语音提示器电路设计

语音提示器电路设计

青岛科技大学本科毕业设计（论文）

前言

随着计算机新技术不断地涌现和VLSI（超大规模集成电路）设计技术的迅猛发展，计算机无论在系统体系结构还是在性能上都发生了巨大的变化。计算机一方面向着高速、智能化的巨型机方向发展，另一方面向着嵌入式微型机的方向发展。其中，微型计算机以其性能和容量不断提高，而价格不断下降的趋势，使其在社会各个领域乃至家庭生活中发挥着越来越大的作用。然而单片机的出现可以说是对计算机技术的又一次飞跃。单片机出现至今才短短20年时间，纵观20年来单片机发展里程可以看出，单片机技术的发展以微处理器（MPU）技术及超大规模集成电路技术的发展为先导，以广泛的应用领域拉动，表现出较微处理器更具个性的发展趋势。单片机以其寿命长、运行速度快、低电压、低功耗、低噪音、技术可靠等许多的优势已经逐渐成为了市场上的主力部队。

同时随着微电子技术的高速发展，许多技术应运而生。其中，各种语音处理系统不断被开发出来，在各行业得到广泛应用，如语音报站器、自动解说装置、采访录音笔等等，为人类的生产、生活提供了极大的便利。随着电子技术的快速发展，语音处理技术越来越多地在工业，交通，通信等领域得到应用。语音处理的理论和技术也日趋完善和成熟。人们对语音技术的实际需求也越来越迫切，使得语音处理实用化产品不断出现。操作方便、定时准确、多功能化的语音提示定时器也随之被广泛关注。

传统的定时器功能单一已不能满足现代化生产生活的需要，本设计中的语音提示定时器是基于凌阳SPCE061A单片机而设计的，具有操作方便、定时准确、语音实时提示等优点。凌阳SPCE061A是一款16位单片机，它包含了DSP功能，有很强的信息处理能力，具备运算速度高的优势[1]。同时它提供了各种音频压缩编码的算法API函数库，使得编程变得简单明了。凌阳SPCE061A的这些特性为处理语音信号提供了极大的方便，使得其在数字录音系统、语音提示、语音报警、语音信箱等领域中有着广泛地应用。

设计目的及背景

随着科学技术的飞速发展、科技的进步、生活水平的提高以及生活节奏的加快，人们对于时间的定时、报时等功能的要求越来越高，人们把工作重心放在了一个特定的时间段内，希望得到一个特定、恒定的工作时间段，电子产品 1

语音提示定时器电路设计

及其所采用的元器件于是不断更新换代以满足人们的需求。当今，语音提示定时器以其操作方便，定是准确，可多功能化等优点而被广泛应用。

最先用于定时的装置是古时的沙漏和水漏，这种粗糙的定时装置已经可以满足当时日常生活的需求了。沙漏最在出现于14世纪的欧洲很普遍，那时的人们随身携带，作为钟表使用。但是到了现在，沙漏在作为工艺品的同时，却很难满足精确计时的要求了。人们为了达到准确控制时间的目的，便开始改进这种定时器，于是便诞生了钟表。有记载的最古老的机械钟出现于13世纪90年代，那时的钟面只有小时和刻的刻度。1876年，英

国外科医生索加发明了一种定时装置，这种装置每周上一次发条，作为用机械钟的动力，然后用机械钟来控制控制煤气阀门的开关。现在发条式机械钟仍然很普遍，包括怀表、闹铃。到了1918年，人们发明了电子时钟后，就不用上发条来作为动力了。起初，人们最先用电能代替机械能，发明出了石英指针式电子钟。1965年，日本青年山崎淑夫发明了液晶显示数字式电子钟。而现在，高级的电子时钟的误差几乎从不超过一秒。而为了得到精准的时间，科学家们用“原子钟”作为世界时间的计量具。这个量具的基本单位是原子时秒，即铯原子基态的两个超精细能级间在零磁场下跃迁辐射9,192,631,770周所持续的时间。然而这个“终极装置”过于精确，以至于只能适用于理论科学上，世界上绝大多数人对此仅仅是了解而已。而且这个标准在相当一段时间内不会应用到定时器上。无论是沙漏、水漏，还是机械钟、电子钟，这些装置都是定时器的前身。

近代战争时期，科技迅速发展，军队需要定点、定时地对敌人进行打击，完成任务。于是人们将定时器用在了军事方面，制成了定时炸弹，定时雷管。这种武器可以得到出敌不被、意想不到的打击效果，而定时器的功能却因此深入人心。在我看来，“定时炸弹”却是用来解释定时器的最好方式：规定的时限一到，即被触发！

定时器的出现确实是一项了不起的发明，使相当多需要人控制时间的工作变得简单了许多。到了现在，为了满足人们日常生活中更多的需求，定时器开始走入了普通家庭。不少家用电器都安装了定时器来控制开关或工作时间，像洗衣机的定时搅拌、微波炉的定时烘烤、空调机和电冰箱的定时供冷以及电视机和PC机的定时关机等等，这些功能使人们的生活愈

发简单、便捷了许多。

2

青岛科技大学本科毕业设计（论文）

1．核心部件和开发平台

1.1 凌阳SPCE061A单片机简介

1.1.1 SPCE061A模块结构

随着计算机技术的发展和在控制系统中的广泛应用，以及设备向小型化、智能化发展，作为高新技术之一的单片机以其体积小、功能强、价格低廉、使用灵活等优势，显示出了很强的生命力。进入21世纪以来，开发推出单片机的公司很多，各种高性能单片机芯片市场也异常活跃，新技术的不断采用，更加使单片机的种类、性能以及应用领域不断扩大和提高。随着单片机集成的发展，其应用领域的不断扩展台湾凌阳科技公司推出的一种新型16位单片机SPCE061A。该单片机的问世，使得16位单片机的科技含量及应用跃上一个新的台阶。

SPCE061A是一款16位结构的微控制器，其结构和组成概览如图1-1、图1-2所示。SPCE061A主要包括输入/输出端口、定时器/计数器、数/模转换、模/数转换、串行设备输入输出、通用异步串行接口、低电压监测和复位等部分，并且内置在线仿真电路ICE接口，较高的处理速度使其能够快速的处理复杂的数字信号。

3

语音提示定时器电路设计

4

青岛科技大学本科毕业设计（论文）

图1-2 SPCE061结构框图

Fig.1-2 The Block Diagram of SPCE061A

5

语音提示定时器电路设计

1.1.2芯片管脚排列及功能

芯片管脚排列如图1-3所示，管脚功能如列表1-1所示。

表1-1 SPCE061A管脚功能表Tab 1-1 The Pin Function Table of SPCE061A

6

青岛科技大学本科毕业设计（论文）

1.1.3 SPCE061A特点

凌阳单片机有以下特点[1]：

(1)体积小、集成度高、可靠性好且易于扩展在SPCE061A把各功能部件模块化地集成在1个芯片里，内部采用总线结构，因而减少了各功能部件之间的连线，提高了其可靠性和抗干扰能力。另外，模块化的结构易于系列扩展，以适应不同用户的需求；

(2)低功耗、低电压SPCE061A采用CMOS制造工艺，同时增加了软件激发的弱振方式、空闲方式和掉电方式，极大地降低了其功耗。另外，SPCE061A的工作电压范围大（2.6 ～3.6 V），能在低电压时正常工作，且能用电池供电。这对于其在野外作业等领域中的应用具有特殊的意义；

(3)高性能价格比SPCE061A片内带有高寻址能力的ROM、静态RAM和