单片机语音控制系统

场 合。
主 要 负 责 语 音 信 号 的 输 入 、 换 、 理 、 贮 转 处 存
和 输 出 。ＭＣ 一 ５ ｓ ｌ单 片机 子 系 统 由 ８ ３ ０ １单 片 机 、 Ｐ ＯＭ２ ３ Ｅ Ｒ ７ ２存 贮 器 、 展 的 ］ｏ 接 口 扩 ／ 以及键盘和显示器组成 ， 要负责人机交互 、 主 系 统 管 理 和 对 ＹＹＨ４ ２语 音 子 系统 的 控 制 。 ０
时 存 贮 多段 语 音 内 容 的 功 能 ， 且 利 用 单 片 并 机 硬 件 易扩 充 和 可 编 程 等 特 点 ， 一 步 扩 充 进
系统 功 能 。
ｄ 系统具有 存贮和 显示 时间 、 ． 日期 等 电
子表功能 ， 可通过键盘 对其设置 、 改 。 并 修
２ 系 统 结 构 和 功 能
机 的 Ｐ ．输 出 高 电 平 到 ＹＹＨ４ ２的 Ｐ ＡＹ 。 ０ Ｌ
端， 时由Ｐ ． 这 １ ０和 Ｐ１ １ 中 的 Ｓ ＡＭ 中 指 ． 选 Ｒ
定 段 的 存 贮 内 容 将 读 人 ＹＹＨ４ ２ 经 过 语 言 ０，
信 号 处 理 后 ， 过 放 大 驱 动 电 路 送 人 扬 声 器 通
２ １ 系 统 结 构 ． 如 图 ｌ所 示 ， 系统 由 ＹＹＨ４ ２语 音 子 该 ０
系统 和 ＭＣ Ｓ一５ ｌ单 片 机 子 系统 构 成 。其 中 ，
３ 硬 件 设 计
３ １ ＹＹ ０ ． Ｈ４ ２语 音 子 系统 设 计
３ １ １ ＹＹ ０ ．． Ｈ４ ２简 介
ＹＹＨ４ ２语 音 子 糸 统 由 ＹＹＨ４ ２语 音 芯 片 ０ ０
时 存 贮 多段 内容 的 要求 。
为 此 ， 们 研 制 了 “ 片 机 语 音 控 制 系 我 单 统 ” 将 ＭＣ 一 ５ ， ｓ ｌ单 片 机 引入 ＹＹＨ４ ２语音 Ｏ 控 制 系 统 中 ， 用 单 片 机 控 制 ＹＹＨ４ ２的 采 Ｏ 录 、 、 等 信 号 ， 及 扩 充 的 存 贮 器 片 选 和 放 停 以 高 位 地 址 ， 而 实 现 了 任 意 扩 充 录 音时 间 、 从 同
样 频 率 的 前 提 下 ， 了 增 加 录 放 时 间 ， 将 为 现
ＹＹＨ４ ２与 两 片 Ｓ ＡＭ ６ ２ ６相 连 ， 全 部 ０ Ｒ ２５ 使 录放音时间扩充一倍 ， 并将 其 分 为 四 个 段 。 具 体 控 制 如 下 ： ＹＹＨ４ ２的 数 据 线 Ｄ， 将 ０ 一Ｄ。 、 地 址 线 Ａ。 一 Ａ。和 控 制 线 Ｒ／ 与 两 片 。 Ｗ Ｓ ＲＡＭ ６ ２ ６相 应 端 直 接 相 连 ， ２５ ＹＹＨ４ ２的 Ｏ
Ｃ Ａ Ｓ ＯＰ、 Ｅ Ｓ、 Ｔ Ｒ Ｃ和 Ｐ ＬＡＹ 控 制 端 。
数 字 键 配 合 使 用 ， 实 现 键 的 复 用 。 示 器 是 可 显 由 ６个 数 码 管 组 成 ， 据 系统 的 工 作 状 态 分 根 时显示 ： 时 、 、 ， 段 号、 放音时间 ， ① 分 秒 ② 录 ③ 年 、 、 星 期 ， 出错 信 息 。 月 日、 ④ 单 片 机 是 通 过 单 行 ＩＯ 接 口 ８ ５ ／ １ ５与 键
从 而 不 仅 可 扩 充 存 贮 量 ， 且 将 整 个 存 贮 器 而
分段 进 行管 理 。 存 贮 器 分段 的 定 义 如 下 ：
Ｐ１ （ ． ＣＳ） ｏ Ｐｌｌ Ａ ｌ） （ ‘ Ｓ ＲＡＭ
频 信 号输 出 ， Ｌ ８ 经 Ｍ３ ６放 大 驱 动 扬 声 器 发
声 。ＯＳ 、 Ｃ０为 外 接 电感 、 容 端 ， 生 Ｃ１ ＯＳ 电 产
