基于单片机语音存储与回放系统
基于单片机的语音存储与回放系统毕业设计
基于单片机的语音存储与回放系统毕业设计1. 引言随着科技的不断发展，语音技术也得到了广泛应用。
如今，在很多领域，我们可以看到语音交互的身影。
语音存储与回放系统是语音技术的一个重要应用方向。
本文旨在讨论基于单片机的语音存储与回放系统的设计与实现。
2. 设计目标在开始设计语音存储与回放系统之前，我们首先明确系统的设计目标。
在该系统中，我们希望能够实现以下功能： 1. 采集语音信号并进行存储； 2. 实现语音信号的回放； 3. 提供用户友好的交互界面。
3. 系统设计3.1 硬件设计语音存储与回放系统的硬件设计是实现系统功能的基础。
这里我们选用单片机作为系统的核心控制器，其主要功能包括语音信号的采集、存储与回放。
1. 单片机选择：首先，我们需要选择适合语音处理的单片机。
常用的单片机型号有STM32、Arduino等。
选择单片机时要考虑其性能、成本和易用性等因素。
2. 语音输入与输出：为了实现语音信号的采集与回放，我们需要选择合适的语音输入输出设备，如麦克风和扬声器。
3. 存储器选择：在语音存储与回放系统中，我们需要选择适合存储语音信号的存储器。
可以选择外部存储器，如Flash、SD卡等。
3.2 软件设计语音存储与回放系统的软件设计包括系统的逻辑控制和交互设计。
1. 语音采集与存储：这一部分主要涉及音频采集和存储的算法。
需要设计合适的采样率、量化位数和编码方式等来满足存储与回放的需求。
2. 语音回放：回放语音的过程需要涉及音频解码和输出的算法。
需要设计合适的解码算法以及音频输出的放大电路。
3. 用户交互界面：为了方便用户操作，我们可以设计一个简单的用户交互界面，如按钮、LCD显示屏等。
用户可以通过界面进行语音的录制、回放和设置等操作。
4. 系统实现在完成系统设计后，我们可以开始系统的实现。
实现过程中需要进行硬件的连接和软件的开发。
1. 硬件连接：按照系统设计中的硬件设计要求，将单片机、麦克风、扬声器等硬件设备进行连接。
基于单片机的数字化语音存储与回放系统[附源码和中英文翻译]
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摘要当今，计算机技术带来了科研和生产的许多重大飞跃，微型计算机的应用已经渗透到生产、生活的各个方面。
单片微型计算机简称单片微机或单片机，又称为微控制器。
它体积小、价廉、功能强，适用范围越来越宽。
单片机在工业控制、自动检测、智能仪器、家用电器等领域的应用尤其突出。
本课题以凌阳SPCE061A单片机为主体，实现了语音的数字化存储与回放，整个系统分为录音、停止、和放音三种状态，状态的改变用按键K1\K2\K3控制。
存储器采用SPR4096，放大器采用NE5532，使用SPCE061A单片机自带的LineIN输入，性能良好的数字滤波器滤去音频信号（300~3400）频段以外的信号，经AD转换将音频信号转换为电信号，采用SACM-A2000的压缩算法，将压缩后的数据存储在SPR4096存储器中。
放音时再从SPR4096读取数据，利用凌阳SACM库提供的DVR函数进行录放，数模转换后经过放大驱动喇叭。
在8kHz的采样频率时，语音存储时间可以达到10s 以上，回放时语音失真小，音质良好。
软硬件的结合使该系统有合理的结构，性能指标基本达到要求。
关键词：SPCE061A SPR4096 数字滤波压缩编码语音ABSTRACTNowadays, computer science has brought about a lot of achievements in scientific research and in industry. The application of microcomputer has penetrated to all aspects of life and industry. Microcomputer is called singlechip for shot, or controller. Because of its small bulk, low price, strong function, the microcomputer is used more and more, especially in the industrial control, automatic detect, intelligent instrument, apparatus and so on.This task is based on the microcomputer SPCE061A of Sunplus. Digital memorization of voice and playback of voice are all realized in this system. All the system is composed of three states: record, playback and halt. The keys K1\K2\K3 are in charge of the change of the states. SPR4096 is used as the data memorizer. The microcomputer SPCE061A offers micin input. Digital filter which performance is all right is used to wipe off the noise. Audio frequency single is switched to the electric single via the conversion of AD. After amplified, it drives the trumpet. Voice memorization time can reach more than 10s at 8kHz sampling frequency. Quality of the playback voice is fine and distortion is low. Both software and hardware were combined together so that the system can work well. The tested data shows that the system is reliable and the performance of the system up to the design requirements.Key words: SPCE061A ; SPR4096; digital filter;第一章 SPCE061A单片机简介1.1 凌阳16位单片机介绍随着单片机功能集成化的发展，其应用领域也逐渐地由传统的控制，扩展为控制处理、数据处理以及数字信号处理（DSP，Digital Signal Processing）等领域。
(2021年整理)基于STC单片机的语音存储与回放系统设计开题报告
基于STC单片机的语音存储与回放系统设计开题报告
编辑整理：
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哈尔滨华德学院
毕业设计（论文)开题报告
专业自动化（工业)
学生 xxxx
学号 xxxxxxxxxxx
班号 xxxxxx
指导教师
开题日期 2015年9月16日
201 年月日
说明
一、开题报告应包括下列主要内容:
1．通过学生对课题题目和课题研究现状、选题的目的和意义论述，判断是否已充分理解毕业设计(论文）的内容和要求.
