稱功能描述A0A18地址的輸入口DQ0DQ7數(shù)據(jù)輸入/輸出口CE片選腳OE讀腳WE寫腳Vdd5V腳Vss地 W29C040寫、擦除流程圖. 去掉寫保護(hù)流程圖去掉寫保護(hù)流程圖如圖310圖310 去掉寫保護(hù)流程圖. 片擦除流程圖片擦除流程圖如圖311圖311 片擦除流程圖. 頁寫流程圖頁寫流程圖如圖312圖312 頁寫流程圖. 寫結(jié)束判斷流程圖寫結(jié)束判斷流程圖如圖313圖313 寫結(jié)束判斷流程圖 SPCE061A與W29C040的硬件連接圖詳細(xì)硬件連接圖如圖314圖314 詳細(xì)硬件連接圖本系統(tǒng)硬件電路包括按鍵部分、音頻錄入部分、音頻輸出部分和W29C040存儲(chǔ)擴(kuò)展等四部分電路。圖315 音頻錄入部分電路原理圖音頻輸出部分詳細(xì)電路圖如圖316圖316 音頻輸出部分原理圖系統(tǒng)總原理圖如圖317及附錄D圖317 系統(tǒng)總原理圖第 4 章 軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 凌陽音頻介紹 音頻概述我們所說的音頻是指頻率在20 Hz～20 kHz的聲音信號(hào)，分為：波形聲音、語音和音樂三種，其中波形聲音就是自然界中所有的聲音，是聲音數(shù)字化的基礎(chǔ)。語音是對(duì)講話聲音的一次抽象。音樂與語音相比更規(guī)范一些，是符號(hào)化了的聲音。樂譜是符號(hào)化聲音的符號(hào)組，表示比單個(gè)符號(hào)更復(fù)雜的聲音信息內(nèi)容。數(shù)字音頻的質(zhì)量取決于：采樣頻率和量化位數(shù)這兩個(gè)重要參數(shù)。 音頻格式的介紹音頻文件通常分為兩類：聲音文件和MIDI文件（1）聲音文件：指的是通過聲音錄入設(shè)備錄制的原始聲音，直接記錄了真實(shí)聲音的二進(jìn)制采樣數(shù)據(jù)，通常文件較大；（2）MIDI文件：它是一種音樂演奏指令序列，相當(dāng)于樂譜，可以利用聲音輸出設(shè)備或與計(jì)算機(jī)相連的電子樂器進(jìn)行演奏，由于不包含聲音數(shù)據(jù)，其文件尺寸較小。壓縮編碼的目的：通過對(duì)資料的壓縮，達(dá)到高效率存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換資料的結(jié)果即在保證一定聲音質(zhì)量的條件下，以最小的資料率來表達(dá)和傳送聲音信息。所以要通過對(duì)信號(hào)趨勢(shì)的預(yù)測和冗余信息處理，進(jìn)行資料的壓縮，這樣就可以使我們用較少的資源建立更多的信息。如果將原始資料進(jìn)行壓縮處理，在確保聲音品質(zhì)不失真的前提下，將數(shù)據(jù)壓縮一半。常見的幾種音頻壓縮編碼：1)波形編碼：將時(shí)間域信號(hào)直接變換為數(shù)字代碼，力圖使重建語音波形保持原語音信號(hào)的波形形狀。譯碼是其反過程，將收到的數(shù)字序列經(jīng)過譯碼和濾波恢復(fù)成模擬信號(hào)。波形編碼特點(diǎn)：高話音質(zhì)量、高碼率，適于高保真音樂及語音。譯碼為其反過程，將收到的數(shù)字序列經(jīng)變換恢復(fù)特征參量，再根據(jù)特征參量重建語音信號(hào)。參數(shù)編碼特點(diǎn)：壓縮比大，計(jì)算量大，音質(zhì)不高，廉價(jià)！3)混合編碼：混合編碼使用參數(shù)編碼技術(shù)和波形編碼技術(shù)，計(jì)算機(jī)的發(fā)展為語音編碼技術(shù)的研究提供了強(qiáng)有力的工具，大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，則為語音編碼的實(shí)現(xiàn)提供了基礎(chǔ)。它將波形編碼和參數(shù)編碼組合起來，克服了原有波形編碼和參數(shù)編碼的弱點(diǎn)，結(jié)合各自的長處，力圖保持波形編碼的高質(zhì)量和參數(shù)編碼的低速率。其數(shù)據(jù)率和音質(zhì)介于參數(shù)和波形編碼之間。2)追求高保真度，復(fù)雜的壓縮技術(shù)（如：CD）。表41音頻質(zhì)量等級(jí)的編碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（頻響）信號(hào)類型頻率范圍（Hz）采樣率（kHz）量化精度（位）電話話音200340088寬帶音頻（AM質(zhì)量）5070001616調(diào)頻廣播（FM質(zhì)量）2015K16高質(zhì)量音頻（CD質(zhì)量）2020K16 壓縮分類壓縮分無損壓縮和有損壓縮,無損壓縮一般指：磁盤文件，壓縮比低：2:1～4:1。