语音数据采集系统
《数据采集与处理》仿真实验教学.doc
《数据采集与处理》仿真实验教学一、引言数据采集与处理是电子信息科学的一个重要分支，是以传感器、信号的测量与处理、计算机等先进技术为基础而形成的一门综合应用技术。
作为获取信息的工具，数据采集在科学研究和国民经济的各个领域，如通信、雷达、核电、冶金、航空航天等方面有着非常重要的地位。
掌握数据采集与处理相关理论与技术对学生综合运用多学科知识和从事相关领域工作的能力培养具有重要意义。
《数据采集与处理》是西安电子科技大学生命科学技术学院(以下简称“学院”)针对生物医学工程专业大四学生开设的一门选修课程，该课程主要讲解数据采集系统构成，数据采集系统器件工作原理，简单的数据采集系统设计以及数据处理与分析。
为提高教学质量，本文开展数据采集与处理仿真实验，以期通过具体的实例，让学生对数据采集技术有一个完整系统的认识;同时，使学生综合运用所学理论知识，解决实际问题，能够根据实际需求，设计合适的数据采集系统，并对采集到的数据进行分析和处理。
二、《数据采集与处理》仿真实验教学1.实验内容结合数据采集与处理课程的课堂内容，针对学生的专业背景，考虑该领域当前研究进展，以及实验开展的可行性，我们选取4个实验，分别为数据采集系统设计、Nyquist 采样与压缩采样、微弱信号采集与特征提取和中等强度信号采集与参数估计。
这4个实验既涉及理论，又包括工程实践，既涉及硬件，又包括软件，既涉及基础，又涵盖当前研究热点。
通过这4个实验，学生对该课程有一个系统的了解，并且能够运用所学理论知识，去分析和解决实际问题。
《数据采集与处理》课程共48学时，其中，课堂讲解学习32学时，仿真实验16学时，开设4个实验，每次4学时。
具体实验如下。
实验1：数据采集系统设计。
《数据采集与处理》课程围绕数据采集系统展开，并介绍常规的数据处理方法。
为了使学生对数据采集系统有一个清晰的认识，本实验设计语音信号采集系统。
系统通过压电传感器录入语音数据，经过滤波电路、采样保持电路、A/D转换器后将模拟信号转换为数字信号。
基于声卡的语音信号采集系统设计
１、引言
数据采集是信号分析与处理的一个重要环节， 通常 由数据采集 卡完成 。 但是 ， 专用数据 采集 卡的价格一般 比较昂贵 。 随着 多媒体技 术 的发展 ， 声卡 已成 为多 媒体 计算机的标准配置 。 且大多数声卡具 有 与数 据采集 卡相当的信号滤 波 、 大及采样保持 、 数相 互转 放 模一 换等功 能 ， 具有 较高 的采样频 率与精度。 声卡可对 音频信号实现双 声道 １位、 ６ 高保真 的数据采集 ， 最高 采样率 可达４ ．ｋ 。 ４ １ Ｈｚ在满足测 量要求的前提下 ， 利用声卡进行Ａ／ 转换 ， Ｄ 话筒作为信号输入端 ， 实 现对声音 信号 的单、 双通道 采集任务 ， 从而节省成本 。 文实现 了一 本 种基于 声卡的信号 采集系统 ， 具有音频信 号采集 、 数据处理 、 Ｃ Ｐ Ｍ 波形显示及 播放功 能。
一
４ 采 样参 数 设 置 ． １
声卡 比 较特 殊 ， 采样 频 率 只有 １ ．２ ｋ 、 ２ ０ ｋ 、 ４． １ ０ ５ Ｈｚ ２ ． ５ ＨＺ ４ １ｋ 等几 个定值 ， Ｈｚ 支持 的 采样 位数 有 ８ 、 ６ 、 ４ 等 ， 位 １位 ２ 位 输入 声道 （ 即采样 通 道） 常为 单 、 声 道 ， 出声 道有 单 声道 、 声 通 双 输 双 道 、 声 道 等 ， 同 类 型 声 卡对 应 的 各 值 也 不 同 。 此 ， 进 行 参 四 不 因 在 数 设置 之前 ， 利用 ｗａ ｅｎ ｅ Ｄ ｖ ａ ｓ ｖ Ｉ Ｇ ｔ ｅ Ｃ ｐ 函数 获 取波 形输 入 设备 的性 能 ， 包括厂 商标 志 、 品标志 、 形输入 设备 的版本 号 ， 道 产 波 声 数， 所支持 的采 样频率 、 采样位 数等 ， 显示输 出 ， 并 然后根据 设备 的性 能及实 际的需 要 ， 声卡 的采样 位数 对 输入 声道 及信 号采样 频率 、 采样 长度 进行 设置 ． 