基于单片机的语音存储和播放系统设计
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。
基于单片机语音存储与回放系统
音频放大电路设计
谢 谢！
数字化语音存储与回放系统设计
一、基本工作原理
人耳所能听到的声音频率范围为20Hz~20KHz,而一般语音频率位于 而一般语音频率位于 人耳所能听到的声音频率范围为 300Hz ~3.4 KHz之间。语音的采集是指将语音声波信号经麦克风和音频 之间。 之间 放大器转换成由一定幅度的模拟量电信号， 放大器转换成由一定幅度的模拟量电信号，任何再转换成数字量的全过 语音数字量可在单片机控制下存入存储器。 程。语音数字量可在单片机控制下存入存储器。 单片机语音生成过程可以看成是语音采集过程的逆过程， 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、 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 在放音时，只要依原先的采样值经DAC接口处理，便可使原音重现。 接口处理， 复。在放音时，只要依原先的采样值经 接口处理 便可使原音重现。 典型的数字语音存储与回放系统的基本组成框图1如图所示 如图所示。 典型的数字语音存储与回放系统的基本组成框图 如图所示。它主要 包括采集的前向通道和回放的后向通道两大部分。 包括采集的前向通道和回放的后向通道两大部分。带一定存储量的单片 机小系统负责整个系统的控制及数据的存储。 机小系统负责整个系统的控制及数据的存储。
江苏科技大学 设计) 本科毕业论文 (设计 设计
基于单片机语音存储与回放系统
丁辉
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一、基本工作原理 基本工作原理 二、单片机系统硬件的设计 单片机系统硬件的设计 三、供电电路图设计 供电电路图设计 四、键盘电路设计 键盘电路设计 五、存储器设计 存储器设计 六、模拟音频电路设计 七、音频功率放大器设计
基于单片机的语音播放系统分析与设计
摘要今天,数码语音技术已经发展成为一种时尚化智能化,人性化的代表技术，出现在工业、交通、军事、安全保卫、教育、娱乐、体育、通讯、广告、旅游、休闲、政治宣传等各个领域。
自然的语音、声音是稍纵即逝的,聪慧的人类想了很多办法来留存它们,这样可以在任何需要的时候重复播放出来。
这种保留原声的媒介曾有过钢丝、黑胶唱片、胶片、磁带、激光唱片等等，这些媒介都需要精密复杂的机械传动装置来配合，大多体积比较大,耗电大，控制不够灵活，有介质磨损,使用寿命有限。
现在,我们可以采用数码电子技术将纯的无任何机械的半导体集成电路(IC)去完成语声信号的存储和还原,这样一类经过存储而还原播放的语言声音，我们称为数码语声。
这类保存着数码语声的集成电路我们称为数码语声电路，或语声IC,有了这些语声IC声音就能保留和还原，而且能被选择性地反复播放，也就能让不会说话的各种物品发出声音或开口说话。
语声IC具有体积小、耗电少、可控制性能好、永无磨损、永久寿命等特点。
它是采用电子处理技术将复杂的语声信号“切分”成很多份，以最小的单位存储在自己内部的存储器里。
当需要时，再把这些小份拼接成完整的语声信号播放出来。
经由语声IC的处理、保存再回放出来的声音效果会比原声有一定的失真,现在还原声音最好的是激光唱片方式,它的声音取样频率是44.1KHZ,取样位数是24位，简单的说就是把一秒钟的语声信号横着切24份，再竖着切4万4千多份，累计把一秒钟的信号切成了约100万份分别存储在激光唱片上，等播放时再拼在一起还原出来，因此有较好的还原度。
而语声IC因为制造技术和成本问题，其能够使用的存储器容量比较小,大多数的语声IC都采用6KHZ5位采样，即大约把一秒种的信号切成3万份，因此还原效果就要差不少。
但随着技术的发展，这一差距正在减少。
语声IC的成本主要取决于内部电路的复杂程度和存储器的容量，在短时间语声长度的产品中,语声IC的性能价格比是非常高,有的种类的语声IC价格低到只有几分钱，这是任何其它数码语声还原设备无法比拟的。
基于单片机的语音存储与回放系统设计
