2022年ATC单片机语音录放标准系统实现.docx

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1、精品学习资源基于 AT89C52单片机的语音录放系统实现单片机 以其高牢靠性、高性价比、低电压、低功耗等优点得到迅猛进展和大范畴推广， 广泛应用于工业把握系统、数据采集系统、智能化仪器外表及通讯设备、日常消费类产品、 玩具等，利用单片机实现语音录放有很大的争论和开发价值；语音录放系统以 AT89C52单片机为把握核心； ISD2560 是一种永久记忆型语音录放电路器件，它具有音质自然、使用便利、单片存放、反复录音、低功耗、抗断电等特点，广泛应 用于许多领域； ISD2560 省去 AD 和 D/A 转换器，集成度较高，内部包括前置放大器、内部时钟、定时器、采样时钟、滤波器、自动增益把握、规律把

2、握、模拟收发器、解码器和480 KB 的 EEPROM；为降低成本， 在最小硬件设计基础上， 系统功能尽可能用软件程序实现，利用 C51 高级 C语言编程开发；2 系统硬件设计该系统的硬件电路主要由单片机、语音录放器件、 麦克风及扬声器构成； 图 1 为其硬件结构框图；该系统的核心为 AT89C52单片机， AT89C52具有快速 8051 内核、 8 KB Flash E2pROM、256 B IDATA RAM，完全符合该系统硬件要求；为实现语音录放功能，接受ISD2560 器件，其录音时间为 60 s，并且能够接收单片机发出的命令，接收录音指令时，将从麦克风传出的语音段直接储存在内部储备

3、器中；接收到放音指令时， 依据单片机给定的地址，从储备器中取出语音段并驱动扬声器，以声音的形式播出语音段；单片机的 4 组 I/O 端口中，作为一般 I O 端口的只有 P1 口，所以将 P10 位作为输入端与启动按键连接，用外部中断0即 P3 2 位与录放器件的 EOM 端作为录音时的结尾标志输出端口 连接，录，放模式选择端P/R，器件使能输入端CE、节电把握端 PD 分别与P1 口的 P1.3 P17 相连，作为语音器件和单片机的输入把握端口，10 位地址端与单片机的低 8 位和高 2 位连接组成 A0 A9， 10 位地址线、单片机的外接时钟电路和复位电路等； 麦克风和扬声器与相应的IS

4、D2560 引脚相连， 并接相应的电容电阻进行稳压和稳流，整个系统电路原理如图 2 和图 3 所示；欢迎下载精品学习资源3 ISD2560 器件简介及设计3.1 器件引脚功能ISD2560 语音器件是 ISD 公司生产的语音录入和播放器件ISD2500 系列之一， 该器件有 28 个引脚，接受 SOIC封装，录音时间为60s；器件引脚功能如表1 所示；欢迎下载精品学习资源3.2 语音器件外围电路设计(1) 扬声器电路语音器件的SP+引脚 14，SP-引脚 15分别接扬声器的一端；通电后，系统可以驱动 16 以上的扬声器；(2) 话筒电路 MIC IN引脚 17、MIC REF引脚 18分别通过

5、相应的电容连接到话筒两端；通过 MIC IN 将话筒的输入信号送至片内前置放大器，片内自动增益把握电路AGC将此前置放大器的增益把握在-15 +24 dB，详细电路如图 3 所示；该器件在使用前需用单片机写入初始状态；4 软件设计语音录放系统的软件设计包括：单片机写入 ISD2560 器件的把握字及定时中断把握；单片机语音录放系统的程序接受模块设计，实现语音的录用和播放功能，需 2 个子程序来实现此功能的； 另外仍要有与主函数通信的中断服务子程序及延时程序；程序主要变量及功能说 明如表 2 所示；欢迎下载精品学习资源43 程序流程系统软件设计流程如图4 所示；5 终止语该设计选择ISD 单片机