些设 置是对 ＷＡＶＥ ＯＲＭＡＴＥ 这 Ｆ Ｘ数 据结 构进 行 。 ４２数 据 采 集 的 数 据 结 构 ． 信号 采集时 ， 需要考虑信 号 的采样 频率 、 采样 长度 、 采样位 数 等。 首先 ， 利用ＡＶ Ｆ ＲＭＡ Ｅ 数据结构对上述参数进行设置［ １ ＥＯ Ｔ Ｘ ２。 １ ３ 其次 ， ｎ ｏ 提供了丰富的波形数据缓冲区控制 函数 ， Ｗｉｄ ｗｓ 利用这些函 数能够在少量存储器的情 况下， 循环使用波形数据缓冲区。 对波形数 据缓冲区 的有效分配可按波形数据块结构ｗＡⅦ ＨＤＲ 要求进行 。 在使用低层的声音 函数对声 音进 行采集、 回放时 ， 声音是存放 在一 个内存数据缓冲区中的 ， 一 用户可 以用相应的消息 映射函数来处 理相应的过程 。 当收到ＭＭ— Ｍ— ｗＩ ＤＡＴ 消息时， Ａ 表明输入缓冲区数 据 已满 ， 主程 序采用双线程 ， 同时进行数据 的保存和 缓冲 区程序 的 交换 。 当得到ＭＭ Ｍ． Ｏ ＷＯ ＿ ＮＥ消息时 ， 明输 出缓冲区中数据为 Ｄ 表 空 ， 响应消息处理完采样数据 后， 在 继续 向输入 缓冲 区添加数据 。
语音采集与放送
语音采集与放送芯片初始化文档一、语音采集模块原理图从上面的原理图我们可以发现，这个模块主要是由两个部分组成，分别是音频芯片AIC23和DSP芯片C5509。
音频芯片的主要功能是实现数字信号和模拟信号的相互转换，而C5509是实现数字信号的实时处理。
而上面原理图上的六根线又可以分成两个部分，SCL和SDA属于I2C总线模块的，这个部分主要实现的是DSP对音频芯片的初始化，完成音频芯片的激活启动；BCLK,WCLK,DIN,DOUT这四条线属于DSP的多通道缓冲器（McBSP），实现的是数字信号的交互，也就是传输数字信号。
下面介绍每条线的具体功能：⑴SCL：I2C总线结构的时钟线，其主要功能是控制I2C总线的时钟信号；⑵SDA：I2C总线的数据信号线，其主要功能是传输二进制编码，即传输数据；（具体传输模式和协议详见I2C协议。
）⑶BCLK：McBSP中的时钟控制信号线，主要控制McBSP中数据传输速率；⑷WCLK：McBSP中的帧同步信号，帧同步的主要任务是把字或句和码区分出来，保证传输数据的正确性。
⑸DIN：音频芯片信号输入端，接收DSP发送寄存器传来的信号；⑹DOUT：音频芯片信号输出端，发送信号给DSP接收寄存器；（详细介绍McBSP请看C5509McBSP寄存器资料和C5509主芯片资料）；二、程序介绍首先我们来看一下主程序中寄存器的初始化这个部分，其中会发现有几个模块组成：SDRAM_init()，EnableAPLL()，PLL_Init(40)和AIC23_Init()。
前面三个初始化以前讲过，我们来看一看AIC23_Init()这个初始化程序：⑴音频芯片AIC23初始化。
这个程序中包括了I2C_Init，AIC23_Write，McBSP0_InitSlave 三个部分。
⑵I2C初始化我们来看看I2C初始化的过程：A ClearMask(pI2C -> icmdr, ICMDR_IRS);作用是为了重置I2C寄存器ICMDR，目的是发送一个信号激活I2C总线；B pI2C -> icpsc = dspclk.pllmult;配置I2C总线的时钟信号，由于AIC23使用的是晶振输入，所以I2C时钟寄存器ICPSC直接使用时钟信号dspclk.pllmult；C Write(pI2C -> icclkl, 10)；和Write(pI2C -> icclkh, 10);这里是配置I2C信号的时钟信号（SCL）频率的。
传声器阵列语音数据采集系统的设计与实现
