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]
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。
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。
完整版数字化语音存储与回放系统方案(附带程序)
本科生毕业论文（设计〉题目：数字化语音存储与回放系统的设计学生姓名： ________ 李进国学号：200611020180专业班级： ______ 电信06101班指导教师： __________ 彭光含完成时间：2018年5月10日目录摘要.......................................................................... (2)Abstract ................................................................2 引 (3)1系统的方案论证.......................................................................... (3)2系统硬件设计.............................................................................. . (4)2 . 1 拾音器.......................................................................... (5)2 . 2 放大器设计.......................................................................... (6)2. 3 可调稳压电源的设计.......................................................................... (8)2 . 4 AT89C51 介绍.......................................................................... (8)2 . 5 D / A A / D 转换器.................................................................................................................................................. 1 02.5.1D/A 转换器DAC0832 的介绍..........................................................................1 02.5.2 A / D 转换器D A 5 7 4 的介绍..........................................................................1 12 . 6 存储器的选择..........................................................................1 22. 7 键盘的设疋................................................................................................................................................... 1 3 3模块接□原理.................................................................................................................................................. 1 33 . 1 A T 8 9 C 5 1 和A D 5 74 的接口原理..........................................................................1 33 . 2 D A C 0 8 3 2 与单片机的接□原理..........................................................................1 53. 3 存储芯片与单片机的接□原理..............................................................................1 64系统接□总图..............................................................................1 6 3^5 系统的. 校正.............................................................................. .. (17)4软件设计.............................................................................. .. (19)5结论.............................................................................. ........................................................................... 1 9答谢.............................................................................. ............................................................................. 2 0 参考文献.............................................................................. ............................................................................. 2 0 附录：总程序...................................................................................................................................................... 2 1数字化语音存储与回放系统的设计专业：电子信息科学与技术姓名：李进国指导老师：彭光含摘要：本文介绍的数字化语音存储与回放系统将完全可以替代传统的磁带语音录放系统。
