![基于单片机的数字化语音存储与回放系统[附源码和中英文翻译]](https://img.doczj.com/img36/16camfu10syyacwg6brwz1kavdkwok5y-61.webp)
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摘要
当今，计算机技术带来了科研和生产的许多重大飞跃，微型计算机的应用已经渗透到生产、生活的各个方面。单片微型计算机简称单片微机或单片机，又称为微控制器。它体积小、价廉、功能强，适用范围越来越宽。单片机在工业控制、自动检测、智能仪器、家用电器等领域的应用尤其突出。
本课题以凌阳SPCE061A单片机为主体，实现了语音的数字化存储与回放，整个系统分为录音、停止、和放音三种状态，状态的改变用按键K1\K2\K3控制。存储器采用SPR4096，放大器采用NE5532，使用SPCE061A单片机自带的LineIN输入，性能良好的数字滤波器滤去音频信号（300~3400）频段以外的信号，经AD转换将音频信号转换为电信号，采用SACM-A2000的压缩算法，将压缩后的数据存储在SPR4096存储器中。放音时再从SPR4096读取数据，利用凌阳SACM库提供的DVR函数进行录放，数模转换后经过放大驱动喇叭。在8kHz的采样频率时，语音存储时间可以达到10s 以上，回放时语音失真小，音质良好。软硬件的结合使该系统有合理的结构，性能指标基本达到要求。
关键词：SPCE061A SPR4096 数字滤波压缩编码语音
ABSTRACT
Nowadays, computer science has brought about a lot of achievements in scientific research and in industry. The application of microcomputer has penetrated to all aspects of life and industry. Microcomputer is called singlechip for shot, or controller. Because of its small bulk, low price, strong function, the microcomputer is used more and more, especially in the industrial control, automatic detect, intelligent instrument, apparatus and so on.
This task is based on the microcomputer SPCE061A of Sunplus. Digital memorization of voice and playback of voice are all realized in this system. All the system is composed of three states: record, playback and halt. The keys K1\K2\K3 are in charge of the change of the states. SPR4096 is used as the data memorizer. The microcomputer SPCE061A offers micin input. Digital filter which performance is all right is used to wipe off the noise. Audio frequency single is switched to the electric single via the conversion of AD. After amplified, it drives the trumpet. Voice memorization time can reach more than 10s at 8kHz sampling frequency. Quality of the playback voice is fine and distortion is low. Both software and hardware were combined together so that the system can work well. The tested data shows that the system is reliable and the performance of the system up to the design requirements.
Key words: SPCE061A ; SPR4096; digital filter;
第一章 SPCE061A单片机简介
1.1 凌阳16位单片机介绍
随着单片机功能集成化的发展，其应用领域也逐渐地由传统的控制，扩展为控制处理、数据处理以及数字信号处理（DSP，Digital Signal Processing）等领域。凌阳的16位单片机就是为适应这种发展而设计的。它的CPU内核采用凌阳最新推出的μ’nSP?（Microcontroller and Signal Processor）16位微处理器芯片（以下简称μ’nSP?）。围绕μ’nSP?所形成的16位μ’nSP?系列单片机（以下简称μ’nSP?家族）采用的是模块式集成结构，它以μ’nSP?内核为中心集成不同规模的ROM、RAM和功能丰富的各种外设接口部件。
μ’nSP?内核是一个通用的核结构。除此之外的其它功能模块均为可选结构，亦即这种结构可大可小或可有可无。借助这种通用结构附加可选结构的积木式的构成，便可形成各种不同系列派生产品，以适合不同的应用场合。这样做无疑会使每一种派生产品具有更强的功能和更低的成本。
μ’nSP?家族有以下特点:
●体积小、集成度高、可靠性好且易于扩展
μ’nSP?家族把各功能部件模块化地集成在一个芯片里，内部采用总线结构，因而减少了各功能部件之间的连线，提高了其可靠性和抗干扰能力。另外，模块化的结构易于系统扩展，以适应不同用户的需求。
●具有较强的中断处理能力
μ’nS P?家族的中断系统支持10个中断向量及10余个中断源，适合实时应用领域。
●高性能价格比
μ’nSP?家族片内带有高寻址能力的ROM、静态RAM和多功能的I/O口。另外，nSP ?的指令系统提供具有较高运算速度的16位×16位的乘法运算指令和内积运算指令，为其应用增添了DSP功能，使得μ’nSP?家族运用在复杂的数字信号处理方面既很便利，又比专用的DSP芯片廉价。
●功能强、效率高的指令系统
μ’nSP?指令系统的指令格式紧凑，执行迅速,并且其指令结构提供了对高级语言的支持,这可以大大缩短产品的开发时间。
●低功耗、低电压
μ’nSP?家族采用CMOS制造工艺，同时增加了软件激发的弱振方式、空闲方式和掉电方式，极大地降低了其功耗。另外，μ’nSP?家族的工作电压范围大，能在低电压供电时正常工作，且能用电池供电。这对于其在野外作业等领域中的应用具有特殊的意义。
1.2 SPCE061A单片机
1.2.1 SPCE061A单片机概述
SPCE061A是继μ’nSP系列产品SPCE500A等之后凌阳科技推出的又一个16位结构的微控制器。目前有两种封装形式：84引脚的PLCC84封装和80引脚的LQFP80贴片封装。主要性能是：
·16位μ’nSP微处理器;CPU时钟：32768Hz~49.152MHz ；
·工作电压：VDD为2.4~3.6V(cpu), VDDH为2.4~5.5V(I/O)；
·可编程音频处理；
·内置2K字SRAM、内置32K FLASH；
·32位通用可编程输入/输出端口；
·2个16位可编程定时器/计数器(可自动预置初始计数值)；
·32768Hz实时时钟，锁相环PLL振荡器提供系统时钟信号；
·2个10位DAC(数-模转换)输出通道；
·7通道10位电压模-数转换器(ADC)和单通道语音模-数转换器；
·16系统处于备用状态下(时钟处于停止状态)耗电小于2μA@3.6V；
·14个中断源：定时器A / B，2个外部时钟源输入，
·声音模-数转换器输入通道内置麦克风放大器自动增益控制(AGC)功能；
·具备触键唤醒的功能；
·使用凌阳音频编码SACM_S240方式(2.4K位/秒)，能容纳210秒的语音数据；
·具备异步、同步串行设备接口；
·具有低电压复位(LVR)功能和低电压监测(LVD)功能；
·具有保密能力；
·具有WatchDog功能（由具体型号决定）
·内置在线仿真电路接口ICE（In- Circuit Emulator）；
1.2.2 结构概览
SPCE061A的结构如图1-1所示：
图1-1 SPCE061A 结构图
1.2.3 芯片的引脚排列和说明
SPCE061A 有两种封装形式，一种为84个引脚
的PLCC84封装形式；61A PLCC84实物图如1-2,
引脚排列如图1-3；另一种为80个引脚，如图1-4
所示。
图 1-2 SPCE061A PLCC84
图1-3 SPCE061A PLCC84引脚排列 图1-4 SPEC061A LQFP80 引脚排列
1.2.4 芯片特性
SPCE061A 系统参数特性如下所示：
各引脚特性介绍如下：
IOA0-IOA15(41-48,53,54-60脚)：I/O 口A ，共16个。
IOB0-IOB15(5-1,81-76,68-64脚)：I/O 口B ，共16个。
OSC31I(13脚)：振荡器输入。在石英晶振模式下，是石英元件的一个输入脚。 OSC32O(12脚)：振荡器输出。在石英晶振模式下，是石英元件的一个输出脚。 XRESB(6脚)：复位输入。若这个脚输入低电平，会使控制器被重置复位。 XICE(16脚)：ICE 使能端，接在线调试器PROBE 的使能脚ICE_EN 。
XICECLK(17脚)：ICE 时钟脚，接在线调试器PROBE 的时钟脚ICE_SCK 。 XICESDA(18脚)：ICE 数据脚，接在线调试器PROBE 的数据脚ICE_SDA 。 PVIN(20脚)：程序保密设定脚。接GRD 。