系统 的基本工作流程如 下 ： 主机通过 Ｕ Ｂ ． 口 Ｓ ２０接 控 制器 向 Ｆ Ｇ Ｐ Ａ发送控 制信号 ， Ｆ Ｇ 由 Ｐ Ａ设 置 Ａ Ｃ的 Ｄ 工作 模式 ； Ｄ Ａ Ｃ开始采样 、 量化 ， 转换得到 的串行音频
数 据 在 Ｆ Ｇ 内部 进 行 串 并 转 换 、 多路 数 据 缓 存 及 同 ＰＡ
ｌ声 放 、 端 双 传 器ｌ 大 单 转 端Ｂ
数转 换 器
（ 制 ＡＤ 控 Ｃ 据 封装 ，
ＦＧ ＰＡ
［＝》 数 据 流
Ｉ声 放大 单 转 端Ｂ 路 来自 的 钟， 传 器２ 、端 双 ８模 时 数
ＵＢ． Ｓ ２０接
１弼Ｌ 工ｌ Ｉ ＆ Ｉ 们
ｒ —
扩展 性 差 。因此 ， 何设 计 和实 现一 种低 成本 、 用 如 使
麻烦 ， 计算 机插 槽数 量 、 址 、 断资 源的 限制 ， 受 地 中 可
系统总体 上可分为 ４部分 ： 数转换器 （ Ｄ ）Ｕ Ｂ ． 模 Ａ Ｃ ，Ｓ ２ ０
接 口控 制 器 、Ｐ Ａ 模 块 和 主 机 （ 持 Ｕ Ｂ ． 议 ） ＦＧ 支 Ｓ ２０协 ，
其总体结构框 图如 图 １ 所示 。
Ｔ ｅ ｙ ｔｍ ｔ ｎ ｆｒ ｔ ｅ ｃ ｕ ｒ ｄ ｈ ｓ ｓｅ ｒ ｓｅ ｓ ｈ ａ ｑ ｉ ｍｕ ｔ— ｈ ｎ ｅ ｄ ｔ ｉ ｒ ａ － ｉ ｙ ｈ ＵＳ ． ｉ ｔｒａ ｅ ａ ｄ ｓ ｅ ｓ ｏ ｓ ａ ｅ ｌ ｃ ａ ｎ ｌ ａａ ｎ ｅ ｌ ｔ ｉ ｍｅ ｂ ｔｅ Ｂ２０ ｎ ｅ ｆ ｃ ． ｎ ｉ ａ ｙ ｔ ｕ ｅ
【 关键 词 】 传 声 器 阵 列 ；语 音数 据 采 集 ；Ｕ Ｂ ．；Ｃ ５ ６ Ｓ２ ０ Ｓ３８ 【 图 分 类 号 】Ｔ ２４ ２ 中 Ｐ ７＋ 【 献 标 识 码 】Ａ 文
语音合成软件的数据集采集和处理技巧(Ⅲ)
语音合成软件的数据集采集和处理技巧一、数据集的重要性语音合成软件的数据集是其性能的基础。
一个好的数据集可以帮助语音合成软件更准确地模拟人类的语音，使合成的语音更加自然和流畅。
因此，数据集的采集和处理是语音合成软件开发中至关重要的步骤。
二、数据集的采集1. 采集多样化的语音样本语音合成软件的数据集需要包含多种语音特征，因此在采集数据时需要尽可能涵盖各种不同年龄、性别、口音、方言等特征的语音样本。
这样可以使得合成的语音更具通用性和适用性。
2. 保持语音样本的质量在采集语音样本时，需要注意保持语音的清晰度和准确性。
避免嘈杂的环境和杂音的干扰，保证语音的纯净度。
此外，还需要注意采集的语音样本的标注工作，确保每个语音样本都有准确的文本标注。
三、数据集的处理1. 数据清洗在采集到大量的语音样本后，需要对数据进行清洗，去除噪音和杂音，确保语音的纯净度。
此外，还需要对采集到的语音进行切分，提取出单个的语音片段，为后续的处理工作做好准备。
2. 特征提取在语音合成软件中，需要对语音样本进行特征提取，将其转化为数字形式的特征向量。
这一步是非常重要的，它直接影响着后续的模型训练和语音合成的效果。
因此，在特征提取时需要注意选择合适的特征提取算法和参数，并对提取出的特征进行分析和优化。
3. 标注在处理数据集时，还需要对语音样本进行文本标注。
这一步是为了训练语音合成模型时提供正确的文本标签，使模型能够准确地学习语音和文本之间的对应关系。
因此，在标注时需要保证标注的准确性和一致性，避免出现错误的标注导致模型训练的失败。
四、数据集的优化1. 数据增强在处理数据集时，可以通过数据增强的方式来扩充数据集的规模和多样性。
数据增强可以通过添加噪声、变速、变调等方式对语音样本进行变换，从而增加数据集的丰富性和多样性，提高模型的泛化能力。
2. 数据平衡在采集和处理数据集时，需要注意保持数据的平衡性。
即使在不同年龄、性别、口音等方面都能充分覆盖，避免数据集中出现过多的某一类别，导致模型在学习和预测时出现偏差。
智慧语音提醒系统设计方案
