语音录放电路毕业论文

基于单片机的语音录放系统设计关键词: 单片机;数字语音电路; ISD1490;波形存储法 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 ISD1490 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。 前沿用磁带记录、 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。1 固体录音机原理 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.图一 语音记录过程图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,恢复的语音数据送入D/ A 转换器还原成语音的模拟信号输出.图二 语音回放过程2. 1 ISD1490 基本录放电路 ISD1490 语音芯片的内部已以 EEPROM 作为数据存储器,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) .图 3 ISD1490 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; 信息能可靠保存10 年以上,可重复录音10 万次;语音固化无需编程开发设备; 通过地址的选址可以分段录放,因此可以独立存放汉字语音,构成语音库;具有自动省电模式,在非录放状态时自动省电.有单一电源供电( + 5v) ;静态电流典型值 0. 5uA,最大值2uA;工作电流典型值15mA,最大值30mA. 2. 2 单片机语音录放系统本电路使用了四片 ISD1490, 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.图 4 单片机语音录放系统结构图3 系统的软件设计 本系统软件设计较为简单, 主要是定时选片控制,每片语音电路的地址端均接地,录放控制端受MCS89C51 控制, 根据微处理器的定时, 当需要某一芯片录放时, 单片机相应的控制端起作用,即启动语音电路工作,部分程序框图如图5 所示.图 5 部分程序框图4 结束语 单片机语音录放系统解决了传统录放机体积大、 扩展不方便的缺点.本系统所设计的电路可实现360 秒内任意长时间的语音录放. 在此基础上对硬件和软件稍作改动, 便可完成其他的功能,如语音报警器,智能语音控制器等,为各种智能仪器仪表扩展语音功能奠定了基础, 具有广泛的发展前景。

相关题目很多的：基于PLD的液晶显示装置设计小型风力发电机自动保护装置硬件设计示波器垂直放大系统设计示波器水平扫描系统设计楼宇可视对讲门禁系统主机部分设计基于FPGA的（15，6）循环编码系统设计与实现远程无绳电话座机电路设计光电板自动跟踪系统硬件设计音乐合成器的FPGA设计与实现电信计费数据整合系统的设计与实现基于GSM短消息与PLC的远程大坝安全监测系统（数据采集中心）设计风/柴互补供电系统并网模块的系统设计基于可编程逻辑器件实现FIR滤波器的设计基于数字频率合成技术的信号发生器设计基于FPGA语音信号LPC参数提取系统的设计基于单片机的数字频率计的设计小型无人机地面站软件虚拟飞行仪表模块设计汽车防盗报警设备中的无线遥控器设计电话机中的语音邮箱指示系统设计高频雷达二相编码信号的设计与仿真基于模式识别的手写汉字识别系统设计数控直流电源的设计基于DSP的语音采集与回音效果的系统实现低速语音编码算法的研究汽车防盗报警设备中无线遥控接收模块设计与实现光电板自动跟踪系统软件设计基于QuartusⅡ平台实现FSK调制解调基于FPGA的HDB3编码系统设计与实现语音信号的抑噪电路设计基于单片机的数字电压表的设计组合式多幅面广告装置的主控制电路设计基于MATLAB的光纤通信系统中的脉冲可视化研究语音录放系统的FPGA设计与实现基于FPGA的HDB3解码系统设计与实现车牌识别中的图像提取及分割算法基于MPEG-4的嵌入式多媒体监控系统中压缩/解压卡的设计与实现风/光互补系统蓄电池保护装置软件设计楼宇可视对讲门禁系统分机部分设计基于DCT变换的心电信号压缩算法的实现基于CPLD的数据采集系统设计抢答器的设计AM超外差式收音机的SystemView仿真GPRS数据业务测试及应用分析基于MATLAB的家庭保安系统设计低频数字相位测量仪设计数字图像缩放的研究数字音效器的DSP设计与实现用CS43L42和EP7212设计的MP3文件播放系统液晶显示器模块与单片机接口电路的设计煤气计费系统硬件设计基于ATmega16单片机LED点阵显示屏电路设计基于语音录放技术的工业现场故障告警电路的设计基于LabVIEW虚拟函数信号发生器的设计直流调速系统中的单片机控制电路设计基于CPLD的显示系统设计基于ARM的风机控制终端设计本地交换网网管系统中话务统计分析子系统的实现基于DSP的视频图像压缩系统的设计智能型电子防盗系统设计基于ARM和GPRS网络的风机远程数据传输系统设计煤气计费系统硬件设计小型无人机姿态信息采集与数据处理模块设计图文叠加及其DSP实现信号发生器的FPGA 