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 PLAYBACK

SYSTEM BASED ON AT89C51

ABSTRACT

The 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 ...................................................................................................................................... II 目录 .................................................................................................................................................. III 第1章绪论. (1)

1.1 课题研究背景 (1)

1.2 国内外研究现状 (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 (7)

2.3.1 AT89C51芯片 (7)

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)

致谢 (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。添加语音功能不仅使得机器更加“聪明”和人性化，还能让使用者操作更加得心应手。当前把语音作为服务手段的行业越来越多，如电脑语音钟、语音型数字万用表、移动手机智能语音系统、叫号机、语音监控报警系统、公交车报站器和卫星导航系统等[1]。可以说，语音系统是社会生活和生产不可缺少的东西，它的发展是社会进步的必然结果。

语音系统需要建立在硬件基础之上，而其系统的控制核心一般是使用单片机。单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点。它几乎渗透到我们生活的各个领域：军事领域的各类导航系统，计算机网络通讯与数据传输系统，各类工控企业的自动化实时控制和数据处理系统，各类智能IC 卡，汽车的报警、导航、安全、娱乐系统，录音、摄像机，全自动洗衣机系统以及各类发生遥控玩具和电子宠物等等。可以说，单片机体现的是它强大的控制能力。

数字语音录放技术是指利用数字化技术对语音信号进行采集、处理、并且在一定存储设备中进行存储，并可在需要时进行输出的过程。相对于模拟设备来说，数字设备易于集成、小型化、成本更低，同时更为稳定，且操作更为直接、方便，使得数字语音录放系统目前在各种领域中都得到了广泛的应用[2]。例如监控环境中使用的语音采集系统；再如家庭或学校中使用的语音复读机等，都可看作是数字语音录放系统的典型应用。

在对语音信号的处理方面，常规方法是采用滤波器处理接收到的模拟语音信号，通过模数转换成为数字信号，再由单片机控制存储到存储器中。在需要输出语音信号时，亦可由单片机控制从存储器中输出，再经数模转换成模拟信号，通