智慧语音提醒系统设计方案智慧语音提醒系统是一种通过人工智能技术，以语音形式提醒用户进行某些活动或者提醒用户注意某些事项的系统。
该系统可以应用于各种场景，例如日常生活中的起床提醒、工作学习中的任务提醒、医疗护理中的用药提醒等。
智慧语音提醒系统设计方案如下：1.需求分析：首先要明确系统的需求，包括哪些场景需要提醒、提醒频率、提醒方式等。
通过与用户沟通和调研，了解用户的需求和痛点。
2.数据采集：系统需要获取用户的日常活动和任务信息，例如日历、待办事项、定时提醒等。
通过与各种设备（如手机、手表、电脑等）进行数据交互，获取用户的任务信息。
3.语音识别：系统需要具备语音识别的能力，能够将用户的语音指令转化为文本或者命令。
可以使用开源的语音识别库，如CMU Sphinx，或者使用商业化的语音识别API，如百度语音识别。
4.语音合成：系统需要将提醒内容通过语音的形式传达给用户。
可以使用开源的语音合成库，如Festival，或者使用商业化的语音合成API，如科大讯飞语音合成。
5.提醒逻辑：系统需要具备提醒的逻辑，如何判断何时进行提醒，提醒的内容如何生成等。
可以设计一个规则引擎，通过预定义的规则和条件来进行判断和触发提醒。
6.用户界面：系统需要提供一个用户界面，用于用户进行设置和管理提醒。
用户可以在界面上添加、编辑或者删除提醒，设置提醒的时间、频率、内容等。
7.智能推荐：系统可以根据用户的历史数据和用户的习惯，进行智能推荐。
例如，根据用户的日程安排和工作情况，提前推荐适当的时间和内容进行提醒。
8.多平台支持：系统需要支持多平台，包括手机、平板、电脑等，在不同的设备上都能够正常运行和提供提醒服务。
9.安全与隐私：系统需要保证用户的数据安全和隐私保护。
用户的日程信息和个人隐私应该进行加密和权限控制，确保不被非法获取和使用。
10.技术选型和开发：根据需求和设计方案，选择合适的技术架构和工具进行开发。
可以使用Java、Python等编程语言，使用Spring、Django等框架。
语音采集和数据采集的基本操作方法
语音采集和数据采集的基本操作方法本篇介绍的只是路测中最基本的一些操作方法，仅仅掌握这些操作是远远不够的，因此如果想更深入的了解CAIT的使用方法，请参考CAIT2.6 user’s guide。
一、路测前的准备工作：1、把天线连接好，要把接口拧结实。
2、把GPS连接好。
3、检查测试机开机与否并是否有松动。
4、准备好地图，并向司机说明行走路线。
在做好以上的准备工作后，可以打开电脑了，但在开机前必须弹出网卡，不然在开机后会找不到测试机。
开机后，等进入操作系统后，插入网卡。
５、在进入操作系统后，在桌面上有COM2和COM3的快捷图标，这2个分别对应仪器中2部不同的测试机（具体情况视实际连线而定）。
点击任意一个图标，这时会进入一个操作界面，等待一段时间后看COM口是否已经找到了手机和GPS，这可以从操作界面下的状态栏中察看，或者是ALT+g 出现如下窗口：若未找到GPS那么相应的经、纬度显示会是红色的，同样若未找到手机，它下面会不断looking for phone。
６、一般情况下，进入操作界面后上面会显示5个窗口。
(1) View/Status快捷键：F9ESN：(Electronic Serial Number)手机在测试状态下的电子序列号。
Digital MIN：（Digital phone mobile identification number）数字电话识别码。
Analog MIN：（Analog phone mobile identification number）模拟电话识别码。
Phone State：手机在测试状态下的CDMA状态：CDMA Idel，CDMA Conversation，etc。
RF Mode：手机在测试状态下的运行模式：CDMA，Analog或PCS。
