基于单片机与语音芯片的语音系统设计

基于单片机与语音芯片的语音系统设计(图文)时间：2010-11-0216:40:30来源：论文参考作者：秩名点击：185论文导读：放音时，按下放音键，单片机将P/R端设为高电平，PD端设为低电平，并让/CE端产生一负脉冲启动放音，这时单片机只需等待ISD2560的信息结束信号，即/EOM的产生。对ISD2560语音芯片的结构及引脚功能进行了介绍，并设计单片机AT89C52对ISD2560语音芯片的控制系统，简要说明该系统的工作原理及硬件电路等。所设计的录放及循环放音系统，具有电路简单、制作容易、价格低廉、单片机调试方便等优点，试验表明：该系统能够较稳定的实现录音、放音及循环放音等功能，对实际的应用具有较好的实用参考价值。关键词：AT89C52，ISD2560，录放音，循环放音一、概述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，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[1-2]。本文所设计的录放及循环放音系统，其微控制器采用的是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能8位CMOS单片机AT89C52，片内含8k字节的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256字节的随机存取数据存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，适合于许多较为复杂控制应用场合。数码语音芯片选用的是ISD2500系列单片语音录放集成电路ISD2560，它具有抗断电、音质好，使用方便，无须专用的开发系统等优点。录音时间为60s，能重复录放达10万次。芯片采用多电平直接模拟量存储专利技术，省去了A/D、D/A转换器。每个采样值直接存储在片内单个EEPROM单元中，因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声，避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和“金属声”[1]。二、ISD2560语音芯片功能简介ISD2560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、自动增益控制、逻辑控制、模拟收发器、解码器和480K字节的E2PROM等[1]，DIP引脚排列如图1，ISD2560引脚功能[3]如表1：表1ISD2560引脚分布与功能引线端名称功能1-7A0/M0~A6/M6地址8-10A7~A9地址11AUXIN辅助输入12,13VSSD、VSSA数字和模拟地14,15SP+、SP-扬声器输出16,28VCCA、VCCD模拟、数字信号电源正极17,18MIC、MICREF麦克风输入和输入参考端19AGC自动增益控制20,21ANAIN、OUT模拟信号输入和输出22OVF\溢出23CE\片选（低电平允许芯片工作）24PD芯片低功耗状态控制25EOM\录放音结束信号输出26XCLK外部时钟27P/R\录/放控制选择ISD2560内置若干种操作模式，因而可用最少的外围器件实现最多的功能。操作模式也由地址端控制；当最高两位都为1时，其它地址端置高可选择某个(或某几个)特定模式。因此操作模式和直接寻址相互排斥。具体操作模式见表2。操作模式可由微控制器也可由硬件实现。使用操作模式要注意两点：(1)所有操作最初都是从0地址(即存储空间的起始端)开始。后续的操作根据选用的模式可从其它地址开始。但电路由录转放或由放转录(M6模式除外)或都执行了掉电周期后，地址计数器将复位为0。(2)当CE变低且最高两地址位同为高时，执行操作模式。这种操作模式将一直有效。直到CE再次由高变低，芯片重新锁存当前的地址／模式端电平并执行相应的操作为止[4-8]。表2操作模式简表模式功能典型应用可组合使用的模式M0信息检索快进入信息M4、M5、M6M1删除WOM在最后一条信息结束处放EOMM3、M4、M5、M6M2未用保留N/AM3循环从0地址连续放音M1、M5、M6M4连续寻址录放连续的多段信息M0、M1、M5M5CE电平有效允许暂停M0、M1、M3、M4M6按键模式简化外围电路M0、M1、M3三、系统硬件电路设计ISD2560与单片机AT89C52的接口电路以及外围电路如图2所示。单片机的P0口、P2.6和P2.7分别与ISD2560的地址线相连。P3.2～P3.5分别连接一个按键，供录音、放音、循环放音及停止放音时使用[9-11]。图2ISD2560与单片机AT89C52的接口电路四、系统工作原理及程序设计录音时，按下录音键，单片机通过口线设置起始地址，再使PD端、P/R端和/CE端为低电平启动录音，同时LED指示灯亮；结束时，在按下录音键，LED指示灯灭，单片机又让/CE端回到高电平，即完成语音的录制。放音时，按下放音键，单片机将P/R端设为高电平，PD端设为低电平，并让/CE端产生一负脉冲启动放音，这时单片机只需等待ISD2560的信息结束信号，即/EOM的产生。信号为一负脉冲，在负脉冲的上升沿，语音播放结束。循环放音时，按下循环放音键，就能不断的循环放音，停止循环放音，按下放音键就能停止循环放音。若停止放音，按下停止键，就结束了放音功能。系统的流程图如图3所示，源程序设计主要使用WAVE软件进行编写，其中主程序部分代码如下：MOVP0,#00H;初始化ISD2560…………MOVTCON,#05H;允许INT1、INT0中断SETBEX0;开外部中断0SETBEX1;开外部中断1SETBEA;开总中断HERE2:SETBP3.5LCALLDELAY1HERE6:JBP3.5,HERE6;等待录音按键LCALLLUYINNOPAJMPHERE2;跳转到HERE2处，继续等待按键录音程序主要通过按键方式来实现，在主程序中等待按键的指令，在录音的过程中，LED灯会亮起，其源代码略。放音及循环放音程序是通过单片机的2个外部中断来实现，其中循环放音程序部分代码如下：MOVP0,#0AH;选择循环放音代码…………CLRPDSETBCENOPCLRCE;开始循环放音五、结论对ISD2560语音芯片的结构及引脚功能进行了介绍，并设计单片机AT89C52对ISD2560语音芯片的控制系统，简要说明该系统的工作原理及硬件电路等。所设计的录放及循环放音系统，具有电路简单、制作容易、价格低廉、单片机调试方便等优点，试验表明：该系统能够较稳定的实现录音、放音及循环放音等功能，对实际的应用具有较好的实用参考价值。参考文献[1]肖海荣，王凤瑛等．基于AT89C2051和ISD2560录放音系统设计[J]．微计算机信息，2004，20（1）：63-64，7[2]刘超美，李红萍等．基于单片机的语音录放系统设计[J]．甘肃联合大学学报（自然科学版），22（3）：67-69[3]刘举平，余为清．ISD2560及其开发应用[J]．家电科技，2004，（1）：52-54[4]邢海霞，索明何等．基于ISD2560语音系统的设计与实现[J]．科技信息，2007，（9）：49，23[5]张武，吴杨生等．基于ISD2560的语音录放系统设计[J]．自动化与仪器仪表，2008，（4）：22-24[6]杨瑛．基于单片机智能控制系统的软硬件设计[J]．微处理机，2007，（4）：97-99，103[7]杨志远，谢秋华．ISD2500系列语音芯片随机语音分段方法[J]．三明学院学报，2007，24（2）：160-165[8]张晓东，计玉芳等．基于ISD4004智能语音提示系统设计[J]．皖西学院学报，2008，24（2）：69-71[9]朱文彬，李玉忍．基于ISD4003芯片的语音报警系统设计[J]．安防科技，2008，（3）：22-24[10]李华，孙晓明等．MCS-51系列单片机实用接口技术[M]．北京：北京航空航天大学出版社，1993[11]欧阳斌林，刘立山等．单片机原理及应用[M]．北京：中国水利水电出版社，2001查看相关论文专题：AT89C52ISD2560录放音循环放音