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1、河南科技大学本科毕业设计（论文）基于单片机的语音存储与回放系统设计摘 要语言在人类的发展史中起到了至关重要的作用 ，它的作用并不亚于直立行走和工具的使用，怎样能把人类的语言毫不差地记录下来也是人们一直思的问题 。传统的磁带语音录放系统因其体积大 ，使用不便，在电子信息 处理的使用中受到许多限制。本文提出的体积小巧，功耗低的数字化语音存储与回放系统将完全可以替代它。论文首先介绍了语音存储与回放系统的总体设计方案，系统要实现的功能，然后通过分析比较选择最佳设计方案，并完成整个系统电路的设计。本文利用单片机AT89C52控制ISD4004语音芯片来实现语音的录制和播放。ISD4004语音芯片无须A/
2、D转换和压缩就可以直接储存，没有转换误差。具有可多次重复录放、存储时间长的功能使用时不需扩充存储器，所需外围电路简单。本文在简单分析ISD4004单片语音芯片工作原理的基础上，通过系统功能模块各部分的连接及软硬件设计，实现了数字化语音的存储和回放通过外部设备的扩展，可以提高产品的应用领域。关键词：AT89C52单片机，ISD4004，语音录放，LM386 MICROCONTROLLER BASED VOICE STORAGE AND PLAYBACK SYSTEM ABSTRACTLanguage has played a vital role in human history, which,
3、 not less than the significant of upright walking and the use of tools. However, it is a vital problem of how can human languages be recorded. Because of their bulky, inconvenient to use, traditional voice recording tape systems have many restrictions. In contrast, one digital audio storage and play
4、back system which is small in size, low power in consumption will completely replace it. To begin with, this article introduces the overall designation of the voice storage and playback system, the functions to be achieved, and then selects the best design through analyze and comparison, and complet
5、e the system circuit design in the end. In this design, AT89C52 microcontroller chip is used to control the ISD4004 voice recording and playback of voice. ISD4004 voice chip can be directly stored without A/D conversion and compression, and no conversion errors. This design contains several advantag
6、es such as recording can be repeated, store for a long time, without extended memory facilities when used, and the peripheral circuits is simple, etc. In this article, beyond a simple analysis of voice chip ISD4004 chip based on the functional modules, this design realizes the digital audio storage