PRUSE(29脚)：程序保密设定脚。接+5V 。
DAC1(21脚)：音频输出通道1。
DAC2(22脚)：音频输出通道2。
V RES2(23脚)：2V 参考电压输出脚。
AGC(25脚)：语音输入自动控制引脚。
OPI(26脚)：Microphone 的第二运放输入脚。
MICOUT(27脚)：Microphone 的第一运放输出脚。
MICN(28脚)：Microphone 的负向输入脚。
MICP(33脚)：Microphone 的正向输入脚。
V RTPAD (35脚)：A/D 转换外部参考电压输入脚。它决定A/D
转换输入电压上限值。若
该点输入一个2.5V的参考电压，则A/D转换电压输入范围为0-2.5V。（外
部A/D最高参考电压<3.3V）。
V CM(34脚)：ADC参考电压输出脚。
V MIC（37脚）：Microphone电源。
X SLEEP(63脚)：睡眠状态指示脚。当CPU进入睡眠状态时，该脚输出一个高电平。
V CP(8脚)：锁相环压控振荡器的阻容输入。
XROMT、PVPP、XTEST（61、69、14脚）：出厂测试用引脚，悬空即可。
V DDH(51、52、75脚)：I/O点评参考。若该点输入一个5V的参考电压，则I/O输入输
出高电平为5V。
V DD（7脚）：PLL锁相环电源。
V SS（9脚）：锁相环地。
V ss（19、24脚）：模拟地。
V SS(38、49、50、62脚)：数字地。
V DD（15脚、36脚）：数字电源。
第二章 61板组成及自检
2.1 61板组成
2.1.1 概述
目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上的各种仪表控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。
利用51单片机进行开发时，硬体开发系统要求很多，如仿真器、烧录器、开发板等。软体开发工具有富兰克林、Keil51等。61板是SPCE061A的硬体开发系统，用户只采用61板就可以进行开发，与61板配套的软体开发工具名称为凌阳十六位单片机集成开发环境（unSP IDE）,凌阳大学计划网站提供开发环境的免费下载和升级。
"61板"是以16位单片机SPCE061A为核心的精简开发－仿真－实验板，大小相当于一页扑克牌，是"凌阳大学计划"专为大学生、电子爱好者等进行电子实习、课程设计、毕业设计、电子制作及电子竞赛所设计的,也可作为单片机项目初期研发使用。
61板的主要特点是：简单、易学、实用。它采用的是精简指令集，在这个指令系统中共有41条指令，指令功能简单且容易掌握。"61板"除了具备单片机最小系统电路外还包括有电源电路、音频电路（含MIC输入部分和DAC音频输出部分）、复位电路等，而且体积小、采用电池供电，方便随身携带！
2.1.2 61板的结构
61板的实物结构图如图2-1 所示
图2-1 61板实物图
表2-1 框图说明
POWER5V&3V的供电电路PLL锁向环外部电路
RESET复位电路
Power－电源指示灯
Sleep－睡眠指示灯
K4复位按键PROBE在线调试器串行5pin接口
S5EZ-PROBE和PROBE切换的拨断
J12、J3耳机插孔和两pin喇叭插针开关
DAC 一路音频输出电路，
采用SPY0030集成音频放大器
MIC 麦克风输入电路 OSC 32768晶振电路
VREF A/D
转换外部参考电压输入接口 R/C 芯片其他外围电阻、电容电路 K1~K3 扩展的按键：接IOA0~IOA2
2.1.3 61板组成及作用
61板结构如图2-2所示
图2-2 61板组成结构 （一）输入/输出（I/O ）接口
"61板"将SPCE061A 的32个I/O 口全部引出：IOA0~IOA15，IOB0~IOB15，对应的引脚为：A 口，41～48、53、54～60；B 口，5～1、81～76、68～64。而且该I/O 口是可编程的，即可以设置为输入或输出：
设置为输入时，分为悬浮输入或非悬浮输入，非悬浮输入又可以设置为上拉输入或是下拉输入；在5V 情况下，上拉电阻为150K ，下拉电阻为110K ；
设置为输出时，可以选择同相输出或者反相输出。
（二）音频输入/输出接口
正如我们在前面介绍的"61板"具有强大的语音处理功能，如图2所示,X1是语音的MIC 输入端，带自动增益（AGC ）控制，J12和J3都是语音输出接口，一个是耳机插孔另一个是两pin 的插针外接喇叭，由DAC 输出引脚21或22经语音集成放大器SPYOO30放大，然后输出，SPY0030是凌阳的芯片，相当于LM386，但是比386音
质好，它可以工作在2.4~6.0V范围内，最大输出功率可达700mW（386必须工作在4V 以上，而且功率只有100mW）。
（三）在线调试器（PROBE）和EZ-PROBE接口
图2-2中J4为PROBE的接口，该接口有5PIN，其中两个分别是地（VSS）和3.3v 电源（VCC），我们就是通过PROBE一端接PC机25针并口，一端连接它来调试、仿真和下载程序的。这样，就不需要再用仿真器和编程器了，只要按图2所示将其连接好，就可以通过它在PC机上调试程序，并且在线仿真，最后将程序下载到芯片中，即完成了程序的烧写。
图2-2中的J11是EZ-PROBE的接口，我们提供一根转接线用作EZ-PROBE的下载，一端连接PC机的25pin并口，另外一端接61板的5pin EZ-PROBE接口，参见图2-2。（四）电源接口
图2-2中J10是电源接口，"61板"的内核SPCE061A电压要求为3.3V，而I/O端口的电压可以选择3.3V也可以选择5V。所以，在板子上具有两种工作电压：5V和3.3V。对应的引脚中15、36和7必须为3.3V, 对于I/O端口的电压51、52、75可以为3.3V也可以是5V，这两种电平的选择通过跳线J5来选择。"61板"的供电电源系统采用用户多种选择方式：
1、DC5V电池供电
用户可以用3节电池来供电，5V直流电压直接通过SPY0029（相当于一般3.3V 稳压器）稳压到3.3V，为整个"61板"提供了4.5V和3.3V两种电平的电压。
2、DC5V稳压源供电
用户可以直接外接5V的直流稳压源供电，5V电压再通过SPY0029稳压到3.3V。
3、DC3V供电
用户可以提供直流3.3V电压为实验板进行供电，此时整个板子只有3.3V电压，I/O 端口电压此时只有一种选择。
※需要注意的是由于SPY0029最大输出电流为50mA，所以如果需要外接一些模组时要先考虑一下是否合适。
（五）外部复位
复位是对"61板"内部的硬件初始化，"61板"本身具有上电复位功能，即只要一通电就自动复位，另外，还具有外部复位电路，即在引脚6上外加一个低电平就可令其复位。如图2-2中的REST按键。
2.2 61板测试
主要测试部分
1、I/O口（A口作为输入，B口作为输出）；
2、睡眠功能（进入睡眠状态，指示灯点亮）；
3、A/D转换输入（B口的低7位作为模拟电压源输出，对应A口的7个通道采样转换）；
4、MIC输入及语音输出（同时实现A/D和D/A转换功能）。
2.2.1 测试步骤
第一步、连接电源，可以用3V电池。
现象：当电源接通时，红色的发光二极管会点亮。有语音提示：“欢迎进入自检模式”，否则会听到："I/O测试失败"的警告，所以就要进行第二步的操作；
第二步、用排线分别连接I/OA口的低8位和IOB口的低8位，IOA口的高8位和IOB 口的高8位，然后按下REST复位键
现象：当按下复位键后，语音提示"欢迎进入自检模式"，当听到语音："I/O测试成功"后，进行第三步操作；
第三步、按K1键进行睡眠功能测试
现象：如果测试成功，绿色的发光二极管亮灭一下，有语音提示"睡眠测试成功"，否则提示"睡眠测试失败"，然后进行第四步操作；
第四步、按下K2键进行A/D转换的测试
现象：语音提示："A/D测试成功"，否则提示"A//D测试失败"，进入最后一步操作；
第五步、拔掉第一步测试时的连接线，并按下K3键测试MIC输入及D/A转换输出是否正常
现象：可以在MIC上轻轻的拍几下，同时听是否有声音输出，如果有声音输出，则说明MIC输入和D/A转换输出部分正常。
※以上操作，只有当I/O测试成功时，按键才会有效。
2.2.2 测试流程
系统的测试流程图如图2-3所示
图2-3 测试流程图
第三章硬件电路设计
本系统以SPCE061A作为整个系统的主控制板，使用SPCE061A单片机自带的LineIN输入，滤除噪声后模数转换，将ADC的结果进行数字滤波，然后存放在存储器SPR4096中，播放时从SPR4096中读取数据，直接送到SPCE061A自带的DAC进行播放。这种设计方案硬件电路非常简单，很多都是61板自带的集成模块，可以很好的减少或避免来自系统内部的干扰。整个录放过程的原理框图如图3-1
图3-1 原理框图
本章将具体介绍各部分电路原理及其功能。
3.1 61板电路原理图
本设计的硬件核心是61板，是整个系统的主控制器，首先来介绍61板的原理。61板的原理图如图3-2
图3-2 61板原理图
3.2 音频电路
音频电路由麦克风电路以及音频输出电路组成。
3.2.1 音频电路---麦克风输入电路
麦克风电路主要作用是将声音信号便成电信号。图3-3 是麦克风输入电路，这
部分电路需要外接。
SPCE061A的VMIC输出为3.3V，正好为麦克风的电源。VMIC经R1和R3为麦克风提供3.3V的工作电压，麦克风输出信号经C4和C5隔直后送到放大电路。放大电路的运放曾考虑过LM324和NE5532,最终选择了NE5532，原因是考虑到输入失调电压，LM324典型值是1.5mV,NE5532的典型值为0.5Mv,采用LM324的话，可能会导致输入失调电压把输入的信号“吃掉”。因为SPCE061A的AD测量范围是0~VDD，所以要把交流信号进行一个电压偏移，使之不出现负电平，电压偏移是在信号线加直流偏置电压实现的，具体说，是把VCM(这是SPCE061A的ADC参考电压输出脚，系统正常工作是输出1.6V)经R2和R5\R6后接到信号线上.放大电路的增益为R10与R8的比值，调整R10可以改变电路的增益。实验证明，当R10调为100K时，效果比较好。