实现基于SPCE061A芯片语音信号实时采集系统FFT算法的DSP实现基于软交换的NGN试验网设计基于数字语音技术的电子导游系统设计倒车雷达-语音报警设计基于FPGA的快速傅立叶变换的实现GPS信号接收解析与.NET实现灰度阀值处理算法及其DSP实现基于FPGA的数字相位计的设计与实现指纹图像二值化算法的DSP实现彩色图像对比度增强算法及其DSP实现可编程逻辑器件边界扫描测试电路的设计随机灯光发生器的FPGA 实现水电站自动同期控制器设计基于数字频率合成技术的调谐系统设计风/柴互补供电系统无功功率自动补偿模块的硬件设计基于ATmega16单片机的直流电机驱动系统设计基于VHDL的数字闹钟的设计基于FPGA的FSK传输系统的设计与实现触摸式LCD人机接口设计湿敏传感器元件测试系统设计小型无人机大气数据采集与处理模块设计GPS车载图像传输系统硬件的设计基于Verilog HDL的FIR数字滤波器设计基于FPGA的数字调频发射机设计基于FPGA的（15，6）循环解码系统设计与实现多点温湿度控制系统的设计风/光互补系统蓄电池保护装置硬件设计指纹图像预处理算法研究小型无人机地面站软件虚拟飞行仪表模块设计银行Java终端系统设计小型无人机无线遥测数据通信方案研究与设计基于PLD的点阵LED显示装置设计FIR数字滤波器的DSP实现图形均衡器的DSP设计与实现组合式多幅面广告装置的单元控制电路设计小型无人机动力系统状态监测模块设计基于CycloneⅡ的视频接口设计基于网络的点对点通信新建小区G/C网无线信号覆盖的设计与实现基于JSP的教学管理系统风/柴互补供电系统无功功率自动补偿模块的软件设计DE2视频接口技术研究数字温度测量电路的设计及实现无线短信业务在行业中的应用基于可编程器件的数字相位计设计51单片机串行口扩展设计DE2的LCD字符显示技术研究信号发生器的FPGA设计与实现运动员号码牌的校正方法研究DE2音频接口技术研究非接触式IC卡应用系统设计说话人识别中自适应系统的设计基于FPGA的乐曲演奏器的设计

智能家居控制系统的设计与实现 [2009-03-18 06:41] ;;; 摘要：介绍了以PC（个人计算机）、MCU（单片机AT89C52）、双音多频编解码集成电路MT8880C、语音录放芯片ISD4004和无线数据收发芯片nRF401为核心，通过现有的电话网络终端或者互联网网络终端实现远程控制的智能家居系统，给出了该系统的电路原理和办硬件设计与实现方法。;;; 关键词：远程控制 双音多频 网络通讯 无线通讯 家庭自动化２１世纪是信息化的世纪，各种电信和互联网新技术推动了人类文明的巨大进步。数字化家居控制系统的出现使得人们可以通过手机或者互联网在任何时候、任意地点对家中的任意电器（空调、热水器、电饭煲、灯光、音响、ＤＶＤ录像机）进行远程控制；也可以在下班途中，预先将家中的空调打开、让热水器提前烧好热水、电饭煲煮好香喷喷的米饭……；而这一切的实现都仅仅是轻轻的点几下鼠标，或者打一个简单的电话。此外，该系统还可使家庭具有多途径报警、远程监听、数字留言等多种功能，如果不幸出现某种险情，您和１１０可以在第一时间获得通知以便进一步采取行动。舒适、时尚的家居生活是进步的标志，智能家居系统能够在不改变家中任何家电的情况下，对家里的电器、灯光、电源、家庭进行方便地控制，使人们尽享高科技带来的简便而时尚的现代生活。１系统的总体结构及工作过程智能家居系统由系统主机、系统分机、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ服务器和网络接口等部分组成。其中系统主机通过服务器（个人）连入Ｉｎｔｅｒｎｅｔ，并通过自己的ＰＳＴＮ�公用电话交换网接口电路连入ＰＳＴＮ。其结构图如图１所示。主机与分机通过无线传输组成星形拓扑结构。系统主机通过本地无线传输网络同系统分机进行通讯、传输控制命令和反馈信息。该系统正常工作时，用户可以通过screen.width-400)this.style.width=screen.width-400;>Ｉｎｔｅｒｎｅｔ和ＰＳＴＮ两种网络进行访问，当通过Ｉｎｔｅｒｎｅｔ访问时，本系统可提供一个界面友好的终端软件，用户只需登陆到运行在家中的服务器即可对家中的设备进行远程控制；当通过ＰＳＴＮ访问时，本系统将为用户提供语音操作界面。其工作流程如图２所示。２系统的硬件构成本系统的硬件主要有系统主机与系统分机两大部分。系统主机由单片机ＡＴ８９Ｃ５２和各种接口电路组成，如图３所示。