本科生毕业设计（申请学士学位）论文题目基于单片机的语音存储与回放系统设计作者姓名所学专业名称电子信息工程指导教师2017年 5 月学生：（签字）学号：答辩日期：2017 年 5 月20 日指导教师：（签字）目录摘要 (5)1绪论 (6)1.1课题研究背景 (6)1.2课题研究的发展前景 (6)1.3课题研究的意义及目的 (6)2 语音系统的设计方案 (7)2.1方案设计 (7)2.2方案分析和选择 (8)3 材料选取 (8)3.1 控制芯片STC90C516RD+ (8)3.2 语音芯片ISD4004 (9)3.3功放芯片TDA2822M (11)4 电路设计 (11)4.1时钟电路 (11)4.2复位电路 (12)4.3显示电路 (12)4.4 3.3V电源电路 (13)4.5按键模块 (13)4.6 ISD4004音频处理模块 (14)4.7 TDA2822M功放电路 (14)4.8总电路设计图 (15)5 程序设计 (16)5.1主程序流程图 (16)5.2录音程序流程图 (17)5.3放音序流程图 (17)6实物调试 (17)6.1程序编译和下载 (17)6.2 实物调试最终结果展示 (19)6.3 实物调试过程及故障解决方法 (19)结论 (21)参考文献 (21)附录 (22)附录1元件清单 (22)附录2程序 (23)致谢 (33)基于单片机的语音存储与回放系统设计摘要：本设计是基于单片设计的一个能实现语音存储和回放功能的系统，利用宏晶公司生产的STC90系列单片机作为主控制器，使用具有录音和放音功能的ISD4004语音芯片，能够显示32个字符的LCD1602显示器件和能对音频进行无失真的放大的TDA2822M差分放大器设计而成的。
首先我们利用STC90C516RD+单片机的优越的控制性能来控制ISD4004语音芯片，通过单片机向语音芯片发送指令来完成ISD4004芯片的录音和放功能，用LCD1602来显示单片机对ISD4004的操作状态，使用TDA2822M将ISD4004芯片输出的音频进行无失真的放大的思路来进行语音存储和回放系统设计的，用Circuit Design Suite 10.0(Multisim)软件来绘制该系统的电路，用Keil uVision5软件来编写硬件程序。
基于51单片机的语音存储与回放系统设计
基于51单片机的语音存储与回放系统设计基于51单片机的语音存储与回放系统设计Voice storage and playback system based on 51 microcontroller摘要摘要在当今的智能化仪器仪表和自动控制装置，添加语音功能可以提升友好的人机界面，方便用户操作。
在许多情况下，它需要语音合成，语音识别，语音存储和回放技术和单片机在一起。
传统的模拟语音处理系统使存储和声音的再现，但效果不太好。
在本文中，数字语音存储与回放系统采用了单片机STC89C51和数码语音芯片ISD2560。
单片机是该系统的控制中心，它主要是为了实现以下功能：重要的控制功能和选择鉴定;第二控制芯片ISD2560语音录制和播放过程中，存储和播放声音。
首先，我设计了这个电路系统的硬件，再其次是硬件电路书面记录，回放控制程序，最后，这个总结和展望的设计。
关键词：STC89C51单片机ISD2560语音芯片语音存储语音回放ABSTRACTIn the area of intelligent instruments and automatic control equipments, the system with the phonetic function can greatly increase the friendliness of the man-machine interface, and is also convenient for users to operate. In many situations, designers need to integrate the phonetic synthesis, the phonetic recognition and the phonetic storage and playback technology with the SCM.The common analog-signal digitalize processing system can realize the function of phonetic storage and playback. But the effects are not very good. This dissertation designs the digital phonetic system composed of flash micro-controller STC89C51 and digital audio chip ISD2560. SCM is the control center of the