R4是为了保证NE5532的R
P =R
N
,所以，R4=R10.
图3-3 麦克风输入电路
3.2.2 音频电路---DAC放大电路
图3-4 是DAC输出放大电路，它是61板提供的现成的功能模块，可以直接使用，不需要外接。这使得电路设计简单。
1 3
2 J18 DAC 1 2
3 J1
4 CON
DA
VDDH VSSA VSS + C41
100u C42
104 C40
224
+ - 5
4 6 1 2 8 3 7
U10 SPY0031 3 2
R21 1K R20 1K C20 104 C43
104
图3-4 DAC 放大电路
电路中SPY0030的放大倍数被固定为20倍。音量的大小可以通过电位器R9调整。 SPY0030也是凌阳公司的产品。它的详细说明可以参见凌阳公司的SPY0030 data sheet 。和LM386相比，SPY0030还是比较有优势的，比如LM386工作电压需在4V 以上, SPY0030仅需2.4V 即可工作(两颗电池即可工作)；LM386输出功率100mW 以下, SPY0030约700mW 。
3.3 键盘电路
键盘电路如图3-5所示：该电路在61A 板上也是现成的。
K1 --------------录音
K2 --------------停止
K3 --------------放音
图3-5 键盘电路
3.4 复位电路
复位是对“61板”内部的硬件初始化，“61板”本身具有上电复位功能，即只要一通电就自动复位；另外，还具有外部复位电路，即在引脚6上外加一个低电平就可令其复位。如下图3-6中的REST 按键。
图3-6 复位电路
3.5 PROBEG和EZ-PROBE接口
61板结构方框图中的J4为PROBE的接口，PROBE一端接PC机25针并口，一端连接它来调试、仿真和下载程序的。这样，就不需要再用仿真器和编程器了，只需按照要求将其连接好，就可以通过它在PC机上调试程序，并且在线仿真，最后将程序下载到芯片中，即完成了程序的烧写。方框图中的J11是EZ-PROBE的接口，下载线一端连接PC机的25pin并口，另外一端接61板的
5pin EZ-PROBE接口。
第四章软件系统设计
4.1 音频压缩及算法
4.1.1 音频的概述
我们所说的音频是指频率在20 Hz～20 kHz的声音信号，分为：波形声音、语音和音乐三种，其中波形声音就是自然界中所有的声音，是声音数字化的基础。语音也可以表示为波形声音，但波形声音表示不出语言、语音学的内涵。语音是对讲话声音的一次抽象。是语言的载体，是人类社会特有的一种信息系统，是社会交际工具的符号。音乐与语音相比更规范一些，是符号化了的声音。但音乐不能对所有的声音进行符号化。乐谱是符号化声音的符号组，表示比单个符号更复杂的声音信息内容。
4.1.2 数字音频的采样和量化
将模拟的（连续的）声音波形数字元化（离散化），以便利数字计算机进行处理的过程，主要包括采样和量化两个方面。
数字音频的质量取决于：采样频率和量化位数这两个重要参数。此外，声道的数目、相应的音频设备也是影响音频质量的原因。
4.1.3 语音压缩编码基础
语音压缩编码中的数据量是指：数据量=(采样频率×量化位数)/8(字节数) ×
声道数目。
压缩编码的目的：通过对资料的压缩，达到高效率存储和转换资料的结果，即在保证一定声音质量的条件下，以最小的资料率来表达和传送声音信息。
压缩编码的必要性：实际应用中，未经压缩编码的音频资料量很大，进行传输或存储是不现实的。所以要通过对信号趋势的预测和冗余信息处理，进行资料的压缩，这样就可以使我们用较少的资源建立更多的信息。
举个例子，没有压缩过的CD品质的资料，一分钟的内容需要11MB的内存容量来存储。如果将原始资料进行压缩处理，在确保声音品质不失真的前提下，将数据压缩一半，5.5MB就可以完全还原效果。而在实际操作中，可以依需要来选择合适的算法。常用的是SACM_A2000和SACM_S480两种放音算法
4.2 A2000键控语音模块
本部分模块设计的总体思路是把整个系统分为录音、停止和放音三种状态，状态的改变用按键K1\K2\K3控制。录放音都放在中断服务程序里处理，主程序只处理键盘事件。主程序先对系统进行初始化，然后只处理键盘事件，判断按键值，并据此设置相应的系统状态。中断服务程序是通过定时器中断进入的。在中断服务程序中，先判断系统当前状态，根据系统状态进行相应操作。如果是录音状态，就去取ADC结果进行数字滤波，把滤波结果保存到SPR4096中，最后清中断标志退出中断服务；如果是放音状态，就从SPR4096中读出数据，进行DAC，最后清中断标志退出中断服务；如果是停止状态，就不进行其它操作，直接清中断标志就退出中断服务程序。
4.2.1键控语音函数及说明
通过键盘扫描，键值确定，根据不同的键值，做出语音播放的不同处理。
使用相关语音函数说明：语音函数，来自于sacmv25.lib
1）
【API格式】void SACM_A2000_ServiceLoop(void)
【功能说明】从资源中获取SACM_A2000语音资料，并将其填入译码队列中。
【参数】无。
【返回值】无。
2）
【API格式】void SACM_A2000_Initial(int Init_Index)
【功能说明】SACM_A2000语音播放之前的初始化。
【参数】Init_Index=0 表示手动方式；Init_Index=1 则表示自
动式。
【返回值】无
【备注】该函数用于对定时器、中断和DAC等的初始化
3)
【API格式】void SACM_A2000_Play(int Speech_Index, int Channel, int
Ramp_Set)；
【功能说明】播放资源中SACM_A2000语音或乐曲。
【参数】Speech _Index:表示语音索引号。
Channel：1.通过DAC1通道播放；
2.通过DAC2通道播放；
3.通过DAC1和DAC2双通道播放。
Ramp_Set：0.禁止音量增/减调节；
1.仅允许音量增调节；
2.仅允许音量减调节；
3.允许音量增/减调节。
4）
【API格式】unsigned int SP_GetCh(void)；
【功能说明】获取按键值。
【参数】无。
【返回值】按键值
5）
【API格式】unsigned int SACM_A2000_Status(void)；
【功能说明】获取SACM_A2000语音播放的状态。
【参数】无。
【返回值】当R1的bit0=0，表示语音播放结束；bit0=1，表示
语音在播放中。
相关按键函数：来自key.asm文件
6）
【API格式】void System_ServiceLoop (void)；
【功能说明】键盘扫描与按键去抖。
【参数】无。
【返回值】无
7）
【API格式】void System_Initial (void)；
【功能说明】键盘初始化
【参数】无。
【返回值】无
4.2.2 主程序流程图及说明
说明：本程序流程主要通过对按键扫描、键值确定后，决定语音是播放、停止、暂停。主程序流程图如图4-1：
图4-1 主程序流程图
题目基于单片机的语音控制开关设计所在学院物理与电信工程学院专业班级通信工程专业 1102 班指导教师郑争兵 完成地点物理与电信工程学院实验室 2015年 6月03日
毕业论文﹙设计﹚任务书 院(系) 物理与电信工程学院专业班级通信1102 学生姓名朱楠 一、毕业论文﹙设计﹚题目基于单片机的语音控制开关设计 二、毕业论文﹙设计﹚工作自_2015 _年_ 1__月_10_日起至_2015__年 6 月_ 10 日止 三、毕业论文﹙设计﹚进行地点: 物理与电信工程学院实验室 四、毕业论文﹙设计﹚的内容要求： 智能家居作为一个新生产业，目前处于一个导入期与成长期的临界点，随着智能家居市场推广普及的进一步落实，培育起消费者的使用习惯，智能家居市场的消费潜力必然是巨大的，产业前景光明。本课题设计语音智能控制开关，具体要求如下： 1. 掌握语音识别的工作原理，使用语音识别芯片完成硬件设计； 2．能实现语音控制开关的开启和关闭； 3. 系统集成，焊接电路板，调试。 成果形式：实验样机一套。 毕业设计进度安排: 1.10─3.20：查阅资料（参考文献不少于10篇），进行方案论证，完成开题报告。完成不少于3000字的外文翻译； 3.20─ 4.30：设计硬件电路，编写相关软件、完成电路仿真及样机调试； 5.1─5.20：完善系统调试，撰写论文，准备毕业设计验收等工作； 5.21- 6.10：整理资料，修改论文，准备毕业答辩。
指导教师系(教研室)通信教研室 系(教研室)主任签名批准日期 接受论文(设计)任务开始执行日期学生签名