2．进度计划是否切实可行。
3．是否具备毕业设计所要求的基础条件.
4．预计研究过程中可能遇到的困难和问题，以及解决的措施。
5．主要参考文献。
二、如学生首次开题报告未通过，需在一周内再进行一次.
三、开题报告要求学生认真填写，由开题答辩组和指导教师填写意见、签字后，统
一交所在分院保存，以备检查。
指导教师评语：
指导教师：年月日
开题答辩组审查意见:
组长: 组员：
年月日
语音存储
语音回放。
基于51单片机的语音存储与回放系统设计
基于51单片机的语音存储与回放系统设计基于51单片机的语音存储与回放系统设计Voice storage and playback system based on 51 microcontroller摘要摘要在当今的智能化仪器仪表和自动控制装置，添加语音功能可以提升友好的人机界面，方便用户操作。
在许多情况下，它需要语音合成，语音识别，语音存储和回放技术和单片机在一起。
传统的模拟语音处理系统使存储和声音的再现，但效果不太好。
在本文中，数字语音存储与回放系统采用了单片机STC89C51和数码语音芯片ISD2560。
单片机是该系统的控制中心，它主要是为了实现以下功能：重要的控制功能和选择鉴定;第二控制芯片ISD2560语音录制和播放过程中，存储和播放声音。
首先，我设计了这个电路系统的硬件，再其次是硬件电路书面记录，回放控制程序，最后，这个总结和展望的设计。
关键词：STC89C51单片机ISD2560语音芯片语音存储语音回放ABSTRACTIn the area of intelligent instruments and automatic control equipments, the system with the phonetic function can greatly increase the friendliness of the man-machine interface, and is also convenient for users to operate. In many situations, designers need to integrate the phonetic synthesis, the phonetic recognition and the phonetic storage and playback technology with the SCM.The common analog-signal digitalize processing system can realize the function of phonetic storage and playback. But the effects are not very good. This dissertation designs the digital phonetic system composed of flash micro-controller STC89C51 and digital audio chip ISD2560. SCM is the control center of the system, it is mainly to achieve the following functions: the keystroke identification and the function selection; phonetic storage and playback by using the digital audio chip ISD2560.Firstly, this dissertation designs the hardware circuit of the system. And then compiles the control program of record and playback. At last, the summary and prospects of the design was presented.Key words: STC89C51 ISD2560 phonetic storage phonetic playback目录摘要 ..................................................................................................................... ABSTRACT . (I)目录 .................................................................................................................. I I 绪论 . 0第一章整体系统的设计 (3)1.1 总体方案论证 (3)1.2 器件选择 (4) (4) (5)1.3 ISD2560语音芯片 (6)1.3.1 ISD2560的引脚功能 (7)1.3.2 ISD2560的操作模式 (9)1.3.3 ISD2560的地址空间 (10)1.3.4 ISD2560的应用电路 (10)1.3.5 电源电路 (12)1.4集成功率放大器芯片LM386 (12)1.4.1 LM386电子特性 (12)1.4.2 LM386的引脚说明 (13)第二章系统硬件设计 (14)2.1系统硬件电路总体设计 (14)2.2 STC89C51的外围电路设计 (14) (14) (15)2.3 语音电路设计 (16)2.4 功放电路设计 (17)2.5按键部分电路设计 (17)第三章系统软件设计 (19)3.1 主要变量说明 (19)3.2 主程序工作原理及流程图 (19)3.3 子程序流程图及代码 (21) (21) (23)结论 (25)致谢 (26)参考文献 (29)附录一 (31)附录二 (32)附录三 (33)绪论1课题研究背景及科学意义现如今有各种各样的智能化的仪器仪表以及自动化控制设备，增加语音功能可以提升友好的人机界面，对于用户的操作来说非常方便。
