数字化语音存储与回放系统设计开题报告
语音存储与回放系统设计报告
语音存储与回放系统设计报告摘要：本系统以单片机2051和语音存储芯片ISD1420为核心，包括语音存储、语音回放、模式选择等多个模块。
本系统的特点在于语音存储时间长，可实现单段连续20S存储与回放，及分多段存储与回放，本系统还能实现循环放音的功能。
Abstract: In this system microcontroller 2051 and voice storing chip ISD1420 are used as the core, voice storie, voice backplay , modle selection are included in this system. The system has a long voice storing time, single of storing and replaying can last for 20 second, and several parts’s recording and replaying, the function of replay also can be realized.一方案论证1、总体方案论证方案一：以单片机8031为核心器件，以128K的RAM阵列为数据存储器的方法实现本系统的设计。
其实现框图如图1-1单片机8031的典型时钟为6MHZ，指令周期为2—8us，可在125 us采样间隔实行系统工作，并对A/D转换器输出的数字语音信号进行PCM线性编码。
采用此种设计方案存在着两方面的缺点，首先，8031单片机没有内部程序存储器，因而必须扩展外部存储器，这会大大的增加外围电路和硬件成本。
其次，采用PCM线性编码，虽然实施简单、易行且音质比较好，但其转换时每个模拟量的采样都需要一个字节的存储空间，存储利用率太低，且对小信号而言量化噪音干扰大。
方案二：以单片机89C51为系统的核心器件，并采用DPCM差分脉冲调制法进行调制。
语音存储与回放设计报告
电子设计报告语音存储与回放系统设计小组成员院系名称专业名称班级二○一四年 7 月 12 日语音存储于回放系统设计内容提要：本系统是一本系统是以DSP芯片为核心控制芯片设计的一款语音存储与回放系统。
该系统可以通过话筒采集语音信号然后经过放大器放大以及带通滤波器滤除干扰信号后通过AD转换过后由DSP芯片进行存储后通过DA转换进行回放，之后再进行滤波与功率放大通过扬声器输出语音信号。
整体的电路由语音采集电路、放大器电路、带通滤波电路、DA转换电路、控制与显示电路以及语音回放电路组成。
控制芯片通过AD转换将语音采集电路与放大滤波电路采集到的语音信号转换成数字信号后存储起来，之后通过DA转换输出语音信号，再通过滤波与放大后通过扬声器输出采集到的语音信号。
该系统可以较好的将语音信号采集并且存储与回放出来。
关键词：DSP 语音信号放大带通滤波 AD转换 DA转换目录1. 方案设计与论证 (1)1.1 系统总体方案 (1)1.2 前级放大电路设计 (1)1.3 滤波器设计 (1)1.4 AD与DA模块设计 (2)1.5 功率放大器设计 (2)2. 硬件电路设计 (3)2.1话筒电路设计 (3)2.2放大器设计 (3)2.2.1同相放大器设计 (3)2.2.2差分放大器设计 (3)2.3带通滤波器设计 (4)2.4加法器设计 (4)2.5 DA转换电路设计 (5)2.6功率放大器设计 (5)3. 软件设计 (6)4. 系统调试及数据分析 (6)5. 误差分析 (7)6. 参考文献 (7)语音存储与回放系统设计报告1.方案设计与论证1.1 系统总体方案本系统的设计主要是通过DSP控制芯片进行控制。
由话筒构成语音采集电路将语音信号转化成与之对应的电信号，再将电信号通过放大器与滤波器后进入有DSP芯片控制的AD转换器中，通过AD采样与转换后进入存储器。
再由存储器将数据输出后通过DA转换后通过滤波器与放大器后通过扬声器输出，这样就可以将语音信号进行很好的存储于回放。
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。
设计报告-语音存储与回放系统
课程设计报告课程名称综合电子设计题目语音存储与回放系统_________________________________ 指导教师杨鸿波设计起止日期2012年4月系别自控专业自动化学生姓名袁庚/李超班级/学号自控0904 2009010910/930成绩___________________摘要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。
本设计以单片机芯片STC89C52作为核心控制器，通过硬件电路的制作以及软件程序，制作出一个数字化语音存储与回放系统。