6、语音录放器件省去AD 转换和 D A 转换，接受直接电平储备技术使得语音自然真实； 该电路可嵌入到其他电路中，使用特殊便利； 给出以单片机 AT89C52 为核心构成的语音录放系统原理图及软件流程；通过试验验证该语音录放系统录音和放音效果良好，单片机把握相当精确； 在应用方面， 将该系统作为一个模块可与其他功能电路集成，欢迎下载精品学习资源实现各种功能复杂的语音系统，如电脑语音钟、手机话费查询系统、排队机、监控系统语音报警及公共汽车报站器等，具有确定的有用价值；引言目前，在自动取款机、自动售货机、工业报警系统、大路收费系统、汽车防撞系统、智能玩具等领域具有语音输出功能的仪器设备越来越多；我们的

7、工作和生活环境更加人性化、智能化； 但在工业生产现场，数码输出的手持式测量仪器得到大量应用，给测量人员读取测量结果带来了极大的便利；但是详细操作时， 测量人员需要将仪器置于便于观看测量结果的地方，然后手持测量探头进行测量， 由于测量环境的复杂性， 特殊是在狭窄的工业生产现场， 既便于实施测量作业又便于观测测量结果，二者有时不能兼顾； 此时， 假如仪器具有语音输出结果的功能，将会给测量工作人员带来极大的便利；笔者设计了一个基于单片机STC89C52RC、DS18B20 温度传感器、语音芯片ISD1730 构成的语音温度测量系统，给出了语音的分段录入、 各段语音存放地址的确定、各段语音的修正、 多

8、段语音组合输出等环节的详细设计过程；1 系统结构及软硬件设计1.1 系统结构及工作原理具有语音输出功能的单片机测量、显示系统结构框图如图1 所示；系统主要由传感器输入、 STC89C52RC及其外围电路、显示电路、语音电路和电源电路构成；设计时将需要播报的语音段 或字 录入语音芯片 系统失电后语音信息并不会丢失，系统工作时 STC89C52RC会对传感器的信号进行采集，通过处理后一方面将结果输出显示，另一方面分析需要播报哪些 语 音 段 ， 指 令 语 音 模 块 将 需 要 播 报 的 语 音 段 按 要 求 组 合 进 行 播 报 ；1.2 系统硬件电路12 1 数据采集与显示部分单片机及

9、其外围电路由STC89C52R、C 复位电路、振荡电路等构成单片机最小系统；数字温度传感器DS18B20 以一线形式与STC89C52RC的 P37 端口连接；接受 4 位数码管显示，显示数据通过STC89C52RC的 P0 口，经过 74LS573锁存驱动后对数码管段把握，P20 P22通过 74LS 138译码后对数码管的字把握，实现动态扫描显示；1.2. 2 语音电路设计语音芯片接受美国Winbond 公司的 ISD1730，工作电压范畴为24 5 5V，适合与单片机共用电源； 该芯片适用于需要多段语音储备与回放的各种高端电子系统，依据其外接振荡电阻的大小不同，可以储备2060s 的信息

10、；语音电路如图2 所示；在电路中，振荡电阻为 80k，最小储备辨论率为125 ms，可以存放 30 s 的语音；信号以自然语音的形式按行存储在其内部的多级固态储备器内，可以通过指令中的11 位地址对每一行的信息精确寻址，欢迎下载精品学习资源存 储 的 语 音 信 息 断 电 后 不 会 丢 失 ， 理 论 上 可 以 保 持 一 百 年 ， 存 储 10万 次 ； 对该芯片的操作有独立按键和微把握器SPI接口 2 种方式；当按键方式操作时，通过将图中的S1 S4 分别接地， 就可以实现对ISD1730 芯片复位、语音删除、语音录入、语音回放等操作，这些操作也可以通过 STC89C52RC实现；

