基于单片机的语音录放系统设计
基于单片机的语音存储与回放系统毕业设计
基于单片机的语音存储与回放系统毕业设计1. 引言随着科技的不断发展，语音技术也得到了广泛应用。
如今，在很多领域，我们可以看到语音交互的身影。
语音存储与回放系统是语音技术的一个重要应用方向。
本文旨在讨论基于单片机的语音存储与回放系统的设计与实现。
2. 设计目标在开始设计语音存储与回放系统之前，我们首先明确系统的设计目标。
在该系统中，我们希望能够实现以下功能： 1. 采集语音信号并进行存储； 2. 实现语音信号的回放； 3. 提供用户友好的交互界面。
3. 系统设计3.1 硬件设计语音存储与回放系统的硬件设计是实现系统功能的基础。
这里我们选用单片机作为系统的核心控制器，其主要功能包括语音信号的采集、存储与回放。
1. 单片机选择：首先，我们需要选择适合语音处理的单片机。
常用的单片机型号有STM32、Arduino等。
选择单片机时要考虑其性能、成本和易用性等因素。
2. 语音输入与输出：为了实现语音信号的采集与回放，我们需要选择合适的语音输入输出设备，如麦克风和扬声器。
3. 存储器选择：在语音存储与回放系统中，我们需要选择适合存储语音信号的存储器。
可以选择外部存储器，如Flash、SD卡等。
3.2 软件设计语音存储与回放系统的软件设计包括系统的逻辑控制和交互设计。
1. 语音采集与存储：这一部分主要涉及音频采集和存储的算法。
需要设计合适的采样率、量化位数和编码方式等来满足存储与回放的需求。
2. 语音回放：回放语音的过程需要涉及音频解码和输出的算法。
需要设计合适的解码算法以及音频输出的放大电路。
3. 用户交互界面：为了方便用户操作，我们可以设计一个简单的用户交互界面，如按钮、LCD显示屏等。
用户可以通过界面进行语音的录制、回放和设置等操作。
4. 系统实现在完成系统设计后，我们可以开始系统的实现。
实现过程中需要进行硬件的连接和软件的开发。
1. 硬件连接：按照系统设计中的硬件设计要求，将单片机、麦克风、扬声器等硬件设备进行连接。
基于单片机的语音录放器设计
一、设计要求 (1)1.设计原理 (1)2.设计模块描述 (1)二、设计目的 (2)三、设计的具体实现 (2)1.模块方案的选择 (2)（1）语音芯片选择 (2)（2）音频功放选择 (2)（3）电源选择 (3)（4）控制模块选择 (3)（5）音频输入、输出模块 (3)2. 系统的最终实现方案 (4)四、单元电路设计 (4)1.语音芯片单元电路 (4)1.1语音芯片外部特征 (4)1.2APR9600语音芯片内部结构 (5)1.3APR9600语音芯片电性能参数 (7)1.4APR9600语音芯片模块原理图 (9)2.音频功放单元电路 (11)2.1JRC386D芯片的引脚及功能 (11)2.2JRC386D芯片的内部结构 (12)2.3JRC386D芯片的电性能参数及增益调节 (13)2.4JRC386D功放模块原理图 (15)3.语音输入和电源模块电路 (15)4.控制模块 (16)5.电路设计总原理图 (18)五、系统测试 (20)1.测试项目 (20)2.测性结论 (20)六、结论 (20)七、心得体会 (21)八、参考文献 (21)九、附录 (22)附录一：使用说明书 (22)附录二：元器件及材料清单 (23)基于APR9600的语音录放器设计报告一、设计要求选择适当的语音芯片，在这里本设计采用一块APR9600语音芯片为电路的核心，实现自动录音和放音的功能。
使用功放芯片JRC386Ｄ进行音频放大，以提高音量。
语音录放电路在日常生活中应用广泛，如电话的留言应答，游戏机、玩具录放音，钟表报时，用于报警、售货、家用电器控制，等等。
本设计电路控制简单，音质好、音量大，可多次录放音，可移植性强，稍作改动就可以应用到其它领域。
1.设计原理本设计的原理是根据设计要求，采用模块化设计。
主要有语音芯片模块、控制模块、电源模块、输入输出模块和音频功放模块，添加适当的外围电路，使之能够协调工作，达到较好的录放音效果。
基于51单片机语音存储与回放系统设计
