语音播报记事器设计单片机汇编语言(共35页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业摘摘 要要现代社会人们工作日程繁多紧凑，随着生活节奏的加快，合理的安排时间和遵守时间是每个人的愿望，本文介绍的智能记事器，采用语音播报，随着语音芯片的普及，语音报播被广泛应用于车站报站器，语音型数字万用表，出租车语音报站器，排队机等。可快速直观的给人们提醒工作日程，将成为人们生活中的有力助手。本文提出了基于 AT89C51 单片机的语音播报器的设计方案。方案以单片机作为系统的控制核心，详细介绍了 ISD 公司生产的 ISD2560 语音芯片的优点及其使用方法。并且给出了用 AT89C51 与 ISD2560 构成的语音系统的硬件原图和软件设计方法。采用

2、 ISD 单片语音录音/放音集成电路系列中的 ISD2560 实现了语音的存储和播放，使语音音质自然真实。ISD2560 不需要 A/D 和 D/A 转换，并且集成度高，能实现复杂的信息处理功能，真实的再现语音。实现了当按下开始键，启动录音，松开开始键，结束录音。结束录音后，循环播放所录音的基本功能。并且录放系统具有电路简明、应用方便、单片录放、不怕掉电、音色纯正、性价比高等特性。关键词 电气信息；单片机；语音芯片；ISD2560精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业AbstractModern social compact many people work schedule, with

3、the pace of life speeds up, reasonable arrangements to comply with the time and the time is everyones aspirations.This paper introduces the intelligent accounts regulator, with speech broadcast, with the popularization of pronunciation chip, voice newspaper has been widely used in the station broadc

4、ast stops device, voice type digital multimeter, taxi voice stops PaiDuiJi ware, etc. The paper introduced a smart notepad, a voice broadcast, fast intuitive to remind people work schedule, people living in a strong assistant.In this paper a design program of voice broadcast device based on AT89C51

5、microcontroller is introduced in this paper. Single-chip microcomputer is the core of control system.This paper introduces the PIN function,operating model and using method of ISD2560 voice chip.Putting forword the hard structure and soft design method of the voice system consisted of AT89C51 and IS

6、D2560. The use of single-chip voice recording ISD / playback IC ISD2560 series achieve voice storage and playback, and the voice is true ,natural ,quality. We achieve the basic function that when the start button is pressed , the device start to record and when the start button is releasd ,the devic

7、e finish recording. Then broadcast what it record loop three times. And recording system has circuit concise and easy application, monolithic recording, not afraid off electricity, tone, pure, high performance-to-price characteristics. Keywords Electrical Information；single-chip；voice chip； ISD2560精

8、选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业目目 录录精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业基于单片机的语音播报器的设计1绪论1.1 本课题的目的与意义随着语音芯片的普及，语音播报被广泛应用于车站、医院等公共场所，并且面向家庭个人使用的方向发展。语音播报记事器准确、快速的性能将为人们提过更加便利的生活。本文采用 AT89S51 单片机为微处理器研制了语音播报记事器。该系统操作简单，方便，可随时调节时间，制定时间播报。总之，语音播报记事器各性能指标良好，在平时使用中，能够显示时间日期，并对约会进行提醒。这将在今后语音播报中起重要影响作用。随着时代的发展与

9、进步，人们的生活节奏越来越快，竞争也日趋激烈。因此，合理的安排时间，遵守时间，准时上课、上班、赴约、到会、洽谈等是每个人的愿望。但是，往往稍一疏忽又无人提醒，造成迟到或其他事件，甚至产生了严重的后果和经济损失。此时，若有一台智能语音记事器，将各种约定时间记录下来，按时进行语音提醒，就可以避免迟到、缺席事件的产生。也会给我们的工作和学习带来极大的方便。1.2 本课题在国内外研究概况及存在问题从目前语音技术的研究现状来讲，技术已经有了很大发展。语音识别和语音合成技术是实现人机语音通信及建立一个有听和讲能力的口语系统所必需的两项关键技术。使电脑具有类似于人一样的说话和听懂人说话的能力。在国外语音识别

10、技术主要包含几个方面：语音控制、电子发声、连续语音识别、非连续语音识别和语音学习。目前主要是在支持中英文，实现中英文混合识别问题上，存在一些障碍。同时在识别大量词汇和个别发音方面还很难做到准确。作为语音识别技术新方向的语音学习，它则要求人模仿标准发音，其面临的困难是如何衡量人模仿的好坏。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业语音合成技术是计算机“开口说话”的关键，现阶段语音合成的最大进展是已经能够实时地将任意文本转换成连续可懂的自然语句输出，相应技术通常称为文语合成或者文语转换(TTS)。TTS 使得数据通信和语音通信在终端一级实现交融，人们将有望在获取 Interne 信息时，使短消息服