CDMA channel：CDMA载频，范围从1到1023。
例如广州是双载频：201、283。
Code channel：CDMA的编码频道号，范围1到63。
新版公安局声纹采集终端系统参数及项目要求-黟-新版.pdf
附件四声纹采集终端系统序号项目名称单位数量采购单位采购预算参数要求1 声纹采集终端系统个2 黟县公安局24000元详见下文注：1、投标报价应包含运输、安装、调试、税金等费用；2、供应商缺项、漏项报价的，按无效标处理。
供应商询价响应文件中需注明拟提供的货物品牌、型号或规格，否则按无效标处理。
一、功能要求：1、声纹采集终端系统用于基层公安机关采集目标嫌疑人的多信道声纹数据，并对采集的内容进行质量检查，将符合声纹采集标准的音频与声纹存入声纹数据库，用于在案件中确认未知身份语音的人员信息，为案件侦破提供线索。
不同类别的采集目标人员为特殊案件的提供分类信息，起到了重点排查目标人员的作用。
2、声纹采集终端系统建设须在遵循公安部和国家相关标准以及业务规范基础上，按照相关标准规范进行建设。
通过采集终端采集的人员基本信息包括姓名、身份证号、性别、方言、语种、出生地、长期居住地、学历、职业、民族、籍贯、出生日期、联系电话、联系地址、备注。
在与本地人员信息资料库对接后，一些相关信息可以自动关联。
采集的语音数据将根据语音特征的不同，同步采集目标人员的8通道语音数据。
3、声纹采集终端系统包含声纹注册系统，能提供人员样本与现场检材的注册入库服务。
在声纹注册系统中提供入库请求的调用接口，以及对入库请求进行管理审核、查询统计的功能。
4、系统安装部署在公安内部网络中，所有应用终端均在公安网通过内网接入声纹数据库系统。
声纹采集人员可通过专用的音频采集设备采集目标人员的语音，并通过公安内部网络传输至省厅声纹数据库中集中存储，在通过审核后系统调用语音引擎将语音转化为声纹模型并存储于声纹库中，进行本地人员信息的对接，以及本地业务系统的关联。
在省级库中存储的声纹，能够通过公安部数据交换网络将声纹模型数据汇集至中心国家库中存储。
5、派出所采集室民警可以使用采集系统进行日常人员信息的采集，与指纹、人像等采集环境相整合。
此外，对于监所等单位的服刑人员或刑满释放人员，也可以进行语音样本的采集，丰富人员样本数据，便于后期的比对。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
摘要本系统实现了语音数据采样、储存、回放以及数据串行上传、下载功能。
系统通过话筒录入语音数据，经过滤波电路、采样保持电路、A/D转换器后将模拟信号转换为数字信号，由单片机控制将信号储存在RAM中。
在需要回放时，再由单片机控制提取RAM中的数据，通过D/A转换器将数字信号转换为模拟信号，通过功率放大器将语音信号还原后回放出来。
同时系统将按键与液晶显示器配合，可以达到对系统的实时控制。
在软件设计上，系统采用C语言进行模块设计。
同时，系统还通过串口中断和下载线，使得系统拥有上串和下载功能。
实验表明系统设计合理可靠，满足设计要求。
关键词：语音，数据采集，回放，转换器AbstractThis system has realized the voice acquisition, the storage and playback. As well as it has realized the data’s serial upload and download. The system uses the microphone input voice. Then the analog signal through the filter circuit, the sampling maintenance electric circuit and the A/D switch, is transformed into