【正文】 科技的發(fā)展帶動(dòng)所有電子產(chǎn)品，同樣語(yǔ)音功能的電子產(chǎn)品也得到了廣泛的應(yīng)用。W29C040 可以儲(chǔ)存凌陽(yáng)格式的語(yǔ)音資源，長(zhǎng)達(dá)幾分鐘，適用于各種需要錄音較長(zhǎng)的需求。 ? W29C040 的介紹 W29C040DIP 封裝芯片有 32 腳，電壓為 5V，內(nèi)部 512KI*8 位的快速閃存，它的結(jié)構(gòu)為 256kb 為一頁(yè)，單頁(yè)擦寫(xiě)時(shí)間為 5ms,整片擦除時(shí)間 為 50ms。當(dāng)給出的地址在某個(gè)模塊地址范圍內(nèi)，當(dāng)給出的地址向命令用戶接口寫(xiě)入模塊擦除命令時(shí)，相應(yīng)的模塊就被擦除。在這個(gè)聲音的范圍內(nèi)，可以分為音樂(lè)信號(hào)、聲音波形信號(hào)和語(yǔ)音信號(hào)三種。通常語(yǔ)音也可以用波形聲音表示，而波形聲音表示不出得聲音信號(hào)，因?yàn)檎Z(yǔ)音是一種抽象的信號(hào)，是語(yǔ)音的載體，是社交的一種工具。 數(shù)字音頻的采樣和量化 因?yàn)橐纛l信號(hào)是連續(xù)的信號(hào)，是模擬的信號(hào)，而計(jì)算機(jī)所采用的示數(shù)字算法，所以需將模擬的音頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理。 數(shù)字化音頻模擬信號(hào)分為兩個(gè)方面，分別是采樣和量化，也包括音頻設(shè)備質(zhì)量、聲道的數(shù)目等。 15 ? 聲音文件：通過(guò)聲音錄入設(shè)備進(jìn)行錄制原始的聲音信號(hào)，直接記錄了真實(shí)的二進(jìn)制 數(shù)據(jù)文件比較大。 ? MIDI 文件： MIDI 是躍起數(shù)字接口的英文縮寫(xiě)，它是一種音樂(lè)演奏指令序列，相當(dāng)于樂(lè)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(lè)器進(jìn)行演奏，由于不包含聲音數(shù)據(jù)，文件較小。 語(yǔ)音壓縮編碼基礎(chǔ) 語(yǔ)音壓縮編碼中的數(shù)據(jù)量的表達(dá)式是指： 數(shù)據(jù)量 =[（采樣頻率 量化位數(shù)） /8] 聲道數(shù)目。即是在保證一定音質(zhì)的情況下，以最小的數(shù)據(jù)量來(lái)表達(dá)和傳送聲音數(shù)據(jù)。采用壓縮編碼的技術(shù)可以既保證對(duì)音頻的原始聲音的保持同時(shí)也保證了對(duì)數(shù)據(jù)傳輸和儲(chǔ)存容量的要求。常見(jiàn)的幾種音頻壓縮編碼如下： ? 波形編碼 所謂波形編碼是把時(shí)間域信號(hào)直接變換為數(shù)字代碼，使現(xiàn)在生產(chǎn)的波形保持原來(lái)波形的圖像。譯碼則是將數(shù)字序列經(jīng)過(guò)譯碼和濾波恢復(fù)成模擬信號(hào)，是編碼的逆過(guò)程。如脈沖編碼調(diào)制PCM、差值脈沖編碼調(diào)制 DPCM、自適應(yīng)傳輸編碼 ATC 等。它是在同原始語(yǔ)音數(shù)據(jù)有很大變化的情況下，對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行提取特征參數(shù)和編碼重建語(yǔ)音信號(hào)，譯碼是其逆過(guò)程。如線性預(yù)測(cè)編碼 LPC 等。計(jì)算機(jī)的發(fā)展為語(yǔ)音編碼技術(shù)的研究提供了強(qiáng)有力的工具，超大規(guī)模的集成電路也 為語(yǔ)音編碼技提供了技術(shù)支持。如多脈沖激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼 MPLPC、碼本激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼 CELP 等。如電話、機(jī)器提示音等。如 CD、音樂(lè)等。 凌陽(yáng)音頻編碼算法 壓縮編碼的標(biāo)準(zhǔn) 不同的頻率影響著不同的編碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的音頻質(zhì)量。 壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn) 如表格 所示： 表 壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn) 信號(hào)類(lèi)型 頻率范圍 /Hz 采樣頻率 /kHz 量化精度 /位 電話話音 200～ 3400 8 8 寬帶音頻 50～ 7000 16 16 調(diào)頻廣播 20～ 14k 16 高質(zhì)量音頻 20～ 20k 16 壓縮分類(lèi) 壓縮一般分為有損壓縮和無(wú)損壓縮兩類(lèi)。凌陽(yáng)音頻壓縮算法根據(jù)不同的壓縮比可以分為以下幾種（以壓縮 8KB 16 位的 WAVE 文件為例）： SACM_A2020 壓縮比為 8:1,8:， 8:； SACM_S480 的壓縮比為 80:3， 80:；SACM_S240 的壓縮比為 80:。 常用的音頻形式和壓縮算法 17 ? 波形編碼 波形編碼采用帶編碼技術(shù)的壓縮算法 SACM_A2020。 ? 參量編碼 參量編碼采用壓縮算法 SACM_S240。 ? 混合編碼 混合編碼采用壓縮算法 SACM_S480。除此之外，還具有 FM 音樂(lè)合成式即 SACM_MS01。在凌陽(yáng)單片機(jī)當(dāng)壓縮算法中， SACM_A20SACM_S480、 SACM_S240 適合用于錄音，可以應(yīng)用于語(yǔ)音提示；而 DVR 算法則可以用來(lái)錄音、放音，本次設(shè)計(jì)就是選擇 DVR 算法來(lái)編程設(shè)計(jì)的。單片機(jī)對(duì)語(yǔ)音的控制如錄放音的技術(shù)廣泛的應(yīng)用到我們的生活當(dāng)中，語(yǔ)音處理分為 A/D 編碼處理、存儲(chǔ)解碼處理和 D/A 轉(zhuǎn)換等，如圖 圖 語(yǔ)音處理 由于 MIC 麥克風(fēng)生成的 WAVE 文件占用的儲(chǔ)存空間量比較大，對(duì)于單片機(jī)來(lái)說(shuō)存儲(chǔ)這樣大容量的文件是不現(xiàn)實(shí)的，為了避免單片機(jī)的不足之處，凌陽(yáng)公司提出了一個(gè)解決方案，那就是建立了 SACMLIB 庫(kù)及相應(yīng)的應(yīng)用程序接口 API 函數(shù)。 SACMLIB 目前A/D轉(zhuǎn)換 編碼 解碼 D/A 轉(zhuǎn)換 存儲(chǔ) 18 主要有兩個(gè)庫(kù)函數(shù) 和 。下面介紹 SACMDVR的 API 函數(shù)。 19 【返回值】無(wú) 【備注】對(duì)于 SACM_DVR 這個(gè)模塊，需要利用 I/O 口來(lái)連接外部的儲(chǔ)存器，用來(lái)存放錄音資料。 ? 【 API 格式】 C： void SACM_DVR_ServiceLoop(void) ASM： Call F_SACM_DVR_ ServiceLoop 【功能說(shuō)明】在錄音期間從 ADC 通道獲取語(yǔ)音數(shù)據(jù)信息，并以 SACM_A2020 的算法對(duì)其進(jìn)行編碼后存入外接儲(chǔ)存器 SRAM 中；在播放期 間從 SRAM 中獲取語(yǔ)音資料，并對(duì)其解碼，然后在等待中斷程序?qū)⑵渌统鼋o DAC 通道。 【參數(shù)】無(wú) 【返回值】無(wú) ? 【 API 格式】 C： void SACM_DVR_Stop(void ASM： Call F_SACM_DVR_ Stop 【功能說(shuō)明】開(kāi)始以自動(dòng)方式停止。 【參數(shù)】無(wú) 【返回值】無(wú) ? 【 API 格式】 C： unsigned int SACM_DVR_Status(void) ASM： Call F_SACM_DVR_ Status 【功能說(shuō)明】開(kāi)始以自動(dòng)方式停止。 【參數(shù)】 channel=1,2,3:分別表示使用 DAC DAC2 信道以及 DAC1 和 DAC2 雙通道。 ? 【 API 格式】 C： void SACM_DVR_Decode(void) ASM： Call F_SACM_DVR_ Decode 【功能說(shuō)明 】從語(yǔ)音隊(duì)列當(dāng)中獲取的 SACM_DVR 語(yǔ)音資料，并進(jìn)行譯碼，然后通過(guò)中斷服務(wù)子程序?qū)⑵渌腿?DAC 通道播放。 ? 【 API 格式】 C： void SACM_DVR_ FillQueue(unsigned int encodeddata) ASM： Call F_SACM_DVR_ FillQueue 【功能說(shuō)明】填充 SACM_A2020 語(yǔ)音資料到 DVR 譯碼器等待播放。 ? 