语音回放系统
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。
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。
基于单片机语音存储与回放系统
音频放大电路设计
谢 谢！
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
毕业设计175数字存储与语音回放系统
引言语言在人类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丝毫不差地记录下来也是人们一直思考的问题。
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控制。
使用单片机以及外部电路的配合完全可以达到语音存储与回放的目的。
本系统采用了美国ISD公司的专利产品ISD2590（录音90秒）语音芯片，此芯片具有音质自然、使用方便、单片存储、反复录放、低功耗、抗断电等特点。
该芯片采用模拟数据直接在半导体存储器中存储的技术，不需经过A/D或D/A转换。
因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声，避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和"金属声"。
片内信息可保存100年（无需后备电源），存储单元可反复录音十万次。
语音芯片的使用大大简化了本系统的设计过程。
该芯片的一大特点就是可分段录制声音并分段播放出来，通过89C51单片机对语音芯片进行控制完成录放。
随着科学技术的飞速发展，仅仅存储和回放语音是不够的。
语音技术正朝着语音合成和语音识别的方向发展。
智能翻译机、语音拨号、语音查询、语音自动定票系统、语音工业控制等等，可以想见，凡用计算机的地方都会有语音识别。
在计算机辅助教育方面，计算机就成为专业的家庭辅导教师；在幼儿进行启蒙教育的玩具中，语音识别也将倍受欢迎。
电脑语音合成技术即CTI（Computer Telephone Integration），是用计算机技术处理电话语音。
通常是建一个信息呼叫中心，用户打来电话时计算机会自动地一层层地转给相关部门，一直到为用户解决问题为止。
可想而知，随着语音合成技术研究的突破，其对计算机发展和社会生活的重要性日益凸现出来。
其应用和经济社会效益前景非常良好。
数字化语音存储与回放系统
摘要语音录放系统以AT89C51单片机为控制核心。
ISD2560是一种永久记忆型语音录放电路器件，它具有音质自然、使用方便、单片存放、反复录音、低功耗、抗断电等特点，广泛应用于许多领域。
ISD2560省去A/D和D/A转换器，集成度较高，内部包括前置放大器、内部时钟、定时器、采样时钟、滤波器、自动增益控制、逻辑控制、模拟收发器、解码器和480 KB的EEPROM。
为降低成本，在最小硬件设计基础上，系统功能尽可能用软件程序实现，利用C51高级C语言编程开发。
关键：词AT89C52单片机，ISD2560，语音录放前言单片机是一款功能强大，集成度非常高的数字处理系统。
它集成了ADC和PWM 的模块而且还有硬件滤波器！它基本上可以处理生活中实时性不太强的数字信号和模拟信号，并实现通信。
该课题设计基于AT89C51单片机，介绍和分析了录音器的基本原理，并作出较为简单的录音器模型展示其原理！主要运用了AT89C51单片机内部集成的ADC转换模块以及PWM功能，将从外部接收的模拟信号转换为数字信号，并存储在AT45DB41B存储芯片中，再将从AT45DB041B存储芯片中读取数字信号转化为模拟信号，送到外部的喇叭中进行播放。
主要功能有录音，存储，删除，放音等！AbstractThe voice recording system with AT89C52 MCU as the control core. ISD2560 is a permanent memory type voice recording circuit device, it has the quality of natural, easy to use, a monolithic storage, repeated recordings, low power consumption, power resistance and other characteristics, are widely used in many fields. ISD2560without A / D and D / A converter, high integration level, interior includes a preamplifier, an internal clock, timer, sampling clock, filters, automatic gain control, logic control, analog transceiver, decoder and480 KB