基于单片机的语音智能开关设计 朱楠 （陕西理工学院物理与电信工程学院通信1102班，陕西汉中 723003） 指导教师：郑争兵 [摘要]语音识别是解决机器“听懂”人类语言的一项技术。随着语音识别理论研究的深入和数字信号处理软、硬件技术的发展，语音识别技术应用的研究越来越受到人们的关注。智能语音家电控制系统实质上就是一个替代传统手动开关的受声控制的电子开关。此系统以STC11L08XE和LD3320语音芯片为硬件核心,对语音芯片LD3320的信息进行处理，并对开关进行控制，通过LD3320外界的麦克风采集声音信号，再通过LD3320语音芯片进行频谱分析，在提取语音特征，之后和关键词语列表中的关键词进行对比匹配，最后找出得分最高的关键词作为识别结果输出给单片机，单片机进行处理后，再输出信号来控制继电器，再通过继电器来控制开关工作，开关又可实现对电器的控制。语音芯片的功能都是通过单片机控制实现的。最终实现对智能语音开关的控制 [关键词] STC11L08XE单片机语音芯片LD3320 语音识别 Design of intelligent voice switch based on MCU Zhu nan (Grade11,Class2,Major of Communication Engineering，School of Physics and Tutor:Zheng Zheng bing Abstract： Speech recognition is a technology to solve the machine to understand human language. Along with the research of speech recognition theory and the development of digital signal processing software and hardware technology, The research on the application of speech recognition technology is getting more and more attention.The intelligent speech appliance control system is essentially an electronic switch which replaces the traditional acoustic control with the manual switch. This system LD3320 voice chip and the stc11l08xe as hardware core and the voice chip ld3320 information for processing, and control the switch, through ld3320 external microphone audio signal acquisition, and then through the ld3320 voice chip spectrum analysis, key words in speech feature extraction, and the list of key words contrast matching, finally to find the highest score of the words as recognition results output to the MCU, MCU processing, then the output signal to control the relay, then through the relay to control of the switch, the switch can be to achieve control of the electric appliances. The function of the speech chip is realized by the MCU control. Control of the intelligent speech switch is realized finally. Key words : STC11L08XEMCU LD3320 voice chip Speech recognition
BI YE SHE JI ( 届) 数字化语音存储与回放系统 (英文) Digital voice storage and playback System 所在学院电子信息学院 专业班级电子信息工程 学生姓名学号 指导教师职称 完成日期年月日
摘要 数字化语音存储与回放系统英文全称为“Digital voice storage and playback system”，由于传统的磁带语音录放系统，体积大，音质差，存储时间短，存储量小已不能满足人们的需求，随着计算机技术和数字电子的发展，人们发明了音质更好、体积小、容量大的数字化语音存储与回放系统。 本系统由语音信号经放大滤波后，送入A／D进行模数转换。转换后的数字化语音信号，通过单片机的控制写入片外数据存储器，完成语音数字化存储，本系统能达到的最大存储时间为10S。回放时，单片机从数据存储器中将数据读出，送人并行D／A转换器，进行数模转换，转换后的模拟信号经滤波、功率放大后，实现语音回放。 关键词：单片机；数字化；语音处理；A/D
Abstract The Digital voice storage and playback system full title in English is"Digital voice storage and playback system"，As traditional tape voice recording system is large volume,poor Sound quality ,Short storage time and Small amount of storage,so it can not meet people's needs.With the development of computer technology and digital electronics，people invented a better sound quality, small size, large capacity digital voice storage and playback system. The system consists of a voice signal after amplifying and filtering into the A / D analog to digital conversion.The converted digital voice signal through the control of the microcontroller is written to the chip data memory, complete digital voice storage，Maximum storage time of 10 s.During playback, the data is read out from the data memory by Microcontroller and filtering into the D/A digital to analog conversion，The converted analog signal can achieve voice playback by filtering, power amplifier. . Key Words: SCM;Digital;Voice Processing;A/D
外文文献： Knowledge of the stepper motor What is a stepper motor： Stepper motor is a kind of electrical pulses into angular displacement of the implementing agency. Popular little lesson: When the driver receives a step pulse signal, it will drive a stepper motor to set the direction of rotation at a fixed angle (and the step angle). You can control the number of pulses to control the angular displacement, so as to achieve accurate positioning purposes; the same time you can control the pulse frequency to control the motor rotation speed and acceleration, to achieve speed control purposes. What kinds of stepper motor sub-： In three stepper motors: permanent magnet (PM), reactive (VR) and hybrid (HB) permanent magnet stepper usually two-phase, torque, and smaller, step angle of 7.5 degrees or the general 15 degrees; reaction step is generally three-phase, can achieve high torque output, step angle of 1.5 degrees is generally, but the noise and vibration are large. 80 countries in Europe and America have been eliminated; hybrid stepper is a mix of permanent magnet and reactive advantages. It consists of two phases and the five-phase: two-phase step angle of 1.8 degrees while the general five-phase step angle of 0.72 degrees generally. The most widely used Stepper Motor. What is to keep the torque (HOLDING TORQUE) How much precision stepper motor? Whether the cumulative： The general accuracy of the stepper motor step angle of 3-5%, and not cumulative.