语音录放系统总体设计及主要芯片说明目录摘要 (I)ABSTRACT (II)绪论 (1)1 语音录放系统总体设计及主要芯片说明 (4)1.1总体方案论证 (4)1.2器件选择 (5)1.2.1 单片机的选择 (5)1.2.2 语音芯片选择 (6)1.3AT89C51芯片说明 (7)1.3.1 AT89C51的主要参数 (7)1.3.2 AT89C51的引脚功能说明 (8)1.4ISD2560语音芯片 (9)1.4.1 ISD2560的引脚功能 (9)1.4.2 ISD2560的操作模式 (10)1.4.3 ISD2560的分段录放音 (11)1.4.5 ISD2560的应用电路 (12)1.5LM386集成功率放大器芯片说明 (13)1.5.1 LM386电子特性 (13)1.5.2 LM386的引脚说明 (14)2 语音录放系统硬件电路设计 (16)2.1系统硬件电路总体设计 (16)2.2AT89C51的外围电路设计 (16)2.2.1 晶振电路设计 (16)2.2.2 复位电路设计 (17)2.3语音电路设计 (18)2.4功放电路设计 (19)2.5键盘输入电路和状态显示电路设计 (19)3 语音录放系统软件设计 (21)3.1主要变量说明 (21)3.2主程序工作原理及流程图 (21)3.3子程序流程图及代码 (23)3.3.1 录音子程序 (23)3.3.2 放音子程序 (24)结束语 (26)致谢............................................................................................ 错误！未定义书签。
参考文献 (27)附录1 (28)附录2 (30)摘要在智能仪器仪表或自动控制设备中，增加语音功能能极大地提高人机界面的友好性，方便用户操作。
在许多场合需要将语音合成、语音识别、语音存储和回放技术和单片机结合在一起。
基于单片机的语音存储及回放系统课程设计设计(毕业设计)完整版
本文由lazy月如初贡献电子与信息工程学院综合实验课程报告课题名称专班业级基于单片机的语音采集及回放系统设计基于单片机的语音采集及回放系统设计电子信息工程 07 电子 2 班学生姓名学号宋杨指导教师2010 年7月 5日1 总体设计方案介绍：总体设计方案介绍：介绍语音编码方案： 1.1 语音编码方案：人耳能听到的声音是一种频率范围为 20 Hz～20000 Hz ,而一般语音频率最高为 3400 Hz。
语音的采集是指语音声波信号经麦克风和高频放大器转换成有一定幅度的模拟量电信号,然后再转换成数字量的全过程。
根据“奈奎斯特采样定理”采样频率必须大于模拟信号最高频率的两倍，由于语音信号频率为 300～ , 3 400 Hz ,所以把语音采集的采样频率定为 8 kHz。
从语音的存储与压缩率来考虑，模型参数表示法明显优于信号波形表示法[4]。
但要将之运用于单片机，显然信号波形表示法相对简单易实现。
基于这种思路的算法，除了传统的一些脉冲编码调制外，目前已使用的有 VQ 技术及一些变换编码和神经网络技术，但是算法复杂，目前的单片机速度底，难以实现。
结合实际情况，提出以下几种可实现的方案。
（1）短时平均跨零记数法不易实现。
（2）实时副值采样法采样过程如图 2.1 所示。
该方案通过确定信号跨零数，将语音信号编码为数字信号，常用于语音识别中。
但对于单片机，由于处理数据能力底，该方法抽样量化存储图 2.1 采样过程具体实现包括直存取法、欠抽样采样法、自相似增量调制法等三种基本方法。
其中第三种实现方法最具特色，该方法可使数据压 1： 4.5，既有 ?M 调制的优点，又同时兼有 PCM 编码误差较小的优点，编码误差不向后扩散。
1.2 A/D、D/A 及存储芯片的选择、单片机语音生成过程,可以看成是语音采集过程的逆过程,但又不是原封不动地恢复原来的语音,而是对原来语音的可控制、可重组的实时恢复。
在放音时,只要依原先的采样直经 D/ A 接口处理,便可使原音重现。
基于单片机的录音系统设计