【 API 格式】 ASM： Call F_FIQ_Service_ SACM_DVR ASM： Call F_IRQ1_Service_ SACM_DVR 【功能說(shuō)明】用作 SACM_DVR 語(yǔ)音背景程序的中斷服務(wù)子程序。即 FIQ 中斷服務(wù)子程序應(yīng)用于聲音播放的背景程 序；而 IRQ1 中斷服務(wù)子程序則應(yīng)用于聲音錄制的背景程序。其他的中斷服務(wù)子程序安置在 IRQ1_TMA 中斷源上。 AD 采樣的頻率越高，聲音的品質(zhì)也越好，但是占用的存儲(chǔ)空間也越大。采集到的數(shù)據(jù)通常要經(jīng)過(guò)壓縮編碼來(lái)達(dá)到減小數(shù)據(jù)量的目的，例如可以使用凌陽(yáng)的A2020 壓縮算法進(jìn)行編碼。 在對(duì)儲(chǔ)存空間初始化、錄音初始化、編碼算法初始化的基礎(chǔ)上，定時(shí)對(duì)語(yǔ)音資源進(jìn)行 AD 采樣并填充到隊(duì)列當(dāng)中，對(duì)語(yǔ)音資源進(jìn)行編碼，從編碼中獲取數(shù)據(jù)，把數(shù)據(jù)儲(chǔ)存到存儲(chǔ)器當(dāng)中，即為錄音過(guò)程。 DAC 放音的流程圖如圖 所示： 圖 放音流程圖 23 單片機(jī)與外部?jī)?chǔ)存器系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 外擴(kuò)設(shè)計(jì)時(shí)，先進(jìn)行對(duì)系統(tǒng)初始化，在進(jìn)行鍵盤(pán)掃描，判斷是由有按鍵按下。對(duì)上述情況再次進(jìn)行判定，播放狀態(tài)的繼續(xù)播放知道隊(duì)列為空，錄音狀態(tài)的進(jìn)行對(duì)語(yǔ)音資源錄音。然后再對(duì)語(yǔ)音壓縮編碼算法的介紹，對(duì)壓縮編碼的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了列表說(shuō)明，對(duì)壓縮編碼的分類(lèi)也進(jìn)行了說(shuō)明，對(duì)常用的音頻形式和壓縮編碼波形編碼、參量編碼、混合編碼三種編碼技術(shù)進(jìn)行比較，對(duì)各自存在的優(yōu)缺點(diǎn) 也進(jìn)行對(duì)比，對(duì)選擇 SACM_DVR 編碼算法的 API 應(yīng)用程序接口函數(shù)介紹了幾個(gè)非常使用的函數(shù)。最后，對(duì)凌陽(yáng)單片機(jī)的編程軟件的開(kāi)發(fā)方式和使用的下載工具進(jìn)行對(duì)比和說(shuō)明，對(duì)開(kāi)發(fā)環(huán)境介紹。 外擴(kuò)流程圖如圖 所示： 24 開(kāi) 始 系 統(tǒng) 初 始 化鍵 盤(pán) 掃 描是 否 有 鍵 按 下是 否 為 1 鍵初 始 化 f l a s h初 始 化 編 碼設(shè) 為 警 告 狀 態(tài)狀 態(tài) 判 斷停 止 錄 音初 始 化 f l a s h設(shè) 為 錄 音 狀 態(tài)停 止 播 放回 初 始 化狀 態(tài) 判 斷播 放 語(yǔ) 音 語(yǔ) 音 錄 入隊(duì) 列 狀 態(tài) 圖 外擴(kuò)流程圖 5 系統(tǒng)調(diào)試和功能實(shí)現(xiàn) 在做硬件時(shí)，使用萬(wàn)用表對(duì)硬件進(jìn)行簡(jiǎn)單的測(cè)試；而軟件時(shí)，使用 IDE 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，編寫(xiě)程序時(shí)，使用 C 語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言。照著原理圖上的 25 器件，焊在 PCB 板子上。萬(wàn)用表分別對(duì)元器件進(jìn)行簡(jiǎn)單的測(cè)試，判斷其好壞。通過(guò)跟 板子上電測(cè)試相應(yīng)端口是否通電。 軟件調(diào)試 SPCE061A 的開(kāi)發(fā)方式 SPCE061A 的開(kāi)發(fā)方式有使用在線調(diào)試器 PROBE、 EZPROBE 和 USB 轉(zhuǎn) TTL 下載器三種方式對(duì)程序進(jìn)行下載。 PROBE是利用凌陽(yáng)單片機(jī)內(nèi)置的在線仿真電路 ICE 和凌陽(yáng)單片機(jī)在線串行編程技術(shù) 實(shí)現(xiàn)仿真和編程的。 