11、务、电子邮件等多数以文本方式提供的信息也用语音的方式输出。语音合成的主要功能是：根据韵律建模的结果，从原始语音库中取出相应的语音基元，利用特定的语音合成技术对语音基元进行韵律特性的调整和修改，最终合成出符合要求的语音。 一旦人机对话的问题得到解决，语音技术将更多的应用到基础教学中，尤其是英语的教学，在教学中语言环境的问题也就迎刃而解。更重要的是，与之相伴的必然是巨大的市场毫无疑问，语音技术一定会是未来人类关注的焦点。随着人们日常生活的提高，智能语音已逐渐进人家庭。通过语音在远端实时的控制家用电器的操作，具有简洁、方便、高效的特点。用荷兰PHILIPHS 公司生产的工业级嵌人式微处理器做为电话远

12、程控制器的核心部件具有事半功倍的，现有的 GIS 技术已经表现出很多弊端，其中之一就是不利于信息共享。了一些空间数据规范(GML 等)，但都只限于语法角度和信息层次，而当今应用软件中真正需要的是语义共享口为此，论文提出了基于本体论的地理信息系统体系结构，据此给出了解决空间信息语义共享的可行解决方案。同时，OWL 语言规范的提出，也为地理本体论的发展提供了标准化的语义支持。但是，由于语义搜索和拓扑的复杂性，本实现的运行效率实在很低。在测试中，仅仅用到了中国的大城市地理信息集，就使得搜索速度非常慢但我相信 OGIS 将是地理信息系统的发展方向，以后随着各项相关技术的不断发展，其应用前景将非常广阔。

13、1.3 本课题研究内容这次的研究主要是设计一个语音播报器，包含有对预先设定的时间的报时，和当前时间的设定调整，在报时的同时有对当前时间的显示，也就是有 LCD 显示屏，此外还应该有麦克风的输入就是对模拟信号的处理和储存，然后在一定的条件下能够完整地播放出来，实现语音地录制和回放功能，在不同地场合能够很轻松便捷地改动和增加新地功能，所以这次设精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业计目的是一个很开放型地课题。他可以实现很多地功能，比如说我们日常地起始和提示功能还有普通地闹钟和录音模式，在不同领域有着不同地用途，在学校里我们可以设置一定地时间来打铃或是播放音乐。也可以在我们正常的生活中安排一定的

14、较长时间的活动和节目，在我们设定的时间到时就会提醒我们去做。随着现代科技的不断发展和创新我们的语音功能时不再能够很好的完成我们的需要和日常的交际了，生活节奏的体快使得我们很容易忘记我们的生活规律和安排，可能在一定的时候会影响到我们的前途，所以有个很好的语音播报已经不再时什么新鲜的事情了，尤其时在一些大的公司或是企业的管理层次那更是不可缺少的以部分。由此可见语音播报技术在今后会有更为广阔的应用空间，正是因为语音存储与语音播报技术有着很大的市场需求，所以现在对它的研究具有极高的应用价值。1.4 本设计的主要任务要求根据设计要求，提出基于单片机的语音拨播器的硬件电路设计方案，并应用 Protel 软

15、件完成硬件电路原理图设计。通过对单片机的编程开发可实现语音的录放等基本功能。具体包括如下几个部分：（1）学习单片机的工作原理，并应用 Protel 软件设计出单片机的最小系统和语音系统的控制电路，使其能可靠工作。（2）学习有关语音方面的相关知识，拟采用集成语音芯片来实现语音的录放的功能。要求掌握该芯片的工作原理，完成其外围电路和与单片机的接口电路，包括话筒和扬声器的电路设计。（3）学习 C 程序设计语言，对单片机进行编程开发。并完成仿真和调试，实现语音拨播器的基本功能。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业2 系统设计方案2.1 总体设计方案为了实现语音播报所需的功能，即按下开始键，启动录

16、音，松开开始键，结束录音。结束录音后，循环播放所录音。而且为了使语音播报器的音质好，功能强，实验运行效果较好，使用起来也很简单。所以本设计采用的设计框图如图 2.1 所示：图 2.1 总体设计方案图由上面的框图可知：本设计框图包括，按键，单片机，语音芯片，话筒和扬声器。其中单片机为本设计的控制核心，它控制语音芯片，实现对声音的存储和播放。语音芯片实现对语音的录入和播放。按键单片机扬声器语音芯片话筒精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业2.2 语音芯片的选择目前市场流行的语音芯片有很多，从性价比的角度来考虑，美国 ISD 公司的 ISD 系列语音芯片可谓是一只独秀。ISD 系列语音芯片具有以

