语音信号采集与回放系统设计
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。
毕业设计论文(2)数字化语音存储与回放系统设计
数字化语音存储与回放系统设计摘要本文介绍了一种以单片机为核心控制单元的数字化语音存储与回放系统的组成以及系统软硬件的设计。
该系统的基本原理是对语音信号的录制和回放的数字化控制。
该系统以AT89C52单片机为微处理器，实现对系统的控制以及数据的处理。
系统采用闪存28F512作为外部数据存储器来存放语音数据，以满足能够较长时间存储语音信息。
语音采集部分采用ADC0809进行模数转换，语音回放部分采用DAC0832实现数模转换，并通过键盘等接口电路实现人机交互，单片机工作在中断查询模式，能够快速响应按键要求，以控制信号的采集、存储和回放等。
同时，外围电路辅以带通滤波器和增益、功率放大等电路对信号进行滤波放大，以保证信息的高质量存储与回放。
关键词：数字化存储，回放，数字滤波，采样，模/数转换目录1绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2课题研究的意义 (1)1.3数字化处理的前景 (1)1.4课题任务要求 (2)1.5本文的主要内容 (3)2系统总体方案设计 (4)3硬件部分设计 (7)3.1拾音器 (7)3.2放大器的设计 (7)3.2.1前置增益放大器 (7)3.2.2输出功率放大器 (8)3.3滤波器设计 (9)3.4单片机选型 (12)3.4.1AT89C52介绍 (12)3.4.2引脚简介 (13)3.4.3主要功能及其特性 (14)3.4.4中断 (14)3.5采样保持电路 (15)3.6 D/A转换器DAC0832 (15)3.6.1DAC0832内部结构及引脚 (16)3.6.2 DAC0832工作方式 (16)3.7 A/D转换电路设计 (18)3.7.1 A/ D转换的常用方法 (18)3.7.2 ADC0809的主要特性和结构 (18)3.7.3 ADC0809管脚功能及定义 (19)3.7.4 ADC0809工作方式 (20)3.8键盘电路 (22)3.9存储器的选取 (23)4软件设计 (26)4.1编程工具软件Keil C51 (26)4.2 Protrus软件设计 (26)4.3软件程序的设计 (27)4.3.1程序总体流程图 (27)4.3.2子程序设计 (28)4.3.3系统仿真 (30)5结论 (32)6致谢 (33)参考文献 (34)附录 (36)外文资料 (41)外文翻译 (48)1绪论1.1课题背景语音信号处理是信息科学的一个重要分支，伴随着大规模集成技术的高度发展以及计算机技术的飞速前进，推动了语音信号处理技术的快速发展。
DSP语音信号采集与处理回放系统
1.4 课题研究的主要内容 涉及内容包括: 熟悉 DSP 的集成开发环境 CCS，了解各芯片的用法和配置连接；分析和比较实现 DSP 语音压缩和解压缩的基本算法和类型, 增加语音压缩程序和解压程序，本课题采用 A 律 压缩和解压；考虑存储空间的大小和未来扩展的问题,添加 EPROM。 功能实现: 通过对 DSP(5402)和语音芯片(AIC23)进行配置，可以实现实时回放功能；通过 HPI 接口进行扩展，利用 A 律对接受和发送的语音信号进行压缩和解压，结合外部存储器对 数据进行存储和处理，从而实现录音和回放功能。
5.4.1 5.4.2 5.4.3
A 律压缩........................................................... 25 A 律压缩原理....................................................... 27 A 律压缩流程图..................................................... 29
5.5 扩展外部储存 ......................................................... 31 第 6 章 调试 .............................................................. 33 6.1 语音采集与实时回放功能调试 .......................................... 33 6.2 语音采集与实时回放系统存储数据调试.................................... 33 总结 ..................................................................... 35 致谢 ..................................................................... 36 参 考 文 献 .............................................................. 37
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A/D转换芯片AD574。
该芯片是高速12位逐次比较型A/D转换器，内置双极性电路构成的混合集成转换显片，具有外接元件少，功耗低，精度高等特点，并且具有自动校零和自动极性转换功能，只需外接少量的阻容件即可构成一个完整的A/D转换[5]。
基于DSP的语音采集与回音效果的系统实现
基于DSP的语音采集与回音效果的系统实现数字技术的应用几乎已经渗透到现代科技的每一个角落，而数字音频技术则是应用最广泛的领域之一。
现在大量的数字音频设备已相当成熟，利用软件在已有的硬件平台上实现不同的功能已成为一种趋势，软件编程的灵活性给很多设备增加不同的功能提供了方便。
和其它数字系统一样，DSP系统具有许多模拟系统所不具备的优点，如灵活、可编程，支持时分复用，易于模块化设计，可重复使用，可靠性高等。
随着DSP技术的发展，以DSP为内核的设备越来越多。