7、and playback through the connection of various parts and the designations of software and hardware systems. In addition, product applications can be improved by the expansion of external devices. KEY WORDS：AT89C52 Microcontroller, ISD4004, Voice recorders, LM3867目录前言5第1章 系统的总体方案设计61.1 系统设计的总体思路61.2
8、系统的功能的要求61.3 总体方案的选定6第2章 硬件电路设计82.1 中央处理单元82.1.1 单片机的选型82.1.2 AT89C52功能及特点82.1.3 时钟电路92.1.4 复位电路92.1.5 电源电路102.1.6 单片机端口扩展电路102.2 ISD4004芯片介绍及单片机外围接口电路112.2.1 ISD4004芯片介绍112.2.2 ISD4004引脚功能介绍122.2.3 ISD4004 SPI口（串行外设接口）工作协议分析142.2.4 语音输入电路152.2.5 语音输出电路162.2.6 变压电路172.2.7 录音电路及放音电路17第3章 软件电路设计203.1
9、SPI口设计思想203.2 上电顺序203.3 程序工作思想及程序流程图213.4 子程序模块223.4.1 录音子程序223.4.2 放音子程序233.4.3 停止录音子程序24结论26参考文献27致谢29附录30前言自动控制系统在各个领域尤其是工业领域中有着及其广泛的应用，语音系统是控制系统中实用最多的控制类型之一。随着数字化信息处理、合成技术和大规模集成电路的发展，各种语音合成芯片相应产生，但对它的控制大都采用PC机或微控制器的方法。这些方法既需要硬件的支持，又需要软件的指令控制。本文采用了ISD公司的新产品ISD4004语音芯片，与普通的录音/放芯片相比，ISD4004具有如下特点：首
10、先是记录声音没有长度的限制，并且声音记录不需要A/D转换和压缩。其次，快速闪存作为存储介质，无需电源可保存长达100年，重复记录10万次以上。此外，ISD4004具有记录时间长(可达16分钟，本文采用的为8分钟的ISD4004语音芯片)的优点。最后，ISD4004开发应用具有外围电路简单的优点。通过单片机AT89C52对其控制，达到语音的录入和放出单片机AT89C52主要完成对ISD4004语音芯片的控制作用。本文通过在语音芯片的前端加一个前置放大电路来完成声音信号的输入，通过在输出端加一个LM386的功率放大器来增强声音输出信号ISD4004语音芯片是由美国ISD公司推出不久的新产品本设计可
11、以有效的提高控制系统的实时性和控制精度，大大改善了语音采集的自动化程度，并详细讲述了系统设计方案，并给出了相关程序流程。本设计应用性比较强，可以应用在语音监控、电话远程播放、安防报警等。本课题是研究基于单片机话音录放控制系统的设计，在说明书中，为了更详细的介绍设计的过程，把文章共分了三章。主要内容如下：第一章主要说论述了系统的总体设计方案，详细的分析了设计的思路，实现的功能，以及总体的方块图。第二章是硬件设计的内容，着重分析了各个模块的设计、芯片的选型、参量的分析等，是整个设计的骨架。第三章是软件的设计，分别介绍了主程序、录音子程序、放音子程序、停止子程序以及显示子程序的设计，是实现功能的灵魂
12、。第1章 系统的总体方案设计1.1 系统设计的总体思路在设计一个系统时，首先要进行系统的总体方案设计，在设计中一般应考虑以下几点：1 遵循从整体到局部的设计原则。在本论文中，首先阐述清楚设计的总思路，从单片机控制入手，分别完成电路图、程序设计。2 经济性要求。设计中采用ISD4004作为语音芯片，首先降低了设计的复杂性。记录声音没有长度的限制，并且声音记录不需要A/D转换和压缩。其次，快速闪存作为存储介质，无需电源可保存长达100年。3 可靠性要求主要考虑的方面是语音的清晰度，在音频处理部份用了LM386它是一种音频集成功放，具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失