11、 ISD1730 供应了 4 线 SCLK、MOSI、MISO 等SPI 接口与 STC89C52RC连接，系统接受了STC89C52RC的 P10、P1 1、P1 2、P1 3 口模拟 SPI时序对 ISD1730 进行操作；语音输出方式有 2 种，系统以 PWM 的形式驱动一个 8的 D 级扬声器 SPEAKER，也可以配置成AUD电流 或 AUX电压 单端输出的方式驱动外部的音频放大器；1.3 对语音信息的操作1.3. 1 语音信号录入可以接受商业的语音拷贝机或手动录入方式，将语音信号录入语音芯片；手动录入时，第一借助于声音魔法师、 文语转换小精灵或其他的文字转声音软件，在电脑上将需要录

12、入的 文字转换成多段语音信息，然后将电脑的耳机输出口与如图2 所示的 Analn 引脚连接， 也可以将发音设备对准MIC；闭合 S33 键，打开音源，进行录制，录制时指示灯LED闪亮；松开S33 键就该段语音录制终止，LED熄灭，一段语音录制完成；同理可录制下一段；全部语音录制完成后， 闭合 S44 键并保持， 器件将会依次将录制的语音全部播放出来，假如录制不理想，可以删除重来；闭合S33 键并保持， LED闪烁 7 次，录制的信息将全部删除；13 2 各段语音在芯片内地址的确定语音录制完成后，要实现对多段语音组合输出，仍必需知道每段语音的储备地址；STC89C52RC与 ISD1730 之间

13、接受SPI 通信协议， TC89 C52RC 通过 MOSI 引脚发送指令给ISD1730， ISD1730 语音芯片通过 MISO 引脚返回给STC89C52RC指令执行的情形和自己内部的状态，每一个 SPI指令执行时都会从ISD1730 返回 2 个字节的数据反映出芯片的状态，这2 个字节的 D5 D15 位反映了储备器中当前语音段的开头存放地址，因此通过软件查询就可 以 将 存 储 器 中 各 段 语 音 的 存 储 地 址 找 出 来 ； 下 面 是 其 主 要 程 序 片 段 ：欢迎下载精品学习资源当系统初始化完成后，执行以上程序， 利用串口调试程序可以观看到返回的是每段语音存放的开

14、头行的地址；其终止行的地址为下一段语音开头行的前一行地址，这样就可以得到每段语音存放的开头和终止地址；13 3 指定地址段语音的检查和播报地址的确定知道每段语音的存放地址后，仍必需对每段语音进行检查，屏蔽余外的部分； 将每段语音的开头地址和终止地址放在一个数组里面，执行下面的程序可以将指定段语音播放出来：接受手动录制的语音， 由于抖动和操作者的快慢影响，录制的语音段的前后部分可能存在盲音或者不需要的信息；通过执行上面的程序可以检测出来，然后修改该段语音在数组里的开头和终止地址，连续执行上面的程序， 反复几次使成效达到中意，确定最终的播报地址， 播报时就屏蔽了不需要的部分；13 4 多段语音回放

15、欢迎下载精品学习资源确定了每段语音的播放地址后，需要将多段语音组合，流利、自然的播放出来；该系列 的语音芯片内部有一个先进先出的缓冲储备器，可以存放 2 段语音的存放地址； 当第 1 段语音播放完后，忽视其终止标志EOM连续播第 2 段语音，同时将第 3 段语音的地址装入缓冲储备器；这样，可以减小播放 2 段信息之间的时间， 使语音更流畅， 就像播放一段语音一样；图 3 是连续播放3段语音的流程图；当需要播放更多段语音时，简洁修改即可；结语介绍了基于单片机STC89C52RC把握的多段语音组合输出设计过程中的几个关键步骤； 特殊是录音时，并不需要知道各段语音的精确地址和精确时间，便于单位和个人

16、制作， 并研制了语音测温仪经测试，该测温仪语音播报流畅、连贯、精确；值得留意的是：在硬件设计中，数字地和模拟地要单独走线，最终一点接地； 留意测量数据的显示与语音播报之间的和谐，由于显示的速度比播报的速度快得多，在播报语音时， 显示数据可能不连续，解决方法是将显示数据锁存或者在播报指定段信息的等待期间插入显示程序； 在选择单片机 STC89C52RC与语音芯片 ISD1730 的连接端口时， 由于各端口的内部结构不一样，带负载的才能不同，选择P1 口牢靠性较好；摘要：介绍一种基于单片机STC89C52RC、语音芯片 ISD1730 组成的多段语音录放系统设计方案；描述了语音电路设计、语音分段录

