单片机语音采集与回放
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。
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
单片机实现语音录放
单片机实现语音录放一、简述所谓语音芯片，就是在人工或者控制器的控制下可以录音和放音的芯片。
语音信号是模拟量，语音芯片存储播放声音的基本工作方式为：声音-模拟量-A/D-存储-D/A-模拟量-播放。
采用此种方式语音芯片外围电路比较复杂，声音质量也有一定的失真。
而另一类语音芯片采用EEPROM存储方式，将模拟语音数据直接写入半导体存储单元中，不需另加A/D和D/A转换电路，而且语音音质自然。
◆使用方便的单片32至120秒语音录放◆多段信息处理，可分1至320/600段◆高质量、自然的语音还原技术◆不耗电信息存100年（典型值）◆边沿/电平触发放音◆100000次录音周期（典型值）◆手动操作/微控制器控制兼容◆片内免调整时钟，可选外部时钟◆多片直接级联，延长录放时间◆无需开发系统◆5V单电源工作，维持电流1uA◆DIP，SOLC，TSOP封装及工业级表1~1型号与性能对照型号时间输入采样典型带宽最大段数最小段数外部钟频2532 32秒8.0KHz 3.4KHz 320 !00ms 1024.0KHz2548 48秒 5.3KHz 2.3KHz 320 150ms 682.7KHz2560 60秒8.0KHz 3.4KHz 600 100ms 1024.0KHz2590 90秒 5.3KHz 2.3KHz 600 150ms 682.7KHz25120 120秒 4.0KHz 1.7KHz 600 200ms 512.0KHzISD2500系列单片录放时间32秒至120秒，音质好，芯片采用CMOS技术。
ISD2560采用多电平直接模拟量存储，每个采样值可直接存储在片内单个EEPROM单元中，因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果音，从而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“金属音”。
ISD 2560省去了A/D和D/A转换器，集成度较高，内含话筒前置放大、振荡器、内部时钟、定时器、采样时钟、防混淆滤波器、平滑滤波器、自动增益控制、逻辑控制、模拟收发器、解码器、480KB的EEPROM、扬声器驱动及EEPROM阵列。
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。
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A/D转换芯片AD574。
该芯片是高速12位逐次比较型A/D转换器，内置双极性电路构成的混合集成转换显片，具有外接元件少，功耗低，精度高等特点，并且具有自动校零和自动极性转换功能，只需外接少量的阻容件即可构成一个完整的A/D转换[5]。
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单片机语音存储与回放系统设计
语音录放系统总体设计及主要芯片说明目录摘要 (I)ABSTRACT (II)绪论 (1)1 语音录放系统总体设计及主要芯片说明 (4)1.1总体方案论证 (4)1.2器件选择 (5)1.2.1 单片机的选择 (5)1.2.2 语音芯片选择 (6)1.3AT89C51芯片说明 (7)1.3.1 AT89C51的主要参数 (7)1.3.2 AT89C51的引脚功能说明 (8)1.4ISD2560语音芯片 (9)1.4.1 ISD2560的引脚功能 (9)1.4.2 ISD2560的操作模式 (10)1.4.3 ISD2560的分段录放音 (11)1.4.5 ISD2560的应用电路 (12)1.5LM386集成功率放大器芯片说明 (13)1.5.1 LM386电子特性 (13)1.5.2 LM386的引脚说明 (14)2 语音录放系统硬件电路设计 (16)2.1系统硬件电路总体设计 (16)2.2AT89C51的外围电路设计 (16)2.2.1 晶振电路设计 (16)2.2.2 复位电路设计 (17)2.3语音电路设计 (18)2.4功放电路设计 (19)2.5键盘输入电路和状态显示电路设计 (19)3 语音录放系统软件设计 (21)3.1主要变量说明 (21)3.2主程序工作原理及流程图 (21)3.3子程序流程图及代码 (23)3.3.1 录音子程序 (23)3.3.2 放音子程序 (24)结束语 (26)致谢............................................................................................ 错误！未定义书签。