凌陽音頻壓縮算法根據(jù)不同的壓縮比分為以下幾種(具體可參見語音壓縮工具一節(jié)內(nèi)容)：SACMA2000：壓縮比為8:１，8:，8:SACMS480：壓縮比為80:3，80:SACMS240：壓縮比為80: 凌陽常用的音頻形式和壓縮算法1)波形編碼：subband即SACMA2000特點(diǎn)：高質(zhì)量、高碼率，適于高保真語音／音樂。如：SACMS240特點(diǎn)：壓縮比大，計(jì)算量大，音質(zhì)不高，廉價(jià)！3)混合編碼：CELP即SACMS480特點(diǎn)：綜合參數(shù)和波形編碼之優(yōu)點(diǎn)。 凌陽語音的播放、錄制、合成和辨識(shí)凌陽的SPCE061A是16位單片機(jī)，具有DSP功能，有很強(qiáng)的信息處理能力，最高時(shí)鐘可達(dá)到49M，具備運(yùn)算速度高的優(yōu)勢(shì)等等，這些都無疑為語音的播放、錄放、合成及辨識(shí)提供了條件。對(duì)于音樂合成MS01，該算法較繁瑣，而且需要具備音樂理論、配器法及和聲學(xué)知識(shí)，所以對(duì)于特別愛好者可以到我們的網(wǎng)站去了解相關(guān)內(nèi)容，這里只給出它的API函數(shù)介紹及程序代碼的范例，僅供參考。2)非特定發(fā)音人識(shí)別SI（Speaker Independent）：是指語音樣板由不同年齡、不同性別、不同口音的人進(jìn)行訓(xùn)練，可以識(shí)別一群人的命令。其相關(guān)API函數(shù)如下所示：int SACM_DVR_Initial(int Init_Index) //初始化 void SACM_DVR_ServiceLoop(void) //獲取資料，填入譯碼隊(duì)列 void SACM_DVR_Encode(void) //錄音 SACM_DVR_StopEncoder()。 //停止解碼 unsigned int SACM_DVR _ TestQueue(void) //獲取語音隊(duì)列狀態(tài) int SACM_DVR _Fetchqueue(void) //獲取錄音編碼數(shù)據(jù) void SACM_DVR_FillQueue(unsigned int encodeddata) //填充資料到語音隊(duì)列，等待播放 int GetResource(long Address) ——(Manual) // 從資源文件里獲取一個(gè)字型語音資料 中斷服務(wù)函數(shù)： Call F_FIQ_Service_ SACM_DVR //playing Call F_IRQ1_Service_ SACM_DVR //recode 具體函數(shù)如下： 1) 【API格式】C：void SACM_ DVR _Initial(int Init_Index) ASM：R1=[ Init_Index] Call F_ SACM_ DVR _Initial 【功能說明】SACM_ DVR語音播放之前的初始化：設(shè)置中斷源、定時(shí)器以及播放方式（自動(dòng)、手動(dòng)） 【參數(shù)】Init_Index=0 表示手動(dòng)方式；Init_Index=1 則表示自動(dòng)方式。 ② 錄放音的格式采用SACM_A2000。 【參數(shù)】無。 3）【API格式】C：void SACM_DVR_Encode(void)； ASM：Call F_ SACM_DVR_ Encode 【功能說明】開始以自動(dòng)方式錄制聲音資料到外接SRAM中。 【返回值】無。 4）【API格式】C：void SACM_DVR _Stop(void)； ASM：Call F_ SACM_DVR _Stop 【功能說明】以自動(dòng)方式停止錄音。 【返回值】無。 【參數(shù)】無 【返回值】無。 6）【API格式】C：unsigned int SACM_DVR _Status(void)； ASM：Call F_ SACM_DVR _ Status [返回值]=R1 【功能說明】獲取SACM_DVR模塊的狀態(tài)。 【返回值】當(dāng)R1中bit0=0，表示語音播放結(jié)束；bit0=1，表示語音在播放中。 SACM_DVR狀態(tài)返回值 【備注】該函數(shù)僅使用于DVR的手動(dòng)方式下。 【參數(shù)】Channel=1，2，3；分別表示使用DACDAC2信道以及DAC1和DAC2雙通道。 【備注】用戶只能通過非自動(dòng)方式對(duì)語音資料解壓縮。 【參數(shù)】無。 【備注】用戶僅能通過非自動(dòng)方式對(duì)語音資料進(jìn)行譯碼。 【參數(shù)】無。 【備注】用戶僅能通過非自動(dòng)方式測試語音隊(duì)列狀態(tài)。 【參數(shù)】無。 【備注】 ① 采用SACM_A2000編碼格式編碼 ② 僅用于非自動(dòng)方式下 程序11 外擴(kuò)SRAM需要SRAM寫初始化（InitWriteSRAM）,及寫（WriteSRAM） 子函數(shù)。 Addr=0。 //用戶需外接SRAM SACM_DVR_InitEncoder()。 //獲取數(shù)據(jù)并譯碼 If(SACM_DVR_TestQueue()!=Empty) //若隊(duì)列不空,則存儲(chǔ)資料 { ret=SACM_DVR_FetchQueue()。 //存入用戶存儲(chǔ)區(qū) Addr+=2。 【返回值】無。 ② 從語音隊(duì)列里至少每48ms獲取48個(gè)字資料（16K資料采樣率）。 12）【API格式】C：int GetResource(long Address)； 【功能說明】從資源文件里獲取一個(gè)字型語音資料。 【返回值】一個(gè)字型語音資料。通過前臺(tái)子程序（自動(dòng)方式的SACM_DVR _ServiceLoop 及手動(dòng)方式的SACM_DVR _Decode）對(duì)語音資料進(jìn)行譯碼，然后將其送入DAC通道播放。 【參數(shù)】無。 【備注】SACM_DVR語音背景子程序只有匯編指令形式，且應(yīng)將此子程序安置在TMA_FIQ中斷源上。 W29C040與SPCE061A的系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)軟件實(shí)際流程圖實(shí)際流程圖如圖42圖42 實(shí)際流程圖本軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡單。例如本系統(tǒng)的語音錄入和播放代碼如下： 語音的錄入：SP_InitW29C040Flash()。 SACM_DVR_InitEncoder(RceMonitorOn)。 page_buf[n] =SACM_DVR_FetchQueue( )。 } //手動(dòng)方式初始化//語音數(shù)據(jù)非自動(dòng)方式編碼//取出語音編碼數(shù)據(jù)//寫存儲(chǔ)器語音的播放： SP_InitReadW29C040Flash()。 SACM_DVR_FillQueue(Ret)。 } //獲取一個(gè)字型語音數(shù)據(jù)//填入語音隊(duì)列等候解碼 //獲取資源并進(jìn)行解碼，只需要以上的幾條簡單語句調(diào)用就可以完成語音錄入和播放。本系統(tǒng)底層驅(qū)動(dòng)部分包括W29C040的讀寫、擦除使用的是匯編語言編寫的。提供獨(dú)立的W29C040的讀、寫、擦除代碼模塊。SACMDVR相關(guān)的API函數(shù)如下所示： SACM_DVR_Initial(int Init_Index)void SACM_DVR_Encode(void)SACM_DVR_StopEncoder(void) 。 unsigned int SACM_DVR _ TestQueue(void) int SACM_DVR _Fetchqueue(void) void SACM_DVR_FillQueue(unsigned int encodeddata) int GetResource(long Address) ——(Manual) 中斷服務(wù)函數(shù)： Call F_FIQ_Service_ SACM_DVR Call F_IRQ1_Service_ SACM_DVR //初始化//獲取資料，填入譯碼隊(duì)列 //錄音//停止編碼 //初始化解碼器 //停止錄音 //開始播放 //獲取SACM_DVR模塊的狀態(tài) //開始譯碼 //獲取語音資料并譯碼，中斷播放 //停止解碼//獲取語音隊(duì)列狀態(tài) //獲取錄音編碼數(shù)據(jù)//填充資料到語音隊(duì)列，等待播放 //語音播放 //語音錄制 程序源代碼：見附錄C第 5 章 拓 展 設(shè) 計(jì) 數(shù)碼錄音和播放系統(tǒng)的增強(qiáng)設(shè)計(jì)這次畢業(yè)論文為基于凌陽SPCE061A和W29C040的數(shù)碼錄音和播放，實(shí)現(xiàn)了4分鐘的數(shù)字化語音的錄取和播放，達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。以SPCE061A的強(qiáng)大功能，還可以實(shí)現(xiàn)其他的應(yīng)用系統(tǒng)，下文就是就這個(gè)的簡要介紹。它具有較高運(yùn)算速度的16位16位的乘法運(yùn)算指令；具有DSP功能的內(nèi)積運(yùn)算指令；具有音頻處理功能；具有8位機(jī)價(jià)格、設(shè)計(jì)者只要對(duì)該系統(tǒng)的電路、程序稍加改動(dòng)，就可以實(shí)現(xiàn)語音復(fù)讀機(jī)、跟讀機(jī)、留言機(jī)、還有好多資源沒有用到。凌陽公司的SPCE061A的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其相關(guān)的一些開發(fā)平臺(tái)為我們實(shí)現(xiàn)語音的錄入和播放提供了極其方