基于DSP技术的开发应用正在成为数字时代应用技术领域的潮流。
在实际生活中，当声源遇到物体时一般会发生反射，反射的声波和声源声波一起传输，听者会发现反射声波部分比声源声波慢一些从而形成回音。
而现在，在已知一个数字音源后，也可以利用计算机，以数字方式通过计算来模拟回声效应。
简单地讲。
就是在原声音流中叠加延迟一段时间后的声流来实现回音效果。
如此产生的回音，我们称之为数字回音。
1 主要器件介绍本设计选用的TLV320AIC23是TI公司生产的一款高性能的多媒体数字语音编解码器，它的内部ADC和DAC转换模块带有完整的数字滤波器，其数据传输宽度可以是16位、20位、24位和32位，采样频率范围为8～96 kHz，并可通过控制接口来编辑该器件的控制寄存器，同时可支持SPI和I2C两种控制模式。
TLV320AIC23的控制模式由MODEM管脚决定，本系统选用I2C模式。
TMS320VC5509A是TI公司C5000 DSP系列中的新一代产品。
该DSP对C54X 有很好的继承性。
并与C54x源代码兼容，从而有效地保护用户在软件上的投资。
TMS320VC5509A功耗低、成本低，并可在有限的功率条件下保持最好的性能。
2 系统方案设计2.1 系统工作原理该回音系统中的I2C接口模块由串行数据SDA和串行时钟SCL组成，SDA 和SCL均为双向接口。
连接在同一总线上的I2C设备可以工作在多主线工作模式下。
语音信号采集与回放系统设计(FPGA)
数字化语音存储与回放系统 实验指导一、 数字语音处理1、 语音信号的采样（1）采样频率人耳可听到20Hz ～20KHz 的声音，但实际上人说话的声音带宽主要集中在300Hz ～3400Hz ，如电话线的带宽一般约为3KHz 。
根据采样定理，语音信号的采样频率应为语音带宽的2倍以上，对于300Hz ～3400Hz 的语音带宽，取采样频率为fs=8KHz 。
（2）平顶采样实际系统中的语音采样脉冲有一定的持续时间，即属于平顶采样。
如下图：（Ts 为采样间隔，τ为采样保持时间）平顶采样可以看成是理想采样后，再经过一个冲激响应是矩形的网络来形成的：stx(t)δ(t)不难进行下述推导： xs(t)= x(t)δ(t)= x(t)∑∞−∞=−n nTs t )(δ xsf(t)= xs(t)*h(t)==τττd t h xs )()(−∫∞∞−∑∞−∞=−n nTs t h nTs x )()(xsf(t)的频谱为: Xsf(ω)= Xs(ω)H(ω)=∑∞−∞=−n Ts H s n X /)()(ωωω 矩形脉冲的H(ω)= A τ2/)2/sin(ωτωτXsf(ω)= TsA τ∑∞−∞=−n s n X 2/)2/sin()(ωτωτωω由此可以看出，平顶采样时，加权项2/)2/sin(ωτωτ使信号频谱发生了变化，造成语音信号高频分量有部分损失，语音回放时失真。
实际PCM 系统中，均采用采样保持电路来提高输出信号的强度，为得到最大输出信号，通常取τ=Ts 。
Xsf(ω)= A∑∞−∞=−n Ts Ts s n X 2/)2/sin()(ωωωω加权项为：fsf fs f /)/sin(ππ分析该加权项：对fs=8KHzf=0时 ～ 0dB ； f=300Hz 时 ～ -0.02dB ； f=3400Hz 时 ～ -2.75dB 为了抵消平顶采样所产生的这种孔径失真，语音回放端需采用响应为)/sin()/(fs f fs f ππ的滤波网络进行频谱补偿。
声音采集与回放项目设计方案
声音采集与回放项目设计方案随着嵌入式系统开发技术的快速发展及其在各个领域的广泛应用，人们对电子产品的小型化和智能化要求越来越高，作为高新技术之一的单片机以其体积小、功能强、价格低、使用灵活等特点，显示出其明显的优势和广泛的应用前景。
在人们不断增长的物质与文化的需要下，电子产品在大众的生活，学习以及工作中的地位显的举足重轻。
电子产品不断的更新换代，消费者对电子产品的要求也越来越高，因此对电子产品的技术以及开发速度也带来不断的挑战。
计算机的诞生，给人类带来历史性的飞跃。
在现代的各种电子设计技术中，单片机技术已经作为主流的电子开发技术之一，所谓单片机(Single Chip Microcomputer)，是指在一块芯片中集成有中央处理器(CPU)、存储器(RAM 和 ROM)、基本 I/O 接口以及定时器/计数器等部件，并具有独立指令系统的智能器件，即在一块芯片上实现一台微型计算机的基本功能。
如果是简单控制对象，只需利用单片机作为控制核心，不需另外增加外部设备就能完成。
对于较复杂的系统，只需对单片机进行适当扩展即可，十分方便。
归纳起来，单片机及应用系统有以下特点：(1)单片机具有独立的指令系统，可以将我们的设计思想充分体现出来(2)系统配置以满足控制对象的要求为出发点，使得系统具有较高的性能价格比。
(3)应用系统通常将程序驻留在片内(外)ROM 中，抗干扰能力强，可靠性高，使用方便。
(4)由于系统规模较小，其本身不具有自我开发能力，一般需借助专用的开发工具进行系统开发和调试，而实际应用系统简单实用，成本低，效益好。
(5)应用系统所用存储器芯片可选用 EPROM、E2PROM、OTP 芯片或利用掩膜形式生产，便于批量开发和应用。
许多单片机(如 80C51 系列)的开发芯片和扩展应用芯片相互配套，降低了系统成本。
(6)由于系统小巧玲珑，控制功能强、体积小，便于嵌入被控设备之内，大大推动了产品的智能化。
如数控机床、机器人、智能仪器仪表、洗衣机、电冰箱、电视机等都是典型的机电一体化设备和产品。
语音采集与回放硬件电路图
前置放大器设计：前置放大器采用双拾音器差分输入，可有效地降低背景噪声。
电路图如下：
带通滤波器设计：两阶高通和两阶低通构成
电路图如下：
自动增益控制电路——AGC：利用放大器和场效应管（结型场效应管）共同组成的电路实现自动增益控制
该电路是为了实现发挥部分的要求而加入的。
AGC电路是利用场效应管工作在可变电阻区，漏极电阻受到栅极电压控制的特性来实现的，整个电路由包括场效应管在内的压控增益放大器，整流滤波电路，直流放大器组成，实现增益的闭环控制。