system, it is mainly to achieve the following functions: the keystroke identification and the function selection; phonetic storage and playback by using the digital audio chip ISD2560.Firstly, this dissertation designs the hardware circuit of the system. And then compiles the control program of record and playback. At last, the summary and prospects of the design was presented.Key words: STC89C51 ISD2560 phonetic storage phonetic playback目录摘要 ..................................................................................................................... ABSTRACT . (I)目录 .................................................................................................................. I I 绪论 . 0第一章整体系统的设计 (3)1.1 总体方案论证 (3)1.2 器件选择 (4) (4) (5)1.3 ISD2560语音芯片 (6)1.3.1 ISD2560的引脚功能 (7)1.3.2 ISD2560的操作模式 (9)1.3.3 ISD2560的地址空间 (10)1.3.4 ISD2560的应用电路 (10)1.3.5 电源电路 (12)1.4集成功率放大器芯片LM386 (12)1.4.1 LM386电子特性 (12)1.4.2 LM386的引脚说明 (13)第二章系统硬件设计 (14)2.1系统硬件电路总体设计 (14)2.2 STC89C51的外围电路设计 (14) (14) (15)2.3 语音电路设计 (16)2.4 功放电路设计 (17)2.5按键部分电路设计 (17)第三章系统软件设计 (19)3.1 主要变量说明 (19)3.2 主程序工作原理及流程图 (19)3.3 子程序流程图及代码 (21) (21) (23)结论 (25)致谢 (26)参考文献 (29)附录一 (31)附录二 (32)附录三 (33)绪论1课题研究背景及科学意义现如今有各种各样的智能化的仪器仪表以及自动化控制设备，增加语音功能可以提升友好的人机界面，对于用户的操作来说非常方便。
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。
基于单片机的语音录放系统设计
断按键 ，如果放音键 （录音 子程序） 随着我国经济建设的迅猛发展， 公安 、 铁路、 民航 、 金融等部门对语 按 下 则 进 入 放 音 模 音记录的需求不断增长。 人们把语音生成技术用于工业监控系统 、 自动 式 。如连续按下录音 应答系统 、 媒体查询系统 、 智能化仪表 、 办公 自 动化等产品中， 使它们具 键或放音键时系统会 有语音输出功能， 能在适当的时候用语音实时报告系统的工作状态、 警 依次把语音信号存储 首 地址 读 取 ＥＥＰ Ｒ ＯＭ 中 告信息 、 提示信 息或相关的解释说 明等 ， 无疑在提高人机通信能力 、 系 在下一地址或放出下 ＝０ 本 序 号 首 地 址 统性能 、 降低工作强度等方面有了极大的好处。 地址的语音信号。 ｌ ｌ 近年来随着科技的飞速发展 ，单片机应用正在不断深入我们的生 ３测试 结果 ◆ 活中。 单片机语音录放系统应运而生， 这—技术的发展使语音通信方面 此次设计 主要是 向 Ｉ Ｓ Ｄ４ ００ ４ 送Ｓ ＥＴ ＲＥ Ｃ 指 令 的研究进入了空前的领域。随后单片式语音集成电路迅速发展 ， Ｉ Ｓ Ｄ公 用按键来控制单片机 司已经推出了语音存储量在 ６秒至 １ ６分钟的芯片， 预计在未来的两年 从 而 实 现 录 放 功 能 。 当 前 状 态 ＝ 录 音 里将推出 ３ ２ 分钟到 ６ ４ 分钟的语音存储芯片。 这样 ， 大多数语音电路的 整个程序 由录音子程 设计都能方便的实现。 