基于单片机的语音存储与回放系统毕业设计
基于单片机的语音存储与回放系统毕业设计基于单片机的语音存储与回放系统是一种能够实现语音录制、存储和回放功能的设备。
它可以用于各种应用场景，如语音备忘录、语音留言板、语音识别系统等。
该系统的设计需要完成以下关键功能：1. 语音录制：通过麦克风或其他输入设备采集语音信号，并将其转换为数字信号。
可以使用ADC模块将模拟信号转换为数字信号。
2. 存储功能：设计合适的存储器，如EEPROM或Flash存储器，用于存储采集到的语音信号。
存储器的容量应根据实际需求确定，并能够支持快速的读写操作。
3. 控制功能：设计合适的控制电路，通过按键或其他输入设备实现对语音录制和回放功能的控制。
可以使用GPIO口或外部中断等方式实现按键输入的响应。
4. 回放功能：设计合适的音频输出电路，将存储的语音信号转换为模拟信号，并通过扬声器或耳机输出。
可以使用DAC模块将数字信号转换为模拟信号。
5. 用户界面：设计合适的显示屏幕和操作界面，用于显示当前状态和操作指令。
可以使用LCD显示屏和按键等设备实现用户交互。
在设计过程中，需要考虑系统的实时性、容错性和稳定性。
同时，还需要进行适当的电路布局和信号处理，以减少噪音和干扰对语音信号的影响。
在编程方面，可以使用C语言或汇编语言编写程序，实现语音录制、存储和回放的功能。
需要考虑存储器的管理和控制、按键输入的处理、音频数据的处理等方面。
最后，还需要进行系统的测试和调试，确保系统的稳定性和功能完整性。
可以通过模拟语音信号进行录制和回放测试，检查系统的录制和回放效果是否符合要求。
综上所述，基于单片机的语音存储与回放系统的毕业设计需要涉及硬件电路设计、嵌入式软件编程和系统测试等多个方面的知识和技能。
需要深入理解语音信号处理、存储器管理和控制、电路设计和嵌入式系统等知识，并具备一定的创新能力和解决问题的能力。
基于STM32的语音存储与回放系统
精密制造与自动化2020年第2期48基于STM32的语音存储与回放系统郭树浩张亚峰（平顶山学院信息工程学院河南平顶山467000）摘要本文提出基于STM32F103C8T6单片机为控制核心，并结合ISD1280语音芯片的语音存储与回放系统。
该系统相比传统的系统，结构更为简单，处理速度也相对更快。
关键词单片机语音芯片系统语音存储回放系统的硬件构成主要有两种，一种是采用分立的器件来实现，另一种则是借助专用的语音芯片来构成。
第一种方式设计的系统结构复杂，体积庞大，可靠性低。
因此，在实际应用中多采用第二种方式。
1 系统构成系统通过麦克风将采集到的语音转换为电信号，接着此信号进入语音芯片，ISD1280可对语音信号进行前置放大、滤波，之后在单片机的控制下，语音芯片对数据进行采样存储。
回放时，单片机控制语音芯片提取数据，经过语音芯片对数据进行读取之后即可通过喇叭播放。
按键模块可以控制整个系统的工作状态。
ISD1820采用多电平直接模拟量存储技术，因此能够真实、自然地再现语音信号。
当系统处于录音和放音状态时，LCD液晶屏幕会显示相应的信息以协助判断。
系统框图如图1所示：图1 系统的组成框图2 硬件构成2.1 STM32单片机此系统采用STM32F103系列芯片，在系统中负责控制语音芯片录音、放音以及对数据的存储与读取。
STM32F103系列芯片是意法半导体公司出品的低功耗、高性能32位单片机，其内核是Cortex-M3。
本系统采用的芯片采用64kB的Flash只读程序存储器，工作电压在2V~3.6V，工作温度为-40℃~85℃。
此主控芯片的管脚图如图2所示。
图2 STM32F103芯片管脚图单片机工作所需的基本电路有电源电路、晶振以及复位电路。
在此设计中，电源电路采取AMS1117-3.3芯片，晶振采用8MHz主频+32.768kHz时钟频率，复位电路采用10 kΩ电阻、0.1μF电容以及六脚按钮组成。
原理图如3所示：(a)电源电路郭树浩 等 基于STM32的语音存储与回放系统49(b ) 晶振电路(c ) 复位电路 图3 电路原理图2.2 ISD1820ISD 语音芯片是ISD 公司生产的系列语音芯片，其以高品质的工作性能和语音音质深受设计人员和使用者的青睐。
基于单片机的语音存储与回放系统设计
本科生毕业设计（申请学士学位）论文题目基于单片机的语音存储与回放系统设计作者姓名所学专业名称电子信息工程指导教师2017年 5 月学生：（签字）学号：答辩日期：2017 年 5 月20 日指导教师：（签字）目录摘要 (5)1绪论 (6)1.1课题研究背景 (6)1.2课题研究的发展前景 (6)1.3课题研究的意义及目的 (6)2 语音系统的设计方案 (7)2.1方案设计 (7)2.2方案分析和选择 (8)3 材料选取 (8)3.1 控制芯片STC90C516RD+ (8)3.2 语音芯片ISD4004 (9)3.3功放芯片TDA2822M (11)4 电路设计 (11)4.1时钟电路 (11)4.2复位电路 (12)4.3显示电路 (12)4.4 3.3V电源电路 (13)4.5按键模块 (13)4.6 ISD4004音频处理模块 (14)4.7 TDA2822M功放电路 (14)4.8总电路设计图 (15)5 程序设计 (16)5.1主程序流程图 (16)5.2录音程序流程图 (17)5.3放音序流程图 (17)6实物调试 (17)6.1程序编译和下载 (17)6.2 实物调试最终结果展示 (19)6.3 实物调试过程及故障解决方法 (19)结论 (21)参考文献 (21)附录 (22)附录1元件清单 (22)附录2程序 (23)致谢 (33)基于单片机的语音存储与回放系统设计摘要：本设计是基于单片设计的一个能实现语音存储和回放功能的系统，利用宏晶公司生产的STC90系列单片机作为主控制器，使用具有录音和放音功能的ISD4004语音芯片，能够显示32个字符的LCD1602显示器件和能对音频进行无失真的放大的TDA2822M差分放大器设计而成的。