17、下优点：(1)采用模拟量数据存储在半导体存储器直接存储的专利技术，即将模拟量数据直接写入单个存储单元，不需要经过 A/D，D/A 转换。(2)内部集成了大容量的的 EEPROM，不再需要扩展存储器。(3)控制简单，控制引脚与 TTL 电平兼容。(4)集成度高，使用方便。(5)能较好的真时再现语音的自然效果，避免了一搬固体语音电路的因为量化和压缩所造成的量化噪声和失真现象。因此，选 ISD 公司的语音芯片 ISD2560。ISD2560 是 ISD 公司的生产的语音录入和重放的芯 ISD2560 系列之一，ISD2560 系列芯片包括ISD2560、ISD2575、ISD2590 和 ISD52

18、150 共四种，他们的主要区别在于存储语音的时间的长度，ISD2560 的录音时间的长度为 60s，ISD2570 的录音时间的长度是 75s，ISD2590 的录音时间的长度是 90s，而 ISD25120 的录音时间长度是 120s。ISD2560 采用多电平直接模拟量存储的专利技术，每个采样值可以直接存储在片内每个 EEPROM 单元中，因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、语调和效果声，从而避免了一般的固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和金属声，该器件的采用频率为8kHz，录音时间就越长，但是通频带和音质会有所降低。ISD2560 省去了 A/D 和 D/A 的转换器，集成度较高

19、，内部包括前置放大电路、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 48Kbde EEPROM。ISD2560 内部的结构和EEPRO 存储单元均匀的分配为 600 行，有 600 个地址单元，每个地址单元指向其中一行，每一个地址单元的地址分辨率为 100ms。此外 ISD2560还具备微控制器所需要的控制接口。通过操作地址和控制线可以完成不同的任务，以实现复杂的信息处理功能，如信息的组合、连接、设定固定的信息段和信息的管理等。ISD2560 可以不分段，也可以按最小段长为单位来任意组合和分段。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业3 硬件电路设计3.

20、1 Protel 99 se 介绍Protel99SE 是 Protel 公司近10年来致力于 Windows 平台开发的最新结晶，能实现从电学概念设计到输出物理生产数据，以及这之间的所有分析、验证和设计数据管理。因而今天的 Protel 最新产品已不是单纯的 PCB（印制电路板）设计工具，而是一个系统工具，覆盖了以 PCB 为核心的整个物理设计。 最新版本的 Protel 软件可以毫无障碍地读Orcad、Pads、Accel(PCAD)等知名 EDA 公司设计文件，以便用户顺利过渡到新的 EDA 平台。Protel 99 se 就是由早期 Protel 版本发展而来的基于 windows95

21、/98/2000环境的新一代电路原理图辅助设计与绘制软件，其功能模块包括电原理图设计，印制电路板设计，无网络布线器，可编辑逻辑器件设计，电路图模拟、仿真等，它集成电路设计与开发环境于一体化。利用 Protel 进行电路设计需要三个步骤如图 3.1：精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业一绘制原理图二产生网络表三完成 PCB（印刷电路板）绘制图3.1 protel设计电路步骤图本设计利用 Protel 软件画的硬件电路图主要有单片机 AT89C51 的最小系统和语音芯片 ISD2560 电路及它们的接口电路。3.2 电源电路设计电源电路设计图如图 3.2： V CCC40.1uf V CC4

22、0A T89C51V SS20 89C51图 3.2 电源电路设计图 在电源引脚并联一个 0.1uf 的小电容目的是滤波，引入滤波电容的原精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业因是要获得平滑稳定的电压，因为电容两端的电压不能突变，所以它能抑制电压的波动，使电压变得平稳光滑主要作用有两个：1.去除器件之间的交流射频耦合。它能将器件的电源端上瞬间的尖峰、毛刺对地短路掉。2.去耦：也叫退耦。3.3 主机电路设计主机采用AT89S51单片机来实现。单片机是将中央处理器(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、定时/计数器及输入输出接口电路等计算机主要部件集成在一块集成电路芯片上的

23、微型计算机。3.3.1 AT89S51 的特点AT89S51是ATMEL公司采用CMOS工艺生产的低功耗、高性能8位单片机，与MCS-51单片机兼容，其功能特点为：(1)4K字节闪烁存储器(FLASH)，可进行1000次写、擦除操作。(2)静态操作，外接OHZ-24MHZ晶振。(3)三层程序存储器。(4)256字节内部数据存储器(RAM)。(5)32根可编程输入/输出线。(6)两个6位定时/计数器。(7)六个中断源。(8)一个可编程串口。(9)支持低功耗模式和掉电模式。3.3.2 AT89S51 的引脚介绍AT89S51 引脚排列如图 3.3 所示，各引脚的功能如下：精选优质文档-倾情为你奉上

