数字化语音存储与回放系统【毕业作品】

BI YE SHE JI( 届)数字化语音存储与回放系统(英文) Digital voice storage and playbackSystem所在学院电子信息学院专业班级电子信息工程学生姓名学号指导教师职称完成日期年月日摘要数字化语音存储与回放系统英文全称为“Digital voice storage and playback system”，由于传统的磁带语音录放系统，体积大，音质差，存储时间短，存储量小已不能满足人们的需求，随着计算机技术和数字电子的发展，人们发明了音质更好、体积小、容量大的数字化语音存储与回放系统。

本系统由语音信号经放大滤波后，送入A／D进行模数转换。

转换后的数字化语音信号，通过单片机的控制写入片外数据存储器，完成语音数字化存储，本系统能达到的最大存储时间为10S。

回放时，单片机从数据存储器中将数据读出，送人并行D／A转换器，进行数模转换，转换后的模拟信号经滤波、功率放大后，实现语音回放。

关键词：单片机；数字化；语音处理；A/DAbstractThe Digital voice storage and playback system full title in English is"Digital voice storage and playback system"，As traditional tape voice recording system is large volume,poor Sound quality ,Short storage time and Small amount of storage,so it can not meet people's needs.With the development of computer technology and digital electronics，people invented a better sound quality, small size, large capacity digital voice storage and playback system.The system consists of a voice signal after amplifying and filtering into the A / D analog to digital conversion.The converted digital voice signal through the control of the microcontroller is written to the chip data memory, complete digital voice storage，Maximum storage time of 10 s.During playback, the data is read out from the data memory by Microcontroller and filtering into the D/A digital to analog conversion，The converted analog signal can achieve voice playback by filtering, power amplifier..Key Words: SCM;Digital;Voice Processing;A/D目录1 引言............................................ 错误!未定义书签。

1.1 研究背景 ................................... 错误!未定义书签。

1.2 研究内容 ................................... 错误!未定义书签。

1.3 研究现状 ................................... 错误!未定义书签。

2 总体设计........................................ 错误!未定义书签。

3 硬件设计........................................ 错误!未定义书签。

3.1 单片机 ..................................... 错误!未定义书签。

3.2 放大器 ..................................... 错误!未定义书签。

3.2.1 音频前置放大器 ........................ 错误!未定义书签。

3.2.2功率放大器 ............................ 错误!未定义书签。

3.3 带通滤波器 ................................. 错误!未定义书签。

3.4 转换器 ..................................... 错误!未定义书签。

3.4.1 A/D模数转换器........................ 错误!未定义书签。

3.4.2 D/A数模转换器 ....................... 错误!未定义书签。

3.5 存储器 ..................................... 错误!未定义书签。

3.6 语音压缩技术介绍 ........................... 错误!未定义书签。

3.7 键盘 ....................................... 错误!未定义书签。

3.8 拾音器 ..................................... 错误!未定义书签。

4 软件设计......................................... 错误!未定义书签。

4.1 Proteus软件简介............................ 错误!未定义书签。

4.2 软件流程设计 (20)5 制作调试 (23)6 结论 (26)7 致谢 (27)参考文献........................................... 错误!未定义书签。

附录1 整体实验图 .................................. 错误!未定义书签。

附录2 程序 . (30)1 引言1.1 研究背景随着现代化步伐的加快，人们精神和物质水平的飞速发展，网络的飞速普及，从磁带、录像带到CD、VCD、DVD；从黑白电视机、彩色电视机、高清晰度电视机（HDTV）到具有数字信号处理功能的电视机；从留声机、录音机到语音信箱；现在正处在模拟信息到数字信息的变革之中，而传统的磁带语音录放系统，比如以前体积较大的单片机和复读机等已不能满足人们的需求，随着计算机技术和数字电子的发展，人们发明了音质更好、体积小、容量大的数字化语音存储与回放系统，比如应用于现在的MP3、MP4、手机、数字化录音笔等等【8】。