基于单片机的录音系统设计一、引言二、系统总体设计（一）系统功能需求本录音系统需要实现以下功能：1、音频采集：能够实时采集外部声音信号，并将其转换为数字信号。
2、数据存储：能够将采集到的音频数据存储在外部存储器中，如闪存或 SD 卡。
3、音频播放：能够将存储的音频数据还原为声音信号，并通过扬声器或耳机播放出来。
4、控制功能：能够通过按键或其他输入设备对录音、播放、暂停、停止等操作进行控制。
（二）系统总体结构基于上述功能需求，本录音系统主要由以下几个部分组成：1、音频采集模块：负责将外部声音信号转换为电信号，并进行放大和滤波处理。
2、模数转换模块（ADC）：将模拟电信号转换为数字信号，以便单片机进行处理。
3、单片机控制模块：作为系统的核心，负责对整个系统进行控制和数据处理。
4、数据存储模块：用于存储采集到的音频数据。
5、音频播放模块：将存储的数字音频数据转换为模拟信号，并通过扬声器或耳机播放出来。
6、电源模块：为整个系统提供稳定的电源供应。
三、硬件设计（一）音频采集模块音频采集模块通常由麦克风、放大器和滤波器组成。
麦克风将声音信号转换为电信号，放大器对电信号进行放大，以提高信号的强度，滤波器则用于去除噪声和干扰信号，提高信号的质量。
（二）模数转换模块（ADC）ADC 模块的作用是将模拟电信号转换为数字信号。
在选择 ADC 芯片时，需要考虑其分辨率、采样率、转换精度等参数。
常见的 ADC 芯片有 ADC0809、ADS7822 等。
（三）单片机控制模块单片机是整个系统的控制核心，负责对音频采集、模数转换、数据存储和音频播放等模块进行控制和数据处理。
在本设计中，我们选用了 STM32 系列单片机，其具有丰富的外设资源和较高的处理性能，能够满足系统的需求。
（四）数据存储模块数据存储模块用于存储采集到的音频数据。
常见的存储介质有闪存、SD 卡等。
在本设计中，我们选用了 SD 卡作为存储介质，通过 SPI 接口与单片机进行通信。
基于单片机的语音存储与回放系统毕业设计
基于单片机的语音存储与回放系统毕业设计基于单片机的语音存储与回放系统是一种能够实现语音录制、存储和回放功能的设备。
它可以用于各种应用场景，如语音备忘录、语音留言板、语音识别系统等。
该系统的设计需要完成以下关键功能：1. 语音录制：通过麦克风或其他输入设备采集语音信号，并将其转换为数字信号。
可以使用ADC模块将模拟信号转换为数字信号。
2. 存储功能：设计合适的存储器，如EEPROM或Flash存储器，用于存储采集到的语音信号。
存储器的容量应根据实际需求确定，并能够支持快速的读写操作。
3. 控制功能：设计合适的控制电路，通过按键或其他输入设备实现对语音录制和回放功能的控制。
可以使用GPIO口或外部中断等方式实现按键输入的响应。
4. 回放功能：设计合适的音频输出电路，将存储的语音信号转换为模拟信号，并通过扬声器或耳机输出。
可以使用DAC模块将数字信号转换为模拟信号。
5. 用户界面：设计合适的显示屏幕和操作界面，用于显示当前状态和操作指令。
可以使用LCD显示屏和按键等设备实现用户交互。
在设计过程中，需要考虑系统的实时性、容错性和稳定性。
同时，还需要进行适当的电路布局和信号处理，以减少噪音和干扰对语音信号的影响。
在编程方面，可以使用C语言或汇编语言编写程序，实现语音录制、存储和回放的功能。
需要考虑存储器的管理和控制、按键输入的处理、音频数据的处理等方面。
最后，还需要进行系统的测试和调试，确保系统的稳定性和功能完整性。
可以通过模拟语音信号进行录制和回放测试，检查系统的录制和回放效果是否符合要求。
综上所述，基于单片机的语音存储与回放系统的毕业设计需要涉及硬件电路设计、嵌入式软件编程和系统测试等多个方面的知识和技能。
需要深入理解语音信号处理、存储器管理和控制、电路设计和嵌入式系统等知识，并具备一定的创新能力和解决问题的能力。
基于单片机AT89s51的录放音系统的设计
P3.1 /TXD（串行输出口）；
P3.2 /INT0（外部中断0请求输入端，低电平有效）；
P3.3 /INT1（外部中断1请求输入端，低电平有效）；