24、专心-专注-专业图3.3 AT89S51引脚排列图VCC：供电电压。GND：接地。P0：P0为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P0口的管脚第一次写l时，被定义为高阻输入。P0够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FLASH编程时，P0作为原码输入口，当FLASH进行校验时，P0出原码，此时P0部必须被拉高。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为

25、第八位地址接收。P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O

26、口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C52的一些特殊功能口，如下为管脚的备选功能：P3.0 RXD(串行输入口)；P3.1 TXD(串行输出口)；P3.2 /INTO(外部中断0)；P3.3 /INT1(外部中断1)；P3.4 T0(记时器0外部输入)；P3.5 T1(记时器1外部输入)；P3.6 /WR(外部数据存储器写选通)；P3.7 /RD(外部数据存储器读选通)；P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST：复位输入。当振荡

27、器复位时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。3.3.3时钟电路 时钟电路图设计如图 3.4：精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业图3.4 内部时钟电路图AT89S51内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端，时钟可以由内部方式产生或外部方式产生。内部方式的时钟电路如图3.4所示，在XTAL1和XTAL2引脚上外接定时元件，内部振荡器就产生自激振荡。定时元件通常采用石英晶体和电容组成的并联谐振回路。晶体振荡频率可以在1.212MHz之

28、间选择，电容值在530pF之间选择，电容值的大小可对频率起微调的作用。外部方式的时钟电路，XTAL1接地，XTAL2接外部振荡器。对外部振荡信号无特殊要求，只要求保证脉冲宽度，一般采用频率低于12MHz的方波信号。片内时钟发生器把振荡频率两分频，产生一个两相时钟P1和P2，供单片机使用，本系统采用的是6M的晶振。3.4 语音芯片 ISD2560 及应用3.4.1 语音芯片 ISD2560 简介ISD语音芯片是美国信息存储器件公司推出的高品质语音录放芯片，采用ISD公司独有的直接模拟存储技术(DAST)，该技术的采用使得音频信息无需经过传统形式的A/D，D/A转换即可实现存取，有比同等数字存取更

29、高的集成度和更高的音质水平。ISD语音芯片具有抗断电功能，信息存放不易挥发，支持多次录/放操作，寿命高达10次，可单独应用、多片级联，也可与微处理器配合使用，具有很好的使用灵活性。ISD可广泛应用于工精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业业控制、智能仪表、警报、信息提示等场合，使信息交互人性化。本文对ISD2560系列芯片做介绍，并给出了ISD2560的应用实例，此装置取得了很好的使用效果。在众多的语音集成电路中，ISD 系列单片语音录放电路以其优异的性能在市场上独领风骚，ISD 系列产品采用基 EEPROM 浮栅技术的模拟量存储技术，具有重放音质好、使用方便、单片存储、反复录放、低功耗、

30、抗断电等特性，尤其是随意时间长短的分段录/ 放音的性能，为实际使用提供了灵活性，ISD 系列中的 ISD2560 芯片，内 480KB 的 EEPROM，录放音时间长达 60 秒，分段录音可达 600 段。目前，电脑语音服务的应用范围越来越广，如电脑语音钟、语音型数字万用表、手机话费查询系统以及公共汽车报站器等。而 Winbond 公司生产的 ISD2500 系列语音芯片是具有较强功能的一种电脑语音录放器件，它能够应用在很多需要语音服务的场合。AT89S51 是 ATMEL 公司生产的性能良好、价格便宜的单片机。3.4.2 ISD2560 引脚功能及内部结构ISD2560 引脚功能如图 3.5

31、 所示。1 12345781028272691112614132524232221201918171615VCCDP/RXCLK/EO MPD/CE/OVFAN AOU TAN A INAG CM IC RE FM ICVCCASP-A0/M 0A1/M 1A2/M 2A3/M 3A4/M 4A5/M 5A6/M 6A7A8A9AU X INVSSDVSSASP+ISD 5260图 3.5 ISD2560 芯片引脚各引脚的主要功能如下ISD2560精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业电源（VCCA，VCCD）：为了最大限度的减小噪声，芯片内部的模拟和数字电路使用不同的电源总线，并且分别引

32、到外封装上。模拟和数字电源端最好分别走线，并应尽可能在靠近供电端处相连，而去耦电容则应尽量靠近芯片。地线（VSSA，VSSD）：由于芯片内部使用不同的模拟和数字地线，因此，这两脚最好通过低阻抗通路连接到地。节电控制（PD）：该端拉高可使芯片停止工作而进入节电状态。当芯片发生溢出即 OVF 端输出低电平后，应将本端短暂变高以复位芯片；另外，PD 端在模式 6 下还有特殊的用途。片选（CE） ：该端变低且 PD 也为低电平时，允许进行录、放操作。芯片在该端的下降沿将锁存地址线和 P/R 端的状态；另外，它在模式 6 中也有特殊的意义。录放模式（P/R）：该端状态一般在 CE 的下降沿锁存。高电平选