EEPROM. In order to reduce the cost, the minimum based on the hardware design, system function as far as possible using a software program, using C51 advanced C programming languageKeywords: AT89C52, ISD2560, voice recording circuit目录第1章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 数字语音录放系统的发展 (1)第2章单片机控制语音录放系统的设计 (2)2.1总体方案论证 (2)2.2 单片机AT89C52 (2)2.3 ISD2560语音芯片 (4)第3章硬件电路及软件实现 (8)3.1 系统硬件电路设计 (8)3.2 系统软件设计 (10)第5章总结 (12)致谢.................................................................................................................. 错误！未定义书签。
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。
8.1数字化语音存储与回放系统设计
8.1数字化语音存储与回放系统设计8.1系统设计及需求分析8.1.1 语音存储回放系统的功能要求用FPGA 实现数字化语音的储存和回放功能。
基于开发板DE2下，用QuartusII 软件进行verilog 编程，要求如下：1．语音频率范围：人耳能够听到的声音频率范围为20Hz~20kHz ，而一般语音频率位于300Hz~3.4kHz 之间。
2．语音采样频率：根据奈奎斯特采样准则，采样频率必须大于模拟信号最高频率的两倍。
语音频率最高为3.4kHz ，因此语音采样频率可取8kHz 。
3．ADC 与DAC 位宽：均为8位。
ADC 的位宽决定了信号的采样精度，DAC 的位宽一般与ADC 的相同。
4．语音存储时间：不少于4s 。
语音存储时间的长短取决于存储器的容量，例如存储容量为32KB 的静态随机存储器（SRAM ）可以存储4.096s （8kHz ⨯8位⨯4.096s=32KB ）的语音数据。
5．能够回放存储的语音信号，且回放语音质量好8.1.2 设计分析我们采用模块化的设计思想，实现各个功能模块，然后汇总成我们的语音储存与回放系统。
顶层模块包括SRAM 的控制单元，其中包括SRAM 读取和SRAM 写入，音频控制器，对WM8731L 写入时钟，控制数据的传送时钟信号，PLL时钟分频，对输入的50MHz 的音频进行分频，得到18.4MHz 的音频芯片主频率。
其中数据通过顶层模块来实现和SRAM 、ADCDAT 、DACDAT 的对接传送，I2C 总线来控制音频芯片写入寄存器配置，设置音频设备的输出输入模式和数据的传送方式及数据的位数。
图8.1.1 模块划分结构图那么根据所分的几个模块，我们一个一个来实现，先实现SRAM的读写数据，再通过I2C总线对WM8731L音频芯片进行控制字的设置，最后完成对信号的AD/DA转换。
各个模块完成后，在通过一个总的模块例化各个模块里的module就能实现最后的功能。
语音回放系统的Matlab实现研究
文献标识码 ：A
文章编号 ：1 67 2 - 3 7 91 ( 20 08 ) 03 ( b) - 0 0 80 - 02
近年来，伴 随着高科技日新月异的发 展 ， 对 数 字 信 号处 理 的 研 发 也 潜 移 默 化 地 发生 了深 刻的 变 革。 在研 究和 工程 应用 中， 往往 需要 进行大 量的 数学 计算。 MA T L A B 是 一 种 功 能 强 大的 科 学 计 算 和 工程 仿真 软件 。Si mu l i n k 是 MATLAB 提供 的一 种可视 化仿真 模型 库，通过 Si mul i n k， 用 户 可 以 快 速 地 构 建 和 运 行 仿 真模 型 ， 根 据 仿 真 结 果 分 析 系 统 性 能 ，并 且 从 中 分 离 出 影 响 系 统 性 能 的 关 键 因 素 ，找 出 最 优 的 系统配置 方案。
2 系统建模与仿真测试 2 . 1 建 立数 字音 频 回放 系 统模 型 的步 骤：
( 1) Ma t l ab ，在命令 行内输 入 Si mu l i nk 回车进 入 Si mu l i n k 界面 。
( 2) 通过 Fi l e- >Ne w mo de l 新建一 个模 型。
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。
基于C8051F360语音存储回放系统源码
语音存储回放——系统软件设计班级：电科0801 姓名：学号：语音存储回放系统软件的基本功能是通过按键控制系统实现录音与放音。