首先我们利用STC90C516RD+单片机的优越的控制性能来控制ISD4004语音芯片，通过单片机向语音芯片发送指令来完成ISD4004芯片的录音和放功能，用LCD1602来显示单片机对ISD4004的操作状态，使用TDA2822M将ISD4004芯片输出的音频进行无失真的放大的思路来进行语音存储和回放系统设计的，用Circuit Design Suite 10.0(Multisim)软件来绘制该系统的电路，用Keil uVision5软件来编写硬件程序。
基于单片机的语音存储和播放系统设计
基于单片机的语音存储和播放系统设计摘要在常见的电子产品或自动控制设备中，如果加入语音功能即能极大地提高人机界面的友好性，方便用户操作。
在许多场合需要语音存储与语音播放技术和单片机结合在一起。
常规的模拟化语音处理系统能实现语音的存储与回放功能，但效果不佳。
本设计选用功能强大的单片机STC89C52作为主动器件，采用数码语音芯片ISD4004作为系统的语音存储和播放芯片，选用LCD1602作为系统的显示模块，并同时采用扫描按键的方式实现系统的各类参数的调整。
从而实现了一个完整的基于单片机的语音存储和播放系统的设计。
本文首先对系统中用到的单片机和语音芯片以及现实模块进行了方案分析论证，从而提出了系统的整体功能框架，然后分别对系统的各个功能模块进行了硬件电路设计和软件设计，最后对本设计进行了总结与展望。
关键词：STC89C52 ISD4004 语音存储语音播放Design of Voice Storage and Playback System Basedon MicrocontrollerAbstractIn common electronic products or automatic control equipment , if adding voice capabilities that can greatly improve the friendly man-machine interface, user-friendly operation. On many occasions the need to store voice combined with voice playback technology and Microcontroller. Conventional analog of voice processing systems to achieve storage and playback of voice , but to little avail.The design features a powerful microcontroller STC89C52 chosen as the active devices, the use of digital voice chip ISD4004 chip as voice storage and playback system, as the system of choice LCD1602 display module, and also be achieved by scanning the keys to adjust the various parameters of the system. In order to achieve a complete Microcontroller design based voice storage and playback system. Firstly, the system used in the Microcontroller and voice chip and realistic analysis module of the demonstration program, which made the overall framework of the system function, and then separately for each module system's hardware design and software design, the final design of the a summary and outlook.KEYWORDS：STC89C52 ISD4004 V oice Storage V oice playback目录第1章绪论 (4)第2章系统总体方案论证 (5)2.1 系统设计方案选择 (5)2.1.1 主控模块的方案选择 (5)2.1.2 显示模块的方案选择 (5)2.1.3 语音模块的方案选择 (6)2.2 系统总体方案设计 (6)第3章系统硬件电路设计 (8)3.1 主控模块电路设计 (8)3.1.1 STC89C52单片机简介 (8)3.1.2 STC89C52最小系统电路设计 (9)3.2 显示模块电路设计 (10)3.3 语音模块电路设计 (12)3.4 系统参数设置电路设计 (15)3.5 系统电源电路设计 (15)第4章系统软件设计 (17)4.1 主程序流程图设计 (17)4.2 子程序流程图设计 (18)4.2.1 录音子程序 (18)4.2.2 播放子程序 (18)致谢 (20)参考文献 (21)附录 (22)第1章绪论在常见的电子产品或自动控制设备中，如果加入语音功能即能极大地提高人机界面的友好性，方便用户操作。
基于单片机的语音录放系统设计说明
