【正文】 ................... 29 參考文獻(xiàn)： .............................................................. 39 1 1 基于單片機(jī)的數(shù)碼錄音的播放系統(tǒng) 前言 隨著科技發(fā)展，社會的進(jìn)步，語言的處理在各領(lǐng)域變得越來越重要。s Daily life work, choose sunplus singlechip as the core, through a microphone receives the voice signal, using the memory to store the voice information so as to realize the recording and playback functions based on the function of the system is applied in the tape longer occasions such as the recorded voice prompt temperature detection store broadcast system. The design of the hardware circuit mainly includes the MIC recording DAC playback circuit reset button circuit and clock circuit external W29C040 storage extended circuit of the speech signal after structures, capacitance resistance, into the preamplifier and internal integration automatic gain (AGC) processing, as the recording part。芯片體積小、集成度高、易擴(kuò)展、中斷處理能力強(qiáng)等特點(diǎn)。 本次設(shè)計(jì)的硬件電路主要包括 MIC 錄音電路、 DAC 放音電路、按鍵電路、復(fù)位與時鐘電路、 外部 W29C040 儲存器擴(kuò)展電路組成?；谠摴δ艿南到y(tǒng)應(yīng)用于錄音較長的場合。 I 基于單片機(jī)的數(shù)碼錄音與播放系統(tǒng) 學(xué)生： 指導(dǎo)教師： 內(nèi)容摘要： 隨著語音處理技術(shù)在工業(yè)、交通、通信等不斷應(yīng)用和消費(fèi)類電子不斷繁榮，人們對具有數(shù)碼錄音 與播放功能的產(chǎn)品的需求也在不斷的增加。為了更好的滿足人們?nèi)粘Ｉ?、工作，選用凌陽單片機(jī)為核心，通過麥克風(fēng)接收語音信號，使用存儲器來存儲語音信息從而實(shí)現(xiàn)錄音和播放功能。如自錄語音提示、溫度檢測儲存播放系統(tǒng)等方案。把語音信號經(jīng)過搭建電容、電阻，送入前置放大器和內(nèi)部集成的自動增益（ AGC）處理，作為錄音部分；而 DAC 放音部分，經(jīng)過語音集成放大器 SPY0030A 放大，再接上揚(yáng)聲器，實(shí)現(xiàn)了語音的錄放功能。 關(guān)鍵詞： 凌陽單片機(jī) W29C040 儲存器 數(shù)碼錄音與播放 II The digital voice recording and playing system based on SCM Abstract: With speech processing technology in the industrial application such as traffic munication and consumer electronics rising prosperity, people on the demand of the products with digital recording and playback functions have been increased in order to better meet People39。 And sound part is put DAC, SPY0030A voice integrated amplifier amplification process, then connect the speaker, to realize the function of voice recorders chip small volume high integration easy extension interrupt handling ability. Keywords: Sunplus singlechip W29C040 packet digital recording and playback III 目 錄 前言 ..................................................................... 1 1 單片機(jī)的數(shù)碼錄音與播放的概述 .......................................... 1 錄放音的背景和意義 .................................................. 1 錄放音的發(fā)展前景 .................................................... 