录音（语音的存储）时，采集语音信号并将采集的数据存入M25P16中；放音（语音的回放）时，从M25P16中读取数据送DAC。
一、设计题目设计并制作一个数字化语音存储与回放系统，设计要求：①前置放大器增益可调，功率放大器输出功率≥0.5W。
②带通滤波器：通带为300Hz~3.4kHz。
③ADC：采样频率fs=8kHz,字长8位。
④语音录放时间≥60s。
⑤DAC：变换频率fc=8kHz，字长8位。
⑥回放语音质量良好。
⑦采用语音压缩算法，增加录放时间。
在建立系统软件的框架时，应考虑以下几个问题。
⑴人机接口的功能设计语音存储与回放系统的人机接口功能比较简单，按照功能要求要求只需要3个功能键：“擦除”键、“录音”键、“放音”键。
“擦除”键有效时，单片机调用擦除子程序将M25P16中数据整片擦除，以便进行录音操作。
“录音”键有效时，单片机以8kHz的频率采集语音信号，并将数据写入M25P16中。
当“放音”键有效时，单片机通过读数据子程序从M25P16中取出数据送入DAC输出语音信号。
语音存储与回放系统在工作时需要提示一些简单的信息，入显示三种工作状态：录音状态、放音状态、擦出状态，另外，需要显示录音和放音的时间。
根据设计方案，语音存储与回放系统的单片机子系统采用并行总线单片机最小系统，人机接口采用LCD模块和矩阵式键盘。
根据键盘的工作原理，当键有效时，单片机通过执行INT0中断服务程序读取键值。
单片机根据读取的键值，执行相应的键处理程序。
这里需要考虑的是，键处理程序放在INT0中断服务程序中还是放在主程序中。
如果将键处理程序放在INT0中断服务程序中，则单片机在执行键处理程序时，无法响应同级别的中断，影响程序的效率和实时性。
因此，将键处理程序放在主程序中，INT0中断服务程序只需要读取键值并设置一个键有效标志。
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。
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。
数字化语音存储与回放系统
设计课题五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 ；
＝8kHz，字长＝8位；
（3）ADC：采样频率f
s
（4）语音存储时间≥10秒；
（5）DAC：变换频率f
＝8kHz，字长＝8位；
c
（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。
数字化语音存储与回放系统报告
数字化语音存储与回放系统报告摘要： 本系统对语音信号采用时域处理方法中的数据采集直存直取的方法，完成了对语音信号3.75秒的存储与回放；前置手动增益控制将语音信号控制在A/D 转换器可处理的范围内以保证话音采样不失真；带通滤波器合理的通带范围有效地滤除了带外噪声，减小了混叠失真；通过后级滤波电路以及功放电路对输出的语音信号进行了后续处理，回放语音清晰；并有两个按键控制语音存储与回放功能，第二次录音将自动删除前一次录音。
关键词：直取直存 存储 回放 带通滤波1方案设计与论证本题目是设计制作一个数字化语音存储与回放系统。
要求前置放大器的增益为46dB ，增益可调；带通滤波器，带宽为300Hz ～3.4kHz ；ADCkHz ，采样频率fs=8字长=8位；语音存储时间≥10秒；DAC 变换频率fc=8kHz ，字长=8位；且要求回放语音质量好（话音清晰、失真小、杂音少）。
方案考虑如下。
1.1语音编码方案论证语音是一维时间信号，由于是表示语言声音的信号，所以不是恒定的，信号的性质随时间变化很大。
为了充分利用有限的存储空间，并不失真地传送语音信号必须对采集后的语音信号进行进一步压缩，即语音压缩。
所谓语音压缩，是为了声音信号更大信息量的传送与记忆而压缩数据，并有效地回放声音的过程。
语音压缩可由将语音信号采集，并利用适当的量子化形式的压缩符号化或预测符号化等进行。
现代常用的语音信号表示方法如用生成模的参数表示声音时，参数的数据率为5K 比特/秒左右，与波形符号化相比，参数表现的数据率显著变低，若使用声音生成模，则以利用声音信号分析而得的模的参数为基础，可进行声音的再合成。
在听觉上得到的与原声音没有多少不同的合成声音。
参数的数据率为信号波形数据率的101以下， 所以可进行高效的声音数据压缩。
单从声音的存储与压缩率来考虑，生成模参数表示法明显优于信号波形表示法。
但要将之应用于单片机，显然信号波形表示法相对简单易实现，具有很强的可行性。
基于FPGA控制的数字化语音存储与回放系统
基于FPGA控制的数字化语音存储与回放系统一．功能说明数字化语音存储与回放系统的作用是对语音进行录音和放音，并实现数字化控制。
能够做到语音回放的方法有很多，本课题研究的是基于FPGA控制下的语音存储与回放系统。
关键词：语音录放；数模转换；模数转换；FPGA二．基本原理通过拾音器获取声音信号，然后经过放大器1把信号放大，再通过带通滤波器滤除带外的低频信号和高次谐波，保证语音信号不失真地通过滤波器，而后信号通过模数转换电路将模拟量转换为数字量，再经可编程器件送给存储芯片。