13、真小等优点。 4 操作和维护要求：本系统控制电路和语音录放电路分离，接线端口全部扩展出来，方便拆接。功能实现主要是用按键实现录、放、停止，方便操作。1.2 系统的功能的要求利用单片机和数字语音电路进行分段录放控制。实现录音和放音的功能1 能显示语音信号的相关信息，控制按键识别和功能选择。2 实现语音的存储和回放。1.3 总体方案的选定本设计基本出发点就是利用现有工艺条件，采用微型计算机处理技术，提高芯片工作效率，拓展其功能，满足多方面的需求。因此总体设计方案围绕优化系统设计这个原则，尽量减少硬件电路的复杂程度，发挥单片机处理功能强大的优势，提高系统工作的可靠性。系统主要包括单片机控制模块，IS
14、D4004模块，放大电路模块，音频功放模块，录放键盘模块和看门狗复位电路模块等六大部分。单片机控制模块把其它几个模块联系在一起，ISD4004芯片电路模块实现语音录放，通过放大电路、音频功放再现语音及录入新的语音。录放键盘留给用使用，方便的控制，LED显示当前系统的工作状态。该系统的总体设计方案如图1-1 所示。ISD4004放大电路录放键盘AT89c52音频功放LED显示看门狗复位电路PC机图1-1 总体设计方案第2章 硬件电路设计2.1 中央处理单元2.1.1 单片机的选型单片机以AT89C52单片机采用INTEL内核1，结合ATMEL公司闪存技术制造，性能稳定可靠，在程序不太复杂的情况下
15、，无需扩展外部存储器，因此，对于追求可靠性、追求体积轻巧灵便的装置而言显得尤为重要。特别对于语音这样集成度比较高的设计更为需要。2.1.2 AT89C52功能及特点AT89C52是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM）2，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。图2-1为AT89C52单片机的基本组成功能方块图4。振荡器和时序OSC程序存储器8KB
16、ROM数据存储器256 B RAM/SFR定时器/计数器 2 16AT89C52CPU64 KB总线扩展控制器可编程 I/O可编程全双工串行口内中断图2-1 AT89C52功能框图2.1.3 时钟电路系统时钟是一切微处理器、微控制器内部电路工作的基础。时钟电路一般由晶体震荡器、晶震控制芯片和电容组成。时钟电路应用十分广泛，如电脑的时钟电路、电子表的时钟电路以及MP3MP4的时钟电路。它主要工作是产生象时钟一样准确的振荡电路5。任何工作都按时间顺序。用于产生这个时间的电路就是时钟电路,如图2-2。 图2-2 AT89C52的时钟电路2.1.4 复位电路为确保微机系统中电路稳定可靠工作，复位电路是
17、必不可少的一部分，复位电路的第一功能是上电复位。一般微机电路正常工作需要供电电源为5V5%，即4.755.25V6。由于微机电路是时序数字电路，它需要稳定的时钟信号，因此在电源上电时，只有当VCC超过4.75V低于5.25V以及晶体振荡器稳定工作时，复位信号才被撤除，微机电路开始正常工作。 图2-3是该系统的复位电路原理图，如图2-3。 图2-3 复位电路及电源指示灯原理图2.1.5 电源电路系统电源设计也是系统好坏的一个重要环节，由于本系统的芯片大都采用5V USB电源供电，为了得到稳定的直流电压信号，本着经济、耐用考虑，本系统供电时采用经三端稳压器件W7805输出+5V电压，电容用来减小输
18、出脉动电压，如图2-4所示7。图2-4 电源电路原理图2.1.6 单片机端口扩展电路此部分电路由四排8针的单列直插排针组成，主要用于单片机的端口复用，使用时只需借助杜邦线跳线即可，既方便又灵活，如图2-58。图2-5 单片机端口扩展原理图2.2 ISD4004芯片介绍及单片机外围接口电路2.2.1 ISD4004芯片介绍ISD公司多电位直接模拟量存储的专利技术成功地将模拟语音数据直接写入芯片内存储单元中，不需要经过A/D或D/A转换即可真实地、自然地再现语音信号。ISD4004语音芯片采用C140S技术，内含晶体振荡器、防混叠滤波器、平滑滤波器、自动静噪音频功率放大器及高密度多电平闪烁存储阵列
19、等。因此只需要很少的外围器件就可构成一个完整的声音录放系统。芯片设计是基于所有操作由微拧制器控制，操作命令通过串行通信接口SPI送入。采样频率可为4.0HZ、5.31HZ、6.4HZ、8.0HZ，频率越低，录放的时间越长，而音质则有所下降。片内信息存于内闪烁存储器中，可在断电情况下保存100年，反复录音10万次。器件工作电压3V，工作电流25-39mA，单片录放语音时间8-16min9。ISD4004的特性：1 单片8至16分钟语音录放2 内置微控制器3 3V单电源工作4 多段信息处理5 工作电流2530mA，维持电流l6 不耗电信息保持100年(典型值)7 高质量、自然的语音还原技术8 10