参考文献 (27)附录1 (28)附录2 (30)摘要在智能仪器仪表或自动控制设备中，增加语音功能能极大地提高人机界面的友好性，方便用户操作。
在许多场合需要将语音合成、语音识别、语音存储和回放技术和单片机结合在一起。
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。
基于单片机与CPLD的数字语音存储与回放系统
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１ ．
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 ，
单片机语音存储与回放系统的设计
本系统总体结构框 图按图１ 示。 所
４分级 电路设计
（） 放 大 器部 分 １
进入 ＭＩ 的语 音信号 较 为微 弱 ，因此在 采集语 音信 号前 ，先 Ｃ 要对其进 行放 大。系统采 用Ｌ ５ 作 为运算放 大器 ，对 语音信号 Ｍ３ ３ 进行放大 ，使其满 足Ａ Ｄ ／ 转换对 电压 的需要． （ 带通 滤波器部分 ２ ） 为防止频 谱混 叠失真且 要提高信 噪 比 ，带通滤 波器 的设计显 得 十分重要 。此带通 滤波器 能够 通过频率 为３ ０ Ｚ ３ ０ Ｈ 的信 ０ Ｈ ～４０ Ｚ 号 。设计 带通滤波 器 由一 个低通 滤波器 和一 个高通滤 波器 串联而 成 。其 中高通滤波 器 的下 限频 率为３ ０ Ｚ ０ Ｈ ，低通 滤波器 的上 限频 率 为３ ０ Ｈ 。本 系统选 择有源带通滤波器来 实现。 ｊ ４０ Ｚ 。 （Ａ Ｄ ３ ／ 转换 部分 ） 本 系统要 求 的采样频 率 为ｆ ＝ Ｋ Ｚ ｓ ８ Ｈ 。采 用 常用 的Ａ Ｄ ／ 转换 器 Ａ Ｃ ８ ９ 模拟信 号转换成 数字信号 ，进行 转换 之前将 带通 滤波 Ｄ ０ ０将 器 的输 出信号通 过采 样保持放大器 以保 证信号 的精准度 。 （） Ａ转换部 分 ４Ｄ／ 系统采 用Ｄ Ａ ／ 转换器 Ｄ Ｃ ８ ２ 实现数 字信号 转换成模 拟信 Ａ ０ ３来 号 的功能。转换 频率 为ｆ＝ Ｋ Ｚ Ａ ０ ３ 是８ ｃ ８ Ｈ 。Ｄ Ｃ ８ ２ 分辨 率 的ＤＡ ／转换
１引言
传统 的语音 存储 回放 系统 由于外接 语音 处理 模块 ，体积 大使 用较 为复杂 ，使测控 系统 中的语音 存储 回放 部 分体 积庞 大 ，不方 便。本 文提 出的基于单 片机 的系统 ，能偶在 外接扩 展 电路 较 少的 情况 下完成语 音信号 的数字 化处理 。此设计 可 以运 用在 一些需 要 语音识 别等 的控 制 系统上 。通过 单片机 ８ Ｃ １ ９ ５ 控制语 音 的存储 与 回放 等各项功能 ，从而 降低 电路复杂度和 制作成本。
51单片机语音回放系统课程设计报告
课程设计报告 .摘要基于微控制器的语音存储与回放系统具有录制方便、回放灵活、无磨损、可靠性强等优点，在实际生活中得到了广泛的应用，如公共设备、智能仪器仪表、小家电等。
语音存储与回放系统的实现具有多种方式，一种是利用单片集成的语音存储与回放芯片，如美国ISD公司的ISD1420等；一种是以微控制器为核心，辅以A./D转换、D/A转换以及大容量的存储器。
单片集成的语音存储与回放芯片一般智能性较差，不容易解决音量的问题，同时存放录制时间有限，不能灵活的变化。
因此，在多数需要语音存储与回放的场合中，采用了微控制器的语音存储与回放系统。
一、系统总体描述和设计1.1系统描述1.1.1系统功能简介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。
1.1.2系统总体设计语音存储与回放系统的总体原理图如图1-1所示。
图1 语音存储与回放系统总体原理语音存储与回放系统主要包括微控制器、系统供电电源、键盘、麦克风、前置放大器、A/D、外扩存储器、D/A、后置放大器和喇叭。
下面将介绍各个部分的总体设计与选型。
1.微控制器微控制器主要负责录音、回放中对外部命令的响应，同时需要对存储器进行读写操作。