信号自输入端进入到电路中，运放A1构成压随器，作为输入级。
由运放A2构成反向放大器，其增益由场效应管的源极和漏极之间的电阻决定。
输出电压经过整流电路和滤波电路形成压控电压，加到场效应管的栅极，当压控电压发生变化时，源极和漏极之间的电阻亦发生变化，因此放大器的放大倍数也发生变化，因此当音频信号强时自动减小放大器的倍数，信号弱时自动增大放大器的倍数，从而实现音量的自动调节，达到自动增益控制的目的。
电路图如下：
带通滤波器2的设计：增益为1 电路图如下：
幅频校正电路设计：
电路图如下：
功率放大器设计：电路图如下：。
语音信号采集与回放系统的设计
２ 语音信号处理系统的硬件设计
本 语 音信 号 处 理 系 统 的 硬 件 部 分 主要 包 括 时 钟 电路 、 ／ Ａ Ｄ转 换 电 路 、 Ｐ Ｄ芯 片与 Ｄ Ａ转 换 电 ＣＬ ／ 路等几 部分 ， 硬件原 理 图如图 ２所 示 。 ２ １ 时钟 电路 ． 在本 系统 中 ， 用 １ ． ８ ｚ晶振 作 为原 始 采 ６ ３ ４ ＭＨ
１ 语音基础知识
声音 的三个要 素 是 ： 音调 、 强 、 色 。人 耳 对 音 音 ２ ＿ ２ ０ ｚ ５ － ２０ ０ Ｈ 的声音 有 反 应 。人 们谈 话 大 部 分有
Ｏ Ｅ端 ， Ｄ ０ ０ Ａ Ｃ ８９的 Ｅ Ｃ信 号 同 自身相 与 后输 出至 Ｏ
Ｘ ９３ Ｃ ５ ６的 Ｘ Ｎ Ｒ端 。 ＩＴ ２ ３ Ｄ Ａ转 换 电路 ． ／
＠ ２０ Ｓｉ Ｔ ｃ ． ｎｎ ． ０ ８ ｃ． ｅｈ Ｅ ｇｇ
语音信 号 采 集 与 回放 系统 的设 计
王 高华 孙 鹏 勇
（ 辽宁工程技术大学电子 与信息工程学院 ， 葫芦岛 １５ ０ ） ２ １５
摘
要
随着现代集成电路 与可编程芯片的不 断发展 ， 语音信 号的数 字化处理 应用越来 越广泛。提 出 了一种 由并行模 数转
形成 Ａ Ｄ采样 电路 。在 电路 中 ， Ｃ ５ ６的 Ｘ Ｓ与 ／ Ｘ ９３ Ｃ
图 １ 语音信号处理系统组成框图
Ｘ ＷＲ相与 后接在 了 Ａ Ｃ ８ ９的 Ａ Ｅ和 Ｓ Ａ Ｔ端 ， Ｄ ００ Ｌ ＴＲ Ｘ ９３ Ｃ ５ ６的 Ｘ Ｓ与 Ｘ Ｄ相 与后 接在 了 Ａ Ｃ ８ ９的 Ｃ Ｒ Ｄ ００
号 。本 文 就 是 使 语 音 信 号 通 过 模 ／ 转 换 电 路 、 数
第4章 实验5-1 语音信号采集与回放实验
DSP应用技术
3.McBSP的结构及工作原理
McBSP通道：一个数据通道和一个控制通道
数据通道功能：完成数据的发送和接收。 控制通道功能：包括内部时钟的产生、帧同步信号 产生、对这些信号的控制以及多通道的选择等。 控制通道还负责产生接口信号送往CPU，产生同步事件 通知DMA控制器。
1122 北京交通大学 国家工科电工电子教学基地
➢y[k]经D/A转换为模拟信号y(t)。
33 北京交通大学 国家工科电工电子教学基地
DSP应用技术
DSP进行信号采集与输出方法
Codec
DSP
x(t)
A/D
McBSP
CPU
y(t)
D/A
本实验利用DSP对模拟信号进行处理的模块
➢模拟信号x(t)经过TLV320AIC23B (内含A/D转换器)转换为数 字信号x[k],由DSP的片上外设McBSP1读入；
1100 北京交通大学 国家工科电工电子教学基地
DSP应用技术
3.McBSP的结构及工作原理
➢VC5502有3个缓冲多通道串行口：McBSP0(本板与外扩接口相连 )、McBSP1(本板和Codec相连)和(McBSP2本板和UART复用) ➢McBSP：多通道缓冲串行口(Multi-channel Buffered Serial Port)，是串行口的一种。
1144 北京交通大学 国家工科电工电子教学基地
DSP应用技术
McBSP接口的数据接收和发送
➢数据接收，即读外部数据： 外部数据从DR引脚进入，首先存放在接收移位寄存器
RSR[1,2]中，当一个完整的字接收完毕后，结果将
被复制到接收缓冲寄存器RBR[1,2]，最后再由RBR[1,2]
基于dsp的语音信号采集与回放系统的设计--开题报告
基于dsp的语音信号采集与回放系统的设计--开题报告————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：本科毕业设计(论文）开题报告题目:基于dsp的语音信号采集与回放系统的设计课题类型：设计□√实验研究□论文□学生姓名： XXX学号： XXX专业班级： XXX学院: XXX指导教师： XXX开题时间： 2011.32011年3月3日开题报告内容与要求一、毕业设计(论文）内容及研究意义（价值）语音处理是数字信号处理最活跃的研究方向之一，它是信息高速公路、多媒体技术、办公自动化、现代通信及职能系统等新兴领域应用的核心技术之一。
用数字化的方法进行语音的传送、存储、分析、识别、合成、增强等是整个数字化通信网中的最重要、最基本的组成部分之一。
一个完备的语音信号处理系统不但要具有语音信号的采集和回放功能, 还要能够进行复杂的语音信号分析和处理。
通常这些信号处理算法的运算量很大，而且又要满足实时的快速高效处理要求, 随着DSP 技术的发展, 以DSP 为内核的设备越来越多.为语音信号的处理提供了优质可靠的平台. 软件编程的灵活性给很多设备增加不同的功能提供了方便, 利用软件在已有的硬件平台上实现不同的功能已成为一种趋势。
近年来，随着DSP的功能日益增强，性能价格比不断上升,开发手段不断改进，DSP在数据采集系统的应用也在不断完善.二、毕业设计(论文)研究现状和发展趋势（文献综述）语音信号是最重要的信息载体之一。
随着计算机多媒体技术，网络通信技术和DSP （Digital Signal Processor)技术的飞速发展，语音的数字通信得到越来越多的应用,语音信号的数字化一直是通信发展的主要方向之一,语音的数字通信和模拟通信相比，无疑有着更大的优越性，这主要体现在以下几个方面：数字语音比模拟语音具有更好的话音质量；具有更强的干扰性，并易于加密；可节省带宽，能更有效的利用网络资源；更加易于存储和处理。
(3)语音信号采集与回放系统设计
语音信号采集与回放系统设计
【本科组】