20、万次录音周期(典型值)9 自动静噪功能10 片内免调整时钟，可选用外部时钟从图2-6中可知，它主要有6大部分组成：1 信号输入部分音频信号放大器和五极点抗混叠滤波器；2 信号输出部分五极点平滑滤波器和自动静噪处理；3 存储部非易失性多电平模拟存储阵列；4 采样时钟部分一内部时钟振荡 器和调节器；5 SPI录、放、快进等操作的SPI接口；6 电源接口部分。定时内部时钟采样时钟五极点抗滑叠平滑滤波器模拟收发器非易失多缓存储阵列自动静音器件控制AMP电源AMP5极点平滑滤波自动静音器件控制AMP电源图2-6 ISD4004原理图2.2.2 ISD4004引脚功能介绍1 电源(VCCA,VCCD)：为
21、使噪声最小,芯片的模拟和数字电路使用不同的电源总线,并且分别引到外封装的不同管脚上,模拟和数字电源端最好分别走线,尽可能在靠近供电端处相连,而去耦电容应尽量靠近器件。2 地线(VSSA,VSSD)：芯片内部的模拟和数字电路也使用不同的地线。3 同相模拟输入(ANAIN+)：这是录音信号的同相输入端。输入放大器可用单端或差分驱动。单端输入时,信号由耦合电容输入,最大幅度为峰峰值32mV,耦合电容和本端的3K电阻输入阻抗决定了芯片频带的低端截止频率。差分驱动时,信号最大幅度为峰峰值16mV，为ISD33000系列相同。4 反相模拟输入(AN AIN-)：差分驱动时,这是录音信号的反相输入端。信号通
22、过耦合电容输入,最大幅度为峰峰值16mV10。5 音频输出(AUD OUT)：提供音频输出,可驱动5K的负载。6 片选(SS)：此端为低,即向该ISD4004 芯片发送指令，两条指令之间为高电平。7 串行输入(MOSI)：此端为串行输入端，主控制器应在串行时钟上升沿之前半个周期将数据放到本端,供ISD输入。8 串行输出(MISO)：ISD的串行输出端。ISD 未选中时,本端呈高阻态。9 串行时钟(SCLK)：ISD的时钟输入端,由主控制器产生,用于同步MOSI和MISO的数据传输。数据在SCLK上升沿锁存到ISD,在下降沿移出ISD。10 中断(/INT)：本端为漏极开路输出。ISD在任何操作
23、(包括快进)中检测到EOM 或OVF时,本端变低并保持。中断状态在下一个SPI周期开始时清除。中断状态也可用RINT指令读取。OVF标志指示ISD的录、放操作已到达存储器的未尾。EOM标志只在放音中检测到内部的EOM标志时,此状态位才置1。11 行地址时钟(RAC)：漏极开路输出。每个RAC周期表示ISD存储器的操作进行了一行(ISD4004系列中的存贮器共2400行)。该信号175ms保持高电平,低电平为25ms。快进模式下,RAC的218.75s是高电平,31.25s为低电平。该端可用于存储管理技术11。12 外部时钟(XCLK)：本端内部有下拉元件。芯片内部的采样时钟在出厂前已调校,误差
24、在 +1%内。商业级芯片在整个温度和电压范围内, 频率变化在+2.25%内。工业级芯片在整个温度和电压范围内,频率变化在-6/+4%内,此时建议使用稳压电源。若要求更高精度,可从本端输入外部时钟(如前表所列)。由于内部的防混淆及平滑滤波器已设定,故上述推荐的时钟频率不应改变。输入时钟的占空比无关紧要,因内部首先进行了分频。在不外接地时钟时,此端必须接地。13 自动静噪(AMCAP)：当录音信号电平下降到内部设定的某一阈值以下时,自动静噪功能使信号衰弱,这样有助于养活无信号(静音)时的噪声。通常本端对地接1mF的电容,构成内部信号电平峰值检测电路的一部分。检出的峰值电平与内部设定的阈值作比较,决
25、定自动静噪功能的翻转点。大信号时,自动静噪电路不衰减,静音时衰减6dB。1mF 的电容也影响自动静噪电路对信号幅度的响应速度。本端接VCCA 则禁止自动静噪。 图2-7 ISD4004引脚图2.2.3 ISD4004 SPI口（串行外设接口）工作协议分析ISD4004工作于SPI串行接口。SPI协议是一个同步串行数据传输协议,协议假定微控制器的SPI移位寄存器在SCLK的下降沿动作,因此对ISD4004而言,在时钟止升沿锁存MOSI引脚的数据,在下降沿将数据送至MISO引脚。协议的具体内容为12：1 所有串行数据传输开始于SS 下降沿。2 SS 在传输期间必须保持为低电平,在两条指令之间则保持
