1、數字化語音信號存儲與回放系統設計本科生畢業論文(設計)題 目：數字化語音存儲與回放系統的設計學生姓名： 李進國 學 號： 200611020120 專業班級： 電信06101班 指導教師： 彭光含 完成時間： 2010年5月10日目 錄摘要2Abstract2引言31 系統的方案論證32 系統硬件設計42.1拾音器52.2 放大器設計62.3 可調穩壓電源的設計82.4 AT89C51介紹82.5 D/A A/D轉換器10 D/A轉換器DAC0832的介紹10 A/D轉換器DA574的介紹112.6存儲器的選擇122.7鍵盤的設定133 模塊接口原理133.1 AT89C51和AD574的接口

2、原理1332 DAC0832與單片機的接口原理153.3存儲芯片與單片機的接口原理164 系統接口總圖163.5 系統的校正174 軟件設計195 結論19答謝20參考文獻20附錄：總程序 21數字化語音存儲與回放系統的設計專業：電子信息科學與技術 姓名： 李進國指導老師：彭光含摘要: 本文介紹的數字化語音存儲與回放系統將完全可以替代傳統的磁帶語音錄放系統。其基本原理是對語音的錄音與放音的數字化控制。為了增加語音存儲時間，提高存儲器的利用率，采用了非失真壓縮算法對語音信號進行壓縮后再存儲，而在回放時再進行解壓縮，同時, 該系統對語音信號分別采用了數據采集直存直取,欠抽樣采樣和自相似增量調制等三

3、種方法,完成了對語音信號存儲與回放。關鍵詞：數字化存儲，回放，數字濾波，采樣，模/數轉換，校正Design of Digit-Voice Recorder and Playback System Electronics and Information Science and TechnologyAdvisor: Peng Guanghan Candidate: Li JinguoAbstract: The digit-voice recorder and playback system that this paper introduces can be substituted for trad

4、itional tape record system. Its basic prineple is the digital control for the recowde and playback of voice. For increase，to increase pronunciation store time and raise utilization ratio of the memory,it adopts non-distorted to compress algorithm before storing to pronunciation signal and to decompr

5、ess in the playback.At the same time, system the system introduces the direct store & access of data collection,and AGC on acoustic signal respectively to store and playback completely.Keywords: Digital store，Playback, Digitalfilter，Sample， A/D Convert，Correct ing引 言語音信號處理屬于信息科學的一個重要分支，大規模集成技術的高

6、度發展和計算機技術的飛速前進，推動了這一技術的發展。在數字音頻技術和多媒體技術迅速發展的今天，傳統的磁帶語音錄放系統因體積大、使用不便、放音不清晰而受到了巨大挑戰。采用單片機對語音進行錄放解決體積大的問題。單片機語音錄放系統是以數字電路為基礎，利用數字語音電路來實現語音信號的數據化、存儲、還原等任務，數據化原理語音電路是一種集語音合成技術、大規模集成電路技術以及微控制器技術為一體的一種新型技術。其中關鍵技術在于：為了增加語音存儲時間，提高存儲器的利用率，采用了非失真壓縮算法對語音信號進行壓縮后再存儲，而在回放時再進行解壓縮。同時，對輸入語音信號進行數字濾波以抑制雜音和干擾,從而確保了語音回放的

7、可靠質量。 語音集成電路與微處理器相結合，具有體積小、擴展方便等特點，具有廣泛的發展前景。1 系統方案論證語音編碼方案：人耳能聽到的聲音是一種頻率范圍為20 Hz20000 Hz ,而一般語音頻率最高為3400 Hz。語音的采集是指語音聲波信號經麥克風和高頻放大器轉換成有一定幅度的模擬量電信號,然后再轉換成數字量的全過程。根據“奈奎斯特采樣定理”, 采樣頻率必須大于模擬信號最高頻率的兩倍， 由于語音信號頻率為3003 400 Hz ,所以把語音采集的采樣頻率定為8 kHz。從語音的存儲與壓縮率來考慮，模型參數表示法明顯優于信號波形表示法4。但要將之運用于單片機，顯然信號波形表示法相對簡單易實現

8、?；谶@種思路的算法，除了傳統的一些脈沖編碼調制外，目前已使用的有VQ技術及一些變換編碼和神經網絡技術，但是算法復雜，目前的單片機速度底，難以實現。結合實際情況，提出以下幾種可實現的方案。（1）短時平均跨零記數法 ，該方案通過確定信號跨零數，將語音信號編碼為數字信號，常用于語音識別中。但對于單片機，由于處理數據能力底，該方法不易實現。（2）實時副值采樣法采樣過程如圖1.1所示。抽樣量化存儲圖1.1 采樣過程具體實現包括直存取法、欠抽樣采樣法、自相似增量調制法等三種基本方法。其中第三種實現方法最具特色，該方法可使數據壓縮比例達到1：4.5，既有調制的優點，又同時兼有PCM編碼誤差較小的優點，編碼