序、 停止子程序 、 放音 单片机具有很高的可靠性， 微型性和智能性 ， 它已成为工业控制领 子程序 三部分构 成 。 地 址 计 数 器 清 零 域中普遍采用的智能化控制工具 ，已经深深地渗入到我们的 日常生活 下面介绍一下程序 的 开 启 定 时 器 当中。而语音提示功能已经广泛的应用在系统操作 、 语音提示 、 电话 自 设计流程。 １ ． ｒ 动应答系统 、 便携式语音记录装置 、 智能玩具等诸多方面。作为语音输 图 １ 为录音程序 向Ｉ Ｓ Ｄ４ ０ ０ ４ 送 ＲＥ Ｃ 指 令 出的应用方面， 需预先将需要的语音录入到语音芯片中， 并在应用中提 流程 。 供寻址方式， 播放 出需要的语音信号。 录音子程序 的关 ２语音录放的内容 键是找出语音数据 的 ２ ． １ 语音录放的功能说明 首 地 址 是 位 于 图 １ 本次设计是基于 Ａ Ｔ ８ ９ Ｓ ５ １ 来控制语音芯片 Ｉ Ｓ Ｄ ４ ０ ０ ４实现对语音 Ｉ Ｓ Ｄ ４ ０ ０ ４ 中存储地址 信号的录放功能。以前我们存储声音的方法是用磁带， 但是这种产品体 中的哪一行。程序中通过录音序列号 ， 在Ｅ Ｅ Ｐ Ｒ Ｏ Ｍ中查找到对应该序 向Ｉ Ｓ Ｄ芯片发 出 Ｓ Ｅ Ｔ Ｒ Ｅ Ｃ地址和 Ｒ Ｅ Ｃ指令 ， 就可 以开始 积大 、 录音质量差 、 并且价格高， 携带不方便。 本系统设计 目的是克服以 号的首地址 ， 前产品的不足， 高质量， 真实的把语音信号录放出来 。 录音。 ２ ． ２ 语音录放的技术参数 停止子程序使 Ｉ Ｓ Ｄ ４ ０ ０ ４ 处于停止状态 ， 若 当前状态是录音状态时， Ａ Ｔ ８ ９ Ｓ ５ １是一 种 带 ４ Ｋ字 节 闪烁 可 编 程 可擦 除 只读 存 储 器 则需要读取定时器中对 Ｒ Ａ Ｃ计数 的数值 ，计算 出下一段语音数据在 （ Ｆ Ｐ Ｅ Ｒ Ｏ Ｍ — Ｆ ａ ｌ ｓ ｈ Ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍ ｍ ａ ｂ ｌ ｅ ａ ｎ ｄ Ｅ ｒ ａ ｓ ａ ｂ ｌ ｅ Ｒ ｅ ａ ｄ Ｏ ｎ ｌ ｙ Ｍ ｅ ｍｏ ｒ ｙ ） 的 Ｉ Ｓ Ｄ ４ ０ ０ ４ 芯片中的存储地址 ， 并将其写入到 Ｅ Ｅ Ｐ Ｒ Ｏ Ｍ中。 低电压， 高性能 Ｃ ＭＯ Ｓ ８ 位微处理器， 俗称单片机。该器件采用 Ａ Ｔ Ｍ Ｅ Ｌ 结束语 高密度非易失存储器技术制造 ，与工业标准的 ＭＣ Ｓ 一 ５ ｉ 指令集和输 出 综上所述 ，本设计是用单片机控制语音芯片来实现对语音的录放 管脚相兼容。由于将多功能 ８位 Ｃ Ｐ Ｕ和闪烁存储器组合在单个芯片 及存储功能。 解决了以前用磁带记录的缺陷， 单片机语 音录放系统以语 中， Ａ Ｔ ＭＥ Ｌ公司的 Ａ Ｔ ８ ９ Ｓ ５ １ 是一种高效微控制器 ， 为很多嵌入式控制 音芯片 Ｉ Ｓ Ｄ ４ ０ ０ ４为基础， 利用 内部独特的 Ｅ Ｅ Ｐ Ｒ Ｏ Ｍ存储来实现语音信 系统提供了一种灵活 『 生 高 目廉价的方案。 号的记录 、 存储等。它具有体积小 ， 使用方便， 可灵活扩展等优点。 语音芯片 Ｉ Ｓ Ｄ ４ ０ ０ ４ ， 它采用多 电平直接模拟量存储专利技术 ， 每个 通过单片机 Ａ Ｔ ８ ９ Ｓ ５ １ 、 语音芯片 Ｉ Ｓ Ｄ ４ ０ ０ ４ 、 以及芯片扩展的外围电 采样值可直接存储在片内单个 Ｅ Ｅ Ｐ Ｒ Ｏ Ｍ单元 中，因此能够非常真实 路 洽 应用， 较完整和清晰的介绍了硬件配置的基本过程。 本文利用单 具 的、 自然地再现语音 、 音乐和音调 ， 从而避免了一般固体录音 电路因量 片硬件技术设计的系统充分挖掘了单片机的资源和运算控制能力 ， 化和压缩造成的量化噪声和“ 金属音” 。Ｉ Ｓ Ｄ ４ ０ ０ ４可重复录放 １ ０万次 ， 有功能多、 显示全 、 成本低等特点。通过软件调试及硬件测试， 本系统各 它是一种永远记 忆型语音录放芯片 ， 具有音质 自然 、 使用方便 、 单片存 部分均达到了预期功能。 并且语音芯片 Ｉ Ｓ Ｄ ４ ０ ０ ４ 外围接 口简单 ， 功能完 为用户提供大量 的非易失静态 Ｒ Ａ Ｍ， 最终实现了对语音的录放功 放、 反复录音 、 低功耗 、 抗断 电等许多特点 ， 在许多领域得到了广泛 的应 善 ， 用。 能。 ２ ． ３ 语音录放的操作说明 参考文献 本设计是基于单片机实现语音录放功能 ， 所用单片机是 Ａ Ｔ ８ ９ Ｓ ５ １ 【 １ ］ 南建辉． ＭＣ Ｓ 一 ５ １ 单片机原理及应用 实例呻 ． 北京： 清华大学 出版社， ０ｏ ４ ． 