用51系列单片机实现语音输出

用51 系列单片机实现语音输出
本文是一编介绍如何通过 51 系列单片机来实现语音输出的文章，相信现在大家可以轻松地在网上，各种书本上找到如何用单片机来实现音乐及各种报警声的输出。

当我在撑握了各音乐及报警声的输出技巧后，我就一直在想，是否可以用单片机实现语音的输出？且要如何才能实现语音的输出？后来在我查找和学习了各方面的资料后，终于找到了一种可以使单片机实用语音输出的方法，并且是一种很简单的方法，下面我就同大家分享我的成果。

原理在这样的，先在电脑中用COOL EDIT PRO 2.0 来记录我的语音，记录完成后再进行一定的编辑和处理，把一些多余的声音删去（因为在这里一秒的语音数据就要占去 8k 的空间）。

然后再通过这个软件把我所要的语音信号输出转换为取样率为 8k 的数据（为文本格式），然后再编程使单片机每间隔 1/8k 秒输出一字节的数据。

这样每一次输出的 8 位数据通过 DAC0800 数模转换，转换成相应的电流信号，然后再通过运放 LM358 转换成电压信号来驱动扬声器来发出语音信号。

下面就一步一步详细教大家如何完成这些工作。

1．硬件
我们先按图（1）用面包板焊接好所需的线图（我就是用面包板做的），有条件的朋友可以自已做热转印板或请 PCB 厂家加工。

只要大家的元零焊接正确且参数正确，硬件部份是没问题的。

元零的参数如下：
R1 R2 R4 R5 R6——1k
R3———2k
C1 C2———30P
C3———100P
C4———10uF
Y1———12M
U1———89C52
U2———DAC0800
U3———LM358
图（1）
2．软件
写入到单片机中的程式如下面所示。

每个指令我做了注释，相信大家应都可在看得明的了。

******************************
dac_out equ p2 ;定义 p2 口为 DAC 的数据输出端口;
*****************************
org 00h
jmp start ;程式从 100 开始
org 0100h
start:
out_loop:
mov p2,#0h ;清 p2 口
mov dptr,#dac0800_table ;取 DAC 输出数据的首址到 dptr 中
mov a,#0h ;清累加器 A
movc a,@a+dptr ;取 A+dptr 所指位置的数据到累加器 A 中
mov dac_out,a ;把刚才取出的数据送到 DAC 输出口 p2
call delay_125us ;延时 125us,也即是 1/8k
inc dptr ;dptr 指针加一
cjne a,#255d,out_loop ;识别到了数据的结尾，不是则继续。

jmp $ ;送完所有的语音数据后，程式运行到此
delay_125us: ;延时 125us 的子程式
mov r5,#55
djnz r5,$
ret
dac0800_table: ;DAC 数据的首址
；***************************星号之间是处理好的数据
db 119
db 120
db 121
db 122。

db 107
db 114
；***************************
db 255 ;此 255 是数据结束标志
end
大家要注意的是，在程式中 db 119 到 db 114 之间的数据（为十进制）是我从 cool edit pro 2.0 中转出来的语音数据，而 db 255 这一行是我自已加入去的数据结束示志位，而不是数据。

因为单片机的空间有限，所以我的程式的取样率定的是 8K（我觉用 8K 的取样率语音质量也不差了），比较小（但一秒钟也有 8000 行数据），所以程式每输出一行数据要延时 125US(1/8K)，如果延时时间不对，语音会变调，大家到时可以试试，很爽的。

另如果在软件 COOL EDIT PRO 2.0 中的数据取样率有所变动，在单片机的程式中的延时时间也要相映变动。

取样率越大数据所占的空间就会越大，这里就是为什么我选用 AT89C52 的原因了，52 有8K 的程式空间，而一秒钟的数据也是 8K，当我取不到一秒钟的数据时再加上几十个字节的程式空间，就刚可以放入到 52 中去了。