P3.4 /T0（定时计数器0外部计数脉冲输入端）；
P3.5 /T1（定时计数器1外部技术脉冲输入端）；
P3.6 /WR（外部数据存储器写信号，低电平有效）；
ISD4004语音芯片是由美国ISD（Information Storage Device）公司生产的一种具有较强功能的实现语音录放功能的集成电路。该器件打破了传统的A/D和D/A转换模式,采用直接模拟量存储技术，是一种的长久的记忆型语音录放集成电路，其可在断电情况下保存100年,工作电压为3V,工作电流25～30mA，维持电流1μA，录音时间一般为8至16分钟，可以重复录放10万次。该芯片采用多电平直接模拟量存储专利技术将每个采样值直接存储在片内闪烁存贮器中，因此该语音芯片非常清晰、自然地再现语音、音调、音乐以及效果声，避免了由一般固体录音电路因采样、压缩和量化造成的量化噪声及金属声。由于设计成和微处理器通过串行接口控制芯片的方法,使本器件引出端数减到最少。该器件的采样频率为8.0kＨz，同一系列的产品采样频率越低，录放音时间越长，但音质和通频带会有所下降。此外，ISD4004语音芯片还省去了数模和模数转换器。其集成度很高，芯片采用CMOS 技术,具有振荡器、平滑滤波器、音频放大器、防混淆滤波器、自动静噪和高密度多电平闪烁存贮陈列。因此只需要很少的外围器件就可构成一个完整的声音录放系统，因为AT89C51没有硬件SPI接口，所以AT89C51通过I/O引脚采用软件模拟的方式实现SPI的接口。
4、11、
12、23
VSSA，VSSD
基于单片机AT89S51系统的录放音设计PPT
2. 系统的硬件设计
语音录放音系统硬件电路设计 AT89C51芯片的特点及工作原理 ISD4004芯片引脚及功能介绍 SPI串行外部接口 系统的功能实现
语音录放音系统硬件电路设计
三极管放 大电路 ISD4004 音频放大 电路 CPU
录放按键 SPI 录放指示灯
AT89C51
时钟电路
PC机
X
X
EA/VP
T
T
INT0
INT1
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P
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P
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2.5系统的功能实现
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基于单片机的录放音系统设计
指导老师：苏变玲
专业：电子信息科学与技术 学生：李 玲 学号：100843023
1.绪论
设计课题的背景和意义 国内外发展现状 设计要求 论文的主要工作
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语音数字处理方法可以分为规则合成法、参 数合成法和波形存储法三类，前两类复杂且难度 大，目前使用较少，波形存储法是普遍采用的一 种．
波形存储法的技术基础是Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ转换技 术和多种的编码、解码算法．图１说明了波形存储 法的语音数字处理、记录及存储过程：首先用麦克 风取得语音的电模拟量信号，经适当放大后，Ａ／Ｄ 转换器以一定的频率对其进行采样并转换为二进 制数字量，并实时地对其进行编码，实现对实时数 据的压缩以减少数据量，然后送入数据存储器中 储存．
第２２卷第３期 ２００８年５月
甘肃联合大学学报（自然科学版） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｇａｎｓｕ Ｌｉａｎｈｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ）
Ｖ０１．２２ ＮＯ．３ Ｍａｙ ２００８
文章编号：１６７２·６９１Ｘ（２００８）０３—００６７—０３
基于单片机的语音录放系统设计
刘超美１，李红萍１，贾秀明２