(最新整理)基于单片机语音存储与回放系统
2021/7/26
ADC与51单片机接口电路图
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2、 DAC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
一般的DA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 此选用了通用DA转换器DAC0832 。其与单片机连接方式如下图 ，片选采 用单片机IO口P3.2，当P3.2为低时有效。
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ADC与51单片机接口电路图
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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 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，
前端放大器采用通用型音频功率放大器LM386来完成。电路如 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 325mw。输出端接C4、R9串联电路，以校正喇叭的频率特性，防止 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 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。
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，只要依原先的采样值经DAC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。它主要 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。
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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 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 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 程。语音数字量可在单片机控制下存入存储器。
数字化语音存储与回放系统
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：三基本要求（1）放大器1，放大器2的增益为均可调；（2）带通滤波器：通带为300Hz～3.4kHz ；（3）ADC：采样频率f s＝8kHz，字长＝8位；（4）语音存储时间≥10秒；（5）DAC：变换频率f c＝8kHz，字长＝8位；（6）回放语音质量良好。
（说明：不能用专用语音芯片实现）四、设计原理需要的器件：8031单片机、74LS373 1片、74LS138 1片、ADC0809 1片、DAC0832 1片、62256 1片、LM386 1片、OP07、UA741若干语音由拾音器（话筒）采入，其峰值大约为20mv，经电容隔直去掉加在话筒上的直流分量后，再经过一级运放放大（放大倍数大约为5倍左右）使其输出幅度达到100mv左右。
为抑制噪音、提高信噪比，可将采集的语音信号通过一带通滤波器（频带范围为300HZ ─3.4KHZ）。
此滤波器为二阶有源带通滤波器，由低通滤波器（截止频率为3.4KHZ）、高通滤波器(截止频率为300HZ)级联而成。
其输出电压幅值约为100mv，再经过一级运放进行放大使输出电压幅值达到3v左右。
因为运算放大器的输出信号是对称的即可正可负，若直接将这个对称的信号给ADC0809的输入端将导致ADC采集不准确。
ADC0809的参考电压接的是+5v，故其采集的信号范围为0—5v。
从而一方面为保证ADC0809采样有效，另一方面保证它有一定的采样精度，我们使上述运算放大器输出的的信号（约3v左右）经过了一个偏置电路。
此偏置电路是由一个运算放大器UA741所搭建而成的加法器。
加法器的一个输入端接语音采集信号，另一个输入端接偏置直流电压（约1v），从而使加法器输出保证在0—4.5v之间，即保证ADC输出不出现负值的电压。
另外为了防止输入到ADC0809的电压过大（超过了5v）而出现ADC采样的不准确现象，我们还设计了一个由三极管构成的限幅器。
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。
基于单片机与CPLD的数字语音存储与回放系统
维普资讯
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滤波器输 出信号 幅值 为 士２５ ． Ｖ，因此须加 １个 ＋ ．Ｖ直 ２５
流 偏 置 电压 ，使 语 音 信 号 变 为 ０～＋ Ｖ的 单极 性信 号 ，使 ５
采用 多级放大 ，同时系统在加 法器输 入端及 Ｄ输入 端
均加上 射极跟 随隔离 ，减 少 系统 噪声 干扰 ，电路原理 图
电子世界 ２ ０ 年第 ４ １ ０７ 期 ９
－ ＿一
的模 式 ，同时液晶显示屏显示提示 信 息、录、放音的时间长度信号。
总体设 计
系统 组 成 框 图如 图 １所 示 ，主 要 由语 音 处 理 前 向通 道 、 Ｄ 转 换
—ｌｌ ￣ 。 ｌ ７ ５ 哪Ｒ Ｒ ４＾ｌ ＿ ｃ 一 Ｎ ４ ４ ｋ ６
－ ＇
２ｋ ７
硬 件设计
前级放大模块 因话 筒的输 出阻抗不 可忽略 ，故放大 前须 进行隔 离 ，尽量 减小信号 输 出阻抗 ，本文采 用射极
图 １
跟 随隔离 电路 。话筒 输 出的 电压 峰 一峰值 约几 百 毫伏 ，
数字化语音存储与回放系统
摘要文章介绍了一种数字化语音存储与回放系统的设计方法，该系统以单片机89C52为中心，采用两片AT628128存储芯片(128KB)构成256KB的外部存储器来存放采集的语音数据,前端语音信号采集部分采用ADC0809实现模数转换,后端语育信号回放部分采用ADC9764实现数模转换,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,以控制系统的语音信号采集开始、存储和回放等。
同时，外围电路辅以带通滤波器和放大器等电路对信号进行滤波放大,实现了语音信号的高保真度存储与回放。