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。
单片机控制的数字化语音存储与回放系统设计
单片机控制的数字化语音存储与回放系统设计[摘要]本系统以8031单片机为核心器件，由四片62256组成RAM阵列，并采用分页存储模式，将外部数据存储空间扩大至128kbyte。
利用△M方法对数据进行压缩以加长存储时间。
前向通道中的自动音量控制器可有效地提高系统性能。
另外，系统有自检和工作模式设定等功能，使其具有实用性。
[关键词]单片机分页存储数据压缩一、系统原理整个系统由前向通道、主机和后向通道三个子系统构成，如图1所示。
（一）前向通道子系统该子系统由话筒，话筒放大电路，自动增益控制级，滤波器，A/D转换器组成。
声电转换通过驻极体话筒实现，它具有灵敏度高、噪声小、价格低等诸多优点。
转换后的电信号经低噪声宽频带的运放NE5532放大，该电路采用一级反向放大接一级隔离缓冲，使电路结构大大简化，并减少了系统噪声。
放大增益由两个50kΩ精密电位器调节，可方便地满足系统的要求。
放大后的信号进入自动音量控制器。
放大电路输出的音频交流电压经二极管2AP9和RC电路构成的包络检波器检波后，输出一个随音频平均电压变化的电压，用此电压控制工作于可变电阻区的场效应管的栅极，改变场效应管的导通电阻，使放大倍数受音频信号大小控制。
当音频信号强时自动减小放大倍数，信号弱时自动增大放大倍数，从而实现音量自动调节。
A/D转换部分采用常用的A/D转换器0809，0809的最大允许采样率为11kHz。
由于其典型时钟为64kHz，所以一般应用电路都把803l的地址锁存信号经二分频后输入0809的时钟端，这种接法限制了0809的采样速率。
0809的最大时钟可达1.28MHz，可以从8031的ALE端直接引入1MHz的时钟，这样完全可以使0809的采样率达到8kHz。
（二）主机子系统数字存储的关键技术在于数据的编码压缩和物理存储空间的扩展，这是主机子系统所要解决的问题。
以8位采样精度、8kHz采样速率计，每秒钟的语音信息经PCM编码后的数据量为8kbyte，以8031的最大寻址能力(64kbyte)存储数据，也只能存储8sPCM语音，况且单片机的外设如键盘、显示以及A/D、D/A转换器都要占用寻址空间。
基于51单片机的数字语音存储与回放系统设计
基于51单片机的数字语音存储与回放系统设计摘要该文采用AT89C51单片机和ISD2560语音芯片设计一款实时语音录放系统，能实现录音时间达60s、录放音受按键控制、可复位且音量可调等诸多功能。
整个系统共有三大模块：单片机控制模块、语音录放模块、功放模块。
控制模块核心是51单片机的口线功能，通过对按键的识别来控制语音录放模块的工作模式；语音录放模块能实现对声音的处理、存储以及复原的功能；功放模块能对复原好的音频信号加以放大，使声音更加清晰明亮。
整个设计围绕以下三方面进行研究：总体方案设计、硬件电路设计、软件设计。
关键词：AT89C51单片机,语音存储,语音回放DESIGN OF VOICE RECORDING AND PLAYBACKSYSTEM BASED ON AT89C51ABSTRACTThe propose of this paper is to design a real-time speech recording system with AT89C51 microcontroller and ISD2560 voice chip,it can realize the recording time of 60s, sound recording and playback controlled by button, can reset and voice can adjust.The system includes three modules:single chip microcomputer control module, voice recording module, power amplifier module. Core of control module is 51SCM mouth line function, through the identification of key to control the voice recording module work model;voice recording module can realize voice processing,storage