17、入、语音段定位、语音段剪辑、多段语音组合输出等的实现方法； 并制作了一个具有语音输出功能的温度测量仪；试验说明， 具有语音输欢迎下载精品学习资源出功能的温度测量仪器更便于操作和使用；关键词：STC89C52RC；多段语音；录放系统引言目前，在自动取款机、自动售货机、工业报警系统、大路收费系统、汽车防撞系统、智能玩具等领域具有语音输出功能的仪器设备越来越多；我们的工作和生活环境更加人性化、智能化； 但在工业生产现场， 数码输出的手持式测量仪器得到大量应用，给测量人员读取测量 结果带来了极大的便利； 但是详细操作时， 测量人员需要将仪器置于便于观看测量结果的地方，然后手持测量探头进行测量，由于测量

18、环境的复杂性，特殊是在狭窄的工业生产现场，既便于实施测量作业又便于观测测量结果，二者有时不能兼顾； 此时， 假如仪器具有语音输出结果的功能，将会给测量工作人员带来极大的便利；笔者设计了一个基于单片机STC89C52RC、DS18B20 温度传感器、语音芯片ISD1730 构成的语音温度测量系统，给出了语音的分段录入、 各段语音存放地址的确定、各段语音的修正、 多段语音组合输出等环节的详细设计过程；1 系统结构及软硬件设计1.1 系统结构及工作原理具有语音输出功能的单片机测量、显示系统结构框图如图1 所示；系统主要由传感器输入、 STC89C52RC及其外围电路、 显示电路、 语音电路和电源电路

19、构成；设计时将需要播报的语音段或字 录入语音芯片 系统失电后语音信息并不会丢失，系统工作时 STC89C52RC会对传感器的信号进行采集，通过处理后一方面将结果输出显示，另一方面分析需要播报哪些语音段，指令语音模块将需要播报的语音段按要求组合进行播报；1.2 系统硬件电路12 1 数据采集与显示部分单片机及其外围电路由STC89C52RC、复位电路、振荡电路等 构成单片机最小系统；数字温度传感器DS18B20以一线形式与 STC89C52RC的 P37 端口连接；接受 4 位数码管显示， 显示数据通过STC89C52RC的 P0 口，经过 74LS573 锁存驱动后对数码管段把握， P20 P

20、22 通过 74LS 138 译码后对数码管的字把握，实现动态扫描显示；122 语音电路设计语音芯片接受美国Winbond 公司的 ISD1730，工作电压范畴为 2455V，适合与单片机共用电源；该芯片适用于需要多段语音储备与回放的各种高端电子系统，依据其外接振荡电阻的大小不同，可以储备20 60s 的信息；语音电路如图2 所示；在电路中，振荡电阻为80k，最小储备辨论率为125 ms，可以存放 30 s 的语音；信号以自然语音的形式按行储备在其内部的多级固态储备器内，可以通过指令中的11 位地址对每一行的信息精确寻址， 储备的语音信息断电后不会丢失，理论上可以保持一百年，储备 10 万次；

21、欢迎下载精品学习资源对该芯片的操作有独立按键和微把握器SPI接口 2 种方式；当按键方式操作时，通过将图中的 S1 S4 分别接地，就可以实现对ISD1730 芯片复位、语音删除、语音录入、语音回放等操作， 这些操作也可以通过STC89C52RC实现；ISD1730 供应了 4 线SCLK、MOSI、MISO、SPI接口与 STC89C52RC连接，系统接受了STC89C52RC的 P10、P11、P12、P1 3口模拟 SPI时序对 ISD1730 进行操作；语音输出方式有2 种，系统以PWM 的形式驱动一个8的 D 级扬声器 SPEAKER，也可以配置成 AUD电流 或 AUX电压 单端输