关键词：单片机;语音存储;语音回放目录1前言 (4)2系统总体方案设计 (5)3语音信号的数字化3.1语音信号的前端处理 (7)3.2采样理论 (7)3.2.1采样 (7)3.2.2 量化 (8)3.2.3 编码 (8)3.3 A/D转换器的设计 (9)3.3.1常见A/D转换器种 (9)3.3.2系统设计对A/D转换器的要求 (10)3.3.3模数转换芯片ADC0809简介 (10)4语音信号的存储4.1存储方案的选择 (12)4.2 FIFO特点简介 (13)4.3 扩展SRAM 仿真FIFO (13)5语音信号的回放5.1数模转换器设计 (14)5. 1. 1 AD9764 .............................................................. 芯片简介145. 1. 2 ............................................................. AD9764芯片的工作原理15 6软件设计 (17)参考文献 (19)致谢 (20)第一章前言目前，许多应用系统中都需要语音存储和回放处理。
按照经典的信号与系统理论，语育信号为模拟信号; 而计算机系统建立在二进制基础上，使用的是数字信号。
那么，利用计算机处理语音信号就必须先将其数字化，并将其储存、实现回放。
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。
(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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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。
凌阳的16位单片机就是为适应这种发展而设计的。
它的CPU内核采用凌阳最新推出的µ’nSP™（Microcontroller and Signal Processor）16位微处理器芯片（以下简称µ’nSP™）。
围绕µ’nSP™所形成的16位µ’nSP™系列单片机（以下简称µ’nSP™家族）采用的是模块式集成结构，它以µ’nSP™内核为中心集成不同规模的ROM、RAM和功能丰富的各种外设接口部件。
µ’nSP™内核是一个通用的核结构。
除此之外的其它功能模块均为可选结构，亦即这种结构可大可小或可有可无。
借助这种通用结构附加可选结构的积木式的构成，便可形成各种不同系列派生产品，以适合不同的应用场合。
这样做无疑会使每一种派生产品具有更强的功能和更低的成本。
µ’nSP™家族有以下特点:●体积小、集成度高、可靠性好且易于扩展µ’nSP™家族把各功能部件模块化地集成在一个芯片里，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统扩展，以适应不同用户的需求。
●具有较强的中断处理能力µ’nS P™家族的中断系统支持10个中断向量及10余个中断源，适合实时应用领域。
●高性能价格比µ’nSP™家族片内带有高寻址能力的ROM、静态RAM和多功能的I/O口。
另外，nSP ™的指令系统提供具有较高运算速度的16位×16位的乘法运算指令和内积运算指令，为其应用增添了DSP功能，使得µ’nSP™家族运用在复杂的数字信号处理方面既很便利，又比专用的DSP芯片廉价。
●功能强、效率高的指令系统µ’nSP™指令系统的指令格式紧凑，执行迅速,并且其指令结构提供了对高级语言的支持,这可以大大缩短产品的开发时间。
●低功耗、低电压µ’nSP™家族采用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，µ’nSP™家族的工作电压范围大，能在低电压供电时正常工作，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。
1.2 SPCE061A单片机1.2.1 SPCE061A单片机概述SPCE061A是继µ’nSP系列产品SPCE500A等之后凌阳科技推出的又一个16位结构的微控制器。
目前有两种封装形式：84引脚的PLCC84封装和80引脚的LQFP80贴片封装。
主要性能是：·16位µ’nSP微处理器;CPU时钟：32768Hz~49.152MHz ；·工作电压：VDD为2.4~3.6V(cpu), VDDH为2.4~5.5V(I/O)；·可编程音频处理；·内置2K字SRAM、内置32K FLASH；·32位通用可编程输入/输出端口；·2个16位可编程定时器/计数器(可自动预置初始计数值)；·32768Hz实时时钟，锁相环PLL振荡器提供系统时钟信号；·2个10位DAC(数-模转换)输出通道；·7通道10位电压模-数转换器(ADC)和单通道语音模-数转换器；·16系统处于备用状态下(时钟处于停止状态)耗电小于2µA@3.6V；·14个中断源：定时器A / B，2个外部时钟源输入，·声音模-数转换器输入通道内置麦克风放大器自动增益控制(AGC)功能；·具备触键唤醒的功能；·使用凌阳音频编码SACM_S240方式(2.4K位/秒)，能容纳210秒的语音数据；·具备异步、同步串行设备接口；·具有低电压复位(LVR)功能和低电压监测(LVD)功能；·具有保密能力；·具有WatchDog功能（由具体型号决定）·内置在线仿真电路接口ICE（In- Circuit Emulator）；1.2.2 结构概览SPCE061A的结构如图1-1所示：图1-1 SPCE061A 结构图1.2.3 芯片的引脚排列和说明SPCE061A 有两种封装形式，一种为84个引脚的PLCC84封装形式；61A PLCC84实物图如1-2,引脚排列如图1-3；另一种为80个引脚，如图1-4所示。
图 1-2 SPCE061A PLCC84图1-3 SPCE061A PLCC84引脚排列 图1-4 SPEC061A LQFP80 引脚排列1.2.4 芯片特性SPCE061A 系统参数特性如下所示：各引脚特性介绍如下：IOA0-IOA15(41-48,53,54-60脚)：I/O 口A ，共16个。
IOB0-IOB15(5-1,81-76,68-64脚)：I/O 口B ，共16个。
OSC31I(13脚)：振荡器输入。
在石英晶振模式下，是石英元件的一个输入脚。
OSC32O(12脚)：振荡器输出。
在石英晶振模式下，是石英元件的一个输出脚。
XRESB(6脚)：复位输入。
若这个脚输入低电平，会使控制器被重置复位。
XICE(16脚)：ICE 使能端，接在线调试器PROBE 的使能脚ICE_EN 。
XICECLK(17脚)：ICE 时钟脚，接在线调试器PROBE 的时钟脚ICE_SCK 。
XICESDA(18脚)：ICE 数据脚，接在线调试器PROBE 的数据脚ICE_SDA 。
PVIN(20脚)：程序保密设定脚。
接GRD 。
PRUSE(29脚)：程序保密设定脚。
接+5V 。
DAC1(21脚)：音频输出通道1。
DAC2(22脚)：音频输出通道2。
V RES2(23脚)：2V 参考电压输出脚。
AGC(25脚)：语音输入自动控制引脚。