the digital signal and is stored in RAM. When this system needs to playback, data is gotten from RAM, and it transforms into the analog signal through the D/A switch. Moreover through the power amplifier, the voice signal can be recovered. Simultaneously the system realizes real-time control with key and liquid-crystal display. The system uses the C language make the module design. At the same time, the system also through the serial port and the download line enables it has the upload and download function. The experiment indicates the design is reliable, satisfies the design request.Key words: V oice, Data acquisition, Playback, Converter目录摘要 (I)Abstract ............................................................................................................................. I I 1 绪论 . (1)1.1 课题背景 (1)1.2 发展现状 (1)1.3 课题意义 (2)1.4 本文结构 (2)2 系统方案分析 (3)2.1 系统功能简介 (3)2.2 系统硬件部分分析 (3)2.2.1 CPU部分 (3)2.2.2 显示方案部分 (7)2.2.3 数据存储器部分 (8)2.2.4 模数转换器部分 (10)2.2.5 数模转换器部分 (13)2.2.6 语音处理模拟部分 (15)2.3 系统软件部分分析 (15)3 系统硬件设计 (17)3.1 系统总体设计 (17)3.2 语音系统设计 (18)3.2.1 语音采集原理 (18)3.2.2 滤波电路 (19)3.3 系统控制部分结构 (20)3.4 复位电路 (21)3.5 振荡电路 (22)3.6 存储器接口设计 (24)3.7 液晶显示器总线方式驱动接口设计 (25)3.7.1 LCD1602的基本操作时序 (25)3.7.2 RAM地址映射 (26)3.7.3 指令说明 (27)3.7.4 初始化过程 (27)3.7.5 数据RAM读写 (28)3.7.6 1602与89C52的接线方式 (28)3.8 系统外围器件设计 (29)3.8.1 数模转换器 (29)3.8.2 模数转换器 (30)3.8.3 电平转换器件 (30)3.9 语音处理模拟部分设计 (32)4 系统软件设计 (36)4.1 程序流程图 (36)4.2 程序代码 (38)5 所用软件介绍 (39)5.1 Proteus (39)5.2 Keil (39)结论 (41)参考文献 (42)致谢 (43)附录A (43)附录B (53)1 绪论1.1 课题背景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, 随着单片机技术的发展, 以单片机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。