回放过程与存储过程相反，最后通过耳机将拾取的声音回放出来，其示意图如图1.1所示。
1. 此电路系统的参数及要求如下：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 ；＝8kHz，字长＝8位；3.ADC：采样频率fs4.语音存储时间≥10秒；＝8kHz，字长＝8位；5.DAC：变换频率fc6.回放语音质量良好。
不能使用单片语音专用芯片实现本系统。
图1.1 数字化语音存储与回放系统示意图2.数字化语音存储与回放系统硬件电路2.1放大器1即音频信号放大电路音频信号放大电路如图1.2所示。
第一级放大（－4.7）倍。
IRFD120实现自动增益控制，当开关打到1的位置是增益自动控制，当开关打到2的位置是手动控制。
增益自动、手动控制是利用场效应管工作在可变电阻区，漏源电阻受栅源电压控制的特性。
第二级放大（＋101）倍。
第三级放大倍数可调最大（－20）倍，保证ADC0809满量程转换。
图1.2 音频信号放大电路2.2带通滤波器带通滤波器如图1.3所示。
实测带通300Hz～3300Hz。
保证语音信号不失真地通过滤波器，滤除带外的低频信号和高次谐波。
图1.3 带通滤波器2.3模数转换电路模数转换电路如图1.4所示。
题目要求采样频率f＝8kHz，字长＝8位，可s选择转换时间不超过125μS的8位A/D转换芯片，ADC0809的转换时间为100μs，可选用ADC0809。
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。
电子竞赛-数字化语音存储与回放系统
压缩与扩张:实现非均匀量化的方法之一 特点: 对输入模拟信号进行压缩处理后再 均匀量化 。
方案4 基于FPGA控制的数字化语 音存储与回放系统
1、数字化语音存储与回放系统硬件电路
放大器1即音频信号放大电路 音频信号放大电路如图2所示。第一
级放大(-4．7)倍。IRD120实现自动增 益控制，当开关打到1的位置是增益自 动控制，当开关打到2的位置是手动控 制。增益自动、手动控制是利用场效 应管工作在可变电阻区，漏源电阻受 栅源电压控制的特性。第二级放大 (+101)倍。第三级放大倍数可调，最大 (-20)倍，保证ADC0809满量程转换。
通过麦克风接收模拟信号，通过ADC0809转换为数字信号，存储在内存单 元中，再通过开关选通存储通道，把数据存到存储器中去。 (2)放音子程序 读取存储文件上的相应数据，通过DAC0832转换，再用扬声器进行输出。 (3)文件的存放和读取 完成将数据存储和取出的操作。
图6 8253定时/计数器电路
数模转换(DAC)电路 DAC如图6所示。题目要
求变换频率fc=8kHz，字长 =8位，可选择转换时间不 超过125μs的8位D／A转换 芯片，DAC0800的转换时 间为100ns，可选用 DAC0800。存储芯片输出 的数字量经可编程器件图9 送给DAC0800 DAC电路， 将数字量转换为模拟量。
回放时，由程序控制从文件中提取出数字语音数据， 然后送入DAC0832转换成模拟信号，最后送入扬声 器回放出来。其中ADC0809以及DAC0832的采样频 率由8253定时/计数器产生，由程序控制其运行。
方案* 硬件设计
系统的组成大致有以下几部分：模拟信号放大电 路，电平提升电路，A/D转换电路，D/A转换电 路以及8253定时/计数电路。系统硬件电路框图 如图1所示。
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徐州师范大学科文学院本科生课程设计课程名称：电子综合设计题目：语音录放系统的设计专业班级：学生姓名：学生学号：日期：指导教师：科文学院教务部印制一、课程设计目的、任务和内容要求：具体设计任务如下：1．熟悉语音录放系统的工作原理；2．设计出语音录放系统的设计方案；3．连接硬件电路加以实现；4．撰写课程设计报告。
设计要求：设计并制作一个数字化语音存储与回放系统。
放大器1的增益为46dB，放大器2的增益为40dB，增益均可调；带通滤波器：通带为300Hz～3.4kHz ；ADC：采样频率fs ＝8kHz，字长＝8位；语音存储时间≥10秒；DAC：变换频率fc＝8kHz，字长＝8位；回放语音质量良好。
二、进度安排：第1~3天：查找资料，进行需求分析和概要设计；第4~6天：各模块的详细设计；第7~12天：软件实现与调试；第13~14天：写课程设计报告并提交源程序。