远程语音控制报警系统 摘要：本文系统地介绍了基于电话网络的远程语音控制报警系统的基本原理、组成框图，对电话网络的接入方法进行了详细的描述，对电话模拟摘挂机、自动拨号、DTMF收发、热释电红外传感器、语音电路等进行了论述，并给出了部分基本电路和软件流程。 关键字：单片机；DTMF；语音芯片 1．引言 随着人们安全防范意识的提高，自动报警越来越受到重视。各种自动报警装置的研究和制作也引起人们很大的兴趣。本课题研究旨在制作出一种功能强大的报警系统，在出现紧急情况时能及时通知当事人，即便其不在现场附近，并自动呼叫报警。相比普通的报警器，本课题研究将重点放在远程语音报警上，只要接上适当的传感器就可组成防盗报警、火灾报警、煤气泄露报警等多功能报警系统，并附加实现一些智能控制功能，赋予报警系统更强大和完整的功能实现科技创新的目的以满足人们对安全报警的需求是本课题研究的目的及意义所在。本系统基于电话网络但是与电话互相独立不会影响电话的正常使用，并通过语音提示操作，人机交互友好。 2．技术要求和技术特点 2.1技术要求 1.可以通过拨打电话开、关家中电器。主人外出时，可以通过任意一部固定电话或移动电话（主叫电话）拨打家中的电话（被叫电话，该电话与本系统相并联），当电话接通后可通过操作主叫电话的相应按键，对用户家中的家用电器进行控制。 2.可以对屋内是否有陌生人闯入等事件进行实时监测，根据监测结果拨打用户预先设定的号码向主人报警。如当系统检测到非正常闯入时给系统主机发射一个信号，主机接收到信号以后自动摘机接通电话线。 2.2技术特点 ⑴采用单片机系统，模块化、小型化，性能价格比高； ⑵系统的可扩展性和可维护性好，便于升级和检修；
本科生毕业设计（申请学士学位） 论文题目基于单片机的语音存储与回放 系统设计 作者姓名 所学专业名称电子信息工程 指导教师
2017年 5 月
学生：（签字）学号： 答辩日期：2017 年 5 月20 日指导教师：（签字）
目录 摘要 (5) 1绪论 (6) 1.1课题研究背景 (6) 1.2课题研究的发展前景 (6) 1.3课题研究的意义及目的 (6) 2 语音系统的设计方案 (7) 2.1方案设计 (7) 2.2方案分析和选择 (8) 3 材料选取 (8) 3.1 控制芯片STC90C516RD+ (8) 3.2 语音芯片ISD4004 (9) 3.3功放芯片TDA2822M (11) 4 电路设计 (11) 4.1时钟电路 (11) 4.2复位电路 (12) 4.3显示电路 (12) 4.4 3.3V电源电路 (13) 4.5按键模块 (13) 4.6 ISD4004音频处理模块 (14) 4.7 TDA2822M功放电路 (14) 4.8总电路设计图 (15) 5 程序设计 (16) 5.1主程序流程图 (16) 5.2录音程序流程图 (17) 5.3放音序流程图 (17) 6实物调试 (17) 6.1程序编译和下载 (17) 6.2 实物调试最终结果展示 (19) 6.3 实物调试过程及故障解决方法 (19) 结论 (21) 参考文献 (21) 附录 (22) 附录1元件清单 (22) 附录2程序 (23) 致谢 (33)
基于单片机的语音存储与回放系统设计 摘要：本设计是基于单片设计的一个能实现语音存储和回放功能的系统，利用宏晶公司生产的STC90系列单片机作为主控制器，使用具有录音和放音功能的ISD4004语音芯片，能够显示32个字符的LCD1602显示器件和能对音频进行无失真的放大的TDA2822M差分放大器设计而成的。首先我们利用STC90C516RD+单片机的优越的控制性能来控制ISD4004语音芯片，通过单片机向语音芯片发送指令来完成ISD4004芯片的录音和放功能，用LCD1602来显示单片机对ISD4004的操作状态，使用TDA2822M将ISD4004芯片输出的音频进行无失真的放大的思路来进行语音存储和回放系统设计的，用Circuit Design Suite 10.0(Multisim)软件来绘制该系统的电路，用Keil uVision5软件来编写硬件程序。电路图和程序都完成后使用万用洞洞板依据电路图来焊接实物电路，实物完成后载入芯片程序直接进行实物调试，使用实物调试更容易找出问题和系统设计的缺陷，出现问题时可以通过模块化思想轻松查找到故障原因，并进行修复故障。ISD4004芯片录音时基于多电平存储技术实现的没有传统的数字录音过程中A/D转换带来的量化噪音和变色的金属音色。该系统录取的声音播放出来后和原音的音色、音调保持一致不失真。 关键词：STC90C516RD+；Keil uVision5；ISD4004；Multisim；语音录放
杭州电子科技大学信息工程学院毕业设计（论文）外文文献翻译 毕业设计（论文）题目用单片机实现的数字时钟电路设计文献综述题目单片机控制系统系电子工程 专业电子信息科学与技术 姓名郭筱楠 班级08091911 学号08919115 指导教师王维平
单片机控制系统 广义地说，微型计算机控制系统（单片机控制系统）是用于处理信息的，这种被用于处理的信息可以是电话交谈，也可以是仪器的读数或者是一个企业的帐户，但是各种情况下都涉及到相同的主要操作：信息的处理、信息的存储和信息的传递。在常规的电子设计中，这些操作都是以功能平台方式组合起来的，例如计数器，无论是电子计数器还是机械计数器，都要存储当前的数值，并且按要求将该数值增加1。一个系统例如采用计数器的电子钟之类的任一系统要使其存储和处理能力遍布整个系统，因为每个计数器都能存储和处理一些数字。 现如今，以微处理器为基础的系统从常规的处理方法中分离了出来，它将信息的处理，信息的存储和信息的传输三个功能分离形成不同的系统单元。这种主要将系统分成三个主要单元的分离方法是冯-诺依曼在20世纪40年代所设想出来的，并且是针对微计算机的设想。从此以后基本上所有制成的计算机都是用这种结构设计的，尽管他们包含着宽广的物理形式与物理结构，但从根本上来说他们均是具有相同基本设计的计算机。 在以微处理器为基础的系统中，处理是由以微处理器为基础的系统自身完成的。存储是利用存储器电路，而从系统中输入和输出的信息传输则是利用特定的输入/输出（I/O）电路。要在一个以微处理器为基础的时钟中找出执行具有计数功能的一个特殊的硬件组成部分是不可能的，因为时间存储在存储器中，而在固定的时间间隔下由微处理器控制增值。但是，规定系统运转过程的软件却规定了包含实现计数器计数功能的单元部分。由于系统几乎完全由软件所定义，所以对微处理器结构和其辅助电路这种看起来非常抽象的处理方法使其在应用时非常灵活。这种设计过程主要是软件工程，而且在生产软件时，就会遇到产生于常规工程中相似的构造和维护问题。 图1.1 微型计算机的三个组成部分 图1.1显示出了微型计算机中这三个单元在一个微处理器控制系统中是如何按照机器中的信息通信方式而联接起来的。该系统由微处理器控制，微处理器能够对其自身的存储器和输入/输出单元的信息传输进行管理。外部的连接部分与