来控制语音芯片 Ｉ Ｓ Ｄ ４ ０ ０ ４ ， 实现对语音功能的录放。电路上电后， 程序 ２ 首先完成程序 的初始化 ， 随后查询按键状态 ， 进入系统待机状态 。如果 ｃ ２ 】 徐建军． ＭＣ Ｓ － ５ １系列单片机应用及接 口技术嗍 ． 西安： 人 民邮电出版 有按键按下 ， 则转去执行该按键指向的工作程序。按键包括放音键 、 录 社 ２ ０ ０ ５ ． 音键、 停止键。 在待机状态下， 如果录音键首次被按下， 程序将首先判断 『 ３ １ 赵广林． 新型语音芯片应用手册 ． 天津： 电子工业出版社， ２ ０ ０ ８ ． ４ １ 戴卫 恒Ｉ ５ １单片机 Ｃ语 言应用程序设计脚 北京： 电子ｘ － 业 出版社， 是否按下， 亮相应的指示灯。 录音功能启动， 开始录音。 在录音过程 『 ００ ７ ． 中时刻判断停 ｌ Ｅ 键是否被按下 ， 如果按下则结束 当前状态 ， 然片机 的语音录放系统设 计
基于单片机的数码录音与播放系统-毕业设计资料
基于单片机的数码录音与播放系统学生：指导教师：内容摘要：随着语音处理技术在工业、交通、通信等不断应用和消费类电子不断繁荣，人们对具有数码录音与播放功能的产品的需求也在不断的增加。
为了更好的满足人们日常生活、工作，选用凌阳单片机为核心，通过麦克风接收语音信号，使用存储器来存储语音信息从而实现录音和播放功能。
基于该功能的系统应用于录音较长的场合。
如自录语音提示、温度检测储存播放系统等方案。
本次设计的硬件电路主要包括MIC录音电路、DAC放音电路、按键电路、复位与时钟电路、外部W29C040储存器扩展电路组成。
把语音信号经过搭建电容、电阻，送入前置放大器和内部集成的自动增益（AGC）处理，作为录音部分；而DAC放音部分，经过语音集成放大器SPY0030A放大，再接上扬声器，实现了语音的录放功能。
芯片体积小、集成度高、易扩展、中断处理能力强等特点。
关键词：凌阳单片机W29C040储存器数码录音与播放The digital voice recording and playing system based on SCM Abstract: With speech processing technology in the industrial application such as traffic communication and consumer electronics rising prosperity, people on the demand of the products with digital recording and playback functions have been increased in order to better meet People's Daily life work, choose sunplus singlechip as the core, through a microphone receives the voice signal, using the memory to store the voice information so as to realize the recording and playback functions based on the function of the system is applied in the tape longer occasions such as the recorded voice prompt temperature detection store broadcast system.The design of the hardware circuit mainly includes the MIC recording DAC playback circuit reset button circuit and clock circuit external W29C040 storage extended circuit of the speech signal after structures, capacitance resistance, into the preamplifier and internal integration automatic gain (AGC) processing, as the recording part; And sound part is put DAC, SPY0030A voice integrated amplifier amplification