9、誤差不向后擴散。 A/D、D/A及存儲芯片的選擇：單片機語音生成過程,可以看成是語音采集過程的逆過程,但又不是原封不動地恢復原來的語音,而是對原來語音的可控制、可重組的實時恢復。在放音時,只要依原先的采樣直經D/ A 接口處理,便可使原音重現。（1）A/D轉換芯片的選擇，根據題目要求采樣頻率fs=8KHZ，字長=8位，可選擇轉換時間不超過125µs的八位A/D轉換芯片。目前常用的A/D轉換實現的方法有多種，鑒于轉換速度的要求，我們采用A/D轉換芯片AD574。該芯片是高速12位逐次比較型A/D轉換器，內置雙極性電路構成的混合集成轉換顯片，具有外接元件少，功耗低，精度高等特點，并且具有

10、自動校零和自動極性轉換功能，只需外接少量的阻容件即可構成一個完整的A/D轉換5。（2）D/A轉換芯片的選擇。D/A轉換芯片的作用是將存儲的數字語音信號轉換為模擬語音信號，由于一般的模擬轉換器都能達到1s的轉換速率，足夠滿足題目的要求，故我們在此選用了通用D/A轉換器DAC0832。（3）數據存儲器的選擇。當采樣頻率fs=8KHZ，字長為8位時，一秒鐘的語音需要8K字節的存儲空間，則存儲器至少需要有80k容量。在這里我們選用閃速存儲器AT29C040作為存儲器，一片該芯片可存儲60秒鐘的語言。2 系統硬件設計數字化語音存儲與回放系統的基本思想是通過拾音器將聲音信號轉化成電信號，再經過放大器放大，

11、然后通過帶通濾波器濾波，模擬語音信號通過模數轉換（A/D）轉換成數字信號，再通過單片機控制將數據從存儲器中讀出，然后通過數模轉換（D/A）轉換成模擬信號，經放大再揚聲器或耳機上輸出。整個系統框架圖如圖2.1所示：圖2.1 整體框圖 系統組成如圖所示,由輸入通道、AT89C51單片機和輸出通道三部分組成。輸入通道部分由拾音器、前置放大電路和帶通濾波器組成；輸出通道由帶通濾波器、后級放大電路組成9。拾音器輸出的毫伏信號實測其范圍約為2025mV，此電信號太小不能夠進行采樣，后級A/D轉換輸入信號的動態范圍為05V，語音信號的范圍與采樣范圍的比較得出放大器的放大倍數應為200倍左右，此處將信號通過一

12、增益為46dB的放大器，將其放大到伏特量級，輸出級放大電路也采用這種電路，兩級放大電路都采用增益可調的典型電路?？紤]到語音信號的固有特點，將低于300Hz和高于3.4kHz的分量濾掉后語音質量仍然良好。此處將其通過一增益為46dB的放大器，因此，將帶通濾波器設計為典型的300Hz3.4kHz,輸出級帶通濾波器也為300Hz3.4kHz,這樣既可濾掉低頻分量又可濾掉D/A轉換帶來的高頻分量，很好的濾除掉噪聲。根據奈奎斯特抽樣定理知欲使采樣信號無失真，抽樣頻率最低為6.8kHZ，考慮到留有一定的余地，這樣就足夠保證語音質量。經量化后，微處理器將數據存到處理器，需要時再將其回放，存入與放出由開關通過

13、微處理器來控制實現。存儲器的容量選擇視所存語音信號的時間長短而定。為了使A/D的輸入信號穩定在其動態范圍內，在輸入級加上了自動增益控制電路，同時也使音量穩定。2.1 拾音器拾音器是一種聲傳感器，聲傳感器是把外界聲場中的聲信號轉換成電信號的傳感器。拾音器包括拾音頭和音臂等附件，其換能裝置主要有壓電式、電磁式、電容式以及半導體等。唱針耦合在線圈上的稱動圈式，耦合在磁鋼上的稱動磁式。此外，也有將唱針耦合在銜鐵上的稱為動鐵式，也稱可變磁阻式。在本設計中采用動圈式拾音器2.2 放大器的設計增益放大器拾音器輸出的毫伏信號實測其范圍約為2025Mv，此電信號太小不能夠進行采樣，后級A/D轉換輸入信號的動態范

14、圍為05V，語音信號的范圍與采樣范圍的比較得出放大器的放大倍數應為200倍左右，所以為了將從拾音器獲得的微弱語音信號放大,本系統采用兩極高輸入阻抗的同向放大器,將其放大到伏特量級，電路圖如圖2.2所示圖2.2 增益放大器輸出放大器經帶通濾波器輸出的聲音回放信號，其幅度為05V，足以用耳機來收聽，可不接任何放大器。但考慮到實際中經常回用到揚聲器外放，故在本系統中增加外放功能，前端放大器采用通用型音頻功率放大器LM386來完成13。電路如圖2.3所示：圖2.3 輸出放大器 該電路增益為50200，連續可調，最大不失真功率為325mW。輸出端接C4、R9串聯電路，以校正揚聲器的頻率特性，防止高頻自激