语音信号数字化编码 随着数字技术，特别是计算机技术的飞速发展与普及，在现代控制、通信及检测等领域，为了提高系统的性能指标，对信号的处理广泛采用了数字计算机技术。由于系统的实际对象往往都是一些模拟量（如温度、压力、位移、图像等），要使计算机或数字仪表能识别、处理这些信号，必须首先将这些模拟信号转换成数字信号；而经计算机分析、处理后输出的数字量也往往需要将其转换为相应模拟信号才能为执行机构所接受。这样，就需要一种能在模拟信号与数字信号之间起桥梁作用的电路——模数和数模转换器。语音信号的数字化的编码的实现就是将一个语音信号转换成数字信号。 标签：语音信号；数字信号；模数转换 1 设计要求 1.1 语音信号的数字化编码的实现即将模拟信号进行数字化处理。 1.2 要求运用pcm编码（脉冲编码调制）的基本原理。 1.3 要求软硬件结合。 2 设计原理 语音信号数字化编码的实现就是将一个语音信号转换成数字信号。 语音是人类发音器官发出的，具有一定意义的，能起到社会交际作用的声音。普通人语音信号频率范围20HZ——20KHZ。 语音信号转换电信号的过程：声音通过空气把震动传给声音传感器的薄膜，薄膜振动带动线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生大小不一的电流。 通常把从模拟信号抽样、量化，直到变换成为二进制符号的基本过程，称为脉冲编码调制（pcm），简称脉码调制。 Pcm系统的原理方框如图1所示，在编码器中有冲激脉冲对模拟信号抽样，得到在抽样时刻上的值。这个抽样值仍是模拟量。在它量化之前，通常用保持电路将其作短暂的保存，以便电路有时间对其进行量化。在实际电路中，常把抽样和保持电路作在一起，称为抽样保持电路。图中的量化器把模拟抽样信号变成离散的数字量，然后再编码器中进行二进制编码。这样，每个二进制码组成就代表一个量化后的信号抽样值。 3 基本电路
2009年第1期 TIANJIN SCIENCE&TECHNOLOGY 0引言 目前基于单片微机的语音系统的应用越来越广泛，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等。本文主要介绍用Flas h 单片机AT89C51和录放时间达60s 的数码语音芯片ISD2560设计的一套智能语音录放系统。ISD2560是ISD 系列单片语音录放集成电路的一种，这是一种永久记忆型语音录放电路，录音时间为60s ，可重复录放10万次。该芯片采用多电平直接模拟量存储专利技术，每个采样值可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，从而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”。此外，ISD2560还省去了A/D 和D/A 转换器。其集成度较高，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EEPROM 。ISD2560内部EEPROM 存储单元均匀分为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的控制接口。通过操纵地址和控制线可完成不同的任务，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管理等。 1方案设计 自动控制是单片机应用的一个重要领域，在自动控制领 域中，除数字量之外，经常会遇到一种物理量，即模拟量，而声音就是一种模拟量。由于单片机只能处理数字量的转换，因此计算机系统中凡遇到有模拟量的地方，就需要进行模拟量向数字量或数字量向模拟量转换，伴随而来的就出现了单片机的A/D 、D/A 转换的接口问题，虽然这些接口都已集成化，体积小，功耗低，并能方便地与单片机连接，但在转换之后仍然有一定程度的误差，特别是对语音的转换，有明显的失真。因此，使语音能得到更好的还原是方案选择的最终出发点。 图1 方案原理框图 方案中采用了一片ISD2560语音芯片（如图1所示），这种突破性的EEPROM 存储方法可以将模拟语音数据直接写入单个存储单元，不需要经过A/D 或D/A 转换。这种技术产生了2个效果： 比同等的数字方式具有更大的集成度；存储的模拟数据不挥发，而且它具有高质量、自然的语音还原技术。语音芯片的控制采用的是89C51单片机，实现分段存储，本设计实现的是3段录音，由于ISD2560总录放时间是60s ，所以每段的录音时间是20s 。 这一方案的特点：能进行在现场的录音，随录随放，修改语音方便；修改录音内容时，可以通过更改软件程序，从其中任意一段开始修改其后的所有录音内容，不必从第一段开始全部修改；分段灵活，单片ISD 可分1～600个段，若多片级联还可更多，各个录音段的长度任意，只要总录音时间在所用器件的总时间之内即可；价格便宜，录制语音时，只需用软件立即可得到各段的地址进行录音，不需专用的设备。 2 电路设计 2.1 硬件电路设计 图2为AT89C51与ISD2560连接框图，语音芯片的低8 位地址与P0口相连，并有P0口给ISD2560录/放音的初始地址。 图3是89C51单片机的外围电路，用的是12M 晶振，即一个机器周期是1us ，采用的是按键复位方式，复位之后，录音或放音都是从第一段开始。 贾强（天津现代职业技术学院天津300222） 基于51单片机的语音控制系统 【摘要】介绍了由Flash 单片机AT89C51及数码语音芯片ISD2560组成的语音系统，设计出了系统的硬件电路。实现了语音的分段录取、组合回放，通过软件的修改还可以实现整段录取，循环播放，而且不必使用专门的ISD 语音开发设备。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。【关键词】AT89C51ISD2560分段录音组合回放 收稿日期：2009-01-09 创新技术 36
基于单片机技术的语音控制小车设计基于单片机技术的语音控制小车设计 1 基于单片机技术的语音控制小车设计 1、引言 语音处理技术是一门新兴的技术，它不仅包括语音的录制和播放，还涉及语音的压缩编码和解码，语音的识别等各种处理技术。以往做这方面的设计，一般有两个途径:一种方案是单片机扩展设计，另一种就是借助于专门的语音处理芯片。普通的单片机往往不能实现这么复杂的过程和算法，即使勉强实现也要加很多的外围器件。专门的语音处理芯片也比较多，如ISD 系列、PM50 系列等，但是专门的语音处理芯片功能比较单一，想在语音之外的其他方面应用基本是不可能的。 SPCE061A 是一款 16 位μ'nSP结构的微控制器。该芯片带有硬件乘法器，能够实现乘法运算、内积运算等复杂的运算。它不仅运算能力强，而且处理速度快，单周期最高可以达到 49MHz。
SPCE061A 内嵌 32K 字的 FLASH 程序存储器以及 2K 的SRAM。同时该 SOC 芯片具有 ADC 和 DAC 功能，其 MIC_ADC 通道带有AGC自动增益环节，能够很轻松的将语音信号采集到芯片内部，两路 10 位的电流输出型DAC，只要外接一个功放就可以完成声音的播放。以上介绍的这些硬件资源使得该SPCE061A 能够单芯片实现语音处理功能。 借助于 SPCE061A 的语音特色，“基于单片机技术的语音控制小车设计”实现了对小车前进、后退、左转、右转、停车等语音控制功能. 2、语音控制小车设计要求 2.1 功能要求: 1.可以通过简单的 I/O 操作实现小车的前进、后退、左转、右转功能; 2.配合 SPCE061A 的语音特色，利用系统的语音播放和语音识别资源，实现语音控制的功能; 3.可以在行走过程中声控改变小车运动状态; 4.在超出语音控制范围时能够自动停车。 2.2 参数说明 车体:双电机两轮驱动 供电:电池(四节AA:1.2V×4 或 1.5V×4) 工作电压:DC 4V~6V 工作电流:运动时约 200mA 3. SPCE061A特性简介 SPCE061A是一款性价比很高的十六位单片机，使用它可以非常方便灵活的实现语音的录放，该芯片拥有8路10位精度的 ADC，其中一路为音频转换通道，并且内置有自动增益电路。这为实现语音录入提供了方便的硬件条件。两路10位精度的DAC，只需要外接功放(SPY0030A)即可完成语音的播放。该单片机具有一套易学易用的指令系统和集成开发环境，在此环境中，它支持标准 C 语言编程，也支持