process, then connect the speaker, to realize the function of voice recorders chip small volume high integration easy extension interrupt handling ability.Keywords:Sunplus singlechip W29C040 packet digital recording and playback目录前言 (1)1 单片机的数码录音与播放的概述 (1)1.1 录放音的背景和意义 (1)1.2 录放音的发展前景 (2)1.3 录放音的设计思想 (2)2 单片机的录放音方案选择 (2)2.1 单片机的发展 (3)2.2 方案选择 (3)3 单片机的录放音硬件设计现 (4)3.1 凌阳SPCE061A单片机概述 (4)3.1.1 凌阳SPCE061A单片机介绍 (4)3.1.2 凌阳SPCE061A单片机性能 (4)3.1.3 凌阳SPCE061A单片机的内部结构 (5)3.2 凌阳' nSP™内核结构 (6)3.3 系统时钟和复位电路 (6)3.3.1 时钟电路 (6)3.3.2 锁相环电路 (7)3.3.3 复位电路 (8)3.4 按键电路 (8)3.5 MIC录音电路 (8)3.6 DAC放音电路 (9)3.7 外部储存器W29CO40电路 (10)3.8 单片机与外部储存器连接电路 (13)4 单片机的录放音软件设计 (14)4.1凌阳音频的介绍 (14)4.1.1音频概述 (14)4.1.2数字音频的采样和量化 (14)4.1.3音频格式 (14)4.1.4 语音压缩编码基础 (15)4.2 凌阳音频编码算法 (16)4.2.1 压缩编码的标准 (16)4.2.2 压缩分类 (16)4.2.3 常用的音频形式和压缩算法 (16)4.2.4 程序接口介绍 (17)4.2.5 相关API介绍 (18)4.3 录音MIC设计流程图 (21)4.4 DAC放音设计流程图 (21)4.5 单片机与外部储存器系统软件设计 (23)5 系统调试和功能实现 (24)5.1 硬件调试 (24)5.2 软件调试 (25)5.2.1 SPCE061A 的开发方式 (25)5.2.2 开发环境 (26)6 结束语 (26)附录1：系统原理图 (28)附录2：源程序 (29)参考文献： (39)基于单片机的数码录音的播放系统前言随着科技发展，社会的进步，语言的处理在各领域变得越来越重要。
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基于单片机的语音存储和播放系统设计摘要在常见的电子产品或自动控制设备中，如果加入语音功能即能极大地提高人机界面的友好性，方便用户操作。
在许多场合需要语音存储与语音播放技术和单片机结合在一起。
常规的模拟化语音处理系统能实现语音的存储与回放功能，但效果不佳。
本设计选用功能强大的单片机STC89C52作为主动器件，采用数码语音芯片ISD4004作为系统的语音存储和播放芯片，选用LCD1602作为系统的显示模块，并同时采用扫描按键的方式实现系统的各类参数的调整。
从而实现了一个完整的基于单片机的语音存储和播放系统的设计。
本文首先对系统中用到的单片机和语音芯片以及现实模块进行了方案分析论证，从而提出了系统的整体功能框架，然后分别对系统的各个功能模块进行了硬件电路设计和软件设计，最后对本设计进行了总结与展望。
关键词：STC89C52 ISD4004 语音存储语音播放Design of Voice Storage and Playback System Basedon MicrocontrollerAbstractIn common electronic products or automatic control equipment , if adding voice capabilities that can greatly improve the friendly man-machine interface, user-friendly operation. On many occasions the need to store voice combined with voice playback technology and Microcontroller. Conventional analog of voice processing systems to achieve storage and playback