1.2 发展现状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，网络通信技术和嵌入式系统技术的飞速发展，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；具有更强的抗干扰性，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。
最简单的数字化就是直接对原始语音信号进行A/D 转换，但这样得到的语音的数据量非常大。
为了减少语音信号所占用的带宽或存储空间，就必须对数字语音信号进行压缩编码。
在通信越来越发达的当今世界，尤其最近几十年，语音压缩编码技术在移动通信、IP 电话通信、保密通信、卫星通信以及语音存储等很多方面得到了广泛的应用。
因此，语音编码一直是通信和信号处理的研究热点，并其取得了惊人的进展，目前在PC 机上的语音编码已经趋于成熟，而如何在嵌入式系统中实时实现语音压缩编码则是近些年来语音信号处理领域的研究热点之一。
语音信号处理在手持设备、移动设备和无线个人设备中的应用正在不断增加。
今天的个人手持设备语音大多时候仅仅局限于语音拨号，但是已经出现了适用于更广泛开发语音识别和文本到语音应用的技术。
语音功能为用户提供自然的输入和输出方式，它比其他形式的I/O更安全，尤其是当用户在开车期间。
在大多数应用中，语音都是键盘和显示器的理想补充。
其他潜在的语音应用包括如下几个方面。
1）语音电子邮件。
包括浏览邮箱、利用语音输入写电子邮件以及收听电子邮件的读出。
2）信息检索。
股票价格、标题新闻、航班信息、天气预报等都可以通过语音从互联网收听。
例如，用户不用先进入某个网址并输入股票名字或者浏览预定义列表，可以通过语音命令实现。
3）语音浏览。
利用语音程序菜单，用户可以在网上冲浪、添加语音收藏夹并收听网页内容的读出。
4）语音导航。
在自动和人眼不够用的条件下获取导航的完全语音输入/输出驾驶系统。
语音信号的传输和存储是语音信号的基本要求。
对语音信号的传输，希望是传输的速度尽量快，传输质量尽量高；对语音信号的存储，希望存储的空间尽量小，存储的信息尽量多。
这两个方面的要求，促进了语音编码的产生。
语音编码算法可以解决语音传输和和存储的问题。
所以，研究语音编码算法，也具有十分重要的价值，是目前语音信号处理最广泛的算法。
1.3 课题意义生活中，声音信号无处不在，同时也包含着大量的信息，可声音这种东西稍纵即逝，看不到，抓不住，这就往往让我们与一些重要的信息失之交臂。
在某些情况下，我们需要记录一些语音中所包含的信息，但语音传出的速度是相对较快的，因此，就需要一种语音采集系统来采集语音数据，进行保存回放。
该题目的目的在于设计一个语音数据采集系统，实现语音数据采集、存储、回放以及数据串行上传、下载功能，并最终做出实物。
通过本次设计，掌握单片机的实际应用，锻炼自己的动手能力和运用理论知识的能力，培养严肃认真的工作态度。
1.4 本文结构首先对整体系统做出初步分析，再对各个部分进行详细分析。
然后是系统硬件部分的设计，包括采集系统、控制电路、外部存储器、液晶显示器、模数和数模转换器等外围器件及语音处理部分。
再然后是程序设计，最后是系统的调试仿真。
2 系统方案分析2.1 系统功能简介本系统实现了语音数据采样、存储、回放以及串行上传、下载功能。
系统结构图如下：图 2.1 系统结构图 2.2 系统硬件部分分析2.2.1 CPU 部分本次所设计的系统是基于单片机完成的，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 单片机 ADC 模拟信号采集接口 模拟功放接口 DAC 串行通信电平转换接口 RAMLCD 键盘件，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。