33、择放音，低电平选择录音。录音时，由地址端提供起始地址，直到录音持续到CE 或 PD 变高，或内存溢出；如果是前一种情况，芯片将自动在录音结束处写入 EOM 标志。放音时，由地址端提供起始地址，放音持续到 EOM标志。如果 CE 一直为低，或芯片工作在某些操作模式，放音则会忽略EOM 而继续进行下去，直到发生溢出为止。信息结尾标志（EOM）：EOM 标志在录音时由芯片自动插入到该信息段的结尾。当放音遇到 EOM 时，该端输出低电平脉冲。另外，ISD5260芯片内部会自动检测电源电压以维护信息的完整性，当电压低于 3.5v 时，该端变低，此时芯片只能放音。在模式状态下，可用来驱动 LED，以指示芯

34、片当前的工作状态。溢出标志（OVF）：芯片处于存储空间末尾时，该端输出低电平脉冲以表示溢出，之后该端状态跟随 CE 端的状态，直到 PD 端变高。此外，该端还可用于级联多个语音芯片来延长放音时间。话筒输入（MIC）：该端连至片内前置放大器。片内自动增益控制电路（AGC）可将增益控制在-1524db。外接话筒应通过串联电容耦合到该端。耦合电容值和该端的 10k 输入阻抗决定了芯片频带的低频截止点。话筒参考（MIC REF）：该端是前置放大器的反向输入。当以差分形式连接话筒时，可减小噪声，并提高共模抑制比。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业自动增益控制（AGC）：AGC 可动态调整前置增益

35、以补偿话筒输入电平的宽幅变化，这样在录制变化很大的音量（从耳语到喧嚣声）时就能保持最小失真。响应时间取决于该端内置的 5k 电阻和从该端到 VSSA 端所接电容的时间常数。释放时间则取决于该端外接的并联对地电容和电阻设定的时间常数。选用标称值分别为 470K 和 4.7f 的电阻、电容可以得到满意的效果。模拟输出(ANA OUT)：前置放大器输出。其前置电压增益取决于AGC 端电平。模拟输入(ANA IN)：该端为芯片录音信号输入。对话筒输入来说，ANA OUT 端应通过外接电容连至该端，该电容和本端的 3k 输入阻抗决定了芯片频带的附加低端截止频率。其它音源可通过交流耦合直接连至该端。扬声器

36、输出（SP+、SP-）：可驱动 16 以上的喇叭，内存放音时功率为 12.2mw。辅助输入(AUX IN)：放音时功率为 50mW。单端输出时必须在输出端和喇叭间接耦合电容，而双端输出则不用电容就能将功率提高至 4 倍。当CE 和 P/R 为高，不进行放音或处入放音溢出状态时该端的输入信号将通过内部功放驱动喇叭输出端。当多个 DS2560 芯片级联时后级的喇叭输出将通过该端连接到本级的输出放大器。为防止噪声建议在存放内存信息时，该端不要有驱动信号。外部时钟(XCLK)：该端内部有下拉元件，不用时应接地。地址模式输入（AX/MX）：地址端的作用取决于最高两位（MSB，即 A8 和 A9）的状态。

37、当最高两位中有一个为 0 时，所有输入均作为当前录音或放音的起始地址。地址端只作输入，不输出操作过程中的内部地址信息。地址在 CE 的下降沿锁存。当最高两位全为 1 时，A0A6可用于模式选择。ISD2560集成度很高，内部集成了高精度的时钟电路，故而无需外部配置晶振，其应用电路也得到大大简化。ISD2560可进行录、放两种操作。录入音信号经过换能器MIC转变为电信号，该信号经过隔直电容去除直流分量后送入前置放大器，由于器件具有高输入阻抗，故藕合电容容量很小，可为0.17pf，微弱的电信号经过前置放大后由ANAOUT（21）脚输出，经过隔直电容后送入ANAIN (20)脚，这种配置方式可以方便

38、用户自行设计性精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业能更加优良的前置放大器代替芯片内部已有的功能部件，另外ANAIN可作为线输入口，直接输入电声信号，既而信号进入自动增益(AGC)放大器，信号电平得到调理，使其符合存储电路的动态范围，AGC响应时间由连接在AGC脚的外接电阻、电容值确定。为使得采样信号不产生失真，采样系统必须满足奈奎斯特采样定律。3.4.3 ISD2560 的语音播放电路ISD2560控制电平与TTI，电平兼容，接口简单，使用方便。存储单元在写入语音信号的同时，自动清除了该存储单元原有的语音信号，从而实现了ISD系列器件的自动抹音。A0A9为地址线，共有1024种组合状态。