系统分机由单片机ＡＴ８９Ｃ５２和各种接口电路、传感器单元电路、固态继电器控制电路组成，并由固态继电器控制具体设备，具体硬件组成框图如图４所示。通过系统主机的各种接口电路可将主机ＣＰＵ从繁忙的计算中解脱出来，以便把主要精力运用在控制和信息传递上。系统主机主要依照各个功能电路的输出结果进行判断和控制命令的输出。系统分机的各种接口电路和主机相似，只是根据设备的不同（传感器单元）有着细节上的变化。下面主要介绍系统主机的各种接口电路。２．１ ｎＲＦ４０１ 无线数据传输电路无线数据传输电路由Ｎｏｒｄｉｃ公司的单片ＵＨＦ无线数据收发芯片ｎＲＦ４０１及其外围电路构成。ｎＲＦ４０１采用ＦＳＫ调制解调技术，其工作效率可达２０ｋｂｉｔ／ｓ，且有两个频率通道供选择，并且支持低功耗和待机模式。它不用对数据进行曼彻斯特编码，其天线接口设计为差分天线，因而很容易用ＰＣＢ来实现。screen.width-400)this.style.width=screen.width-400;>;;; ２．２ 看门狗电路看门狗电路由ＭＡＸ８１３Ｌ及其外围元件组成。通常，在单片机的工作现场，可能有各种干扰源。这些干扰源可能导致程序跑飞、造成死机或者程序不能正常运行。如果不及时恢复或使系统复位，就容易造成损失。看门狗电路的作用就是在程序跑飞或者死机时，能有效地使系统复位以使系统恢复正常运转。因此，在程序中定期给Ｐ１．５送入看门狗信号，就可以保证在程序运行异常时，由ＭＡＸ８１３Ｌ使单片机复位。２．３ ＤＳ１３０７时钟接口电路ＤＳ１３０７时钟芯片是美国ＤＡＬＬＡＳ公司生产的Ｉ２Ｃ总线接口实时时钟芯片。ＤＳ１３０７可以独立于ＣＰＵ工作，它不受晶振和电容等的影响，并且计时准确，月积累误差一般小于１０秒。此芯片还具有掉电时钟保护功能，可自动切换到后备电源供电。同时还具有闰年自动调整功能，可以产生秒、分、时、日、月、年等数据，并将其保存在具有掉电保护功能的时间寄存器内，以便ＣＰＵ根据需要对其进行读出或写入。由于单片机ＡＴ８９Ｃ５２没有Ｉ２Ｃ总线接口，因此，要驱动ＤＳ１３０７，就必须采用单主机方式下的Ｉ２Ｃ总线虚拟技术。在此方式下，以单片机为主节点（主器件），主器件永远占有总线而不出现总线竞争，且可以用两根Ｉ／Ｏ口线来虚拟Ｉ２Ｃ总线接口。Ｉ２Ｃ总线上的主器件（单片机）可在时钟线（ＳＤＬ）上产生时钟脉冲，在数据线（ＳＤＡ）上产生寻址信号、开始条件、停止条件以及建立数据传输的器件。任何被选中的器件都将被主器件看成是从器件。在这里，ＤＳ１３０７作为Ｉ２Ｃ总线的从器件。Ｉ２Ｃ总线为同步串行数据传输总线，其内部为双向传输电路，端口输出为开漏结构，因此，需加上拉电阻。２．４ ＭＴ８８８０Ｃ双音频编解码电路由于单片机是通过ＭＴ８８８０Ｃ芯片得到ＰＳＴＮ网络的双音频信号解码输出，也就是说，单片机可以识别来自ＰＳＴＮ网络的控制信号，用户可以根据系统的语音提示进行按键选择以实现用户身份的识别与远程控制。因此，利用ＭＴ８８８０Ｃ的双音频编码功能，系统可以在紧急时刻将用户预置的紧急电话打到ＰＳＴＮ网络，从而把损失减少到最低。２．５ ＩＳＤ４００４语音录放电路ＩＳＤ４００４是美国ＩＳＤ公司生产的一种语音录放芯片。它可录制８～１６分钟的语音信号。该芯片可提供ＳＰＩ标准接口和单片机进行接口，其语音的录放控制均通过单片机来实现。该芯片的一个最大特点是可以按地址编程录放，因而可由ＩＳＤ４００４和单片机编程控制来构系统与ＰＳＴＮ网络用户的语音平台。由于ＩＳＤ４００４的ＩＮＴ和ＲＡＣ脚输出为开漏结构，因此需要加上拉电阻。screen.width-400)this.style.width=screen.width-400;>２．６ ＭＡＸ２０２串行通讯电路通讯电路可由串行通讯专用芯片ＭＡＸ２０２组成，通过此电路可以方便地与ＰＣ机进行串行通讯。２．７ 铃流检测与摘挂机控制电路当系统被呼叫时，电话交换机发出铃流信号。振铃为２５±３Ｖ的正弦波，失真小于１０％，电压有效值为９０±１５Ｖ。振铃信号以５秒为周期，即１秒送，４秒断。由于振铃信号电压比较高，所以先要通过高压稳压二极管进行降压，然后输入至光耦。再经光耦隔离转换后，从光耦输出时通时断的正弦波，最后经ＲＣ回路进行滤波以输出标准的方波。该方波信号可以直接输出至单片机的定时器１进行计数，以实现对铃流的检测。由于程控电话交换机在电话摘机时电话线回路电流会突然变大（约３０ｍＡ），因此，交换机检测到回路电流变大就认为电话机已经摘机。自动摘挂机电路可以通过单片机的Ｐ１．７来控制一个固态继电器，固态继电器的控制端应连接一个大约３００Ω的电阻后再接入电话线两端，从而完成模拟摘挂机。３系统软件编制本系统软件主要由系统主机和系统分机的Ｃ５１程序和系统与Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络通讯程序组成。３．１ 系统主机程序的编制系统主机程序主要用于实现系统的总体功能。