基于單片機(jī)語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)課件

1、江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì))基于單片機(jī)語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)丁輝一、基本工作原理二、單片機(jī)系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)三、供電電路圖設(shè)計(jì)四、鍵盤電路設(shè)計(jì) 五、存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)六、模擬音頻電路設(shè)計(jì)七、音頻功率放大器設(shè)計(jì)一、基本工作原理 人耳所能聽到的聲音頻率范圍為20Hz20KHz,而一般語(yǔ)音頻率位于300Hz 3.4 KHz之間。語(yǔ)音的采集是指將語(yǔ)音聲波信號(hào)經(jīng)麥克風(fēng)和音頻放大器轉(zhuǎn)換成由一定幅度的模擬量電信號(hào)，任何再轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的全過(guò)程。語(yǔ)音數(shù)字量可在單片機(jī)控制下存入存儲(chǔ)器。 單片機(jī)語(yǔ)音生成過(guò)程可以看成是語(yǔ)音采集過(guò)程的逆過(guò)程，但又不是原封不動(dòng)地恢復(fù)原來(lái)的語(yǔ)音，而是對(duì)原來(lái)語(yǔ)音的可控制、可重組的實(shí)時(shí)恢復(fù)。在放音時(shí)，只

2、要依原先的采樣值經(jīng)DAC接口處理，便可使原音重現(xiàn)。 典型的數(shù)字語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)的基本組成框圖1如圖所示。它主要包括采集的前向通道和回放的后向通道兩大部分。帶一定存儲(chǔ)量的單片機(jī)小系統(tǒng)負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的控制及數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。數(shù)字化語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)設(shè)計(jì)單片機(jī)及外圍電路 二、單片機(jī)系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)的81C51單片機(jī)單片機(jī)選用AT89C51。對(duì)于AT89C51單片機(jī)，其最小系統(tǒng)只需要電源、上電復(fù)位電路、時(shí)鐘電路就能工作。由于我們的程序存儲(chǔ)器（ROM）采用內(nèi)部Flash存儲(chǔ)單元，所以單片機(jī)上的EA接高。時(shí)鐘電路的晶振采用12M的晶振，它由JZ、兩個(gè)33pF電容和單片機(jī)內(nèi)部的OSC電路組成，為單片機(jī)提供1

3、2MHz的時(shí)鐘信號(hào)源。微處理器系統(tǒng)在開始工作時(shí)必須對(duì)微處理器內(nèi)部的寄存器等進(jìn)行復(fù)位，使各個(gè)寄存器的值設(shè)為預(yù)定狀態(tài)才能順利開始工作。復(fù)位電路的好壞決定著單片機(jī)能否正常工作。復(fù)位電路基本功能是在系統(tǒng)上電時(shí)提供復(fù)位信號(hào)，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復(fù)位信號(hào)。 對(duì)于51內(nèi)核的單片機(jī)，RST是復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效。當(dāng)此輸入端保持兩個(gè)機(jī)器周期(24個(gè)時(shí)鐘振蕩周期)的高電平時(shí)，可以完成復(fù)位操作。當(dāng)單片機(jī)加電時(shí)由于RC充電的效果，使得復(fù)位腳保持一會(huì)高電平使單片機(jī)內(nèi)部寄存器徹底復(fù)位。 按鍵電路圖 四、 鍵盤電路設(shè)計(jì) 鍵盤是標(biāo)準(zhǔn)的輸入設(shè)備，實(shí)現(xiàn)鍵盤有兩種方案：一是采用現(xiàn)有的一些芯片實(shí)現(xiàn)鍵盤掃描，如8279, C

4、H451, LMC9768等，還有就是用軟件實(shí)現(xiàn)鍵盤掃描。使用現(xiàn)成的芯片可以節(jié)省CPU的開銷，但增加了成本，而用軟件實(shí)現(xiàn)具有較強(qiáng)的靈活性，也只需要很少的CPU開銷，可以節(jié)省開發(fā)成本。本文便使用軟件實(shí)現(xiàn)鍵盤的掃描。儲(chǔ)存器電路 五、 存儲(chǔ)器設(shè)計(jì) 存儲(chǔ)器采用2片32k*8的RAM HY62256組成，如圖，其中U9的地址空間為0000H-7FFFH，U10的地址空間為8000H-0FFFFH，使用U10時(shí)，單片機(jī)IO口P3.3必須為高 ，P3.3為低時(shí)選中的是ADC，與非門輸出高，U10無(wú)效。如圖4-7所示。ADC與51單片機(jī)接口電路圖 2、 DAC設(shè)計(jì) DA轉(zhuǎn)換器的作用是將存儲(chǔ)的數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬語(yǔ)音信號(hào)，由于一般的DA轉(zhuǎn)換器都能達(dá)到1us的轉(zhuǎn)換速率，足夠滿足題目的要求，故我們?cè)诖诉x用了通用DA轉(zhuǎn)換器DAC0832 。其與單片機(jī)連接方式如下圖 ，片選采用單片機(jī)IO口P3.2，當(dāng)P3.2為低時(shí)有效。音頻放大電路設(shè)計(jì) 七、音頻功率放大器設(shè)計(jì) 經(jīng)帶DAC輸出的聲音回放信號(hào)，其幅度為0-5v，足以用耳機(jī)來(lái)收聽，可不接任何放大器。但考慮到實(shí)際中經(jīng)常會(huì)用到喇叭外放，故在本系統(tǒng)中增加外放功能，前端放大器采用通用型音頻功率放大器LM386來(lái)完成。電路如下圖。該電路增益為50200，連續(xù)可調(diào)，最大大不失真輸出功率為325mw。輸出端接C4、R9串聯(lián)電