大家可能觉一秒钟的语音太少了，不够爽。

那怎么办？有两个为法，一是选用空间更大的单片机，另一办法是扩展外部的数据空间，外接一个 EEPROM 这样就行了。

扩展多大你就看着办吧，呵呵！是不是。

3．语音数据的处理
在 PC 机中可以进行语音数据处理的工具软件实用太多了，但我试了各种软件，还是觉得 COOL EDIT PRO 2.0（大家可以在网上下载这个软件，我用的就是汉化版的）这个工具软件用得比较顺手，所以下面我就按这个软件来价绍如何进语音数据的处理。

图（2）就是这个软件的界面，不错吧！
图（2）
（1）打开此软件后，点击软件左上角的“文件”菜单选择“新建“命令就可进到图（3）所示的选项界面。

图（3）
（2）进入图（3）的选项界面后，按图中所示的选项进行设定就可以了。

点击“确定”按钮后就完成了对将要采样的语音信号的格式定义，如图（4）所示就是确认后的界面。

这样下一步就可以开始记录我们需要的语音信号了。

图（4）
（3）在开始录音之前，大家要做的工作就是先在电脑上插上一个话筒（大家可以在电脑市场买到，如果有条件也可以自已做一个，很简单的，找来一个驻极体话筒，焊上两根线，其中与话筒的外壳相连的是地，另一为信号输出端，再在线的另一端焊上一个立体声插头就可以了），接着确认你的话筒是否能正常工作。

（4）完成输入设备话筒的准备工作后，大家就可以开始录音了。

点击图（5）中红色的录音按钮就可以开始录音，这时你就可以对着话筒说话。

这样此软件就会记录下你的语音信息了，再次点击红色的按钮你就完成了语音输入的工作，数据如图（6）所示。

接下来就你需要对刚才录下的语音信息进行编辑处理。

图（5）
图（6）
（5）你需要将图（6）中的语音信号的头尾处没用的数据删掉，删掉后的数据如图（7）所示。

大家可能会觉删掉头尾的数据后怎么两图会相差那么远，其实你删除头尾的数据后软件会自动拉长，所以就会变成这样了。

同时大家在处理数据时也要相应地注意一下左下角的时间值如图（8）所示(图（8）所示的时间为 0.9 秒，数据所占空间为 7K 左右)，以保证在一秒以内，因为现在选用的是有 8K 内存空间的 89C52，所以数据加程式不能大于 8K(用 8000 的采样率，一秒就占用 8K 的空间)，如果大家用更大空间的单片机，记录的数据就可以相应更大一些。

大家就自已计算了。

图（7）
图（8）
（6）完成数据的处理工作后，就可以输出此数据了。

点击左上角的“文件”菜单选择“保存为”的命令，就会出现图（9）所示的对话框，大家按图所示那样将刚才处理好的数据保存为文本格式（*.TXT）就完成了本步骤的工作。

完成后的数据如图（10）所示。

不知大家是否有注意到图中的数据都没有大于 255 的（当然啦 8 位的取样采一定不会大于 255 的）。

图（9）
图（10）
（7）完成数据输出后，还要做一些简单的处理。

在每一行数据的前面加上“DB”。

只有这样处理后，单片机的程式才能调用。

可能大家又会问，这 7000 多行我一行一行要加到何时啊，大家不要急，开始时我就是这样一行一行处理的，共花了几个钟的时间才加好，但到了后来我想到一个好办法。

下面我就教大家这个好办法。

（8）大家先打开微软的 EXCEL,将你输出的数据文件中的数据部份复制到 ECCEL 中，将数据的头部删去，注意是复制到第二列，如图（11）所示。

图（11）
（9）完成上面的工作后，再利用 EXCEL 的特殊复制功能（这个功能是这样的，你先在第一行输入“DB”，再选取这一个栏，接着按着 CTRL 键，再点选这一栏进行拖动，一直拖到再后一行，就可以了），在第一列复制出一列的“DB”，如图（12 所示)
图（12）
（10）完成加“DB”的工作后，就可以把这些处理好的数据复制到单片机的程式中了，结果如前面程式中所示。

好了，到了这一步，所有的工作就算已经完成了，大家接着好做的工作就是编绎程式，写入到单片机中，再插入到线路板，加上电源就可以工作。

爽吧！。