【正文】 ...... 9 圖 ISD4004引腳圖 .............................................................................................................. 10 圖 時(shí)序 ................................................................................................................................11 表 指令表 .......................................................................................................................... 14 圖 各端口功能 .................................................................................................................... 14 表 控制器功能 ................................................................................................................... 15 圖 SPI 端口 ....................................................................................................................... 15 表 SPI 時(shí)序參數(shù) ............................................................................................................... 16 圖 電源與指示燈原理圖 ...................................................................................................... 18 圖 按鍵和指示燈原理圖 ...................................................................................................... 18 圖 單片機(jī)原理圖 ................................................................................................................ 18 圖 音頻輸入原理圖 ............................................................................................................. 19 圖 音頻輸出原理圖 ............................................................................................................. 19 圖 ........................................................................................................................ 20 圖 程序流程圖 ................................................................................................................... 22 圖 實(shí)物圖 ........................................................................................................................... 23 1 引 言 語(yǔ)音，作為一種典型的非平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)，是人類交流信息最自然、最有效、最方便的手段，在人類文明和社會(huì)進(jìn)步中起著重要的作用。語(yǔ)音信號(hào)的研究可以從時(shí)域和頻域兩個(gè)方面進(jìn)行。對(duì)頻域分析處理，即對(duì)信號(hào)的頻率特性在頻譜中加以分析研究，這拓展了信號(hào)分析的范圍，是對(duì)不確定信號(hào)分析的主要方法。聲卡是計(jì)算機(jī)對(duì)語(yǔ)音信息進(jìn)行加工的重要部件，它具有 對(duì)信號(hào)濾波、放大、采樣保持、 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換等功能。但是它的快速發(fā)展可以說(shuō)是從 1940 年前后 Dudley 的聲碼器和 Potter 等人的可見(jiàn)語(yǔ)音開(kāi)始的； 20 世紀(jì) 60 年代中期形成的一系列數(shù)字信號(hào)處理方法和技術(shù)，如數(shù)字濾波器、快速傅里葉變換等成為語(yǔ)音信號(hào)數(shù)字處理的理論和技術(shù)基礎(chǔ)；到了 80 年代，由于矢量量化、隱馬爾克夫模型和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等相繼被應(yīng)用于語(yǔ)音信號(hào)處理，并經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)與完善，使得語(yǔ)音信號(hào)處理技術(shù)產(chǎn)生了突破性的進(jìn)展。一方面，對(duì)聲音語(yǔ)音學(xué)統(tǒng)計(jì)模型的研究逐漸深入，魯棒的語(yǔ)音識(shí)別、基于語(yǔ)音段的建模方法及隱馬爾可夫模型與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合成為研究的熱點(diǎn)。 孟新：基于單片機(jī)的語(yǔ)音錄放器設(shè)計(jì) 2 第 1 章緒論 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義 語(yǔ)音不僅是人與人之間進(jìn)行信息交流最直接、最方便和最有效的工具，而且也是人與機(jī)器之間進(jìn)行通信的重要工具。電話的理論基礎(chǔ)是盡可能不失真地傳送語(yǔ) 音波形。1939 年產(chǎn)生了一種概念全新的語(yǔ)音處理技術(shù)，這就是著名的通道聲碼器技術(shù)。這一概念已經(jīng)包含著其后出現(xiàn)的語(yǔ)音參數(shù)模型的基本思想。 