PROBE 連接圖如圖 所示： 圖 PROBE 連接圖 凌陽(yáng)單片機(jī)的開(kāi)發(fā)是通過(guò) ERPBOBE 跟 PROBE 來(lái)實(shí)現(xiàn)的。并且， PROBE 成本比較高，EZ_PROBE 對(duì)計(jì)算機(jī)要求有串口。 USB 轉(zhuǎn) TTL 串口來(lái)下載程序，解決了電腦無(wú)串口的難處，使用簡(jiǎn)單?？梢栽诓涣私夥抡姘宓那闆r下使用，可以說(shuō)非常的方便。 現(xiàn)在對(duì)創(chuàng)建的新文件進(jìn)行編寫(xiě)程序，先對(duì)主程序進(jìn)行編寫(xiě)，編寫(xiě)主程序 ， 再對(duì) 編寫(xiě)它的匯編語(yǔ)言，編寫(xiě) 程序 。利于使用者在 MIC 麥克風(fēng)說(shuō)一句“基于單片機(jī)的數(shù)碼錄音與播放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)調(diào)試成功”，在揚(yáng)聲器端就可以聽(tīng)到“基于單片機(jī)的數(shù)碼錄音與播放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)調(diào)試成功”，當(dāng)然，使用者還可以說(shuō)其它的聲音，它都可以實(shí)現(xiàn)錄音和播放的功能。對(duì)單片機(jī)的時(shí)鐘電路和按鍵電路、復(fù)位 電路、 DAC 放音電路、 MIC 錄音電路 和外擴(kuò)電路進(jìn)行 27 了設(shè)計(jì)，使其能實(shí)現(xiàn)錄放音的功能，而且還 對(duì) MIC 錄音的程序流程、 DAC 放音程序流程和總體流程進(jìn)行設(shè)計(jì)，說(shuō)明了設(shè)計(jì)的思路。在編寫(xiě)程序時(shí)，對(duì)于使用匯編語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)程序的熟悉程度比較生疏，還有待提高。 還 可以選擇 51 系列的單片機(jī)加上單獨(dú)的語(yǔ)音芯片 IDS 系列，也可以選擇凌陽(yáng)單片機(jī)加上 HM628128A 存儲(chǔ)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。我們可以在此基礎(chǔ)上擴(kuò)展其它的功能，比如可以使用凌陽(yáng)單片機(jī)的通用異步串行接口 UART 來(lái)實(shí)現(xiàn)與 PC 機(jī)的通訊，或者使用其它的 I/O 口來(lái)擴(kuò)展儲(chǔ)存器，制作更加復(fù)雜的錄放音系統(tǒng)。 在這次畢業(yè) 設(shè)計(jì)當(dāng)中，非常感謝我的 老師 。無(wú)論我在什么 時(shí)候 遇到問(wèn)題，老師都是耐心的幫助我解決問(wèn)題。整個(gè)過(guò)程，老師的細(xì)心輔導(dǎo)和他 對(duì)工作的認(rèn)真程度一直影響著我，非常值得我學(xué)習(xí)。 最重要的是有了這次實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，在畢業(yè)論文上不會(huì)在手忙腳亂。 unsigned int ReadData=0。 unsigned int Write256BytesFlag=0。 unsigned int Addr_Counter_Tmp=0。 30 unsigned long int Addr, Addr_Save。 unsigned long int yxh=0。 int main() { unsigned int abin=0。 Mode = Manual。 SACM_DVR_Initial(Mode)。 while(1) { //Key=()。 if(Key0) { switch(Key) { case 0x00: break。 Addr = 0。 // SP_InitWriteSRAM()。 31 SP_InitWriteW29C040Flash()。 SACM_DVR_InitEncoder(RceMonitorOn)。 // case 0x02: //停止鍵 case 0x04: //停止鍵 /* switch(Status) { case Record: SACM_DVR_Stop()。 //SP_WriteSRAM(Addr,Ret)。 SP_Write_W29C040_One_Word(Addr,Ret)。 } //SP_WriteSRAM(Addr,0xFFFF)。 SP_Write