and playback;power amplifier module for audio signal amplified, to make the sound more clear and bright.The whole design around the following three aspects: the overall design, hardware circuit design, and the design of software.Key Words:AT89C51，phonetic storage ，phonetic playback目录摘要 (I)ABSTRACT ................................................................................................................................................ I I 目录........................................................................................................................................................... I II 第1章绪论 (1)1.1 课题研究背景 (1)1.2 国外研究现状 (2)1.3 语音存储技术的发展前景 (2)1.4 设计任务与要求 (3)第2章总体方案设计 (4)2.1 总体方案论证 (4)2.2 器件选择 (5)2.2.1 单片机的选择 (5)2.2.2 语音芯片选择 (6)2.2.3 功放选择 (6)2.3 各芯片详细说明 (6)2.3.1 AT89C51芯片 (6)2.3.2 ISD2560语音芯片 (8)2.3.3 LM386集成功率放大器芯片 (12)第3章硬件电路设计 (15)3.1硬件电路总体设计 (15)3.2 AT89C51的外围电路设计 (15)3.2.1电源 (15)3.2.2晶振电路设计 (15)3.2.3 复位电路设计 (16)3.3 语音电路设计 (17)3.4 功放电路设计 (18)3.5 键盘输入电路和状态显示电路设计 (19)第4章软件设计 (20)4.1 主要变量说明 (20)4.2 主程序流程图 (21)4.3 子程序流程图及代码 (22)4.3.1 录音子程序 (22)4.3.2 放音子程序 (23)第5章系统调试与实验结果 (25)5.1系统调试 (25)5.2实验结果 (27)第6章总结 (28)参考文献 (29)附录 (30)致 (35)作品使用说明书 (36)第1章绪论1.1课题研究背景随着生活节奏的日益加快，城市智能化建设的不断发展，在智能仪器仪表和工业控制系统中增加语音录放功能成为了极为普遍的现象。
声音采集与回放项目设计方案
声音采集与回放项目设计方案随着嵌入式系统开发技术的快速发展及其在各个领域的广泛应用，人们对电子产品的小型化和智能化要求越来越高，作为高新技术之一的单片机以其体积小、功能强、价格低、使用灵活等特点，显示出其明显的优势和广泛的应用前景。
在人们不断增长的物质与文化的需要下，电子产品在大众的生活，学习以及工作中的地位显的举足重轻。
电子产品不断的更新换代，消费者对电子产品的要求也越来越高，因此对电子产品的技术以及开发速度也带来不断的挑战。
计算机的诞生，给人类带来历史性的飞跃。
在现代的各种电子设计技术中，单片机技术已经作为主流的电子开发技术之一，所谓单片机(Single Chip Microcomputer)，是指在一块芯片中集成有中央处理器(CPU)、存储器(RAM 和 ROM)、基本 I/O 接口以及定时器/计数器等部件，并具有独立指令系统的智能器件，即在一块芯片上实现一台微型计算机的基本功能。
如果是简单控制对象，只需利用单片机作为控制核心，不需另外增加外部设备就能完成。
对于较复杂的系统，只需对单片机进行适当扩展即可，十分方便。
归纳起来，单片机及应用系统有以下特点：(1)单片机具有独立的指令系统，可以将我们的设计思想充分体现出来(2)系统配置以满足控制对象的要求为出发点，使得系统具有较高的性能价格比。
(3)应用系统通常将程序驻留在片内(外)ROM 中，抗干扰能力强，可靠性高，使用方便。
(4)由于系统规模较小，其本身不具有自我开发能力，一般需借助专用的开发工具进行系统开发和调试，而实际应用系统简单实用，成本低，效益好。