外文文献一单片机简介 单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。单片机也被称为微控制器（Microcontroller），是因为它最早被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。 二、单片机的发展趋势 现在可以说单片机是百花齐放，百家争鸣的时期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机，从8位、16位到32位，数不胜数，应有尽有，有与主流C51系列兼容的，也有不兼容的，但它们各具特色，互成互补，为单片机的应用提供广阔的天地。 纵观单片机的发展过程，可以预示单片机的发展趋势，大致有： 1.低功耗CMOS MCS-51系列的8031推出时的功耗达630mW，而现在的单片机普遍都在100mW左右，随着对单片机功耗要求越来越低，现在的各个单片机制造商基本都采用了CMOS(互补金属氧化物半导体工艺)。象80C51就采用了HMOS(即高密度金属氧化物半导体工艺)和CHMOS(互补高密度金属氧化物半导体工艺)。CMOS虽然功耗较低，但由于其物理特征决定其工作速度不够高，而CHMOS则具备了高速和低功耗的特点，这些特征，更适合于在要求低功耗象电池供电的应用场合。所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径。 2.微型单片化 现在常规的单片机普遍都是将中央处理器(CPU)、随机存取数据存储(RAM)、只读程序存储器(ROM)、并行和串行通信接口，中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上，增强型的单片机集成了如A/D转换器、PMW(脉宽调制电路)、WDT(看门狗)、有些单片机将LCD(液晶)驱动电路都集成在单一的芯片上，这样 单片机包含的单元电路就更多，功能就越强大。甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做，制造出具有． 自己特色的单片机芯片。此外，现在的产品普遍要求体积小、重量轻，这就要求单片机除了功能强和功耗低外，还要求其体积要小。现在的许多单片机都具有多种封装形式，其中SMD(表面封装)越来越受欢迎，使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。 3.主流与多品种共存 现在虽然单片机的品种繁多，各具特色，但仍以80C51为核心的单片机占主流，兼容其结构和指令系统的有PHILIPS公司的产品，ATMEL公司的产品和中国台湾
毕业设计 热释电人体感应红外报警器设计制作 学生学号：141101043 141101066 学生姓名：张飞鹏白堆兑 导师姓名：杜娟 班级机电一体化（2）班专业名称机电一体化提交日期年月日答辩日期年月日 年月
摘要 热释电红外传感器，它的制作简单、成本低、安装比较方便，而且防盗性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现，便于多用户统一管理。本设计包括硬件和软件设计两个部分。硬件部分包括单片机控制模块、红外探头模块、驱动执行报警模块、LED控制模块等部分组成。处理器采用51系列单片机AT89C51，程序使用C语言编写。 关键字：热释电红外传感器、AT89C51、红外线.
目录 一、引言 (1) 二、设计任务分析 (1) 三、技术方案的详细设计（实施） (2) （一）本系统的设计方案 (2) 1.系统概述 (2) （二）硬件电路设计 (2) （三）单片机部分 (8) 1.AT89C51单片机简介 (10) 2.单片机最小系统 (11) 3.按键部分电路 (11) 4.报警电路 (12) 5.红外感应部分 (13) 6.主程序工作流程图 (13) 四、调试及调试中遇到的问题 (14) 五、总结评价 (15) 致谢 (16) 参考文献 (17) 附件一：总体原理图设计 (22) 附件二：实物图 (23) 附件三：程序源代码 (23)
一、引言 随着科技的提高，电子电器飞速发展，人民生活水平有了很大提高。各种高档家电和贵重物品为许多家庭所拥有。然而一些不法分子也越来越多。这点就是因为不法分子看到了大部分人防盗意识不够强所造成的结果。因此越来越多的居民家庭对财产安全问题十分担忧。报警系统这时为人们解决了大部分问题。但是市场上的报警系统大部分是适用于一些大公司的重要机构。其价格昂贵，使普通家庭难以承受。如果设计一种价格低廉，性能可靠、智能化的报警系统，必将在私人财产的防盗领域起到巨大作用。由于红外线是不可见光，隐蔽性能良好，因此在防盗、警戒等安保装置中被广泛应用。而本设计的电路包括硬件和软件两个部分。硬件部分包括红外感应部分与单片机控制部分，整个系统电路可划分为：电源部分、传感器模块部分、单片机控制电路，而单片机控制由最小系统和指示灯电路、报警电路等子模块组成。主要工作由热释电红外感应器完成信息采集、处理、数据传送经过单片机功能设定到达报警模块这一过程。就此设计的核心模块来说，单片机就是设计的中心单元。单片机应用系统也是由硬件和软件组成。硬件包括单片机、输入/输出设备、以及外围应用电路等组成的系统，软件是主要是工作的程序通过编写程序来控制输入的信号。 二、设计任务分析 1.该设计包括硬件和软件设计两个部分。模块划分为数据采集、按键设定、报警等。 2.本红外线防盗报警系统由热释电红外传感器、蜂鸣器、单片机控制电路、LED指示电路及软件组成。 3.系统可实现功能。当人员外出时，可把报警系统设置在外出布防状态，探测器工作起来,当有人闯入时，热释电红外传感器将探测到动作，设置在监测点上的红外探头将人体辐射的红外光谱变换成电信号，红外热释电模块送出TTL 电平至AT89C51单片机，经单片机处理运算后驱动执行报警电路使警号发声。
一种具有语音播报及防盗报警功能的LED显示屏控制系统 【摘要】本文介绍一种具有语音播报及防盗报警功能的LED显示屏控制系统，它由LED屏控制模块、商品及人体感应模块、TTS语音模块组成。可显示文字信息，播报语音信息，同时兼有商品防窃及商店防盗和报警功能。该系统设计独特新颖，功能齐全，一机多用，尤其适合于店铺门头安装使用。 【关键词】LED；显示屏；TTS模块；防盗报警 1.前言 LED屏具有显示亮度高、颜色鲜艳、显示动感、价格低廉，设计灵活安装方便等优点，已广泛用于临街店铺的门头屏。但现有的门头LED显示屏功能单一，只能显示文字信息。对于要求播报语音信息和防盗报警功能的店铺，用户还需要另行相应的系统。这不但增加了资金投入，同时也带来了使用和管理上的不便。设计一种多功能LED显示屏控制系统，使其在显示文字信息的同时，具有语音播报及防盗报警功能，这不仅可以满足用户的不同需求，降低资金投入，同时也为门头LED显示屏的升级改造提供一种方案。 2.系统组成及原理 2.1系统组成 本文设计的多功能LED显示屏控制系统组成框图如图1所示。它由TTS语音转换模块、商品检测模块、人体感应模块、通信模块、ARM处理器和双面LED 显示屏组成。其工作原理为：需要显示和播报的信息用专用软件在PC机上编排好后，通过通信模块传到ARM处理器存储起来，显示信息经ARM处理器处理后，按设定的内容和方式在LED显示屏上显示出来；语音文本信息由TTS模块合成语音，经功放放大后播报出来。 系统工作时可设为营业和布防两种模式。系统处于营业模式时，当有人由外而内经过人体感应模块时，LED外屏显示“欢迎光临”字样，同时喇叭播放“欢迎光临”；当有人由内而外经过人体感应模块时，LED内屏显示“谢谢惠顾”字样，同时喇叭播放“谢谢惠顾”；当无人经过时LED显示广告信息，喇叭播放广告内容；当有人拿着未付账的商品经过商品检测模块时，内侧LED屏显示“请付账”提示信息，喇叭播放“请付账”。当系统处于布防模式时，有人强行进入时LED 闪动显示“坏人出入”的字样，喇叭发出警报声。 2.2语音转换模块 TTS系统是让机器模拟人类讲话的语音输出技术，又称语音合成系统。是利用微处理器将任意组合的文本转换成声音，并通过声卡、电话语音卡等对媒体设备将声音输出。TTS技术的基本结构如图2所示。其文本转换成语音的过程如下：