录救选择程序框图
本电路使用了四片ＩＳＤｌ４９０，每片都如图３
所示接成基本的录放电路，最后用单片机将四个
基本录放电路连接成一个整体．因为每片录音芯
片可录音９０秒，四片共可录音３６０秒，用单片微
处理器ＭＣＳ８９Ｃ５１进行控制，当录音时间在９０
秒之内时，只用１＃芯片，如录音时间超过９０秒
时，启用２＃芯片，在录音时间超过１８０秒时，启 用３＃芯片……，这样，用微处理器来完成定时和 芯片自动选择，就可实现３６０秒内任何时间长度 的语音录制与回放，从而实现录音放音功能．系统 结构如图４．
收稿日期：２００８－０２－２８． 作者简介：刘超美（１９６６－），女，甘肃庆阳人，兰州石化职业技术学院讲师，主要从事自动控制研究．
万方数据
６８
甘肃联合大学学报（自然科学版）
第２２卷
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２８
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ＵＣＣＤ· １６
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５ Ａ４
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１０ Ａ７
ＩｓＤｌ４９０
放，因此可以独立存放汉字语音，构成语音库；具有 受ＭＣｓ８９Ｃ５ｌ控制，根据微处理器的定时，当需
自动省电模式，在非录放状态时自动省电．有单一 要某一芯片录放时，单片机相应的控制端起作用，
电源供电（＋５ｖ）；静态电流典型值０．５ｕＡ，最大值 即启动语音电路工作，部分程序框图如图５所示．
２ｕＡ；工作电流典型值１５ｍＡ，最大值３０ｍＡ． ２．２单片机语音录放系统
时间由单片机来控制，编写不同的程序可实现不同的录放效果。
关键词：单片机；数字语音电路；ＩＳＤｌ４９０；波形存储法
中图分类号：ＴＰ３９３．１８
文献标识码：Ａ
Ｏ 引言
用磁带记录、存储、还原模拟语音信号的方法 已有很长的历史，基于这一方法的电子产品也到 处可见，且这些产品的体积都很大，在使用的范围 上受到了一定的限制．单片机语音录放系统就是 为解决这一问题而设计的．单片机语音录放系统 是以数字电路为基础，利用数字语音电路来实现 语音信号的记录、存储、还原等任务．数字语音电 路是一种集语音合成技术、大规模集成电路技术 以及微控制器技术为一体的并在近十几年迅速发 展起来的一种新型技术．语音集成电路与微处理 器相结合，具有体积小、扩展方便等特点，具有广 泛的发展前景．
２５ ＲＥＣＬ印
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ＭＣ
Ｃ曼ｌＯｕ
ＬＩＵ Ｃｈａｏ－ｍｅｉｌ，ＬＩ Ｈｏｎｇ—ｐｉｎ９１，ＪＩＡ Ｘｉｕ－ｍｉｎ９２
（１．Ｔｈｅ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｌａｎｚｈｏｕ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００６０，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｌａｎｚｈｏｕ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００６０，Ｃｈｉｎａ）
刘超美， 李红萍， 贾秀明， LIU Chao-mei， LI Hong-ping， JIA Xiu-ming 刘超美,李红萍,LIU Chao-mei,LI Hong-ping(兰州石化职业技术学院,甘肃,兰州,730060) ， 贾秀明,JIA Xiu-ming(兰州石油化工公司,丙烯酸指挥部,甘肃,兰州,730060)
为数据存储器，因此无需电池即能保存数据１０年 以上，擦除和写入均可在片内自动完成而无需外 部设备．此外，其片内还含有时钟振荡器、话筒扩 大器自动增益控制电路、抗干扰滤波器、音频功率 放大器等．因此它自身已具备了语音录放系统所 需的全部基本电路，只需配备一只驻极体话筒、一 只喇叭、两只按钮、一个电源及少量电阻电容，就 可以构成一个基本的录放系统（如图３所示）．