一、任务
要求设计并制作一个语音信号采集与回放系统，其原理框图如下：
二、要求
1．基本要求
（1）前置放大器电压增益20 dB --40dB可调；
（2）带通滤波器：通带为300Hz～3.4KHz ；
（3）ADC采样频率为8KHz，DAC变换频率为8KHz；
（4）语音存储时间≥20秒；
2．发挥部分
在保证语音质量的前提下：
（1）ADC采样频率为16KHz，DAC变换频率为16KHz；
（2）语音存储时间增加至50秒以上；
（3）系统具有1/2慢放功能和2倍快放功能；
（4）（在扬声器处）输出正弦波，频率范围500 H z~3 KH z、步进1H z。
（5）其它。
四、说明
不能使用单片语音专用芯片实现本系统，图中前置放大器、带通滤波器、ADC三个模块需独立设计不得采用专用集成电路，对应DAC、带通滤波器、功率放大器也不得采用专用集成电路，三个模块独立设计。
语音信号采集与回放系统设计
摘要传统的磁带语音录放系统因其体积大、使用不便,在电子与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。
数字化语音存储与回放系统的基本原理是对语音的录音与放音的数字化控制。
其中，关键技术在于，为了增加语音存储时间，提高存储器的利用率，采用了非失真压缩算法对语音信号进行压缩后再存储，而在回放时再进行解压缩，同时,对输入语音信号进行数字滤波以抑制杂音和干扰,从而确保了语音回放的可靠质量。
该系统对语音信号分别采用了数据采集直寸直取,欠抽样采样和自相似增量调制等三种方法,完成了对语音信号32.7s、65.5s、147.4s的存储与回放。
前直AGC将语音信号控制在A/D转换器可控制的范围之内以保证话音信号采样不失真。
带通滤波器合理的通带范围有效的滤除了带外噪声，减小了混叠失真。
通过π的校正，回放语音清/πf/后级补偿电路对输出的语音信号进行了()()s fff/sin晰。
系统具有自动录音、手动录音、录放音时间显示以及掉电后保护语音信号等功能。
关键词：数字化存储，回放，数字滤波，采样，模/数转换，校正AbstractTraditional tape record system because of heavy using inconvenient volume their, receive a lot of restrictions in the use of the electron and information processing. The volume that this text puts forward is small and exquisite，the digitized pronunciation of the low power dissipation can substitute it with the playback system to store. Digitized pronunciation store systematic basic principle recording and to put sound in pronunciation digital control with playback. Among them, key technology lies in : For increase pronunciation store time , raise utilization ratio of memory , adopt non- distorted to compress algorithm go on after compressing storing to pronunciation signal, decompress in the playback ; Meanwhile, to input pronunciation signal carry on figure strain wave by suppressing noising and interfering, thus guaranteed the reliable quality of the playback of the pronunciation.Introducing the direct store & access of data collection，and AGC on acoustic signal respectively ，this system implements the storage an playback of acoustic signal which lasts for 32.7 seconds ,65.5sends or 147.4 seconds ; To insure the undistorted sampling of speech signal, the pre-AGC limits the speech signal within１the range that can be processed by A/D converter; the reasonable handwidth of hang-pass filter removes the out-hand noise efficiently and decrease the overlapdistortion; With the ()()ssffff/sin//ππemendation by latter compensable circuit ，the playback voice is very clear; Beside all above ，this system also realize the following funcitions: automatic recording manually recording manually recording ,record , record/play time display and the saving of speech signal when power-off .Keywords: Digital store，Playback Digital Filter，Sample，A/D Convert，Correct目录摘要...............................................................