工学院（成人教育）毕业设计（论文）题目基于单片机的语音录放系统设计副标题性质：学生年级教学点专业指导教师评定成绩优良中与格不与格摘要介绍ISD2560语音芯片的结构与引脚功能，所设计的系统实现了单片机对ISD2560的控制，并能够实现录放音与循环放音等功能。
由单片机AT89C51与数码语音芯片ISD2560组成的语音设计系统出了系统的硬件电路，并给出了录、放音实用的源程序。
目前，语音合成、语音识别、语音存储和回放技术的应用越来越广泛，尽管利用一般的单片机测控系统中都有的硬件电路（如A/D、 D/A、存储器等）能完成语音信号的数字化处理，但是功能比较单一、且效果不是很好，所以基于单片微机和语音芯片系统的应用越来越广泛，如电脑语音钟、语音型数字万用表、手机话费查询系统、排队机、监控系统语音报警以与公共汽车报站器等等。
本设计用单片机和录放时间达60秒的数码芯片ISD2560设计了一个智能语音录放系统。
关键词：单片微机数码语音芯片智能目录第一章绪论 (1)第二章ISD2560芯片介绍 (2)2.1 语音芯片的选取 (2)2.2语音芯片ISD2560简介 (3)2.3 语音芯片引脚功能介绍 (4)第三章电路原理图与说明 (9)3.1 复位电路 (9)3.1.1 复位电路的作用 (9)3.1.2 基本的复位方式 (10)3.2 时钟电路 (11)3.3单片机与语音芯片部分外围接线 (12)第四章语音录放工作流程 (15)4.1 硬件流程 (15)4.2软件流程 (17)第五章程序说明 (19)第六章结语 (25)第七章致 (26)第八章参考文献 (27)第一章绪论在声学领域，单片机技术与各种语音芯片相结合，即可完成语音的合成技术，使得单片机语音系统的实现成为可能。
所谓语音芯片，就是在人工或者控制器的控制下可以录音和放音的语音芯片,但语音信号是模拟量（语音芯片存储和播放声音的基本工作方式为：声音→模拟量→ A/D →存储→ D/A →模拟量→播放）。
基于单片机的语音存储及回放系统
电子与信息工程学院基于单片机的语音采集及回放系统设计1 总体设计方案介绍：1.1语音编码方案：人耳能听到的声音是一种频率范围为20 Hz～20000 Hz ,而一般语音频率最高为3400 Hz。
语音的采集是指语音声波信号经麦克风和高频放大器转换成有一定幅度的模拟量电信号,然后再转换成数字量的全过程。
根据“奈奎斯特采样定理”, 采样频率必须大于模拟信号最高频率的两倍，由于语音信号频率为300～3 400 Hz ,所以把语音采集的采样频率定为8 kHz。
从语音的存储与压缩率来考虑，模型参数表示法明显优于信号波形表示法[4]。
但要将之运用于单片机，显然信号波形表示法相对简单易实现。
基于这种思路的算法，除了传统的一些脉冲编码调制外，目前已使用的有VQ技术及一些变换编码和神经网络技术，但是算法复杂，目前的单片机速度底，难以实现。
结合实际情况，提出以下几种可实现的方案。
（1）短时平均跨零记数法该方案通过确定信号跨零数，将语音信号编码为数字信号，常用于语音识别中。
但对于单片机，由于处理数据能力底，该方法不易实现。
（2）实时副值采样法采样过程如图2.1所示。
图2.1 采样过程具体实现包括直存取法、欠抽样采样法、自相似增量调制法等三种基本方法。
其中第三种实现方法最具特色，该方法可使数据压1：4.5，既有M调制的优点，又同时兼有PCM编码误差较小的优点，编码误差不向后扩散。
1.2 A/D、D/A及存储芯片的选择单片机语音生成过程,可以看成是语音采集过程的逆过程,但又不是原封不动地恢复原来的语音,而是对原来语音的可控制、可重组的实时恢复。
在放音时,只要依原先的采样直经D/ A 接口处理,便可使原音重现。
（1）A/D转换芯片的选择根据题目要求采样频率fs=8KHZ，字长=8位，可选择转换时间不超过125µs的八位A/D转换芯片。
目前常用的A/D转换实现的方法有多种，鉴于转换速度的要求，我们采用A/D转换芯片AD574。
单片机语音存储与回放系统的设计
本系统总体结构框 图按图１ 示。 所
４分级 电路设计
（） 放 大 器部 分 １
进入 ＭＩ 的语 音信号 较 为微 弱 ，因此在 采集语 音信 号前 ，先 Ｃ 要对其进 行放 大。系统采 用Ｌ ５ 作 为运算放 大器 ，对 语音信号 Ｍ３ ３ 进行放大 ，使其满 足Ａ Ｄ ／ 转换对 电压 的需要． （ 带通 滤波器部分 ２ ） 为防止频 谱混 叠失真且 要提高信 噪 比 ，带通滤 波器 的设计显 得 十分重要 。此带通 滤波器 能够 通过频率 为３ ０ Ｚ ３ ０ Ｈ 的信 ０ Ｈ ～４０ Ｚ 号 。设计 带通滤波 器 由一 个低通 滤波器 和一 个高通滤 波器 串联而 成 。其 中高通滤波 器 的下 限频 率为３ ０ Ｚ ０ Ｈ ，低通 滤波器 的上 限频 率 为３ ０ Ｈ 。本 系统选 择有源带通滤波器来 实现。 ｊ ４０ Ｚ 。 （Ａ Ｄ ３ ／ 转换 部分 ） 本 系统要 求 的采样频 率 为ｆ ＝ Ｋ Ｚ ｓ ８ Ｈ 。采 用 常用 的Ａ Ｄ ／ 转换 器 Ａ Ｃ ８ ９ 模拟信 号转换成 数字信号 ，进行 转换 之前将 带通 滤波 Ｄ ０ ０将 器 的输 出信号通 过采 样保持放大器 以保 证信号 的精准度 。 （） Ａ转换部 分 ４Ｄ／ 系统采 用Ｄ Ａ ／ 转换器 Ｄ Ｃ ８ ２ 实现数 字信号 转换成模 拟信 Ａ ０ ３来 号 的功能。转换 频率 为ｆ＝ Ｋ Ｚ Ａ ０ ３ 是８ ｃ ８ Ｈ 。Ｄ Ｃ ８ ２ 分辨 率 的ＤＡ ／转换
１引言
传统 的语音 存储 回放 系统 由于外接 语音 处理 模块 ，体积 大使 用较 为复杂 ，使测控 系统 中的语音 存储 回放 部 分体 积庞 大 ，不方 便。本 文提 出的基于单 片机 的系统 ，能偶在 外接扩 展 电路 较 少的 情况 下完成语 音信号 的数字 化处理 。此设计 可 以运 用在 一些需 要 语音识 别等 的控 制 系统上 。通过 单片机 ８ Ｃ １ ９ ５ 控制语 音 的存储 与 回放 等各项功能 ，从而 降低 电路复杂度和 制作成本。