该系统使用Keil51软件为平台，使用C 语言编程完成了整个系统的编写和调试，主要包括语音处理前向通道、A／D转换、单片机、D／A转换、键盘显示模块及后向处理通道。
本次设计采用2片32k的HY62256存储器组成，基本实现了本次设计的各项功能和技术要求。
一、功能介绍语音存储与回放系统能够将语音先行录制，然后再回放，适合应用在一些需要语音播报功能的设备上，如公交车报站器、智能小家电、智能玩具等。
在一些实际应用中，一般录制是在产品出厂时，由专业人员进行录制，而在实际应用中只需要播放，如公交车报站器。
但在一些实际应用中，则需要用户既能随意录制，也能随意播放，如智能玩具。
语音存储与回放系统比较重要的两个指标是语音的最大录制时间和语音回放的质量。
语音的最大录制时间是由语音存储与回放系统的存储设备的容量来决定的，一般采用RAM，即为系统的存储容量。
在一般的单片机系统中，RAM的容量非常有限，需要扩展一定容量的RAM。
而语音回放的质量主要由系统中A/D以及D/A来决定，A/D与D/A的精度越高，语音的质量越好，同时系统的噪声抑制能力，如带通滤波器的优劣等，也会影响到语音的质量。
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。
课件-数字化语音存储与回放系统实验报告
数字化语音存储与回放系统摘要：本系统基于语音信号的数字化存储与恢复原理，采用A/D、D/A转换技术与语音信号的插值压缩算法实现该原理，完成了对语音信号的数字化存储与回放功能。
整个系统由前级信号处理、信号压缩及后级语音回放三部分组成，单片机及FPGA完成信号的压缩算法，模拟电路完成前级信号处理和后级语音回放。
语音存储时间可以达到8秒，系统噪声电平较低，语音回放效果良好。
关键词：插值算法；FPGA A/D；D/A目录一、方案论证与选择.................. 错误！未定义书签。
1．题目任务要求及相关指标的分析. (2)2．方案的比较与选择. (2)二、系统总体设计方案及实现方框图； (5)三、理论分析与计算 (5)四、主要功能电路的设计 (6)五、系统软件的设计 (8)1．基本内容. .................. 错误！未定义书签。
2．流程图注意要点. (8)六、测试数据与分析 (10)1．测试原理与方法. (10)2．使用仪器及型号. (10)3．测试数据结果. (10)4．数据分析. (11)七、总结分析与结论。
(11)八、参考文献 (11)、方案论证与比较1. 题目任务要求及相关指标的分析(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。
③ADC :采样频率f s= 8kHz，字长=8。
④语音存储时间＞10秒。
⑤DAC :变换频率f尸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，提高语音的存储时间)。
④其它(例如：：“［二校正等)。
2. 方案的比较与选择(1)前置放大电路的方案比较与选择：方案①：差分放大电路。
差分放大电路的具体实现有两种方法。
数字化语音存储与回放系统报告--设计报告
数字化语音存储与回放系统（题目）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。
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：校正等）。
四、评分意见项目满分基本要求设计与总结报告：方案设计与论证，理论分析与计算，电路图，测试方法与数据，对测试结果的分析50 实际制作完成情况50发挥部完成第一项15 完成第二项 5 完成第三项15五、说明：不能使用单片语音专用芯片实现本系统。
数字化语音存储与回放系统（设计报告）摘要该系统主要由语音收集、增益放大、带通滤波、A\D、D\A转换，51单片机、外部RAM存储、功率放大、扬声器几大部分组成。
其中语音收集主要由驻极体话筒实现。
然后同过增益放大部分将几十毫安的信号放大至0~8A左右。
再利用带通滤波滤去带声外地噪音，并由A\D转换将声音信号转化为数字信号存储在单片机的外部存储器中，可存储时长为4秒左右。
再由D\A转换转变为模拟信号后通过带同滤波滤去噪声，功率放大部分放大功率后，最后由扬声器输出。