2 錄放音的設(shè)計(jì)思想 ................................................. 2 2 單片機(jī)的錄放音方案選擇 ................................................ 2 單片機(jī)的發(fā)展 ..................................................... 3 方案選擇 ......................................................... 3 3 單片機(jī)的錄放音硬件設(shè)計(jì)現(xiàn) .............................................. 4 凌陽 SPCE061A 單片機(jī)概述 .......................................... 4 凌陽 SPCE061A 單片機(jī)介紹 .................................... 4 凌陽 SPCE061A 單片機(jī)性能 .................................... 4 凌陽 SPCE061A 單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) .............................. 5 凌陽 39。生活中也變得廣泛，例如智能手機(jī) ,電腦諸如此類變得很多。具有這樣功能的電子產(chǎn)品很多，但它們的體積都比較大，給我們帶來諸多不便。目前的數(shù)字錄音系統(tǒng)，只能簡單的進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，播放和儲存，目前 對設(shè)備儲存的需求越來越大，所以在未來語音編碼會變得越來越重要，方便減少儲存空間的需求。以凌陽 16 位單片機(jī)SPCE061A 為核心與 W29C040 外部儲存器相連達(dá)到實(shí)現(xiàn)的目的。通過以上設(shè)計(jì)，可以達(dá)到錄放音效果。從使用磁帶到現(xiàn)在的微處理器外加語音芯片的技術(shù)成長 ，使語音更加趨向完美。因此，基于單片機(jī)的數(shù)碼錄音與播放系統(tǒng)變得非常有意義。 錄放音的背景和意義 隨著科學(xué)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，語音的錄音與播放越來越普遍。目前，應(yīng)用在家用電器、生活娛樂、安保系統(tǒng)、辦公自動化、多媒體系統(tǒng)等等的語音錄放音技術(shù)如果能在適當(dāng)?shù)臅r候?qū)嵤┢涔δ軐ο到y(tǒng)發(fā)出警告、工作狀態(tài)、提示等信息，不但提高了通信能力、人們的生活 質(zhì)量還給我們帶來了方便。用磁帶進(jìn)行語音錄放儲存的方法已經(jīng)有很長時間了，介于這種方式的產(chǎn)品隨處可見，但體積大，使用范圍小。這種技術(shù)具有占用空間小、保存時間長、錄音時間久、效率高等優(yōu)點(diǎn)。 錄放音的發(fā)展前景 日常生活中指示燈、按鍵開關(guān)、廣告顯示屏 ，我們隨處可見。語音對話方式是我們發(fā)展的最終目標(biāo)，但距離真正意義上的對話方式還相距很遠(yuǎn)，還有待繼續(xù)努力突破。盡管語音系統(tǒng)集成電路發(fā)展歷史較短，但其憑借電體系龐大、應(yīng)用范圍廣、發(fā)展前景廣等優(yōu)點(diǎn)發(fā)展迅速，成為新一代寵兒。伴隨著微電子技術(shù)的突飛猛進(jìn)，語音合成技術(shù)也受益匪淺，并產(chǎn)生很多新領(lǐng)域的新技術(shù) ，朝著大容量、優(yōu)音質(zhì)、高智能、高靈活性方向發(fā)展。 錄放音的設(shè)計(jì)思想 基于單片機(jī)的數(shù)碼錄音與播放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是基于單片機(jī)為核心，選擇在語音系統(tǒng)方面優(yōu)秀的凌陽單片機(jī)，無需語音芯片。 設(shè)計(jì) MIC 錄音電路時，先分析其原理，通過 MIC 電路采集語音資源把語音信號轉(zhuǎn)換成電信號，然后采集數(shù)據(jù)，將模擬數(shù)據(jù)信息變成數(shù)字信號，這是 AD 過程，然后將信號輸送到 SPCE0611A 單片機(jī)的前置放大器，通過前置放大器的數(shù)據(jù)信息到達(dá)其內(nèi)部增益控制電路，并自動跟蹤前置放大器音頻信號的電平，根據(jù)跟蹤結(jié)果進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，達(dá)到平衡。 設(shè)計(jì) DAC 放音部分時，因?yàn)檎Z音資源儲存到儲存器當(dāng)中時，需要把語音資源從儲存器 W29C040 取出解壓，進(jìn)行數(shù)據(jù)解碼，在定時中斷的情況下進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，錄放音過程中需要用定時器進(jìn)行均勻采集數(shù)據(jù)，模擬語音信息濾波、放大，并用揚(yáng)聲器進(jìn)行放音。 