南京理工大学 毕业设计说明书(论文) 作者: 仝香保准考证号：014910253064 教学点: 南京信息职业技术学院 专业: 电子工程 题目: 数字化语音存储与回放系统 李玲副教授/高工 指导者： (姓名) (专业技术职务) 评阅者： (姓名) (专业技术职务) 2012年4月
毕业设计说明书（论文）中文摘要
毕业设计说明书（论文）外文摘要
目录 1 引言 (1) 2 总体方案设计 (2) 3 各模块硬件设计 (5) 3.1 话筒前置放大电路 (5) 3.2 带通滤波器设计 (6) 3.3 AT89S52单片机基本电路 (7) 3.4 模数转换模块 (13) 3.5 数模转换模块 (15) 3.6 外部存储模块 (17) 3.7 功放电路设计 (19) 3.8 按键与显示模块 (21) 3.8.1 ZLG7289B1芯片介绍 (21) 3.8.2 ZLG7289B与其它部分连接图 (23) 3.9 供电电路模块 (24) 3 软件设计 (26) 结论 (28) 致谢 (29) 参考文献 (30) 附录 (31) 附录一程序源代码 (31) 附录二原理图及实物图 (44)
1 引言 传统的磁带语音录放系统因其体积大、使用不便,在电子与信息处理的使用中受到许多限制。本文提出的体积小巧，功耗低的数字化语音存储与回放系统将完全可以替代它。数字化语音存储与回放系统的基本原理是对语音的录音与放音的数字化控制。其中，关键技术在于，为了增加语音存储时间，提高存储器的利用率，采用了非失真压缩算法对语音信号进行压缩后再存储，而在回放时再进行解压缩，同时,对输入语音信号进行数字滤波以抑制杂音和干扰,从而确保了语音回放的可靠质量。 本系统能够对语音信号分别进行数据的采集直存直取,欠抽样采样和自相似增量调制等三种方法,完成了对语音信号的存储与回放。前置放大、滤波以及电平移位电路将语音信号控制在A/D转换器采样控制范围内以保证话音信号采样不失真。带通滤波器合理的通带范围有效的滤除了带外噪声，减小了混叠失真。后置带通滤波器用于滤除D/A转换产生的高频噪声以保证回放时音质清晰，无明显失真。 本系统设计主要分为以下几个模块：声音采集模块、带通滤波模块、A/D转换模块、数据存储模块、D/A转换模块、按键选择模块、放大器模块。声音采集模块用于外部语音信号，带通滤波模块作用是将声音转换后的电信号进行滤波，数据存储模块用于存储数字化处理后声音信号的数据，D/A转换模块将数字信号转换为模拟信号输出，音频放大模块则是将采集的信号最终进行回放以检验系统整体性能，按键选择模块则是对录、放音、数据分段存取等功能进行选择。
外文资料翻译 STC89C52 processi ng chip Prime features: With MCS - 51 SCM product compatibility, 8K bytes in the system programmable Flash memory, 1000 times CaXie cycle, the static operation: 0Hz ~ 33Hz, triple encryption program memory, 32 programmed I/O port, three 16 timer/counter, the eight uninterrupted dual-career UART serial passage, low power consumption, leisure and fall after fall electric power mode can be awakened and continuous watchdog timer and double-number poin ter, power ide ntifier. Efficacy: characteristics STC89C52 is one kind of low power consumption, high CMOS8 bit micro-co ntroller, 8K in system programmable Flash memory. Use high-de nsity nonv olatile storage tech no logy, and in dustrial 80C51 product in structi on and pin fully compatible. The Flash memory chips allows programs in the system, also suitable for programmable conventional programming. In a single chip, have clever 8 bits CPU and on li ne system programmable Flash, in crease STC89C52 for many embedded control system to provide high vigorous application and useful solutions. STC89C52 has following standard efficacy: 8k byte Flash RAM, 256 bytes, 32 I/O port, the watchdog timer, two, three pointer numerical 16 timer/counter, a 6 vector level 2 continuous structure, the serial port, working within crystals and horological circuit. In addition, 0Hz AT89S52 can drop to the static logic operation, support two software can choose power saving mode. Idle mode, the CPU to stop working, and allows the RAM, timer/c oun ters, serial, continu ous to work. Protectio n asa na patter n, RAM content is survival, vibrators frozen, SCM, until all the work under a continuous or hardware reset. 8-bit microcontrollers 8K bytes in the system programmable Flash AT89S52 devices. Mouth: P0 P0 mouth is a two-way ope n drain I/O. As export, each can drive eight TTL logic level. For P0 port to write "1", foot as the high impeda nee in put. When access to exter nal programs and nu merical memory, also known as