39、最前面的600个状态作内部存储器的寻址用，最后256个状态作为操作模式。本系统采用对地址直接进行操作的方式。微处理器接口端：P/R录放音控制端，此端为高电平时为放音状态，低电平时为录音状态；-CE 端用于录放音时的启停控制，通常与P/R端配合使用；-EOM端为每段信息结束信号输出端，为负向信号，时间为12.5ms，上升沿标志信息结束。MICIN是话筒前置放大器输入端，MICR EF为话筒补偿端，AGC自动增益控制端，ANA IN与ANA OUT是模拟信号的输入端和输出端，它们之间连接藕合电容，最小录、放系统如图3.6：精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业C40.1ufY112MC122p

40、fC222pfS1RST+C310uf+5VR110k+5VP1.0 (T2)1P1.1 (T2EX)2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.3 (INT1)13P3.2 (INT0)12P3.4 (T0)14P3.5 (T1)15EA/VPP31XTAL018XTAL119RESET9P3.6 (WR)16P3.7 (RD)17PSEN29ALE (PROG)30(RXD) P3.0 10(TXD) P3.1 11VCC40VSS20P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728P0.039P0.138P0.237

41、P0.336P0.435P0.534P0.633P0.73289C52U189C52+5VR710k/EOMP/RPDCERTARTSW -PBA0A1A2A3A4A5A6A7A8A9AT89S51 AT89S51图 3.6 语音录放电路的单片机部分电路原理图此模块硬件电路的设计是由单片机芯片AT89C51和语音芯片ISD2560及其他们的接口电路构成。电路实现的功能如下：(1) 按下开始键，启动录音；松开开始键，结束录音。注意录音的时间不能超过预先设定的每段语音的时间。(2) 结束录音后，顺序播放所录音3次。图中U1为单片机的芯片AT89S51，工作于11.0592MHz的地址、模式输入，通

42、过P2.0和P2.1，单片机可以配置ISD2560的操作模式。单片机的P1.5脚控制语音芯片ISD2560的录放模式的选择，低电平置ISD2560为录音状态，高电平为放音状态。单片机的P1.6脚和ISD2560的节电控制相连，单片机通过此脚可以控制芯片的开关。P1.7脚可以控制语音芯片的片选低电平时就是选中芯片。单片机的INT0脚、P1.4和ISD2560的EOM标志输出相连，EOM标志在录音时由芯片自动的插入到录音信息的结尾处，放音遇到EOM时，会产生低电平脉冲。触发单片机中断，单片机必须在检测到输出精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业的上升沿才能播放新的录音，否则播放的语音就不连续的

43、，出现“啪啪”的声音。ISD2560的最高地址位A8（脚9），A9（脚1）置为高电平时，芯片即进入操作模式状态。操作模式根据引脚Al-A8的高低电平不同组合总共分为6种不同的模式，实现不同的功能。操作模式中的信息检索模式MO和按键模式M6的说明如表3.1所示：表3.1 ISD2560的操作模式语音录放电路芯片ISD2560原理图如图3.7：操作模式 功能 典型应用 可组合模式M0 信息的快速检索 快进、找到所需的语音段 M4、M5、M6M1 删除语音结束标志 使分段语音变成一段 M3、M4、M5、M6M3 循环放音 循环重放0地址的语音段 M1、M5、M6M4 连续寻址 禁止地址计数器复位，连

44、续放音 M0、M1、M5M5 CE电平有效 允许语音暂停 M0、M1、M3、M4M6 按键操作 简化外围电路用键可控制录放 M0、M1、M3精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业1 12345781028272691112614132524232221201918171615VCCDP/RXCLK/EO MPD/CE/OVFAN AOU TAN A INAG CMIC RE FMICVCCASP-A0/M0A1/M1A2/M2A3/M3A4/M4A5/M5A6/M6A7A8A9AU X INVSSDVSSASP+ISD 5260A0A1A2A3A4A5A6A7A8A911121314P/R

45、TextTextSPSPEA KE RC110.1ufC100.1ufC90.1ufC70.1ufc50.1uf116R5A10K116R4A1K116r6A10K116R2A5.1K116r3A470kMPC12220ufc84.7ufC622ufEO MPDCE图 3.7 语音录放电路语音芯片 ISD2560 原理图由于 ISD2560 是数模的混合芯片，因此对数字信号和模拟信号的处理是 PCB 设计需要着重考虑的问题。在芯片内部使用不同的模拟地和数字地，模拟电源和数字电源，他们分别通过 VSSA，VSSD，VCCA 和VCCD 引出，VSSA，VSSD 两引脚最好通过低电阻抗通路连接到平