毕业设计（论文）－基于单片机的语音存储与回放系统设计
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/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摘要MICROCONTROLLER BASED VOICE STORAGE ANDPLAYBACK SYSTEMABSTRACTLanguage has played a vital role in human history, which, 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 restrictio ns. In contrast, one digital audio storage and playback system which is small in size, low power in consumption will comp letely replace it.To begin with, this article introduces the overall designation o f the vo ice storage and playback system, the functio ns to be achieved, and then selects the best design through analyze and comparison, and complete the system circuit design in the end. In this design, AT89C52 microcontroller chip is used to control the ISD4004 voice recording and p layback of vo ice.ISD4004 voice chip can be directly stored witho ut A/D conversion and compression, and no conversion errors. This design contains several advantages 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 aud io storage and playback through the connection o f various parts and the designations of software and hardware systems. In additio n, product applicatio ns can be improved by the expansion of external devices.KEY WORDS：AT89C52 Microcontroller, ISD4004, Voice recorders, LM386I I河南科技大学本科毕业设计（论文）目录前言 (5)第1章系统的总体方案设计 (6)§1.1 系统设计的总体思路 (6)§1.2 系统的功能的要求 (6)§1.3 总体方案的选定 (6)第2章硬件电路设计 (8)§2.1 中央处理单元 (8)§2.1.1 单片机的选型 (8)§2.1.2 AT89C52功能及特点 (8)§2.1.3 时钟电路 (9)§2.1.4 复位电路 (9)§2.1.5 电源电路 (10)§2.1.6 单片机端口扩展电路 (10)§2.2 ISD4004芯片介绍及单片机外围接口电路 (10)§2.2.1 ISD4004芯片介绍 (11)§2.2.2 ISD4004引脚功能介绍 (12)§2.2.3 ISD4004 SPI口（串行外设接口）工作协议分析 (14)§2.2.4 语音输入电路 (15)§2.2.5 语音输出电路 (16)§2.2.6 变压电路 (16)§2.2.7 录音电路及放音电路 (17)第3章软件电路设计 (20)§3.1 SPI口设计思想 (20)§3.2 上电顺序 (20)§3.3 程序工作思想及程序流程图 (21)§3.4 子程序模块 (21)§3.4.1 录音子程序 (21)I II目录§3.4.2 放音子程序 (23)§3.4.3 停止录音子程序 (24)结论 (26)参考文献 (27)致谢 (29)附录 (30)I V河南科技大学本科毕业设计（论文）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。
语音存储与回放系统的设计与实现
目录摘要IABSTRACT I1 绪论11.1 课题的背景及意义11.2 国内外研究现状11.3 本文的主要内容及研究方法21.3.1 本文主要内容21.3.2 研究方法32 语音存储与回放系统总体设计32.1 设计要求32.2 实现方案的选择32.3 总体设计方案43 语音录放系统的硬件设计53.1 单片机控制电路设计53.1.1 AT89S52单片机简介53.1.2 晶振电路设计73.1.3 复位电路设计73.2 语音录入电路设计83.2.1 MIC简介83.2.2 语音录入电路设计93.3 语音处理电路设计93.3.1 ISD4004简介103.3.2 语音处理电路设计133.4 功放电路设计143.4.1 LM386简介143.4.2 功放电路设计153.5 按键控制电路设计163.6 状态显示电路设计163.6.1 LCD1602简介163.6.2 状态显示电路设计183.7 电源电路设计183.7.1 AMS1117简介183.7.2 电源电路设计194 语音录放系统的软件设计194.1 