(5)应用系统所用存储器芯片可选用 EPROM、E2PROM、OTP 芯片或利用掩膜形式生产，便于批量开发和应用。
许多单片机(如 80C51 系列)的开发芯片和扩展应用芯片相互配套，降低了系统成本。
(6)由于系统小巧玲珑，控制功能强、体积小，便于嵌入被控设备之内，大大推动了产品的智能化。
如数控机床、机器人、智能仪器仪表、洗衣机、电冰箱、电视机等都是典型的机电一体化设备和产品。
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数据的存储与压缩
利用51开发板上的RAM芯片65536将采集到的数据存储，容量为32kb。 AD输出的数据位数是8位的数据，采样率为8kb/s。因此若将AD采集 到的数据直接存于65536中，可存储4s的数据。 若需要延长存储时间，则必须采用压缩算法，将采集到的数据先进 行压缩再存储在65536里面。 压缩算法分为有损压缩和无损压缩。 常用的压缩算法种类有PCM、ΔM增量编码、DPCM编码、放大器 滤波器 A/D转换器
单片机
存储器
喇叭
功率放大器
D/A转换器
拾音器
驻极体话筒体积小，结构简单，电声性能好，价格低廉， 应用非常广泛。 高分子极化膜上生产时就注入了一定的永久电荷(Q)，由于 没有放电回路，这个电荷量是不变的，在声波的作用下，极化 膜随着声音震动，因此和背极的距离也跟着变化，也就是锁极 化膜和背极间的电容是随声波变化。 我们知道电容上电荷的公式是Q=C·U，反之U=Q/C也是成立 的。驻极体总的电荷量是不变，当极板在声波压力下后退时， 电容量减小，电容两极间的电压就会成反比的升高，反之电容 量增加时电容两极间的电压就会成反比的降低。最后再通过阻 抗非常高的场效应将电容两端的电压取出来，同时进行放大， 我们就可以得到和声音对应的电压了。由于场效应管是有源器 件，需要一定的偏置和电流才可以工作在放大状态，因此，驻 极体话筒都要加一个直流偏置才能工作。
前置放大电路
方案一要求有两个输入，即要接双话筒，但如果从两个话筒中输出的信号差别不大时，反而
减小了信号幅度，降低了信噪比；
方案二设计电路较为复杂。在实际测试过程中，我们发现从话筒输出的信号在 10mV到50mV 之间，已经具有比较高的信噪比，而不需要采用一、二方案。
带通滤波器
对于语音信号，我们通常关注300Hz到3400Hz内的频率成分，即我
们的带通滤波器需要将不关注的频率成分滤除。为了将有效声音信
号无失真地还原，需要滤波器带内平坦，截频准确。如此才可以将
低频和高频的噪声有效抑制，从而达到较好的滤波效果。
模数转换
又称A/D转换。是将模拟信号转化为数字信号的过程。 根据奈奎斯特采样定律，采样速率要不低于信号最高频率分量的2 倍。即对于300Hz到3.4kHz的音频信号，AD的转换速率要不低于 6.8kHz。 ADC0809 的最大时钟频率为1.28Mhz，转换时间约为80到100us，能 达到所要求的采样速率。并且，ADC0809的字长为8 位，便于单片 机读取。 ADC0809采用5V电压基准，可以采集0到+5V的范围的动态信号。
拾音器
驻极体话筒常见为两个管脚，与外壳相连的为2号脚，基 本使用电路如下所示。
前置放大电路
前置放大电路前级通道用来将话筒输出的微弱语音信号放大到ADC要求的输入模拟信号量化范围内， 并尽可能的减少输入噪声。前级通道中最重要的是信号放大部分，有以下几种实现方案。 方案一：采用差分放大电路，语音信号通过双话筒输入，减少差模输入，降低温漂。 方案二：采用 AGC 自动增益控制电路，控制放大信号范围，使得随着输入语音信号的 大小不同自动调整放大倍数。 方案三：直接放大电路。采用多级可调增益放大电路，第一级主要用于减少噪声干扰， 放大倍数不是很高，第二级为可调增益放大，根据实际语音信号选择放大倍数。
功率放大器
功率放大器
LM386基本使用电路
数模转换
又称D/A转换。是将数字信号转化为模拟信号的过程。
通过单片机控制，将之前储存在存储器中的数据回放，恢复声音信 号。 DAC0832的工作电压为5V，转换字长为8位，转换时间为1us，满足 题目要求。输出信号为电流信号，需要外部电路完成电压-电流转 换。
数模转换
功率放大器
通常运算放大器无法直接驱动较大负载，即输出较大（100mA左右 或以上）电流，需要专门的功率放大器。 • 三极管构建甲乙类功放 • 运算放大器+三极管对管推挽输出级 • 单片集成功率放大器，例如LM386等