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。
２语音存储和 回放 的基本原理
通常人耳 能够辨 别的声音 的频率范 围是从 ２ Ｈ ～ ０ ０ Ｈ ， ０ Ｚ ２ ０ ０ Ｚ 而 一般 的语音 频率最 低 为３ ０ Ｚ最 高 为３ ０ Ｈ 【ｏ根据 采样 定 ０Ｈ ， ４ ０ Ｚｌ ｌ 理 ，语音 信号 采样 频率应 至 少为语 音 带宽 的２ 以上 ，所 以对 于 倍 ３０ Ｚ ３ ０ Ｈ 的信号 ，本文设计 的系统取 采样频率Ｆ ＝ Ｋ Ｚ ０Ｈ ～４０ Ｚ ｓ ８Ｈ 。 语音 存储和 回放系统 的基本原 理在 于将模 拟语 音 转化成数 字 语音 存放在单 片机控 制 的存储 器 中 ，回放 时再 由数字语 音转化成 模拟语 音。 外部 的声 波通过 ＭＩ 录入 ，经过放 大和 带通滤 波后 进 Ｃ ＃ＮＤ 转换 ，得 到数 字信号并进行 存储 ，当回放语 音信 号的 时候将 提取 的数字信号转换成模 拟信ＨＯＯ Ｙ 术 用
单片机语音存储 与 回放系统 的设计
芦支 （ 汉 大 学 电子信 息学 院 武
武汉
４ ０７ ３ ０ ９）
摘 要 ： 本 文 旨 设 计一 个基 于单 片机 的语 音存 储与 回放 系统 ，该 系￣ ￣８Ｃ １ 在 Ｊ ９ ５ 为核 心 ， 同时扩展 一 个２６ Ｂ 外部 ， ５Ｋ 的 ＲＡ Ｍ存储器，并由Ａ Ｄ、Ｄ／ 等电路部分共同组成。该设计简单易行 ，有较 高的实用价值。 ／ Ａ 关键 词 ：语 音存储 回放 ；带通滤 波 ；Ａ Ｄ转换 ；单 片机 ＼
Ｎ
后 ，单 片机 系统判 断按下 的键值 。若 按 下为Ａ，则 图２ 主 程序流 程图 单 片机开始执 行语音 的存储 功能。若按 下的键 为Ｂ，则单片机开始 执 行 语 音 的 回放 功 能 。子 程
序流程 图见图３ 。
图 １ 系统 结构框 图
６结论
通 过 检 测 表 明 ，该 单 片 机系统在信 号频率在３ ０ Ｚ ０Ｈ－ ３ ４ Ｈ 的范 围 内有 良好 的 响 ．Ｋ Ｚ 应 。 在 其 他 频 带有 明显 的衰 减 ，使 得 语 音存 储 和 回放 的 质 量 有 足 够 的保 证 。 能够 完 成 一 般 单 片机 系统 中 的语 音 存储和 回放 的工作 。
参考文献
… 赵 力 ． 音 信 号处 理 Ｍ ． １ 语 北 京： 工 业 出版 社 。 ０ ． 机械 ２ ９ ０
图３子程 序 流程 图
［ 刘金华辛 宗福卑 片机在 ２ ］ 语 音存储 与回放 中的作 用叫． 黄
石 高等专科学校 学ｔ，ｏｏ１（ ￣２ｏ ， １ ６） 【 【 林敏简 易数字化语音存储与回放 系统Ｕ 仪表技术， ｏ ０ ） ３４ Ｊ］ 】 ２ ８ ｏ ０
５软 件部分设计
为 了 保 证 语 音 信 号 的 采 样 质 量 高 ，本 系 统 回放 的 转 换 频 率 应 该 始 终 保 持 在 ８ ＨＺ，所 以 Ｋ 需 要 由 单 片 机 的程 序 对 定 时 时 间 进 行 控 制 。 在 系统 主程 序 中 ，将 定 时 器 Ｔ２ 置 为 定 时 中 断 设 模 式 ， 当 中 断 时 间 到 达
时 ，执 行 子 程 序 。 主 程 序流程 图如 图２ 示 。 所 ｊ 子 程 序 开 始 执 行
３系统 的总体设计
该 系 统 主 要 包 括 带 通滤 波器 部 分 ，Ａ Ｄ ／ 转换 器部 分 ，８ Ｃ １ 片机部 ９ ５单 分 以及Ｄ Ａ ， 转换 器部 分。 基本思想是将 模拟信号通 过带 通滤波 器 ，经过Ａ Ｄ ／ 转换 成 数 字 信 号 进 行 存 储 ，再 经 由Ｄ Ａ ， 转换器 将 数字 信 号 转换 成 模 拟信 号 ，经 过放大器输 出。
集成 芯片。 价格低 廉 ，结构简 单 ，适合本 系统 的实际情 况。 由于 Ｄ Ｃ ８２ Ａ ０ ３ 的输 出端 的输 出量 为电流 ，但 实际使 用中我们 需要模拟 语音 电话 ，所 以在输 出端还 要接入反 向放大转换 电路 。 Ｊ （ 单 片机控 制 以及存储 器部分 ５ ） 本 系统 运 用Ａ ８ Ｃ １ 片机 实 现整体 的控 制。 将采 样 转换 Ｔ９ ５单 成 数字 量存入 存储器 中 ，在 需 要的时候 ，从 存储器 中读 出数字信 号 ，通过ＤＡ ／ 转换成模 拟量输 出。 单片机 需要知 道何 时完成语 音 的存 储功 能 ，已经何 时完成 语 音 的回放功 能。 因此 ，这里 为本系统 设置两 个按 键Ａ 、Ｂ ，分别控 制语音 的存 储和 回放 。