主程序设计194.2 按键处理子程序设计204.2.1 主要变量说明204.2.2 按键处理子程序设计214.3 语音处理子程序设计214.3.1 录音子程序设计214.3.2 放音子程序设计214.3.3 暂停子程序设计234.3.4 停止子程序设计245 电路仿真255.1 系统工作状态显示模块仿真25 5.2 系统输出放大模块仿真266 系统的制作与调试27 6.1 系统的制作276.1.1 电路板布线276.1.2 电路焊接286.2 系统调试286.2.1 硬件调试286.3.2 软件调试296.3.3 调试结果29结束语29致谢30参考文献31(附录)32附录1 原理图32附录2 PCB图33附录3 工作图33附录4 源程序33语音存储与回放系统的设计与实现摘要随着当今社会电子技术更新的日益加快，单片机控制系统的应用在日常生活中已变得越来越广泛，特别是在语音录放等领域。
(本科)题目3 基于单片机的数字化语音存储与回放系统
基于单片机的数字化语音存储与回放系统一、任务设计并制作一个数字化语音存储与回放系统，电路的示意图如图。
注：采用proteus 音频信号源输入一音频信号，扬声器采用proteus 里的speaker 输出， 至少设置两个按键分别用于录音和回放。
二、要求1. 基本要求(1) 放大器1的增益为46dB ，放大器2的增益为40dB ，增益均可调；(2) ADC ：采样频率f s =8kHz ，字长=8位；(3) 语音存储时间≥4秒；(4) DAC ：变换频率f C =8kHz ，字长=8位；(5) 语音信号输出良好。
2. 发挥部分在保证语音质量的前提下：(1) 带通滤波器：通带为kHz Hz 4.3~300；(2) 用4路led 灯显示录音情况（录音、录音完毕、回放、回放完毕）；(3) 语音存储时间增加到15秒以上；三、 评分标准项目得 分 基本要求 完成第（1）项 （放大器1正常5分）（放大器2正常5分）10 完成第（2）项 （AD 正常15分）（采样频率正常5分）20 完成第（3）项 （存储时间正常10分）10 完成第（4）项 （DA 正常15分）（变换频率正常5分）20 完成第（5）项 （录音设置10分）（回放设置10分）20 发挥部分完成第（1）项 （带通滤波器上限正常）（带通滤波器下限正常） 10 完成第（2）项 （状态指示灯正常） 5 完成第（3）项 （增加存储时间正常） 5音频输入 放大器1 发挥）带通 滤波器 扬声器 ADC 放大器2 发挥）带通 滤波器DAC 存储器 微处理器四、注意事项(1)不提供示例程序和任何源代码，在竞赛过程中可以向监考老师索要芯片的使用说明书，根据说明书自行编写代码测试。
(2)评分以最终提交的Keil工程文件、Proteus仿真工程文件和操作说明为依据。
(3)必须提供详细的系统操作说明，如不提供系统操作说明或操作说明不详，无法再现系统功能的，该小项记0分。
(4)开机后，参赛选手在D盘下新建一个文件夹，以“***”命名，其中前三位“*”为选手赛场号，后二位“*”为选手现场抽定的机位号，参赛选手所有的文件均需存放入该文件夹中。
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音频放大电路设计
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数字化语音存储与回放系统设计
一、基本工作原理
人耳所能听到的声音频率范围为20Hz~20KHz,而一般语音频率位于 而一般语音频率位于 人耳所能听到的声音频率范围为 300Hz ~3.4 KHz之间。语音的采集是指将语音声波信号经麦克风和音频 之间。 之间 放大器转换成由一定幅度的模拟量电信号， 放大器转换成由一定幅度的模拟量电信号，任何再转换成数字量的全过 语音数字量可在单片机控制下存入存储器。 程。语音数字量可在单片机控制下存入存储器。 单片机语音生成过程可以看成是语音采集过程的逆过程， 单片机语音生成过程可以看成是语音采集过程的逆过程，但又不是原 封不动地恢复原来的语音，而是对原来语音的可控制、 封不动地恢复原来的语音，而是对原来语音的可控制、可重组的实时恢 在放音时，只要依原先的采样值经DAC接口处理，便可使原音重现。 接口处理， 复。在放音时，只要依原先的采样值经 接口处理 便可使原音重现。 典型的数字语音存储与回放系统的基本组成框图1如图所示 如图所示。 典型的数字语音存储与回放系统的基本组成框图 如图所示。它主要 包括采集的前向通道和回放的后向通道两大部分。 包括采集的前向通道和回放的后向通道两大部分。带一定存储量的单片 机小系统负责整个系统的控制及数据的存储。 机小系统负责整个系统的控制及数据的存储。
江苏科技大学 设计) 本科毕业论文 (设计 设计
基于单片机语音存储与回放系统
丁辉
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一、基本工作原理 基本工作原理 二、单片机系统硬件的设计 单片机系统硬件的设计 三、供电电路图设计 供电电路图设计 四、键盘电路设计 键盘电路设计 五、存储器设计 存储器设计 六、模拟音频电路设计 七、音频功率放大器设计
按键电路图
五、 存储器设计
存储器采用2片 组成， 存储器采用 片32k*8的RAM HY62256组成，如图，其中 的地址空间为 的 组成 如图，其中U9的地址空间为 0000H-7FFFH，U10的地址空间为 的地址空间为8000H-0FFFFH，使用 ， 的地址空间为 ，使用U10时，单片机 时 单片机IO 为低时选中的是ADC，与非门输出高，U10无效。 无效。 口P3.3必须为高 ，P3.3为低时选中的是 必须为高 为低时选中的是 ，与非门输出高， 无效 如图4-7所示 所示。 如图 所示。
ADC与51单片机接口电路图 与 单片机接口电路图