１ A b s t r a c t...........................................................１ 1绪言.............................................................３1.1课题背景...................................................３1.2课题研究的目的和意义.......................................３1.3国内外概况.................................................３ 2方案比较与论证...................................................４2.1方案一.....................................................４2.1.1语音编码方案：........................................４2.1.2A/D、D/A及存储芯片的选择.............................４2.2方案二.....................................................５2.2.1控制方式..............................................５2.2.2放大器及A/D、D/A芯片的选择...........................５2.3方案三.....................................................６ 3系统总体结构.....................................................６ 4电路设计.........................................................７4.1拾音器.....................................................７4.2放大器的设计...............................................８4.3有源带通滤波器设计.........................................９4.4可调稳压电源的设计.......................................１１4.5M C S—51系列单片机.......................................１１4.6D/A、A/D转换器..........................................２１4.6.1D/A转换器D A C0832的介绍............................２１4.6.2A/D转换器A D574介绍................................２２4.6.3单片机A T89C51和A D574的接口原理...................２３4.6.4存储器的选取........................................２５ 5软件设计.......................................................２７ 6总结与展望.....................................................２９ 7致 谢..........................................................３０２8参考文献.......................................................３１ 附录.............................................................３２绪言本文阐述了数字化语音存储与回放系统的研究背景、现状及发展方向，明确指出了传统的语音存储与回放系统的缺陷和面临的问题，以及数字化语音存储与回放系统的优点和发展前景。
数字化语音存储与回放系统(设计)
Key WordsSinglechip processor system,A/D conversion,D/A transformation,In Application Programming,Differential Pulse Code Modulation.
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目前，随着数字化信号处理技术的不断提高，单片机,数字信号处理器以及语音处理大规模集成电路的进步，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，尽管现在各种语言合成芯片,语音处理应用电路有许多，但都需要增加硬件投资，在一些由单片机构成的测控系统中，由于单片机接口有限，还需要扩宽硬件接口线路，本文介绍的语音存储与回放系统中，没有使用专用的语音处理芯片，不需扩宽接口电路，只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）就能完成语音信号的数字化处理，即能完成语音的存储与回放，实现单片机测控系统的语音提示报警及语音提示操作。因此特别适用于单片机测控系统，为单片机测控系统的语音报警及语音提示操作在几乎不需增加硬件投资情况下的语音处理提供了一种思路。
1)采用专用滤波器芯片的低通滤波器电路