三、主要参考文献：[1] 张常年:ISD4004语音芯片的工作原理及智能控制系统中的应用[J].电子元件与材料，2001，6月．[2]．《第四届全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编（1999）》，北京理工大学出版社，2001[3] 高洪亮、张国忠、杨杰，基于ISD4004的电梯语音系统设计[J]，电子技术2005，9月．[4] 何立民，嵌入式系统的定义与发展历史[M]，机械出版社，2005年，6月[5] 詹荣开，GCC中文手册[M]，电力出版社，2001年，3月．指导教师签字：年月日目录目录 (I)摘要 (II)ABSTRACT (II)1 概述 (1)1.1课题的背景和意义 (1)1.1.1设计概述 (1)1.1.2 课题背景 (1)1.1.3设计要求 (1)1.1.4设计意义 (2)2 设计方案简述 (3)2.1系统工作原理 (3)2.2设计方案 (3)2.3核心器件ISD1420介绍 (3)2.3.1 概述 (3)2.3.2 ISD1420简介 (4)2.3.3 芯片特点 (4)2.3.4 芯片引脚功能 (5)3 详细设计 (7)3.1ISD1420芯片应用 (7)3.2ISD1420引脚详细说明 (7)3.3芯片操作模式 (9)3.4ISD1420最小化系统的录放 (11)3.5键盘控制模块 (12)3.6录音和放音模块 (12)3.7芯片程序编写 (12)4 设计结果及分析 (15)5 总结 (16)参考文献 (17)摘要本系统以ISD1420芯片为核心，实现了数字化语音存储与回放的功能。
ISD1420 系列芯片是较为常用了语音录放集成电路，一般多用于语音电话、留言机等设备。
更可于单片机实现接口，进行语音分段录放音的功能，可用于自动报时器，汽车自动报站器等设备。
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。
数字化语音存储与回放系统，以微处理芯片为核心，具有语音可控、回放灵活、无磨损、可靠简单等特点。
因而在各类公共设施、智能仪表、家用电子产品等领域有着广泛的应用。
关键词：ISD1420；语音录放集成电路；语音录放；信息存储AbstractThis system to ISD1420 chips are introduced for core chip, realized the digital storage and playback speech function. Series chip is relatively commonly used ISD1420 chips are introduced the voice recording integrated circuits, more commonly used for voice calls, message machine. More to be in single chip microcomputer interface, for voice like the sound of piecewise function, can be used for automatic timer, car stops to the equipment.The traditional magnetic tape voice recording system with their large size, difficult to use, in electronic and information processing in the use of by many restrictions. This paper, small size, low power consumption of digital voice storage and playback system will can replace it. Digital voice storage and playback system is the basic principle of voice recording and playback of digital control.Keywords：ISD1420; voice recording circuit; voice recording; information storage1 概述1.1课题的背景和意义1.1.1设计概述现在的语音存储手段为磁带记录，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。
所以数字化存储方式是未来发展的趋势。
我们在这里将语音信号的存储建立在数字化的基础上。
1.1.2 课题背景目前,许多应用系统中都需要语音存储和回放处理。
若用专用的语音芯片来处理,有时会缺乏灵活性,难以满足不同场合的需要。
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,不需扩展接口电路,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等。
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。