26、为高电平。3 数据在时钟上升沿移入,在下降沿移出。4 SS 变低,输入指令和地址后,ISD 才能开始录放操作。5 指令格式是(8 位控制码)加(16 位地址码)。6 ISD 的任何操作(含快进)如果遇到EOM 或OVF,则产生一个中断,该中断状态在下一个SPI周期开始时被清除。7 使用读指令使中断状态位移出ISD的MISO引脚时,控制及地址数据也应同步从MOSI端移入。因此要注意移入的数据是否与器件当前进行的操作兼容。当然,也允许在一个SPI周期里,同时执行读状态和开始新的操作(即新移入的数据与器件当前的操作可以不兼容)。8 所有操作在运行位(RUN)置1时开始,置0时结束。9 所有指令都在S
27、S端上升沿开始执行。 表2-1 ISD4004功能控制表位值功能 位值功能RUN允许/禁止PU电源控制=1 =0开始停止=1=0上电掉电P/R录/放模式IAB操作是否指令地址=1=0放音录音=1=0忽略输入地址寄存器内容使用输入地址寄存器内容MC快进模式P15-P0行指针寄存器输入=1=0允许快进禁止A15-A0输入地址寄存器2.2.4 语音输入电路ISD4004的输入端接的是一个模拟输入信号，通过一个驻极话筒的连接，从而达到录制声音的目的13，电路图如图2-8。图2-8 语音输入电路原理图驻极体电容话筒(简称E伽)，是一种宽频高灵敏的话音传感器，体积小，价格低。驻极体话筒由声电转换和阻抗变换
28、两部分组成。声电转换的关键元件是驻极体振动膜。它是一片极薄的塑料膜，当遇到声波振动时，引起电容两端的电场发生变化，从而产生了随声波变化而变化的交变电压。使用双话筒语音输入可以抵消背景噪声，两话筒同用隔音材料填充，录音时只将装有EMC的任一面朝向人录音即可。该话筒灵敏度典型值为(-66)-56dB或5-15Mv/Pa，频率响应典型值为59HZ-21HZ，输出阻抗典型值小于2K，工作电压为1.5v-12v。2.2.5 语音输出电路LW386是一种集成音频功放，具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点。尽管LM386的应用非常简单，但稍不注意，特别是器件上电、断
29、电瞬间，甚至工作稳定后，一些操作(如插拔音频插头、旋音量调节钮)都会带来的瞬态冲击，在输出喇叭上会产生噪声。ISD4004的输出端接一个LM386的功率放大器增强声音输出信号14。图2-9 语音输出功率放大原理图2.2.6 变压电路由于ISD4004的工作电压为3伏，而单片机所需要供电电压为5伏，因此需要采用变压电路得到3伏的电压供ISD4004使用，如图2-10。AMS1117是一个低漏失电压调整器，它的稳压调整管是一个PNP驱动的NPN管组成，漏失电压：VDROP=VBE+VSAT。为确保稳定性，输出要连接一个至少22uf钽电容，通常线性调整器稳定性随着输出电流增加而降低。图2-10 变压
30、电压原理图2.2.7 录音电路及放音电路（1） 录音工作原理：ISD器件采用录音时间为8分钟的ISD40048器件，以单片机AT89c52为微控制器，外接语音段录放控制键盘和LED显示器，外部存储器24C02用于保存各语音段首地址及总语音段数，为了改善语音量，要提高输入端信噪比，因此在ISD语音输入端采用放大电路单端输入15。AT89C52是主控制器，当功能键处于高电平时启动录音/放音按键通过话筒将语音存储在ISD4004语音芯片中，地址存储在24C02中，如图2-11。语音AT89C52ISD4004按键录音模块24C02图2-11 录音电路原理图（2） 放音电路工作原理：图2-12 放音电
31、路原理图本文的控制部分主要由单片机89C52构成，包含必要的按键电路、复位电路和看门狗电路等外围电路，放音部分主要由ISD4004构成。AT89C52和ISD4004之间的连接较少，单片机的P1.0-P1.3的引脚接按键，控制工作过程中的放音与否和放音的内容。P1.6接ISD4004的片选引脚/ss，以便与AT89C52进行SPI通信时控制选通ISD4004芯片。P1.7接ISD4004的串行输入引脚MOSI，从该引脚给出录音和放音的起始地址。P3.2接ISD4004的串行时钟引脚SCLK。P3.3接ISD4004的中断信号/INT，做放音结束的触发信号。对于ISD4004芯片所需要的连接还有