對(duì)于語(yǔ)音信號(hào)，數(shù)字處理比模擬處理具有更多的優(yōu)點(diǎn)。因此數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)處理是主要研究方向。 單片機(jī)的應(yīng)用無(wú)處不在，利用單片機(jī)控制語(yǔ)音的錄放也多不勝舉 。用單片機(jī)控制語(yǔ)音芯片設(shè)計(jì)語(yǔ)音錄放系統(tǒng) ,該系統(tǒng)功能多，錄放音音質(zhì)好，外圍電路簡(jiǎn)單。要求放音質(zhì)量好，用二極管顯示工作狀態(tài)。 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)采用的實(shí)現(xiàn)方法 設(shè)計(jì)硬件原理圖 ,焊接語(yǔ) 音模塊 ,包括電壓轉(zhuǎn)換芯片 ,音頻小功率放大器和 ISD4004 的連接 . 編寫(xiě)軟件程序 ,利用單片機(jī)控制技術(shù) ,實(shí)現(xiàn)錄、放、停等操作。內(nèi)部集成 MAX810專用復(fù)位電路， 2路 PWM， 8路高速 10位 A/D轉(zhuǎn)換（ 250K/S,即 25萬(wàn)次 /秒），針對(duì)電機(jī)控制，強(qiáng)干擾場(chǎng)合。 STC12C5A60S2 引腳 引腳圖如圖 ： 孟新：基于單片機(jī)的語(yǔ)音錄放器設(shè)計(jì) 6 圖表 1圖 STC12C5A60S2單片機(jī)引腳圖 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） keil 開(kāi) 發(fā)環(huán)境和建立工程 keil 簡(jiǎn)介 Keil C51 是 美國(guó) Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因 而易學(xué)易用。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到 Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。 輸入完畢之后，選擇“ File Save”，給這個(gè)文件取名保存，取名字的時(shí)候必 須要加上擴(kuò)展名，一般 C語(yǔ)言程序均以“ .C”為擴(kuò)展名，這里將其命名為 ，保存完畢后可以將該文件關(guān)閉。 點(diǎn)擊“ ProjectNew Project?”菜單，出現(xiàn)對(duì)話框，要求給將要建立的工程起一個(gè)名字，這里起名為 fgf，不需要輸入擴(kuò)展名。點(diǎn)擊 ATMEL 前面的“ +”號(hào)，展開(kāi)該層，點(diǎn)擊其中的 89S52，然后再點(diǎn)擊“確定”按鈕，回到主窗口，此時(shí)，在工程窗口的文件頁(yè)中，出現(xiàn)了“ Target 1”，前面有“ +”號(hào)，點(diǎn)擊“ +”號(hào)展開(kāi)，可以看到下一層的“ Source Group1”，這時(shí)的工程還是一個(gè)空的工程，里面什么文件也沒(méi)有，需要手動(dòng)把剛才 編寫(xiě)好的源程序加入，點(diǎn)擊“ Source Group1”使其反白顯示，然后，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，出現(xiàn)一個(gè)下拉菜單，如圖 所示，選中其中的“ Add file to Group Source Group1”，出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框，要求尋找源文件。雙擊文件名，即打開(kāi)該源程序。芯片采用 CMOS 技術(shù) ,內(nèi)含振蕩器、防混淆濾波器、平滑濾波器、音頻放大器、自動(dòng)靜噪及 高 密 度多電平 閃 爍存貯陳 列 。 芯片采用多電平直接模擬量存儲(chǔ)技術(shù) , 每個(gè)采 樣 值直接存貯在片內(nèi)閃爍存貯器 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。 圖表 5圖 ISD4004引腳圖 引腳描述 1 電源 :(VCCA,VCCD) 為使噪聲最小 ,芯片的模擬和數(shù)字電路使用不同的電源總線 ,并且分別引到外封裝 的 不同管腳上 ,模擬和數(shù)字電源端最好分別走線 ,盡可能在靠近供電端處相連 ,而去耦電容應(yīng)盡量靠近器件。 3 同相模擬輸入 (ANA IN+) 這是錄音信號(hào)的同相輸入端。單端輸入時(shí) , 信號(hào)由耦合電容輸入 ,最大幅度為峰峰值 32mV,耦合電容和本端的 3KΩ電阻輸入阻抗決定了芯片頻帶的 低端截止頻率。 4 反相模擬輸入 (ANA IN) 差分驅(qū)動(dòng)時(shí) ,這是錄音信號(hào)的反相輸入端。 5 片選 (SS) 此端為低 ,即向該 ISD4004 芯片發(fā)送指令，兩條指令之間為高電平。 7 串行輸出 (MISO) ISD 的串行輸出端。 8 串行時(shí)鐘 (SCLK) ISD 的時(shí)鐘輸入端 ,由主控制器產(chǎn)生 ,用于同步 MOSI 和 MISO 的數(shù)據(jù)傳輸。 9 中斷 (/INT) 本端為漏極開(kāi)路輸出。中斷狀態(tài)在下一個(gè) SPI 周期開(kāi)始時(shí)清除。 OVF 標(biāo)志 指示 ISD 的錄、放操作已到達(dá)存儲(chǔ)器的未尾。 10 行地址時(shí)鐘 (RAC) 漏極開(kāi) 路輸出。該信號(hào) 175ms 保持高電平 ,低電平為 25ms。 圖表 6圖 時(shí)序 11 外部時(shí)鐘 (XCLK) 本端內(nèi)部有下拉元件。商業(yè)級(jí) 芯片在整個(gè)溫度和電壓范圍內(nèi) , 頻率變化在 +%內(nèi)。若要求更高精孟新：基于單片機(jī)的語(yǔ)音錄放器設(shè)計(jì) 12 度 ,可從本端輸入外部時(shí)鐘 (如前表所列 )。輸入時(shí)鐘的占空比無(wú)關(guān)緊要 ,因內(nèi)部首 先進(jìn)行了分頻。 12 自動(dòng)靜噪 (AMCAP) 當(dāng)錄音信號(hào)電平下降到內(nèi)部設(shè)定的某一閾值以下時(shí) ,自動(dòng)靜噪功能使信號(hào)衰弱 ,這樣有 助于養(yǎng)活無(wú)信號(hào) (靜音 )時(shí)的噪聲。檢出的峰值電平與內(nèi)部設(shè)定的閾 值作比較 ,決定自動(dòng)靜噪功能的翻轉(zhuǎn)點(diǎn)。 1mF 的電容也影響自動(dòng)靜噪電路對(duì)信號(hào)幅度的響應(yīng)速度。 SPI(串行外設(shè)接口 ) 協(xié)議介紹 ISD4004 工作于 SPI 串行接口 。協(xié)議的具體內(nèi)容為： 1 所有串 行數(shù)據(jù)傳輸開(kāi)始于 SS 下降沿。 3 數(shù)據(jù)在時(shí)鐘上升沿移入 ,在下降沿移出。 5 指令格式是 (8 位控制碼 )加 (16 位地址碼 )。 7 使用 讀 指令使中斷狀態(tài)位移出 ISD 的 MI