46、面；VCCA 和 VCCD 最好也分别走线，并应尽可能在靠近供电端处相连，电源脚附近的去耦电容应尽量靠近芯片。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业4 软件设计4.1 AT89C51 单片机定时器/控制器控制定时器共有两个控制字，由软件写入 TMOD 和 TCON 两个 8 位寄存器来设置 T0 或 T1 的操作模式和控制功能。当 AT89C51 系统复位时，两个寄存器所有位都被清零。4.1.1 工作模式寄存器 TOMD TOMD 用于控制 T0 和 T1 工作模式，其中低四位用于 T0，高 4 位用于 T1。其各位的定义格式如表 4.1 所示：表 4.1 工作模式寄存器 TMOD 的位定

47、义 D7 D6 D5 D4D3D2 D1 D0 GATBC/T M1 MO GATE C/T M1 MO定时器 T1 定时器 T0以下介绍各位的功能。M1 和 M1：操作模式控制位。两位可形成 4 种编码，对应于四种操作模式（即四种电路结构），见表 4.1。C/T ：定时器/计数器方式选择位。C/T=0，设置为定时方式。定时器计数 89C51 片内脉冲，亦即对机器周期（振荡周期的 12 倍）计数。C/T=1，设置为计数方式，计数器的输入是来自 T0(P3.4)或 T1(P3.5)端的外部脉冲。GATE：门控位。GATE=0 时，只要用软件使 TR0(或 TR1）置 1，就可以启动定时器，而不管

48、 INT0(或 INT1)电平是高还是低。GATE=1 时，只有 INT0（或 INT1）引脚为高电平且由软件使TR0(或 TR1)置 1 时，才能启动定时器工作。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业TOMD 不能位寻址，只能用字节设置定时器的工作模式，低半字节设定 T0，高半字节设定 T1。4.1.2 控制寄存器 TCON定时器控制寄存器 TCON 各位定义及格式如表 4.2 所示：表 4.2 控制寄存器 TCON 的位定义 8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88HTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0TCON 各位的作用如下。TF1(TCON.7)：T

49、1 溢出标志位。当 T1 溢出时，由硬件自动使中断触发器 TF1 置 1，并向 CPU 申请中断。当 CPU 响应中断进入中断服务程序后，TF1 又被硬件自动清零。TF1 也可用软件清 0。TF0(TCON.5)：T0 溢出标志位。其功能和操作情况同 TF1。TR1(TCON.6)：T1 运行控制位。可通过软件置 1 或清 0 来启动或关闭T1。在程序中用指令“SETB TR1”使 TR1 位置 1，定时器 T1 便开始计数。TR0(TCON.4)：T0 运行控制位。其功能及操作情况同 TR1。TE1，IT1，IT0(TCON.3TCON.0)：外部中断 INT1 和 INT0 请求及请求方式

50、控制位。89C51 复位时，TCON 的所有位被清 0。 4.2 ISD2560 录放音软件设计录音时，按下录音键，单片机通过口线设置语音段的起始地址，再使PD 端 P /R 端和 CE 端为低电平启动录音；结束时，松开按键,单片机又让CE 端回到高电平，完成一段语音的录制。同样的方法可录取第二段、第三段特别值得注意的是录音时间不能超过预先设定的每段语音的时间。放音时，根据需播放的语音内容，找到相应的语音段起始地址并通过口线送出，再将 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

51、脉冲，在负脉冲的上升沿，该段语音才播放结束,，所以单片机必须要检测到 EOM 的上升沿才能播放第二段，否则播放的语音精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业就不连续，而且会产生啪啪声，这一点在编制软件时一定要注意。4.2.1 ISD2560 操作模式 由于 ISD2560 内置了若干操作模式，因而可用最少的外围器件实现最多的功能。具体的操作模式如表 4.3 所示：表 4.3 ISD2560 语音芯片操作模式图 操作模式可有微控制也可由硬件实现。使用操作模式要注意两点： （1）所有的操作最初都是从 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。但是，电路由录音或

52、放音转录音（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 变低且最高两地址为同位高时，执行操作模式。这种操作模式将一直有效，知道 CE 再次由高变低，芯片重新锁存当前的地址/模式引脚电平并执行相应的操作为止。4.2.2 分段录放音2500 系列最多可分为 600 段，只要在分段录/放操作前（不少于 300 模式 功能 典型应用组合使用模式 M0 信息检索快进通过信息M4,M5,M6 M1 删除 EOM在最后一条信息结束处放EOMM3,M4,M5,M6 M2 未用保留N/A M3 循环从 0 地址连续放音M1,M5,M6 M4 连续寻址录音/放音连续的多段信息M0