22、出的方式驱动外部的音频放大器；1.3 对语音信息的操作1.3.1 语音信号录入可以接受商业的语音拷贝机或手动录入方式，将语音信号录入语音芯 片；手动录入时，第一借助于声音魔法师、文语转换小精灵或其他的文字转声音软件，在电脑上将需要录入的文字转换成多段语音信息，然后将电脑的耳机输出口与如图2 所示的Analn 引脚连接，也可以将发音设备对准MIC；闭合 S33 键，打开音源，进行录制，录制时指示灯 LED闪亮；松开 S33 键就该段语音录制终止，LED熄灭，一段语音录制完成；同理可录制下一段； 全部语音录制完成后， 闭合 S44 键并保持， 器件将会依次将录制的语音全部播放出来，假如录制不理想，

23、可以删除重来；闭合S33 键并保持， LED闪烁 7 次，录制的信息将全部删除；1.3.2 各段语音在芯片内地址的确定语音录制完成后，要实现对多段语音组合输出，仍必须知道每段语音的储备地址；STC89C52RC与 ISD1730 之间接受 SPI 通信协议， TC89 C52RC 通过 MOSI 引脚发送指令给 ISD1730， ISD1730 语音芯片通过 MISO 引脚返回给STC89C52RC 指令执行的情形和自己内部的状态，每一个SPI指令执行时都会从ISD1730 返回 2 个字节的 数据反映出芯片的状态，这2 个字节的 D5D15 位反映了储备器中当前语音段的开头存放地址，因此通过

24、软件查询就可以将储备器中各段语音的储备地址找出来；下面是其主要程序欢迎下载精品学习资源片段：当系统初始化完成后，执行以上程序，利用串口调试程序可以观看到返回的是每段语音存放的开头行的地址；其终止行的地址为下一段语音开头行的前一行地址，这样就可以得到每段语音存放的开头和终止地址；1.3.3 指定地址段语音的检查和播报地址的确定知道每段语音的存放地址后，仍必需对每段语音进行检查， 屏蔽余外的部分； 将每段语音的开头地址和终止地址放在一个数组里面 ，执 行 下 面 的 程 序 可 以 将 指 定 段 语 音 播 放 出 来 ：接受手动录制的语音， 由于抖动和操作者的快慢影响，录制的语音段的前后部分可

25、能存在盲音或者不需要的信息；通过执行上面的程序可以检测出来，然后修改该段语音在数组里的开头和终止地址，连续执行欢迎下载精品学习资源上面的程序， 反复几次使成效达到中意，确定最终的播报地址， 播报时就屏蔽了不需要的部分；1.3.4 多段语音回放确定了每段语音的播放地址后，需要将多段语音组合，流利、自然的播放出来； 该系列的语音芯片内部有一个先进先出的缓冲储备器，可以存放 2 段语音的存放地址；当第 1 段语音播放完后，忽视其终止标志EOM连续播第 2 段语音，同时将第 3 段语音的地址装入缓冲储备器；这样，可以减小播放2 段信息之间的时间，使语音更流畅， 就像播放一段语音一样； 图 3 是连续播

26、放 3 段语音的流程图； 当需要播放更多段语音时，简洁修改即可；结语介绍了基于单片机STC89C52RC把握的多段语音组合输出设计过程中的几个关键步骤； 特殊是录音时，并不需要知道各段语音的精确地址和精确时间，便于单位和个人制作， 并研制了语音测温仪经测试，该测温仪语音播报流畅、连贯、精确；值得留意的是：在硬件设计中，数字地和模拟地要单独走线，最终一点接地； 留意测量数据的显示与语音播报之间的和谐，由于显示的速度比播报的速度快得多，在播报语音时， 显示数据可能不连续，解决方法是将显示数据锁存或者在播报指定段信息的等待期间插入显示程序； 在选择单片机STC89C52RC与语音芯片 ISD1730 的连接端口时， 由于各端口的内部结构不一样，带负载的才能不同，选择P1 口牢靠性较好；欢迎下载精品学习资源欢迎下载