of voice , but to little avail.The design features a powerful microcontroller STC89C52 chosen as the active devices, the use of digital voice chip ISD4004 chip as voice storage and playback system, as the system of choice LCD1602 display module, and also be achieved by scanning the keys to adjust the various parameters of the system. In order to achieve a complete Microcontroller design based voice storage and playback system. Firstly, the system used in the Microcontroller and voice chip and realistic analysis module of the demonstration program, which made the overall framework of the system function, and then separately for each module system's hardware design and software design, the final design of the a summary and outlook.KEYWORDS：STC89C52 ISD4004 V oice Storage V oice playback目录第1章绪论 (4)第2章系统总体方案论证 (5)2.1 系统设计方案选择 (5)2.1.1 主控模块的方案选择 (5)2.1.2 显示模块的方案选择 (5)2.1.3 语音模块的方案选择 (6)2.2 系统总体方案设计 (6)第3章系统硬件电路设计 (8)3.1 主控模块电路设计 (8)3.1.1 STC89C52单片机简介 (8)3.1.2 STC89C52最小系统电路设计 (9)3.2 显示模块电路设计 (10)3.3 语音模块电路设计 (12)3.4 系统参数设置电路设计 (15)3.5 系统电源电路设计 (15)第4章系统软件设计 (17)4.1 主程序流程图设计 (17)4.2 子程序流程图设计 (18)4.2.1 录音子程序 (18)4.2.2 播放子程序 (18)致谢 (20)参考文献 (21)附录 (22)第1章绪论在常见的电子产品或自动控制设备中，如果加入语音功能即能极大地提高人机界面的友好性，方便用户操作。
目前语音服务行业越来越广泛，如电脑语音钟、语音型数字万用表、手机话费查询系统、排队机、监控系统语音报警以及公共汽车报站器等。
在许多应用场合，设计者需要将语音系统和单片机结合在一起[1]。
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。
现代人类生活中所有的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机，单片机可以说是世界上数量最多的计算机[2]。
手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有单片机。
而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。
可以说，单片机能够在语音功能的实现应用中发挥重大的作用。
近年来，语音信号处理技术研究的突飞猛进，为数字语音存储和播放系统提供了新的发展空间。
对语音的采集、处理从以前简单的波形编码转变为参数编码、压缩，从而大大减少了存储的数据[3]。
目前比较典型的语音器件有美国的ISD公司生产的ISD系列语音芯片。
ISD系列语音芯片采用模拟数据在半导体存储器直接存储的专利技术，即将模拟语音数据直接写入到单个存储单元，不需经过A/D 或D/A装换，因此能够较好的真实再现语音的自然效果，避免了一般固体语音电路因为量化和压缩所造成的量化噪声和失真现象[4]。
本设计选用功能强大的单片机STC89C52作为主动器件，采用数码语音芯片ISD4004作为系统的语音存储和播放芯片，选用LCD1602作为系统的显示模块，并同时采用扫描按键的方式实现系统的各类参数的调整。