1.1.3设计要求1．熟悉基本电路的工作原理；2．认识该电路中元器件，并熟悉其功能；3．掌握设计电路的调试方法；4．熟悉电路简单的故障分析方法；5．撰写论文，自我评价综合设计作品的总体性能与指标1.1.4设计意义该语音电路产品，具有音色自然、使用方便、单片存储、反复录放、扩展容易、功耗低微、不怕断电等许多特点，通过扩展外部设备，基于ISD4004的语音产品在通信导航设计、智能仪器仪表、治安报警系统、自动售货机、电子地图、电子导游机、车载信息终端语音播报、公共汽车语音报站器、电磁报层背景音乐播放系统、语音讲解仪、电话自动应答系统、便携式语音记录装置、电子词典、语言复读机、语言音乐教学仪、智能玩具、高档电子礼品等许多领域，都有着极其广泛的应用2 设计方案简述2.1 系统工作原理人耳能听到的声音频率范围为20Hz～20kHz,而一般语音频率最高为3. 4kHz。
数字化语音存储与回放系统的基本思想是将模拟语音信号通过模数转换器(A /D)转换成数字信号,再通过单片机控制存储在存储器中;回放时,由单片机控制将数据从存储器中读出,然后通过数模转换器(D /A)转换成模拟信号,经放大在扬声器(或耳机)上输出语音2.2 设计方案采用基本的硬件电路，主芯片ISD1420直接控制整个语音电路，电路结构简单，一般较为常用。
这个最小化系统有一个LED指示灯、三个微动开关，可以对芯片的录音、播放、停止进行控制。
S3（RECORD）为录音键，按住它时LED灯点亮，此时为录音状态，当录放达到最大时间值或中途放开S3 录音按键即停止录音。
S2（PLAYL）为放音键，按一下它就可以播放录音，当放音达到录音的尾声时或中途按下了S1停止键则停止放音。
S1为停止键，当放音过程中按下S1停止键停止放音。
如果有待机时按住S1 则开始放音，放音直到录音的尾声或中途放开S1 键。
当芯片处于录音状态时LED点亮，当芯片放音结束时LED会闪亮一下。
2.3核心器件ISD1420介绍2.3.1 概述ISD1420 系列芯片是较为常用了语音录放集成电路，一般多用于语音电话、留言机等设备。
更可于单片机实现接口，进行语音分段录放音的功能，可用于自动报时器，汽车自动报站器等设备，如果采用具有语音处理的16 位或32 位处理器实现同样的功能将会增大开发的周期和成本，会使本来简单的系统更加的复杂。
2.3.2 ISD1420简介ISD1420 为美国ISD 公司出品的优质单片语音录放集成电路，由振荡器、语音存储单元、前置放大器、自动增益控制电路、抗干扰滤波器、输出放大器组成。
一个最小的录放系统仅由一个麦克风、一个喇叭、两个按钮、一个电源、少数电阻电容组成。
录音内容存入永久存储单元，提供零功率信息存储，这个独一无二的方法是借助于美国ISD 公司的专利——直接模拟存储技术（DAST TM）实现的。
利用它，语音和音频信号被直接存储，以其原本的模拟形式进入EEPROM存储器。
直接模拟存储允许使用一种单片固体电路方法完成其原本语音的再现。
不仅语音质量优胜，而且断电语音保护。
目前，ISD1420 系列有下列型号：ISD1408、ISD1410、ISD1412、ISD1416、ISD1420。
录放时间分别为：8秒、10秒、12秒、16秒、20 秒。
（ISD14XX——其中型号的后两位表示其录音的时间长度，单位是秒）2.3.3 芯片特点◎所需外围元件少，电路简单，操作方便。
◎采用直接模拟量存贮技术DAST（Direct Analog Strorage Technology），再现优质原声。
◎零功率信息存贮，省掉备用电源。
◎信息可保存10 年以上，可反复录放达10万次之多。
◎语音固化无需专用编程或开发装置。
◎较强的选址能力，可把存储器分成160段来进行管理。
◎具有自动省电模式，此时仅需0.5μA 的保持电流。
◎单一电源供电。
◎工作电压VDD：5V.◎静态电流ISTB：典型值0.85μA，最大值为2μA.◎工作电流IOP：典型值15mA,最大值30mA.2.3.4 芯片引脚功能图2-1 芯片引脚各管脚功能如下：A0～A7：地址输入端或控制命令输入端；当A7 A6同时为高电平时，A4-A0 为控制命令，否则，A7-A0为地址；VCCD：数字电路电源；VCCA：模拟电路电源，+5V；VSSD：数字信号地线；VSSA：模拟信号地线；SP+，SP-:音频信号输出端，连接8-16扬声器；XCLK：时钟控制端；ANAIN：模拟信号输入端；ANAOUT：模拟信号输出端；AGC：自动增益控制，调整芯片内部前置放大器增益，使录入信号不失真MIC：话筒输入端，通过电容藕合，连接驻极体话筒；MICREF：话筒参考输入端；PLAYE：放音控制脉冲触发端，该端输入由高电平向低电平跳变的下降沿时，芯片进入放音周期；PLAYL：放音控制电平触发端，当该端为低电平时，芯片进入放音周期；当该端为高电平时，停止放音；REC：录音控制端，当该为低电平时，芯片进入录音状态，录音期间该端必须保持低电平；RECLED：录音显示端，该端接发光二极管，在录音时做录音指示灯；NC：空脚3 详细设计3.1 ISD1420芯片应用图3-1 ISD1420 内部结框图ISD1420系列语音集成电路由内部时钟电路、自动增益控制电路、前置放大电路滤波器、差动功率放大器、电源电路、存储器EEPROM、地址译码电路、存储控制电路等组成3.2 ISD1420引脚详细说明地址输入（A0-A7）根据最高两位地址位的数值，地址输入有两种功能。