关键词外部RAM 功率放大带通滤波A\D、D\A转换51单片机AbstractThe system is mainly composed of a voice collection, gain amplification,band-pass filtering, A \ D, \ A D conversion, 51 microcontroller, external RAM storage, power amplifier, speakers of several major components. The voice collection consists of an electret microphone implementation. Then the gain of the amplifier portion will be tens of Ma amplification of the signal to a 0 ~ 8A. Reuse of band-pass filter to filter noise acoustic field, and by A \ D converts voice signal into a digital signal and stored in a memory external to the microcontroller, can be stored for a long time about 4 seconds. By D \ A conversion into an analog signal through with filter filter to noise, power amplifier part of the larger power, finally output by the speaker.Key wordExternal RAM amplifier band-pass filter A \ D, \ A conversion D 51 single chip microcomputer目录一、方案设计与论证1.1题目解析 (01)1.2方案讨论 (02)二、理论分析与计算2.1系统的整体设计………………………………………………………………2.2功能模块的设计………………………………………………………………三、硬件设计3.1系统的整体设计………………………………………………………………3.2功能模块的设计………………………………………………………………四、软件设计4.1系统的整体设计………………………………………………………………4.2功能模块设计…………………………………………………………………五、系统的组装与调试5.1整体结构布局与工艺图………………………………………………………5.2系统调试………………………………………………………………………5.3测试结果及分析………………………………………………………………附录一………………………………………………………………………………附录二………………………………………………………………………………一、方案论证1.1题目解析根据题目要求：该数字化语音存储与回放系统要做到如下要求：（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。
数字化语音存储与回放系统开题报告
毕业设计（论文）开题报告数字化语音存储与回放系统
系部：
专业：
学生姓名：
指导教师：
开题时间：2010 年 3 月30 日
一、总体说明
在开题报告中要求给出你对课题的理解，类似的研究在国内外的进展情况，你对系统设计的初步设想，主要需要解决的技术难题和解决思路，同时应给出课题的时间安排。
二、开题报告内容
1．毕业设计（论文）课题的目的、意义、国内外现状及发展趋势
2．课题主要工作（设计思想、拟采用的方法及手段）
3．完成课题的实验条件、预计设计过程中可能遇到的问题以及解决的方法和措施
4．毕业设计（论文）实施计划(进度安排)
5．参考文献
三、撰写要求
1．报告字数不少于3000字
2．报告内容一律用A4纸打印
3. 上交时间为毕业设计第三周周末。
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。
《语音存储与回放》课程设计报告
综合电子设计课程设计设计题目：数字语音存储与回放专业：班级：组员：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。
关键词:语音; 单片机应用; 回放系统正文：1 基本原理1.1语音采集原理人耳能听到的声音是一种频率范围为20 Hz～20 000 Hz ,而一般语音频率最高为3 400 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。
1.2语音生成原理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D/ A 接口处理,便可使原音重现。