盘 和数 码 管 相连 ， 了提 高 ８ ５ 为 １ ５的 驱 动 能
４ 软 件 设 计
４ １ 主程序模块 ．
如 图 ４所 示 ， 程 序 首 先 进 行 系 统 初 始 主 化 ， 括 栈 顶 设 置 、 时 器 工 作 方 式 和 计 数 初 包 定 值设置 、 中断 方 式 和 优 先 级 设 置 、 除 工 作 单 清
如 图 ２所 示 ， ＹＹＨ４ ２的 ＭＩ Ｉ Ｍ Ｉ Ｏ、 Ｉ ０ Ｃ 、 Ｃ ＡＤ
为 话 筒 （ Ｃ） 号输 人 端 。Ｖ 为 内 部 参 数 ＭＩ 信 电平 ， 过 一 个 ０ １ 电容 接 地 。Ｆ Ｌ 、 通 ． Ｉ ＩＤＡＯ 为 内 部 滤 波 器 外 接 元 件 输 人 端 。Ｆ Ｌ 为 音 ＩＯ
路 和 显 示 器 数 码 管 电路 共 用 位 选 线 的 方 法 。 由 于 键 盘 是 采 用 逐 行 扫 描 方 法 ， 码 管 显 示 数
是 采 用动 态扫 描 方 法 ， 因此 程 序 在扫 描 键 时 ， Ｐ 口输 出位 选 位 ， Ｂ 口输 出 为全 ０ 即数 码 Ａ Ｐ ， 管 全熄灭 ， 由于 扫 描 一 遍 键 盘 只 需 几 十 微 秒 时 间 ， 显 示 来 说 不 受 影 响 ， 扫 描键 盘 去 抖 对 而 动 时 间 所 需 为 延 时 （ — １ ｍｓ ， 好 由 数 码 ５ ０ ）正
元 等 。 后 系统 进 入 工 作 状 态 ， 设 置 标 准 时 然 先 间数 码 管将 进 行 时 间 计 时 显 示 。之 后 系统 可
力 ， 加 了两 片 ２ ４总 线 驱 动 器 。 １ ５的 Ｐ 增 ４ ８５ Ａ 口输 出 经 过 ２ ４驱 动 后 既 作 为数 码 管 的位 选 ４ 线 ， 作 为 键 盘 的 输 入 线 ； Ｂ 口 输 出 经 过 又 Ｐ
号 。 后 从话 筒输 入 语 音 信 号 ， 然 ＹＹＨ４ ２将 其 ０
处理 成 数 字 量 存 贮 在 指 定 的 Ｓ ＲＡＭ 段 中 。 单
片 机 可 通 过 Ｐ ．输 出 低 电 平 到 ＹＹＨ４ ２的 。 。 ０
Ｓ ＴｏＰ ， 其 停 止 录 音 。在 放 音 时 ， 单 片 端 使 由
中 ｒｓｔ是 复 位 键 ， ｈｆ 是 功 能 转 换 键 ， 和 ｅ ｅ Ｓｉ ｔ 它
管的扫描过程时 间 （ ６ 约 ＭＳ） 充 当 ， 以 这 来 所
种设计是合理的 。 单 片机 ８３ ０ １的 Ｐ １口作 为 输 出 控 制 口 ，
Ｐ 。 Ｐ 分 别 ～ …
．
一
控 制 ＹＹＨ４ ２语 言 子 系 统 的 ０
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单 片 机 语 音 控 制 系统
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哈尔滨船舶工程学院计算机系 张国印 张立民 王铁军
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摘 要 首先 ， 本文提出了单片机语音控制系统的系统结构 ， 然后介绍了由 Ｙ Ｈ ０ 语音芯 Ｙ ４２
但 是 ， 实 际 应 用 中 ＹＹＨ４ ２还 存 在 着 在 ０
一
些局限性 ， 一是一片 Ｓ 其 ＲＡＭ６ ２ ６ 或 Ｅ ２５ （ —
Ｐ ＲＯＭ２ ２ ６ 存 贮 容量 只 有 ３ ＫＢ， 音 时 间 ７５） ２ 录 短 ； 二 是 它 只能 存 贮 一 段 内容 ， 能 满 足 同 其 不