ｓｏｕｎｄ ｉｓ ｒｅａｌｉｚｅｄ ｂｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ．
一
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＭＣＵ；ｒｅｃｏｒｄ ａｎｄ ｐｌａｙ ｓｏｕｎｄ ｃｉｒｃｕｉｔ；ＩＳＤｌ４９０；ｄｙｎａｍｉｃ ｌｉｎｋ ｌｉｂｒａｒｙ
万方数据
基于单片机的语音录放系统设计
作者： 作者单位：
刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 引用次数：
＜亟团多． ＜巫团 墨≥ 录音程序框图
放音程序框图
Ｉ喇叭Ｉ
▲
功率放大
▲
Ｉ Ｉｌ。录放单元
ＩＳＤｌ４９０
２ｔ录放单元 ＩＳＤｌ４９０
３－录放单元 ＩＳＤｌ４９０
ｔ。ｈ鹃基。……毛ｌ
４ｔ录放单元 ＩＳＤｌ４９０
Ｔ
图５部分程序框图
田４单片机语音录放系统结构图
４结束语
单片机语音录放系统解决了传统录放机体积
万方数据
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1.王坤.张文科 基于单片机与语音芯片的语音系统设计[期刊论文]-科技信息 2009(6)
本文链接：/Periodical_gsjyxyxb200803020.aspx
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＿
图３ ＩＳＤｌ４９０基本的语音录放系统
该芯片具有下列显著特点：外围元件少，操作 方便；零功率信息存储，无需备用电源；信息能可
３系统的软件设计
靠保存１０年以上，可重复录音１０万次；语音固化
本系统软件设计较为简单，主要是定时选片
无需编程开发设备；通过地址的选址可以分段录 控制，每片语音电路的地址端均接地，录放控制端
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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｄｅｓｉｇｎｓ ｔｈｅ ｒｅｃｏｒｄ ａｎｄ ｐｌａｙ ｓｏｕｎｄ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＭＣＵ．Ｔｈｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｂａｓｅｄ
ｏｎ ＭＣＳ８９Ｃ５ １．Ｉｔ ｃｏｎｔｒｏｌｓ ｆｏｕｒ ｒｅｃｏｒｄ ａｎｄ ｐｌａｙ ｓｏｕｎｄ ｃｈｉｐ ｉｓ ｔｏ ｗｏｒｋ ｏｎ．Ｅａｃｈ ｃｈｉｐ ｓｐｒｅａｄ ｂｙ ｏｕｔｓｉｄｅ
（１．兰州石化职业技术学院，甘肃兰州７３００６０；２．兰州石油化＂Ｉ－公司丙烯酸指挥部，甘肃兰州７３００６０）
摘 要：设计了基于单片机的语音录放系统．该系统以ＭＣＳ８９Ｃ５１单片机为核心器件，控制四片ＩＳＤｌ４９０语音
芯片工作，每个语音芯片配以简单的外围电路自成独立的语音录放电路，各个语音录放电路的录放功能及录放
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Ｔｈｅ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｒｅｃｏｒｄ ａｎｄ Ｐｌａｙ Ｓｏｕｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＭＣＵ
采
样
数
放
及
码
大 －．
－－ｍ
Ａ／Ｄ
算
嚣
转
法
换
图１语罾记录过程
图２是数字语音还原的基本过程：按一定顺 序从数据存储器中读出数据，以对应的算法进行 解码，合成为语音数据，这是一种实时的数据解压 过程，恢复的语音数据送人Ｄ／Ａ转换器还原成语 音的模拟信号输出．