1.3系统总体结构数字化语音存储与回放系统的基本思想是通过拾音器将声音信号转化成电信号，再经过放大器放大，然后通过带通滤波器滤波，模拟语音信号通过模数转换（A/D）转换成数字信号，再通过单片机控制将数据从存储器中读出，然后通过数模转换（D/A）转换成模拟信号，经放大再扬声器或耳机上输出。
整个系统框架图如图1所示：图1 整体框图系统组成如图所示,由输入通道、AT89C51单片机和输出通道三部分组成。
输入通道部分由拾音器、前臵放大电路和带通滤波器组成；输出通道由带通滤波器、后级放大电路组成[9]。
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。
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。
语音存储与回放 开题报告
六、指导教师审批意见
签名：
年月日
[6]付家才.单片机控制工程实践技术[Ｍ].北京：化学工业出版社. 2004.5
[7]中青世纪.语音芯片、产品资料汇编[J].北京：北京中青世纪数码语音工作室. 2004.3
[8]周志勇等.ISD4004语音器件信息快进功能的巧妙应用[J].微处理机,2007.10(5):104-106
[9]刘连吉.ISD单片语音录\放器件及电路设计［J］.海洋技术. 1997.9. 3(16):38-45
[2]潘永雄.新编单片机原理与应用实验[Ｍ].西安：西安电子科技大学出版社. 2005.9
[3]马忠梅等.单片机的C语言应用程序设计[Ｍ].北京：北京航空航天大学出版社. 2003.11
[4]蔡明文等.单片机课程设计[Ｍ].武汉：华中科技大学出版社. 2007.1
[5]何宏.单片机原理与接口技术教程[Ｍ].北京：国防工业出版社. 2006.11
技术路线：主要从嵌入式系统的研究角度，C语言的软件编译两方面并结合ISD系列语音芯片功用，电话部分语音信号的采集等以及个人的研究设计思想。
重点和难点在于单片机控制部分：控制录放，录、放音在语音芯片中的地址设置部分的程序控制。
五、主要参考文献与资料
[1]何立民.单片机应用系统设计[Ｍ].北京：航空航天大学出版社. 2001.3
鉴于此,本系统的设计采用ISD4000系列语音芯片和AT89S52单片机的结合，完成语音录放系统的设计。并通过一些外部人机交互功能，设计出一套智能语音录放系统。系统实现录音、放音、体声录放、外部存储器扩展等附加功能。
DSP课程设计实验报告-语音压缩、存储和回放
DSP课程设计实验报告-语音压缩、存储和回放DSP课程设计实验报告—语音压缩、存储和回放指导教师:实验课程:DSP课程设计实验名称:语音压缩、存储和回放小组成员:自动化0605班自动化0605班目录一、概述 (3)二、算法原理及硬件要求 (4)三、程序及说明 (11)四、程序的调试及结果 (18)五、总结 (20)六、参考文献 (21)2一( 概述语音压缩、存储和回放语音信号是信息的重要形式, 语音信号处理有着广泛的应用领域，而语音压缩在语音信号的传输、存储等方面有非常广泛的作用，而且在通信领域中已经有较成熟的发展和广泛应用。
本设计要求采用DSP及其A/D、D/A转换器进行语音信号的压缩、存储和回放。
1.设计要求及目标基本部分:(1)使用DSP实现语音压缩和解压缩的基本算法，算法类型自定，例如可以采用G.711、G.729等语音压缩算法。
(2)采用A/D转换器从MIC输入口实时采集语音信号，进行压缩后存储到DSP的片内和片外RAM存储器中，存储时间不小于10秒。
(3)存储器存满之后，使用DSP进行实时解压缩，并从SPEAKER输出口进行回放输出。
4)使用指示灯对语音存储和回放过程进行指示。
(发挥部分:使用多种算法进行语音的压缩、存储和解压缩，比较它们之间的优缺点。
2.设计思路语音信号的幅度(发音强度)并非均匀分布，由于小信号占的比例比大信号大很多，因此可以进行非均匀量化。
达到这一目标的基本做法是，对大信号使用大的量化间隔，而小信号则使用小的台阶。
ITU-T G.711建议的PCM A律和µ律语音压缩标准可以分别将13比特和14比特压缩为8比特，达到语音压缩的目的。
3.设计内容1(使用DSP实现语音压缩和解压缩的基本算法，算法类型采用G.711的a律压扩算法。
A/D转换器从MIC输入口实时采集语音信号，进行压缩后存储到DSP2(采用的片内RAM存储器中，存储时间约为10秒。
3(但采样数据达到规定次数后，使用DSP进行实时解压缩，并从SPEAKER输出口进行回放输出。
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。