32、音频信号输出引脚AUDOUT，该引脚通过一个滤波电容与扬声器连接。AMCAP为自动静音端，使用时通过一个电容接地。第3章 软件电路设计3.1 SPI口设计思想外围模拟元件正常连接后，对芯片内部信息进行分段管理的操作。从上面的分析可知，只要给语音芯片的MOSI弓脚输入8位控制命令就可使ISD芯片从当前地址执行相应的录放操作；同样使用8位的读指令，就能在串行输出MlSO引脚获得VOF和EOM信息。在时钟输入SCLK引脚端输入8个串行时钟就能保证5位指令的输入和芯片内部8位信息的输出。但是，MOSI、MISO、SCLK、Ss的各引脚，必须满足sP的时序关系15。由前面的分析和硬件原理图可看到，在整个
33、系统中，要多次实现语音的录音、放音功能，这些功能的实现是靠单片机89C52与ISD4004之问的通讯来完成的。其软件部分主要涉及启动录音和停止录音、启动放音和停止放音、检测EOM和OV F信号的外部中断0等子程序模块。主程序主要完成初始化、LED显示语音段数、扫描键盘识别按键功能，选择不同按键调用相应子程序可完成重新录音、循环顺序放音、随机组合放音、放音暂停等功能。录音时启动单片机内部定时器并清0内部计数器，由ISD4004地址时钟信号RAC触发定时器计数，停止录音时读计数器结果即为语音段长度，从而可以记录各语音段首、尾地址。定时器工作在方式0计数状态，不需产生中断。录音过程中若产生OVF中断
34、，则停止录音，另外此信号还可用于级联。放音过程中遇到EOM标志，ISD4004产生中断，再有单片机发送STOP命令停止放音作。 3.2 上电顺序器件延时(81dtz采样时，约为25毫秒)后TPUD才能开始操作。因此，用户发完上电指令后，必须等待。TPUD才能发出一条操作指令。一、从00从处发音，应遵循如下时序。1 发POWERUP命令。2 等待TPUD(上电延时)。3 发地址值为00的SETPLAY命令。4 发PLAY命令。器件会从此00地址开始放音，当出现EOM时，立即中断，停止放音。二、从00处录音，则按以下时序。1 发POWER lIP命令。2 等待TPUD(上电延时)。3 发POWER
35、 UP命令。4 等待2倍TPUD。5 发地址值为00的SETRPC命令。6 发REC命令。器件便从00地址开始录音，一直到出现OVF(存贮器末尾)时。录音停止。3.3 程序工作思想及程序流程图电路上电后，程序首先完成程序的初始化，随后查询按键状态，进入系统待机状态如果有按键按下，则转去执行按键指向的工作程序。按键包括放音键，程序将首先判断是去还是回，并点亮相应的指示灯。自动读出第一段的放音内容如果不是首次按下，程序则首先判断当前位置，并以该位置为依据获得存放该站放音内容的首地址。调用放音子程序，读入前面获得的本次放音内容首地址，开始放音。每一句放音完毕后，ISD400的中断引脚会自动送一次中断
36、，在中断子程序中会有一个计数器记录中断次数，从而判断何时一段录音结束，地址加一并刷新显示加一键按下后则使程序放音内容转向下一站，减一键则使程序放音内容转向上录音内容。流程图如图3-1所示。3.4 子程序模块3.4.1 录音子程序程序流程如图3-1 3-2，上电然后按键查询然后进入录音模块运行。void rec(unsigned int addrs)cmdSend(0x0000,0x20);/发POWER UP命令;delay100ms();/等待TPUD(上电延时);cmdSend(0x0000,0x20);/发POWER UP命令cmdSend(addrs,0xa0);/发地址值为00的SE
37、TREC命令;cmdSend(0x0000,0xb0);/发REC命令。上电初始化按键查询放音键按下执行放音子程序执行加一键程序加一键按下执行减一键程序减一键按下 执行停止子程序停止键按下图3-1 程序流程原理图启动录音子程序录音拨号=0？从24C02取本段首地址首地址=0？将首地址给A0-A15发送SETREC命令外部中断INT0首地址计数器清0，启动定时器T0发送REC命令结束图3-2 录音子程序流程原理图3.4.2 放音子程序放音部份原理如图3-3。void play(unsigned int addrs)cmdSend(0x0000,0x20);/Power updelay100ms(
38、);/上电延时cmdSend(addrs,0xe0);/发地址值为addr的Setplay命令cmdSend(0x0000,0xf0);/发Play命令启动放音程序录音拨号=0？首地址=0？取本段首地址将首地址给A0-A15发送SETPLAY命令外部中断INT0发送PLAY命令结束图3-3 放音程序原理图3.4.3 停止录音子程序void stop(void)cmdSend(0x0000,0x30);void delay(uchar k)unsigned char a,b;for(a = k;a0;a-)for(b = 1;b;b+);ISD发送SETPLA指令(1AB置0时)进行录放操作从当