53、,M1,M5 M5 CE 电平有效允许暂停M0,M1,M3,M4 M6 按键模式简化外围电路M0,M1,M3精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业纳秒），给地址 A0-A9 赋值，录音及放音功能均从设定的起始地址开始，录音结束由停止键操作决定，芯片内部自动在该段的结束位置插入结束标志（EOM)；而放音芯片遇到 EOM 标志即自动停止放音。2500 系列地址空间是这样分配的：地址 0-599 作为分段用（见表4.4），地址 600-767 来使用，地址 768-1023 为工作模式选择。表 4.4 ISD2560 地址空间分配十进制二进制信息时间（秒）A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0

54、256025752590000000000000005000001100105.06.257.50100000110010010.012.5015.00250001111101025.031.2537.503000010010110030.037.5045.00400011001000040.050.0060.00500011111010050.062.5075.00599100101011159.974.8489.85本设计主要通过单片机对 ISD2560 的控制实现指定地址入口的录音和循环播放。程序要实现下面的过程：“开始”键按下后，即系统上电后，系统初始化，然后判断开始键是否按下，如果按

55、下则单片机控制 PD，P/R 引脚低电平，并指向录音地址，启动录音过程。调用录音函数，录音函数为：/*录音函数*/Void record(void) CE = 0; /片选有效 PD = 0; /非节电模式 PR = 0 ; /录音当 CE=0 时芯片使能输入引脚，使能所有的的录音操作。当 PD=0 时使芯片开始工作，而进入非节电模式。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业当 PR=0 时开始录音，录音时，由地址线提供起始地址，直到录音持续到 CE 或 PD 变高，或自动溢出。在预先设定的时间内，（小于 60s)结束录音，松开“开始”键单片机控制 P/R 引脚回到高电平，即完成一段语音的录

56、制。之后打开外部中断0，指定放音地址，启动放音程序，其放音函数为：/*放音函数*/ Void playback(void) CE = 0; / 片选有效 PD = 0; / 非节电模式 PR = 1; / 放音当 CE=0 时芯片使能输入引脚，使能所有的的放音操作。当 PD=0 时使芯片开始工作，而进入非节电模式。当 PR=1 时为高电平，这时选择放音，这时由地址输入提供起始地址，放音持续到 EOM 位标志。程序流程如图 4.1：精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业 Y NY打开外部中断打开播放函数开始初始化“开始”键按下？调用录音函数“开始”键松开？延时精选优质文档-倾情为你奉上专心-

57、专注-专业 图 4.1程序流程图 关闭外部中断 Count+ 延时 打开外部中断 调用播放函数 外部中断 服务子程序 如果 count2精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业4.3 keil C51 介绍及其程序说明4.3.1 keilC51 介绍 本次设计的语音播报系统是以 AT89C51 为核心建立的系统，在软件编辑方面，需要对语音录入和语音播放两部分分别构成的子函数进行编辑。在编辑中需要用 Keil C51 软件。Keil C51 是美国 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容单片机 C 语言软件开发系统，与汇编相比， C 语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明

58、显的优势，因而易学易用。用过汇编语言后再使用C来开发，体会更加深刻。Keil 51 软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows 界面。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到 Keil C51 生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。下面详细介绍 Keil C51 开发系统各部分功能和使用。Keil C51 工具包的整体结构中 uVision 与 Ishell 分别是 C51 for Windows 和 for Dos 的集成开发环境 (IDE)，可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等

59、整个开发流程。开发人员可用IDE 本身或其它编辑器编辑 C 或汇编源文件。然后分别由 C51 及 A51 编译器编译生成目标文件(.OBJ)。目标文件可由 LIB51 创建生成库文件，也可以与库文件一起经 L51 连接定位生成绝对目标文件 (.ABS)。ABS 文件由 OH51 转换成标准的 Hex 文件，以供调试器 dScope51 或 tScope51 使用进行源代码级调试，也可由仿真器使用直接对目标板进行调试，也可以直接写入程序存贮器如 EPROM 中。 KeilC 编程时用到如下的定义：unsigned char bdata.sbit.前面的 unsigned char 是数据类型。s

60、bit 的用法有三种： 第一种方法：sbit 位变量名地址值精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业第二种方法：sbit 位变量名SFR 名称变量位地址值第三种方法：sbit 位变量名SFR 地址值变量位地址值bdata 不是数据类型，而是指存放的内存空间。sbit 是定义位变量的指令；bdata 指可位寻址的内存空间；data 指一般内存空间；xdata 外部内存空间。如在本设计中 /*定义语音芯片 ISD2560 的控制引脚*/ sbit start=p1.0; sbit EOM=p1.4; sbit PR=P1.5; sbit PD=P1.6; sbit CE=P1.7; 精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业