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本系统采样频率fs=250 kHz，字长8 bit。 AD7820为高速、微型、单通道A／D转换器，采用逐次比较技术，转换时间1.36μs，转换范围0～5 V，使用单电源+5 V供电。逐次比较使用31个比较器，1个高4位ADC和1个低4位ADC，输入信号被抽样电路追踪和保持；有专门ADC输出接口设计，可与任何端口连接而不需要接口路基电路。所有的数字信号输出使用锁存与三态缓冲电路，使其可直接与微处理器的数据总线和系统的输入端口相连接。
D/A转换器：语音回放需将存储的数字信号通过D／A转换器转换成语音模拟信号。本系统选用DAC0808，其为8 bitD／A集成电路芯片，满量程输出需要150 ns，用±5 V电压供电时功耗仅有33 mW。
FPGA及存储器： 在一个以FPGA为核心的语音处理系统中，用存储容量、存储时间、回放音质等指标衡量语音处理系统优越性。系统选用FLASH作片外存储器，实现语音数据的数字录音和回放，既保证了系统的高性能，又降低了系统成本。三星公司产品K9F1G08UOM具有128 M×8 bit(1 Gbit)存储容量，采用NAND闪存技术工艺，工作电压2.7～3.6 V，功耗低，容量大，数据访问速度高。此芯片由8 192个块(block)组成，每块由32个页(page)组成，每页为512×8 bit。如果需要进行字节级访问，128 Mbyte容量需要27根地址线，所以需要4个周期的地址输入，依次是列地址(A0～A7)、低位行地址(A9～A13)、高位行地址(A14～A26)，其中A8由00h和01h2种命令分别设置为低和高，以分别选择每页的前256Byte和后256Byte。如此设计I／O总线目的为：(1)减少芯片的管脚数量；(2)当系统需要更大容量的芯片时，可维持系统板级设计的一致性。系统的A／D采样速率设置在250 kHz左右，字长8 bit，1 s的语音数据需要8 Kbyte的存储空间，而存储器容量为128 Mbyte，所以1片可存储9 min左右的数据。
CHANGCHUN INSTITUTE OF TECHNOLOGY
开题报告
设计题目：数字化语音存储与回放系统设计
学生姓名：赵
学院名称：电气与信息工程学院
专业名称：电子信息工程
班级名称：电子0842班
学号：********
指导教师：
教师职称：副教授
学 历：硕士
2012年4月20日
一、选题依据
1.设计目的及意义
随着数字信号处理器、超大规模集成电路的高速发展，语音记录技术已从模拟录音阶段过渡到数字录音阶段。在数字化录音技术中，压缩后的语音数据有些存储在硬盘中，有些存储在带有掉电保护功能的RAM或FLASH存储器中。本设计的语音存储与回放系统，未使用专用的语音处理芯片，不需要扩展接口电路，只利用FPGA作为核心控制器，就能完成语音信号的数字化处理，即实现语音的存储与回放。
存储系统采用静态RAM（SRAM），以8位采样的精度，8KHZ的采样速率，每秒钟的语音信号不经压缩的数据量约为8KB字节，以89C52最大寻址能力（64KB）存储数据，也只能存储8秒的语音，而且单片机的外设如键盘、显示以及A/D、D/A转换器都要占用地址空间所以要扩展内存（我们采用HM628128的128k静态RAM），同时采用分页寻址方式，以8kB存储空间为一页，利用P0口的全8位和P2口的低5位作为地址线，共13位，对页内寻址。P1口的低4位P1.0-P1.3作为页选地址线参与寻址，P1.4作为片选。由于P1口具有锁存功能，对P1口的改写只发生在换页时，平时并不占用系统时间，对最高采样频率无影响。这样128KB的RAM可使语音数据存储时间达到16秒。
（1）设计目的
数字化语音存储与回放系统设计是一个比较热点和普遍应用的设计题目，为了适应时代的发展，培养学生的理论和动手实践能力，我们能从这个题目中学到较多知识点。该设计包含放大滤波电路，单片机外围接口电路设计（中断、定时、复位、晶振等），数字存储器的扩展电路，数模、模数转换电路和滤波器的设计电路，在protel软件中可画出各部分电路图，我们可以翻阅数字电子、模拟电子、单片机应用和数字信号处理等教材。除了硬件电路的学习外，软件设计也是必不可少的部分，从而了解到键盘中断处理程序，定时器中断处理程序，数字滤波程序，语音压缩与解压等程序，这样我们就能重温一些重要的程序仿真软件如proteus、keil。
2.设计拟解决的工程实际问题
在理论研究设计中我们一般要求数字化语音存储与系统设计中的带通滤波器的设计从简设计，这样导致了其矩形系数稍差，如果采用高阶（如四阶或六阶甚至更高）带通滤波器，噪音会减少，信噪比可以得到改善，但实际应用中一般难以实现。存储空间的大小关系重大，可在单片机外另接存储器扩展存储空间，但有时存储空间不够用时，就要求在软件中增加数据压缩算法，这就增加了编程难度。在采样频率一定时，对于300HZ-3.4KHZ范围内音频信号存储与回放，低频段效果较好，高频段效果较差，容易失真。