2、 DAC设计 、 设计 DA转换器的作用是将存储的数字语音信号转换为模拟语音信号，由于 转换器的作用是将存储的数字语音信号转换为模拟语音信号， 转换器的作用是将存储的数字语音信号转换为模拟语音信号 一般的DA转换器都能达到 转换器都能达到1us的转换速率，足够满足题目的要求，故我们在 的转换速率， 一般的 转换器都能达到 的转换速率 足够满足题目的要求， 此选用了通用DA转换器 转换器DAC0832 。其与单片机连接方式如下图 ，片选采 此选用了通用 转换器 用单片机IO口 为低时有效。 用单片机 口P3.2，当P3.2为低时有效。 ， 为低时有效
ADC与51单片机接口电路图 与 单片机接口电路图
七、音频功率放大器设计
经带DAC输出的声音回放信号，其幅度为0-5v，足以用耳机来收 输出的声音回放信号，其幅度为 经带 输出的声音回放信号 ， 可不接任何放大器。但考虑到实际中经常会用到喇叭外放， 听，可不接任何放大器。但考虑到实际中经常会用到喇叭外放，故 在本系统中增加外放功能， 在本系统中增加外放功能， 前端放大器采用通用型音频功率放大器LM386来完成。电路如 来完成。 前端放大器采用通用型音频功率放大器 来完成 下图。该电路增益为50—200，连续可调，最大大不失真输出功率为 下图。该电路增益为 ，连续可调， 325mw。输出端接 、R9串联电路，以校正喇叭的频率特性，防止 串联电路， 。输出端接C4、 串联电路 以校正喇叭的频率特性， 高频自激。 去耦电容， 高频自激。脚7接220uF去耦电容，以消除低频自激。为便于该功故 接 去耦电容 以消除低频自激。 在高增益情况下工作．这里将不使用的输入端脚2对地短路 对地短路。 在高增益情况下工作．这里将不使用的输入端脚 对地短路。
三、供电电路图设计
单片机系统供电需要+5V电压，而音频放大器需要+12V和-12V双电源供 电压，而音频放大器需要 单片机系统供电需要 电压 和 双电源供 所以本系统需要三组电源，如图所示。 电。所以本系统需要三组电源，如图所示。
单片机供电电路图
四、 键盘电路设计
键盘是标准的输入设备，实现键盘有两种方案： 键盘是标准的输入设备，实现键盘有两种方案：一是采用现有的一些芯 片实现键盘扫描， 片实现键盘扫描，如8279, CH451, LMC9768等，还有就是用软件实现键盘 等 扫描。使用现成的芯片可以节省CPU的开销，但增加了成本，而用软件实现 的开销， 扫描。使用现成的芯片可以节省 的开销 但增加了成本， 具有较强的灵活性，也只需要很少的CPU开销，可以节省开发成本。本文便 开销， 具有较强的灵活性，也只需要很少的 开销 可以节省开发成本。 使用软件实现键盘的扫描。 使用软件实现键盘的扫描。
储存器电路
六、模拟音频电路设计
1、ADC设计： ADC采用通用 、 设计： 采用通用ADC0809，ADC0809是带有 位 是带有8位 设计 采用通用 ， 是带有 A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的 转换器、 路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的 路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组 转换器 组 它是逐次逼近式A/D转换器，可以和单片机直接接口。 ADC与 转换器， 件。它是逐次逼近式 转换器 可以和单片机直接接口。 与 51单片机接口如图，由于只采用 个通道，这里选用 单片机接口如图， 个通道， 单片机接口如图 由于只采用1个通道 这里选用IN-0，所以三个 ， 地址线全接地。时钟信号采用单片机输出的ALE，为2MHz。 地址线全接地。时钟信号采用单片机输出的 ， 。
二、单片机系统硬81C51单片机单片机选用 单片机单片机选用AT89C51。对于 单片机， 本系统的 单片机单片机选用 。对于AT89C51单片机， 单片机 其最小系统只需要电源、上电复位电路、时钟电路就能工作。由于我们的程 其最小系统只需要电源、上电复位电路、时钟电路就能工作。 序存储器（ 存储单元， 接高。 序存储器（ROM）采用内部 ）采用内部Flash存储单元，所以单片机上的 接高。时 存储单元 所以单片机上的EA接高 钟电路的晶振采用12M的晶振，它由 、两个 的晶振， 钟电路的晶振采用 的晶振 它由JZ、两个33pF电容和单片机内部的 电容和单片机内部的 OSC电路组成，为单片机提供 电路组成， 的时钟信号源。 电路组成 为单片机提供12MHz的时钟信号源。微处理器系统在开始 的时钟信号源 工作时必须对微处理器内部的寄存器等进行复位，使各个寄存器的值设为预 工作时必须对微处理器内部的寄存器等进行复位， 定状态才能顺利开始工作。复位电路的好坏决定着单片机能否正常工作。复 定状态才能顺利开始工作。复位电路的好坏决定着单片机能否正常工作。 位电路基本功能是在系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤销 位电路基本功能是在系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后， 复位信号。 复位信号。 对于51内核的单片机 内核的单片机， 是复位信号输入端， 对于 内核的单片机，RST是复位信号输入端，高电平有效。当此输 是复位信号输入端 高电平有效。 入端保持两个机器周期(24个时钟振荡周期 的高电平时，可以完成复位操作。 个时钟振荡周期)的高电平时 入端保持两个机器周期 个时钟振荡周期 的高电平时，可以完成复位操作。 当单片机加电时由于RC充电的效果 充电的效果， 当单片机加电时由于 充电的效果，使得复位脚保持一会高电平使单片机 内部寄存器彻底复位。 内部寄存器彻底复位。