２ ４驱 动 后作 为 数 码 管 的 段 选 线 ； Ｃ 口接 收 ４ Ｐ
ｏ ｏ １ １
ｏ １ ｏ ｌ
ｏ 段 第 一 片 １段 ２ 段 第二片 ３段
ＹＹＨ４ ２的 工 作 频 率 ， 据 用 户 对 录 放 时 间 ０ 根
Ｔ 长短 的要 求 可 以选择 Ｌ 的 参数 ， Ｃ Ｔ一
１ Ｌ ／ ４ ＊４ ） ， Ｃ 越 大 ， 放 时 间 Ｔ 越 ６ Ｃ （７ ７ 秒 Ｌ 录 长 。如 选 电感 Ｌ一 １ ０ Ｈ， ０ ￣ 电容 Ｃ为 ２ Ｐ 则 ０ Ｆ，
图 １ 系 统 结 构
２ ２ 系统 功 能 ．
ａ 系 统 具 有 语 音 录 放 功 能 ， 作 为 固 体 ． 可 录音机使用 。 ｂ 系 统 可 同 时 存 贮 四 段 语 音 内 容 ， 可 ． 并 根据语音内容长短进行变长存 贮。 Ｃ 可 以 定 时 放 出 指 定 段 录 音 内 容 ， 音 ． 放 时间可编程 ， 且 设置时间顺序不受限制 。 并
Ａ。 和 闲 置 不 用 ， 改
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ｌ 微 小 型 计 算 机 开 发 与 应 用 １ ９ ． ２ ９５２
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发 声 。在 录 放 音 时 ， ＹＹＨ４ ２的 Ｂ Ｙ 为 高 ０ ＵＳ
电平 ， 晶体 管 导 通 ， Ｅ 发 光 ， 示 该 系 统 正 Ｌ Ｄ 表 处 于 录 放 音状 态 。
片 Ｓ ＲＡＭ６ ２ ６存 Ｌ ＲＥ ＴｏＰ分 别 为 放 音 、 音 录
和停止端 。 Ｖ 为 数 字 地 线 ， 。 模 拟 地线 ， Ｖ 为
两 种地 线在 电 路 板 中 只 有 一 个 公 共 接 点 。 ３ １ ２ 扩 充 存 贮 器 的 控 制 ．． 原 ＹＹＨ４ ２可 直 接 与 两 片 Ｓ ０ ＲＡＭ ６ ２ ６ ２ ５ 相 连 ， 放音 时 间长 短 与 一 片 Ｓ 录 ＲＡＭ６ ２ ６ ２ ５ 相 同 ， 是 采 样 频 率 提 高 了一 倍 。 不 提 高 采 只 在
３ ２ 单 片 机 子 系 统 的 设 计 ．
如 图 ３所 示 ， 片 机 子 系统 由 ８ ３ 单 ０ １单 片 机 、 序 存 贮 器 ２ ３ 、 址 锁 存 器 ３ ３和 并 程 ７２ 地 ７ 行 ＩＯ 接 口 ８ ５ ／ １ ５构 成 ， Ｕ 系 统 工 作 的 振 ＣＰ 荡频 率为 ６ ＭＨｚ 其 中 ８ ５ 。 １ ５接 口用 于 系统 扩 充 键盘和 显示 ， 以便 于 人 机 交 互 。 键 盘 是 由 １ ２个键 组 成 ， 别 定 义 为 数 字 键 ０ ９ 控 制 分 ～ ， 键 ｓ ｉ 和 ｒｓｔ １ ｈｆ ｔ ｅｅ ， ２个 键 排 成 ４ ×３矩 阵 。其
一
３ １ ３ 录 放 音 信 号 的控 制 ．． ＹＹＨ４ ２的 Ｐ ＡＹ 端 由 单 片机 的 Ｐ ． ０ Ｌ 。 控 制 ， 电平 有 效 ， 高 ＹＹＨ４ ２的 ＲＥ ０ Ｃ端 由 单 片 机 的 Ｐ 控 制 ， 电 平 有 效 。 ＹＹＨ４ ２的 高 ０ Ｓ ＯＰ端 由 单 片机 的 Ｐ ． 制 ， 电平 有 效 。 Ｔ 。控 。 低 在 录 音 时 ， 先 由 单 片 机 的 Ｐ 发 出 高 首 。 电 平 信 号 控 制 ＹＹＨ４ ２的 ＲＥ 端 ， 时 由 ０ Ｃ 同 单 片 机 的 Ｐ． Ｐ 。 和 ¨给 出 选 中 Ｓ ＡＭ 的 段 。 Ｒ