从而实现了一个完整的基于单片机的语音存储和播放系统的设计。
本文首先对系统中用到的单片机和语音芯片以及现实模块进行了方案分析论证，从而提出了系统的整体功能框架，然后分别对系统的各个功能模块进行了硬件电路设计和软件设计，最后对本设计进行了总结与展望。
第2章系统总体方案论证2.1 系统设计方案选择根据设计要求可知，本系统的功能模块大致可分为主控模块、显示模块、语音模块、系统电源模块以及系统参数设置模块。
显示模块实时的显示语音播报信息，语音模块实现语音的存储和播放功能，系统参数设置模块主要辅助上述模块实现各自功能，系统电源模块为系统提供工作电源，主控模块主要负责协调所有功能模块一起协同工作。
各个模块的具体方案选择如下。
2.1.1 主控模块的方案选择方案（一）：选用AT89C52作为系统的主控芯片，AT89C52芯片内部集成了8K的Flash，外加8K的ROM存储空间，具有存储空间较大，且存取速度快的优点，同时兼容所有MCS-51系列单片机。
但是AT89C52不能实现ISP在线编程的功能，这样就使得整个开发调试过程显得繁琐，且开发效率低，同时在调试过程中需要对芯片多次的插拔，很容易对芯片造成损坏[5]。
方案（二）：选用STC89C52作为系统的主控芯片，STC89C52片内集成了64K的Flash 存储空间，存储空间极大，且存储速度快。
STC89C52具备AT89C52具备的所有功能。
最为重要的是STC89C52提供ISP在线编程的功能，这样就使得整个开发过程变得高校便捷，在调试过程中不用多次的插拔芯片，对芯片也能起到很好的保护作用[6]。
综上所述，再考虑到本系统设计的多功能万年历需要实现众多的功能，初步估计系统程序可达40K左右，且需要反复调试实现设计要求的所以功能。
故选用方案二，选用STC89C52作为系统的主控芯片。
2.1.2 显示模块的方案选择方案（一）：采用LED动态扫描的方式实现系统的显示功能，LED数码管价格低廉，特别适用于显示数字，LED数码管与单片机连接电路简单，但是随着LED数码管位数的增加，占用单片机IO端口资源也越来越多。
方案（二）：采用点阵式数码管的方式实现系统的显示功能，点阵式数码管采用8*8的发光二极管组成显示区域，特别适用于显示各类文字信息，且价格相对高昂，如果仅仅用来主要显示数字信息显得浪费。
方案（三）：选用LCD1602液晶模块实现系统的显示功能，LCD1602显示区域大，且能方便的显示各类数字，文字，图形信号，功能强大，且与单片机接口电路简单。
综上所述，考虑到本设计中显示部分主要用于显示数字信息，而且显示内容较多，故选用第三种方案作为系统的显示方案。
2.1.3 语音模块的方案选择方案（一）：采用单片机编写闹钟程序配合蜂鸣器的方式实现系统的语音报时功能。
这种方式能减少系统芯片的使用，降低系统的整体功耗，但是因为系统内部的时间延迟问题，采用这种方式会对系统的整体效果产生严重的影响。
方案（二）：采用专用的语音芯片实现系统的语音报时功能。
选用美国ISD公司出品的ISD4004，该芯片具有连接电路简单、功耗极低、抗干扰能力强等众多优点[7]。
综上所述，本系统的语音模块选用第二种方案，采用专用的语音芯片ISD4004实现系统的语音报时功能。
2.2 系统总体方案设计综上所述，本设计选用STC89C52单片机为核心控制器件。
显示模块选用LCD1602，可一次性显示16*2个字符，完全能满足系统的需求。
语音芯片选用美国ISD公司出品的ISD4002，该芯片具有连接电路简单、功耗极低、抗干扰能力强等众多优点。
同时本设计采用按键实现系统参数调整的功能。
系统总体功能框图如图2.1所示。
图2.1 系统总体功能框图第3章系统硬件电路设计3.1 主控模块电路设计3.1.1 STC89C52单片机简介本设计选用的主控芯片STC89C52是STC公司生产的一个基于51内核的8位单片机。
STC89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内置通用8位中央处理器，同时在片内集成了Flash闪存存储器单元，正因为实现了上述的诸多功能部分，STC89C52单片机以其强大的功能优势，能较好的适用于各类复杂的控制应用场合。
STC89C52系列单片机都采用40脚的封装形式，在其40个引脚中包含了32个通用的输入输出端口，能灵活配置在各种控制场合；还包含了2个外部中断端口，能实现各控制系统的中断处理过程；同时还包括了3个16位的定时器（计数器），能实现各种精确的定时计数功能；2个全双工通信端口，能实现全双工通信；以及包含了2个读写端口[8]。