1Hz~10kHz,在阻带频率初可达-60dB的衰减，采用+5V电压供电。MAX7403的引脚端封装形式和应用电路如图2.7所示。通过改变连接到芯片的时钟频率，即可获得所要求技术指标的低通滤波器，滤波器时钟信号CLK可采用自建始终或者是通过外部输入时钟。若采用外部始终，则fc=fclk/100;若采用内部时钟发生器，则连接到引脚端CLK和GND之间的电容Cosc=K×10³/fosc。
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 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1 课题的背景及意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 本文的主要内容及研究方法 (2)1.3.1 本文主要内容 (2)1.3.2 研究方法 (3)2 语音存储与回放系统总体设计 (4)2.1 设计要求 (4)2.2 实现方案的选择 (4)2.3 总体设计方案 (4)3 语音录放系统的硬件设计 (6)3.1 单片机控制电路设计 (6)3.1.1 AT89S52单片机简介 (6)3.1.2 晶振电路设计 (7)3.1.3 复位电路设计 (8)3.2 语音录入电路设计 (8)3.2.1 MIC简介 (8)3.2.2 语音录入电路设计 (9)3.3 语音处理电路设计 (10)3.3.1 ISD4004简介 (10)3.3.2 语音处理电路设计 (13)3.4 功放电路设计 (14)3.4.1 LM386简介 (14)3.4.2 功放电路设计 (15)3.5 按键控制电路设计 (16)3.6 状态显示电路设计 (16)3.6.1 LCD1602简介 (16)3.6.2 状态显示电路设计 (18)3.7 电源电路设计 (18)3.7.1 AMS1117简介 (18)3.7.2 电源电路设计 (19)4 语音录放系统的软件设计 (20)4.1 主程序设计 (20)4.2 按键处理子程序设计 (20)4.2.1 主要变量说明 (20)4.2.2 按键处理子程序设计 (21)4.3 语音处理子程序设计 (21)4.3.1 录音子程序设计 (21)4.3.2 放音子程序设计 (21)4.3.3 暂停子程序设计 (24)4.3.4 停止子程序设计 (24)5 电路仿真 (26)5.1 系统工作状态显示模块仿真 (26)5.2 系统输出放大模块仿真 (27)6 系统的制作与调试 (29)6.1 系统的制作 (29)6.1.1 电路板布线 (29)6.1.2 电路焊接 (29)6.2 系统调试 (29)6.2.1 硬件调试 (29)6.3.2 软件调试 (30)6.3.3 调试结果 (30)结束语 (31)致谢 (32)参考文献 (33)(附录) (34)附录1 原理图 (34)附录2 PCB图 (35)附录3 工作图 (36)附录4 源程序 (37)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。
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。
基于单片机控制的语音采集与回放系统设计研究
1引言目前，基于51单片机的语音采集回放系统种类繁多，但是在语音采集及回放的效果方面有的不甚理想。
为此，本系统利用AT89C51单片机[1]的精准控制，在采集通道采用射极跟随器隔离以及4阶低通滤波器滤波，保证采集语音的质量；在回放通道上，再次将存储的信号进行滤波放大和频率校正，进而保证回放语音的效果。
同时，系统采用了三种编码模式，并在三种编码模式下对语音回放的效果做出对比。
2系统硬件设计系统主体由语音处理前向通道、A/D 转换模块、单片机控制兼数据处理模块、D/A 转换模块、键盘显示模块及后向处理通道组成。
单片机构成系统的控制中心，控制功能选择和结果显示。
通过前级放大和加法器进行2.5V 抬升，将微弱的电信号的峰-峰值放大至MAX118可读取的0~5V ，中间由射级跟随器进行隔离，再通过300Hz~3.4kHz 的带通滤波器滤除噪声。
信号通过A/D 转换后进入单片机进行相应处理，然后经D/A 转换成模拟信号输出，后极通过300Hz~3.4kHz 的带通滤波器使之平滑，并用音频功放放大语音信号输出。
系统分为采集通道、控制单元和回放通道三个部分。
采集通道通过麦克风将声音转换成电信号，经射极跟随器、两级放大器、滤波器对转换后的电信号进行隔离、放大和滤波后，再对声音信号进行A/D基于单片机控制的语音采集与回放系统设计研究崔浩斌，刘伟（中船重工纵横科技有限公司，湖北宜昌443000）摘要:介绍了一种采用不同编码方式的语音信号采集与回放系统的设计方案，该系统以AT89C51单片机为控制核心，主要结构由语音前级处理通道、A/D 转换模块、单片机控制兼数据处理模块、D/A 转换模块、键盘模块和后级处理通道组成，实现了语音的采集与回放功能。
系统采用32kB 的62256芯片作为语音存储介质，在PCM 、DPCM 、IV 三种编码模式下都能较好地实现语音回放功能。
整个系统结构简练、友好，具备较高的性能指标，设计的整体实现具有一定的实用参考价值。
TMS320C6727的音频采集处理与回放系统设计
TMS320C6727的音频采集处理与回放系统设计TMS320C6727是德州仪器（Texas Instruments）推出的一款高性能固定点数字信号处理器（DSP）。
该DSP芯片在音频领域应用广泛，可以进行高质量的音频采集、处理和回放。
本文将以TMS320C6727为基础，设计一个音频采集处理与回放系统。
系统主要分为三个部分：音频采集、音频处理和音频回放。
音频采集部分负责从外部音频源获取音频信号，并将其转换为数字信号。
音频处理部分对采集到的音频信号进行处理，如滤波、均衡等。
音频回放部分将处理后的音频信号转换为模拟信号，并输出到扬声器或耳机。
音频采集部分通过模拟到数字转换器（ADC）将外部音频信号转换为数字信号。
TMS320C6727具有多个高精度ADC，可以同时采集多个音频通道。
采集到的音频信号以数字形式存储在DSP的内部存储器中。
