语音播报器的设计

语音播报器的设计

1 总体设计方案

为了实现语音播报所需的功能，即按下开始键，启动录音，松开开始键，结束录音。结

束录音后，循环播放所录音。而且为了使语音播报器的音质好, 功能强, 实验运行效果较好，使用起来也很简单。。所以本设计采用的设计框图如图1 所示：

由上面的框图可知：本设计框图包括，按键，单片机，语音芯片，话筒和扬声器。其中

单片机为本设计的控制核心，它控制语音芯片，实现对声音的存储和播放。语音芯片实现对语音的录入和播放。

1.1 微处理器的选择

近年来，随着科学技术的发展，微型计算机技术日益发展，已经在许多领域得到了广

泛的应用。随着集成电路工艺的发展，出现了单片机、DSP,ARM 等多种单片机。本系统采用AT89C51单片机。。AT89C51 是一种带4K 字节闪烁可编程可擦除只读

存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8 位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8 位CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL 的AT89C51 是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案[3]。51 单片机虽然和DSP,ARM 相比处理速度和运算速度上都比较慢，但它的体积小、质量轻、价格便宜，它的速度可以满足本次实验的要求，所以我们采用AT89C51 这款单片机。

1.2 语音芯片的选择

目前市场流行的语音芯片有很多，从性价比的角度来考虑，美国ISD 公司的ISD 系列

语音芯片可谓是一只独秀。ISD 系列语音芯片具有以下优点：

·采用模拟量数据存储在半导体存储器直接存储的专利技术，即将模拟量数据直接

写入单个存储单元，不需要经过A/D，D/A 转换。

·内部集成了大容量的的EEPROM，不再需要扩展存储器。

·控制简单，控制引脚与TTL 电平兼容。

·集成度高，使用方便。

·能较好的真时再现语音的自然效果，避免了一搬固体语音电路的因为量化和压缩

所造成的量化噪声和失真现象[4]

因此本例选用ISD 公司的语音芯片ISD2560。

综合本设计的设计方案可知：主要的硬件电路有单片机最小系统和语音模块的电路

及其外围电路，及其接口电路。其中单片机最小系统包括电源电路，复位电路和时钟电路。所以根据上面的内容，可以将本例的功能硬件模块划分为：

·单片机最小系统：系统的控制电路。

·语音录放电路：包括语音芯片的外围电路和单片机的接口电路。

软件部分用C 语言编写程序，单片机程序控制语音芯片的正常工作。并且利用伟福仿

真器对单片机进行编程开发，仿真和调试。

2 硬件电路的

2.1 语音录放电路单片机原理图

2.2语音录/放音电路的语音芯片ISD2560 原理图

2.3 扬声器和话筒电路

扬声器输出（SP＋、SP－）：可驱动16Ω以上的喇叭（内存放音时功率为12.2mW

AUX 1N 放音时功率为50ｍW）。单端输出时必须在输出端和喇叭间接耦合电容而双端输出则不用电容就能将功率提高至4 倍。

话筒输入（MIC）：该端连至片内前置放大器。片内自动增益控制电路（AGC）可将

增益控制在－15-24ｄＢ。外接话筒应通过串联电容耦合到该端。耦合电容值和该端的10K Ω输入阻抗决定了芯片频带的低频截止点。

话筒参考（MIC REF）：该端是前置放大器的反向输入。当以差分形式连接话筒时，

可减小噪声，并提高共模抑制比。

3 软件设计

本设计主要通过单片机对ISD2560 的控制实现指定地址入口的录音和循环播放。

程序要实现下面的过程：

“开始”键按下后，即系统上电后，系统初始化，然后判断开始键是否按下，如果按下

则单片机控制PD，P/R 引脚低电平音函数为：

/*录音函数*/

Void record(void)

{

CE = 0; //片选有效

PD = 0; //非节电模式

PR = 0 ; //录音

}

当CE=0 时芯片使能输入引脚，使能所有的的录音操作。

当PD=0 时使芯片开始工作，而进入非节电模式。

当PR=0 时开始录音，录音时，由地址线提供起始地址，直到录音持续到CE 或PD 变高，或自动溢出。

在预先设定的时间内，（小于60s)结束录音，松开“开始”键单片机控制P/R 引脚回到

高电平，即完成一段语音的录制。之后打开外部中断0，指定放音地址，启动放音程序，其放音函数为：

*放音函数*/

Void playback(void)

{ CE = 0; // 片选有效

PD = 0; // 非节电模式

PR = 1; } // 放音

当CE=0 时芯片使能输入引脚，使能所有的的放音操作。

当PD=0 时使芯片开始工作，而进入非节电模式。

当 PR=1 时为高电平，这时选择放音，这时由地址输入提供起始地址，放音持续到EOM

位标志。

每次放音结束时，EOM 输出会触发单片机的外部中断0，经过适当的延时后，重新启

动第二次放音，这样重复三次后关闭外部中断0，流程结束，等待下一次录音。

4 结论

89C51 单片机虽然和DSP,ARM 相比处理速度和运算速度上都比较慢，但它的体积小、

质量轻、价格便宜，容易获取。它的速度可以满足本次实验的要求，所以我采用AT89C51 这款单片机的时候很方便。+