39、前地址A15-A0开始，为了能连贯地录放到后续的存储空间，在操作到达该行末之前。应发出第二个SPI指令(PLA REc指令)将lAB置I否则器件在同一地址上反复循环，ISD语音段尾的E伽标志不是在检测到语音结束时自动产生的，是在单片机发送STOP命令停止录音后，在语音段尾产生的：同时ISD器件在放音时遇到E伽标志也不会自动停止播放，必须检测到中断后在中断服务子程序中用软件停止播放。ISD器件的音频信号输出功率很小，需要加音频功放如LM386或TD,娩003驱动扬声器：同时ISD输出的信号直流分量若直接加在LM386上，会使它处于饱和状态，无声音输出，需要通过耦合电容割断直流。26 结论本设计通
40、过单片机AT89C52作为控制器，并在硬件平台上实现了所设计的功能。在传统的语音录敖过程中，语音信号要经过设备豹接受后再转化为模拟电信号，遥过前置放大器把语音信号放大，通过带通滤波之后。去掉多余的干扰，再经过A/D转换为数字信号，控制器对其进行处理和存储。之后再由D/A转换为模拟信号，达到放音的目的。使用这种方法既复杂又容易使声音失真。所以，本文介绍了一种单片语音处理芯片ISD4004。通过对ISD4004语音芯片的简单介绍，熟悉了ISD4004的基本应用。通过对基于单片机控制系统的设计实现了语音的录入和播放。并阐述了系统工作各部件的性能特性，基于微处理系统的设计实现了录音和放音。此系统设计灵
41、活，成本低，语音器件抗干扰性强，应用效果良好。本课题的重点、难点是：1 初步接触语音芯片，对它的使用过程中各个继存器的操作不是很熟悉；2 在放音电路的，语音扩大，抗干扰分析过程要熟悉；3 考究调整电路的实现，程序的稳定性。通过此次设计掌握了一些常用的基本理论知识，更深入的掌握单片机的开发应用和PC编程控制。为以后从事单片机软硬件产品的设计开发、PC软件开发打下了良好的基础，树立独立从事产品研发的信心，并在这种能力上得到了比较充分的锻炼。27参考文献1 王福瑞. 单片微机测控技术大全M. 北京：北京航空航天大学出版社，1999：94-1082 侯自林. 过程控制与自动化仪表M. 北京：机械工业出
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43、子电路、实验及测试. 华中理工大学出版社，200010黄智伟. 基于NI Multisim的电子电路计算机仿真与分析. 北京：电子工业出版社，200411张立科. 单片机典型外围器件及应用举例. 北京：人民邮电出版社，200612周兴华. 手把手教你学单片机. 北京：北京航天航空大学出版社，200513李晶皎. 嵌入式语音技术及凌阳16位单片机应用. 北京：北京航空航天大学出版社，200314黄涛，胡宾. 基于SPCE061A单片机的非特定人语音识别设计J. 微计算机信息，200615王和顺，黄惟公，邓成中. 基于 SPCE061A 的语音识别系统的研究J. 计算机工程与设计，200416L
44、Williams, Embedded Internet Design, McGraw hill. July 2002:254-26217Dreamtech Software Team, Programming for Embedded Systems-Cracking the Code, Hungry Minds, April 2002:145-14718毕满清. 电子技术实验与课程设计. 北京：机械工业出版社，199519彭介华. 电子技术课程设计指导. 北京：高等教育出版社，199720边春远. MCS-51单片机应用开发使用子程序. 北京：人民邮电出版社，2005.929河南科技大学本科毕业设计论文致谢非常感谢王金婵老师在我大学的最后学习阶段毕业设计阶段给自己的指导，从最初的定题，到资料收集，到写作、修改，到论文定稿，她给了我耐心的指导和无私的帮助。为了指导我们的毕业论文，她放弃了自己的休息时间，她的这种无私奉献的敬业精神令人钦佩，在此我向她表示我诚挚的谢意。同时，感谢所有任课老师和所有同学在这四年来给自己的指导和帮助，是他们教会了我专业知识，教会了我如何学习，教会了我如何做人。正是由于他们，我才能在各方面取得显著的进步，在此向他们表示我由衷的谢意，并祝所有的老师培养出越来越多的优秀人才，桃李满天下！