音频处理部分将采集到的音频信号进行不同的数字信号处理操作。
首先，对音频信号进行采样率转换，以适应不同的应用场景。
接下来，可以应用滤波器对信号进行滤波，以去除噪声或增强特定频率范围的信号。
此外，还可以实施均衡器对音频信号进行频域调整，以改变音频信号的音色。
这些操作都可以通过TMS320C6727的硬件引擎来加速处理，提高处理效率。
音频回放部分负责将处理后的音频信号转换为模拟信号，并输出到扬声器或耳机。
通过数字到模拟转换器（DAC），将数字音频信号转换为模拟音频信号。
然后，通过功放将模拟信号放大并驱动扬声器，以产生音频输出。
回放部分还可以集成音量控制电路，以调节音频输出的音量大小。
除了以上三个主要部分外，还可以添加更多功能，如音频编解码器（CODEC），实现不同音频格式的编解码功能；或添加USB接口，以实现与计算机的连接，方便数据传输和控制。
这些功能可以通过外围芯片和TMS320C6727之间的串行接口进行连接。
总之，TMS320C6727的音频采集处理与回放系统设计可以根据具体应用需求进行扩展和完善。
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语音采集与回放系统设计l 竞赛真题 l 总体方案选择 l 具体方案设计 l 设计阶段划分一、竞赛真题1999 年第四届 E 题 数字化语音存储与回放系统 一、题目：数字化语音存储与回放系统 二、任务 设计并制作一个数字化语音存储与回放系统，其示意图如下：三、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）带通滤波器：通带为 300Hz～3.4kHz ； （3）ADC：采样频率 fs= 8kHz，字长= 8 位； （4）语音存储时间≥10 秒； （5）DAC：变换频率 fc= 8kHz，字长= 8 位； （6）回放语音质量良好。
2．发挥部分 在保证语音质量的前提下： （1）减少系统噪声电平，增加自动音量控制功能； （2）语音存储时间增加至 20 秒以上； （3）提高存储器的利用率（在原有存储容量不变的前提下，提高语音存储时间） ；（4）其它（例如： 四、评分意见校正等） 。
项目满 分 50 50 15 5 15 15基 设计与总结报告： 方案设计与论证， 理论分析与计算， 电路图， 本 测试方法与数据，对测试结果的分析 要 实际制作完成情况 求 完成第一项 发 挥 完成第二项 部 完成第三项 分 完成第四项 五、说明 不能使用单片语音专用芯片实现本系统。
训练侧重点 l 题目中给出一些提示性设计参数，设计中应予以重点理解1. 放大器 1 的增益，放大器 1 的增益为 46dB 2. 带通滤波器的频率范围通带为 300Hz～3.4kHz（方便测试） 3. AD 采样的字长和采样频率（保证公平竞争）l题目中部分非技术性指标在培训中可以适当简化1. 语音存储与回放时间≥10 秒 2. 语音存储时间增加至 20 秒以上；二、总体方案选择1. 控制平台选择 2. 前级放大模块 3. 带通滤波器 4. 模数、数模转换部分 5. 存储器 6. 编码方案1. 控制平台选择供选平台： A. B. 单片机平台 FPGA 开发平台选择依据：速度、存储器、接口 速度要求： A. B. C. D. 8K 采样速率 8K 回访速率 显示刷新速率 按键响应时间要求在 125us 的时间内完成 AD 转换控制或者是 DA 转换控制，数据的压缩或者 是解压，显示刷新，按键响应。
若采用单片机控制，晶振选择 12M，则 125us 可执 行 125 个机器周期，平均约为 62 条指令。
基本可满足要求。
存储器要求： 20s 存储时间，20s*8K/s=160K byte 接口要求：AD，DA，存储器，显示、键盘2. 前级放大模块前级通道用来将话筒输出的微弱语音信号放大到 ADC 要求的输入模拟信号量化范围内， 并尽可能的减少输入噪声。
前级通道中最重要的是信号放大部分，有以下几种实现方案。
方案一：采用差分放大电路，语音信号通过双话筒输入，减少差模输入，降低温漂。
方案二：采用 AGC 自动增益控制电路，控制放大信号范围，使得随着输入语音信号的 大小不同自动调整放大倍数。
方案三：直接放大电路。
采用多级可调增益放大电路，第一级主要用于减少噪声干扰， 放大倍数不是很高，第二级为可调增益放大，根据实际语音信号选择放大倍数。
采用最普通 的 741 芯片，最通用的反向放大电路。
在实际测试过程中，我们发现从话筒输出的信号在 50mV-100mV 之间，这对于只有几个 mV 的噪声来说，已经具有比较高的信噪比，而不需要采用 a）b）方案。
另外，a）方案要求 有两个输入，即要接双话筒，但如果从两个话筒中输出的信号差别不大时，反而减小了信号 幅度，降低了信噪比；b）方案设计电路较为复杂。
3. 带通滤波器为了避免不必要的干扰和杂波，系统前向通道和后向通道各设计了一个带通滤波器，其 带宽为 300Hz-3.4KHz。
此带通滤波器采用一级高通滤波和两级低通滤波构成，由于大部分 干扰和噪声都分布在频谱的高频段， 采用两级低通滤波器能大大增加低通滤波器的性能； 而 对于低频段，其噪声都比较少，采用一级就足够了，这样大大减少了电路的复杂性、降低成 本。
上述滤波器都采用二阶有源滤波器，其性能稳定，且幅频特性良好，电路设计简单。
具体设计参数可参考谢自美《电子线路设计实验测试》作为工具书。
4. 模数、数模转换部分由于语音信号的带宽是 300Hz-3.4kHz,故根据抽样定理至少需要有 6.8k 的采样率,实际 中一般是 8k 的采样率,用 AD0809 就能达到这一要求。
ADC0809 的最大工作频率为 1.28Mhz，也就是转换时间约为 80us，能达到所要求的采样 速率。
并且，ADC0809 的字长为 8 位，便于单片机读取。
DA 采用 DAC0832，输出频率设定 8kHz，字长 8 位，电路设计简单实用。
5. 存储器存储器采用 65256 芯片， 32k 的存储空间.如果不采用任何压缩技术， 即 可以存储并回放 4s 的时间。
若采用插值法或 DPCM 方法可以使存储时间达到 8s。