整个硬件电路部分包括：电源设计，带通滤波器，自动增益控制电路，放大、功率放大电路。前向通道中的自动音量控制器可有效地提高系统性能，性能良好的带通滤波器在通带内响应平坦，有效地消除了带外噪音。系统方框图如图1所示。
图1系统方框图
方案二：基于FPGA控制的数字化语音存储与回放系统
本设计研究的是基于FPGA的语音存储与回放，其作用是对语音进行录音和回放，并实现数字化控制。
4.设计相关技术的国内外现状
80年代以来，美、日等国的数字语音技术的研究工作进入了应用阶段，相继研制的大规模集成电路语音芯片已经供应市场，并不断推出新的品种。数字语音技术的应用领域十分广泛，首先是数字通信系统，当通过数字语音系统传送语音信号时，语音数字化技术就是必不可少的了。发送端实际上即为语音编码，接收端为语音合成。在我们的日常生活中，数字化语音存储与回放技术得到了广泛的应用，诸如公交车报站器，采访笔，MP3播放器，手机等，使得产品的功能强大，淘汰了磁带录音的传统方式，方便了人们的生活，推动了社会的进步。
方案一效果比较理想，能够满足一般要求，前向通道中的自动音量控制器可有效地提高系统性能，带通滤波器在通带内响应平坦，而且硬件电路和软件程序都不是很复杂
（二）技术路线
1．进行企业现场调研，收集数据，查阅收集与毕业设计有关的国内外文献资料。
2．进行设计的方案、参数和技术实现措施。
近年来单片式语音集成电路发展迅速，ISD公司已经推出语音容量为6秒至16分钟的芯片，预计未来两年将推出单片32-64分钟的芯片。这样，大多数的语音电路设计都能很方便地实现，更复杂的功能控制也可通过单片机或微电脑的软件配合来完成。目前，十几分钟到几个小时的数码语音电路设计是亟待解决的问题，如沙盘模型的自动语音讲解、广告播放、列车指挥黑匣子、119电话录音系统、会议录音系统等。
参考文献[2]向我们介绍了基本放大电路，多级放大电路，集成运算放大电路，信号的运算与处理和功率放大电路。教会我们设计放大器电路及如何计算电压增益倍数，将低通滤波器和高通滤波器串联就可得到带通滤波器，在滤波器的幅频特性中可以观察到品质因数Q值愈大，通带放大倍数数值愈大，频带愈窄，选频特性愈好，调整电路的放大倍数就能够改变频带宽度。另外还有自动增益控制电路，功能就是，输入电压为正弦波，当其幅值由于某种原因产生变化时，增益产生相应变化，使得输出电压幅值基本不变。
参考文献[3]中主要介绍了半导体存储器（ROM、PROM、EPROM、SRAM、DRAM），可编程逻辑器件（FPGA）,数-模和模-数转换，取样保持电路等。为保证输出信号的不失真采样频率至少为模拟信号最高频率的2倍。
参考文献[4]主要讲述了数字化语音存储与回放系统的软件设计。系统程序由三部分组成，即主程序、键盘中断处理程序和系统定时器中断处理程序，另外还有数字滤波程序，语音压缩和解压程序等。
音频前置放大器：声音通过传声器转换成微弱的电信号(mV级)，必须进行放大才能经A／D转换送入单片机。可采用专用的音频前置放大器。
带通滤波器（BPF）：本系统选用有源带通滤波器，由运算放大器OP07组成。其中心频率f0=1 kHz，通带为300 Hz～3.4 kHz。
A/D转换器：带通滤波器的输出信号经采样保持(LF398)后送A／D转换电路进行抽样和量化，将模拟信号转换成8 bit数字信号。本系统选用AD7820芯片。
数字化语音存储与回放系统的基本工作原理是将模拟语音信号通过模数转换器(A／D)转换成数字信号，再通过控制器控制存储在存储器中；回放时，由FPGA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，经放大后由扬声器输出。本设计方案系统总体结构框图如图2所示。
图2系统总体接口框图
各部分电路功能如下
3.设计拟应用的文献综述
在参考文献[1]中主要介绍了增强型MCS-51系列单片机的硬件结构、指令系统、程序设计方法、接口技术等方面的基本知识。重点看到增强型MCS-51芯片的封装引脚排列及各引脚的功能（与振荡电路有关的引脚，与复位电路有关的引脚，与外存储器连接有关的引脚，与中断控制有关的引脚，与定时/计数器有关的引脚，与串行通信口有关的引脚），MCS-51外部存储器的连接，操作指令代码，增强型MCS-51中断控制系统（4个中断优先级的6个中断源），增强型MCS-51定时/计数器（T0、T1及定时器初值的计算方法）
随着数字技术的发展，录音技术也进入了数字化阶段。目前数字录音系统应用已非常广泛，如电力、铁路、石油等行业的指挥调度，机场、港口、公安、军事等要害部门的录音和监听，金融行业授权指令的实时录音，无线寻呼台、电信局、服务行业的服务等。
二、设计方案及技术路线
（一）设计方案
1.设计方案
方案一：以单片机为核心器件的实时语音存储和回放系统