包括无线数据传输程序、看门狗程序、时间戳程序、双音频编解码程序、语音录放程序、串行通讯程序、铃流检测与摘挂机控制程序、系统初始化程序、意外事件处理程序等。程序编制以消息驱动为主导思想。消息由计数器中断１、外部中断０和串行中断产生，在中断服务程序中，应将相应的状态位置位，而在消息循环中则应按相应的状态位调用功能函数，然后由功能函数将相应的状态位清０并完成所需功能，并最后返回到消息循环中。其程序流程如图５所示。该系统的分机程序和主机类似，故此不再详述。screen.width-400)this.style.width=screen.width-400;>３．２ 系统与Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络通讯程序的编制这部分通讯程序分为服务器和客户端两个程序，主要通过Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络完成用户的控制功能。服务器程序主要完成客户端与系统主机通讯的中转，即将客户端发来的控制或者查询命令成系统主机能识别的格式，或者将系统主机收到的报警等信息上传到客户端。服务器程序使用Ｓｏｃｋｅｔ与客户端进行Ｉｎｔｅｒｎｅｔ通讯。客户端程序是运行在远端用户的控制界面，主要用于完成家居内状态的显示以及对家居内电器的远程控制，同时使客户端直接连接到服务器。４结论本系统充分利用了现有的网络资源。通过在实际电话网络和Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络中的试运行证明：该系统能够达到设计初期的各项要求。相信将在信息家电、智能小区等方面得到广泛应用。

论文编号:JD913 论文字数:10576,页数:38摘 要 目前，语音合成、语音识别、语音存储和回放技术的应用越来越广泛，尽管利用一般的单片机测控系统中都有的硬件电路（如A/D、 D/A、存储器等）能完成语音信号的数字化处理，但是功能比较单一、且效果不是很好。本文采用单片机AT89C52与语音芯片ISD2560组成的语音存储系统，实现了语音的分段录取、组合回放，结合LCD液晶显示模块OCMJ2X8，可实现简单的公交报站功能。系统硬件电路简单，调试方便，性价比高，实用性强。关键词：语音录放系统；单片机AT89C52 ；ISD2560Abstract At present, speech synthesis, speech recognition, voice storage and playback technology is more widely applied, despite the use of general monitoring and control system in the SCM have the hardware circuit (such as the A / D, D / A, memory, etc.) can be completed Voice of the digital signal processing, but a single function of comparison, and the effect is not very good. In this paper, SCM AT89C52 voice and the voice chip ISD2560 of storage systems, and the voice of the Sub-taking, portfolio intervals, with LCD liquid Crystal display module OCMJ2X8, can achieve a simple function of the bus station reported. System hardware circuit is simple, easy adjustment, cost-effective and practical. Key words: Voice recording system MCU AT89C52 ISD2560目 录摘 要 IAbstract II第1章 绪论 11.1导言 11.2数字语音录放系统的发展 1第2章 单片机控制系统 22.1单片机介绍 23.1总体方案论证 33.2器件选择 33.2.1单片机AT89C52 33.2.3 ISD2560语音芯片 53.2.3 OCMJ2×8 液晶模块 7第4章 系统硬件及软件设计 114.1 系统硬件电路设计 114.2 系统软件设计 124.2.1 ISD2560 内部地址单元寻址 124.2.2 系统软件总流程图 124.2.3录放音时 AT89C52 单片机对 ISD2560 的控制 134.3 显示部分 17第5章 系统仿真 23总 结 25致 谢 26参考文献 27附录一 28附录二 35