在存储以及回放的处理过程 中，为了能在 1/8000s=125us 的时间内完成。
必须对代码进行最大可能的优化，以减少程序 执行时间。
题目中基本要求存储时间为 10s，发挥部分要求为 20s，都可以通过扩展存储器来实现， 并不是项目设计的关键点。
重要的问题是在不增加储存器的情况下，延长存储时间。
6. 编码方案方案一： 即采即放 PCM 模式， 采用 8kHz 的采样率， 录音时将 0809 的转换数据存入 RAM， 放音时将 RAM 中的值送给 0832 转换，实现直接录、放音，时间可达 4s。
方案二：ADM 编码模式，即自适应增量编码方式，属于改进型的增量编码技术。
将八 位存储空间分成 8 份使用， 每个 bit 只用一位码记录前后语音采样值 S(n)、 S(n-1)的比较结果， 若 S(n)>S(n-1)，则编码为 “1”, 反之则编码为“0” 。
这种技术可将语音的转换数码率由 32 kb/s 降低到 8 kb/s,可大大增加存储时间，但是这种编码模式噪声较大，信号将会有比较严 重失真。
方案三：差分脉冲编码 DPCM 模式，其数学表达式为： 8 e(n) = S (n) A(n 1) 7(S (n) A(n 1) < 8) (-8 < S (n) A(n 1) ≤ 7) (S (n) A(n 1) > 7)其中， S ( n ) 表示当前采样值， A( n ) 表示增量的累加值， A( n 1) 作为预测值， e( n ) 表示 差分值，以四位存入 RAM 。
方案四：插值 IV 模式，将采样率改为 4KHz，录音时间增加至 8s。
放音频率仍为 8KHz， 但在 RAM 中的每两个数据之间插入它们的平均值再送给 0832，故放音时间也为 8s。
方案一能保证语音清晰，但时间太短，方案三、四的放音时间依次增加，可根据不同的 按键设置不同功能，根据用户按下按键的不同进行相应的录、放音方案，这样可以比较各种 编码方案的优劣。
方案二回放的效果比较差，最终没有采用。
三、具体方案设计系统框图如下图所示:1. 语音输入和放大A. 拾音器直接上拉 5V 使用 驻极体话筒（咪头、拾音器）输出电压约几十毫伏，经过射随后进入后级放大。
驻极体 话筒的接法如下：B.使用 1V 来驱动拾音器（偏方）实验发现，话筒在基本无声时的电阻为 1.5k 左右。
因此采用 1.5k 的电阻与它串联。
话 筒在电压为 1V 的电压驱动下声音的波形比较完美。
于是我们采用一级运算放大器将 5V 的 电压缩小到 1V。
话筒敏感较高，方向性差。
单端放大，平均电压值在零点处上下波动，于是必须用电容 隔去直流。
如果直接在话筒输出处用 104 的电容隔去直流，放大后的信号不是很理想。
于是 我们先采用 503 的电位器来产生偏置电压， 来平衡无声时直流电压， 放大后再用 104 电容隔去因波动产生的直流。
具体电路如下所示。
2. 语音放大A. 直接放大器 放大器采用两级放大，以减小噪音，提高信噪比。
其电路如下：B.差分放大器差分放大器的电路图如下图，其中增益 Av=[1+(R3+R4)/R]RF/R5 , R1=R2,R3=R4,R5=R6,RF=R7, C1=C2=30PF,C3=C4=100uF, R 用 100k 的电位器使增益可以调节。
3. 滤波器的设计此带通滤波器由一个低通滤波器和一个高通滤波器级联而成。
每一个低通/高通由两级构 成。
（设计参数参考《电子线路设计实验测试》 ，最好能够用方针软件 multisim 仿真一下） A. 低通滤波器电路图如下B.高通滤波器电路图如下4. 加法器ADC0809 的参考电压选择+5V，则其采集的电压信号范围是 0 至+5V。
语音信号是双极性信号，可正可负（滤波器输出信号幅值约为±2.5V）. 因此有必要加一直流偏置电压（约为+2.5V） ，使语音信号变为单极性信号（0 至+5V） ， 保证 ADC0809 采样有效. 同时前面的放大和滤波电路应尽量将信号变化范围控制再 5V 稍小一些。
保证其有一定 的采样精度。
反相加法器由一片集成运放 741 构成,具体电路入图。
也可采用同相加法器。
5. 功率放大器经带通滤波器的音频信号需要用到喇叭外放， 故本系统增加了外放功能。
前端放大器采 用通用型的音频功率放大器 LM386 来完成。
电路如下， 该电路的增益为 50~200 倍连续可调， 增益由 R1，R2 控制输出端接 R3，C4 串联电路，以校正喇叭的频率特性，防止高频自激。
脚 7 接 110Uf 去耦电容，以消除低频自激。
为了便于该功放在高增益的情况下工作，将不使 用的输入端脚 2 对地短路。
6. AD 转换器 ADC0809 电路原理图CLK START OE IN10 6 9 26 27 28 1 2 3 4 5 25 24 23 22 13CLK START OE IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 ADD A ADD B ADD C ALE GND ADC0809VCC11+5 DATAD0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 EOC REF+ REF-17 14 15 8 18 19 20 21 7 12 16 EOC +5ADD A ADD B ADD C ALE7. DA 转换器 DAC0800 电路原理图+12 DATA 0.1uF C2 1 5 6 7 8 9 10 11 12 3 C3 0.1uF -12 VLC B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 VEE DAC0800 VDD IOUT IOUT VREFVREF+ COMP 13 4 2 15 14 16 C1 0.1uF 4.7kΩ R2 R3 4.7kΩ +5 +12 2 6 3 R1 4.7kΩ -12 4 OUTPUT R4 +12 7 AD8111, 5, 84.7kΩ四、设计阶段划分 题目分析 1、最经典的电子系统之一，设计了电子系统设计的各个方面。