1.2 研究内容本文主要通过了解C51系列单片机开发板和语音录放功能模块实现，主要通过实验完成的内容有：1、课题要求音量可以调节，所以需设计前置放大器以及后面的语音功率放大器。

2、为了使的语音回放清晰，因此需设计带通滤波器（300-3400HZ）3、课题要求存储时间必须达到10s,需确定存储器的大小。

4.为了使回访时间更长，需要了解一下语音压缩方法。

5、最后C语言进行调试。

为了达到实验的预期要求，我们做数字化语音的存储和回放系统主要就是为了提高语音的质量和稳定降低噪声干扰，还有就是增加录音时间和提高存储率，还有如何数字化，可以通过带同滤波器和音频前置放大器提高音质的稳定和质量，通过非失真压缩法提高利用率，还有就是通过中断方式控制录音和回放实现数字化。

本系统完成了语音拾取、数字化存储及回放功能。

对300Hz～3．4kHz 范围内音频信号进行存储和回放，在音频信号频率为300Hz一3．4KHz范围内，系统噪声小，语音回放效果良好。

低频段效果较好，高频段稍次。

结构紧凑，具有灵活的录音和回放功能、语音音量自动控制功能。

1.3 研究现状在数字化语音储存与回放系统的研究发展中，美、日等国在80年代就已进入应用阶段，并且已研究出成品投入市场，应用广泛，并且不断创新中。

而就我们国内来说这行业虽然起步较晚，但是应用语音系统正在进入高潮中飞速发展。

并且近年来单片式语音集成电路发展迅速，ISD公司已经推出语音容量为6秒至16分钟的芯片，预计未来两年将推出单片32～64分钟的芯片。

数字化语音系统在我们如今的生活中也比比皆是，比如数字通信系统、工业控制、交通报站，仪器仪表等等在办公、金融、公安、商业、旅行、教育等有直接的语音相关咨询管理，这些强大的功能使人们的生活水品越来越科技化，人性化，并且有显著提高生活水品[2-3]。

随着现在科技的日新月异，伴随着数字化的信号处理系统、集成电路超规模化的高速发展，语音记录技术已不仅仅只停留在模拟录音阶段，反而快速的发展到了数字录音阶段。

在数字化录音技术中，语音压缩和语音存储是这项技术成功的关键，压缩后的语音数据有些是存储在硬盘之中，而有些则存储在带有掉电保护功能的RAM或FLASH存储器中。

随着计算机网络与硬件的普及和数字化语音系统在人们生活中的应用，在国外智能化图书馆和智能家居已进入人们的生活，而我国也开始发展并且有投入使用，在未来，我认为高速发展的数字化语音系统能让我们更快、更准确、更好地接收知识信息，在工业、生活、教育中的应用可以使经济和文化传播双速发展【7】。

2 总体设计图2-1 系统总体框图组成部分：话筒、音频前置放大器、带通滤波器、A/D、单片机、存储器、D/A、功率放大器、扬声器.单片机以AT89C51为主，音频前置放大器采用NE5532实现语音的调节，功率放大器用LM386实现，其中系统前向通道和后向通道中各设计了一个通带为300Hz一3.4kHz的带通滤波器，带通滤波器采用基于NE5532运放实现，A／D转换系统中采样频率fs=8KHz，字长为8位。

由于数字语音信号数据庞大, 10 s 语音信号数据即需80K 存储器,因此我们要外接RAM存储器，而外部RAM存储器采用的是62256，为了提高存储器的利用率, 必须进行数据压缩。

过程：本系统由语音信号经放大滤波后，送入A／D进行模数转换。

转换后的数字化语音信号，通过单片机的控制写入片外数据存储器，完成语音数字化存储。

回放时，单片机从数据存储器中将数据读出，送人并行D／A转换器，进行数模转换，转换后的模拟信号经滤波、功率放大后，实现语音回放。