2 單片機(jī)的錄放音方案選擇 隨著集成電路不發(fā)展和半導(dǎo)體技術(shù)的不斷提高，單片機(jī)的功能也在逐漸加強(qiáng)，其在社會的需求量也在不斷的增加。 單片機(jī)的發(fā)展 在人們的日常生活和現(xiàn)代社會的生產(chǎn)活動中，單片機(jī)有著其廣泛應(yīng)用。顯然現(xiàn)代電子技 術(shù)領(lǐng)域包含單片機(jī)這一非常重要的技術(shù)。就是將一臺微型計(jì)算機(jī)的基本功能在芯片上實(shí)現(xiàn)。 隨著計(jì)算機(jī)和單板機(jī)的發(fā)展，單片機(jī)在智能測控系統(tǒng)中發(fā)展起來。綜上所述，單片機(jī)的性能得到不斷地提高和完善。 時至今日，在后 PC 時代，基于嵌入式系統(tǒng)單片機(jī)得到廣泛使用 。凌陽公司研發(fā)的 39。該系統(tǒng)芯片具有集成度高，功能全面，數(shù) /?；旌?，易擴(kuò)展等特點(diǎn)，也順應(yīng)了單片機(jī)的發(fā)展趨勢。凌陽公司研發(fā)的39。以 39。對不同應(yīng)用需求和不同領(lǐng)域，形成不同體系，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更低成本和更強(qiáng)的功能的優(yōu)化，體現(xiàn)凌陽 16 位單片機(jī)基于 SOC 的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 4 ? 80C51 方案： 51 單片機(jī)是目前我國應(yīng)用最廣的單片機(jī)，并且我們學(xué)習(xí)也是 51單片機(jī)。 ? 凌陽方案：凌陽單片機(jī)集成度高，內(nèi)部集成了 2 路 DA 轉(zhuǎn)換和 8 路的 AD 轉(zhuǎn)換，該芯片具有 DSP 處理能力 , 而且 AD 轉(zhuǎn)換中專門用于聲音的數(shù) /模轉(zhuǎn)換，并且凌陽單片機(jī)在語音的處理能力方面有優(yōu)勢。凌陽 16 位單片機(jī)易學(xué)易用的，包含一套指令系統(tǒng)和集成開發(fā)環(huán)境效率較高。凌陽是 51 單片機(jī)和 DSP 之間的優(yōu)劣互補(bǔ)。 3 單片機(jī)的錄放音硬件設(shè)計(jì)現(xiàn) 根據(jù)選擇的方案，設(shè)計(jì)一套具有錄放音功能的系統(tǒng)，選用凌陽單片機(jī)因?yàn)榫哂畜w積小、集成度高、易擴(kuò) 展等優(yōu)點(diǎn)。 凌陽 SPCE061A 單片機(jī)概述 凌陽 SPCE061A 單片機(jī)介紹 隨著集成電路功能日漸成熟，單片機(jī)也由單純的控制擴(kuò)展到控制處理、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)字信號處理（ DSP）等領(lǐng)域。 SPCE061A 是繼 39。凌陽科技設(shè)計(jì)的 39。凌陽單片機(jī)內(nèi)嵌 32K 字的 FLASH 存儲器，具有較高的處理能力，使μ’nSP?單片機(jī)可以簡單、快速地處理復(fù)雜的數(shù)字信號。主要包含有模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器（ ADC）、數(shù) /模轉(zhuǎn)換（ DAC）、 WATCHDOG、定時器 /計(jì)數(shù)器、定時器 /計(jì)數(shù)器 T/C（脈寬調(diào)制輸出 PWM）、并行輸入輸出 I/O、設(shè)備串行口 SIO、 低電壓檢測 LVD、異步串行通信口等。FLASH IR SIO T/C 6 圖 SPCE061A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 凌陽 39。? nSPTM內(nèi)核， 39。 39。專用包括 SP、 BP、 SR、 PC，通用包括 R1~R4。時鐘電路從輸入端輸入和輸出端引到芯片外部構(gòu)成。如圖 所示： 7 圖 時鐘電路 圖 鎖相環(huán)電路 鎖相環(huán)：倍頻系統(tǒng)提供的實(shí)時時鐘基頻（ 32768Hz），調(diào)整到 MHz、 MHz 、 MHz、 MHz、 ，作為系統(tǒng)時鐘 FOSC。鎖相環(huán)電路是由電路和電容 組成。 RES_B 加一個低電平就可以使 凌陽 SPCE061 A 單片機(jī)的復(fù)位電路 復(fù)位。如圖 所示： 圖 按鍵電路圖 MIC 錄音電路 凌陽 SPCE061A 單片機(jī)的 A/D 轉(zhuǎn)換 器包含 8 個通道， MICIN 錄音輸入通道用于對語 9 音進(jìn)行采樣。 AGC 是 SPCE061A 單片機(jī)內(nèi)部自動增益控制電路能監(jiān)視前置放大器輸出的音頻信號電平隨時跟蹤。 VMIC 是麥克風(fēng)電源（ +），它經(jīng)過電阻、電容濾波加在 R MIC、 R8 三者串聯(lián)的通路中。然后這個具有直流分量的兩個信經(jīng)過兩個電容就加到 061A 的 MICP 和MICN 兩個引腳，經(jīng)過 061A 的自動增益放大后送入 AD 轉(zhuǎn)換器，生成數(shù)字量的音頻電壓值。 DAC 恒流源的變化范圍為 03mA 是可有程序控制的恒流源輸出。外接電阻小于 1K,恒流源可以短路。連接 3 引腳， R9 產(chǎn)生恒壓。如圖 所示： 10 圖 DAC放音電路圖 外部儲存 器 W29CO40 電路