15、腳7接220uF去偶電容，以消除低頻自激為便于該功放在高增益情況下工作，這里將不使用輸入端腳2對地短路有源帶通濾波器濾波器是一種能使有用頻率信號通過同時抑制(或衰減)無用頻率信號的電子裝置。工程上常用它來作信號處理、數據傳輸和抑制干擾等。這種濾波電路主要由無源元件R、L和C組成的有源濾波電路。此外，由于集成運放的開環電壓增益和輸入阻抗都很高而輸出阻抗很底，所以構成的有源濾波電路具有一定的電壓放大和緩沖作用。聲音信號經動圈拾音器轉有源濾波器換成電壓信號，通過前級放大，在對其進行數據采集之前，有必要經過帶通濾波器除帶外雜波，選定該濾波器的通帶范圍為300Hz3.4KHz，其作用是：（1）保證300

16、3400Hz的語音信號不失真的通過濾波器；（2）濾除通帶外的低頻信號，以減少帶外功頻等分量的干擾，大大減少噪聲影響，該下限頻率可下延到270Hz左右；（3）便于濾除通帶外的高次諧波，以減少因8kHz采樣率而引起的混疊失真，根據實際情況，該上限頻率可在2700Hz左右，帶通濾波器按品質因數Q的大小為窄帶濾波器（10）和帶通濾波器（10）兩種，本題中，上限頻率fh=3400Hz,通帶濾波器中心頻率f0與品質因數分別為f0=1010Hz Q=顯然，Q10，故該帶通濾波器為寬帶帶通濾波器。寬帶帶通濾波器由高通和低通濾波器級聯構成，鑒于Butterworth濾波器帶內平坦的響應特性，我們選用二階Butt

17、erworth帶通濾波器，電路如圖2.4所示：圖2.4 帶通濾波器實驗證明，該濾波器能有效的濾除低頻分量，大大減少噪聲干擾，與之同時也綠除了多余的高頻分量，消除了高頻失真，性能足以滿足要求。2.3 可調穩壓電源的設計這里介紹的穩壓電源，采用三端可調穩壓集成電路LM317，外圍電路十分簡單，便于制作。該穩壓電源，電壓可調范圍1.525V,最大負載電流1.5A。電路如圖2.5所示：圖2.5 可調直流穩壓電源220V交流電經變壓器TR1降壓,得到24V交流電,再經VD1VD4組成的全橋整流,由C1濾波后得到33V左右的直流電壓。該電壓經集成電路LM317后得穩壓輸出,調節電位器RV1,即可連續調節輸

18、出電壓。圖中C2用以消除寄生振蕩,C3的作用是抑制紋波,C4是用以改善穩壓電源的的暫態響應,VD6、VD7在輸出端電容漏電或調整端短路時起保護作用。VD5為本電源的工作指示燈，電阻R1是限流電阻。輸出端接微型電壓表PV，可以直觀的指示輸出電壓值。各元件具體參數如圖所標。2.4 T89C51介紹 AT89C51 A AT89C51是一種帶4K字節片內程序存儲器，且是高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。它有40個引腳，4個8位并行輸入/輸出（I/O）端口：P0、P1、P2、P3，其中，P1是完整的8位準雙向I/O口，兩個外中斷，2個16位可編程定時/計數器，兩個全雙向串行通信口，一個模擬比較放

19、大器。管腳如圖2.6所示。 （1）引腳介紹P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，用于外部程序數據存儲器，可以被定義為數據/地址的第八位。P1口：P1口是一個內部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，管腳寫入1后，被內部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，可用作輸出。P2口：P2口為一個內部上拉電阻的8位雙向I/O口， P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數據存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是8個帶內部上拉電阻的雙向I/O口，當P3口寫入1后，它們被內部上拉為高電平，用作輸入。當外部下拉

20、為低電平，P3口將輸出電流，作為輸出。RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節。 PSEN：外部程序存儲器的選通信號。EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間選通外部程序存儲器不管有無內部程序存儲器。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。圖2.6 AT89C51引腳圖（2）主要性能指標a.與MCS-51兼容b.4K字節可編程閃爍存儲器c.三級程序存儲器鎖定d.128*8位內部RAMe.32可編程I/O線f.

21、兩個16位可編成定時器/計數器g.5個中斷源h.低功耗的閑置和掉電模式i.片內振蕩器和時鐘電路,時鐘頻率1.212MHz;可有時鐘輸出j.有強的位尋址位處理能力（3）CPU時鐘電路 AT89C51單片機有一個高增益反向放大器，用于構成振蕩器，引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端。在XTAL1和XTAL2兩端跨接晶體或陶瓷振蕩器，就構成了穩定的自激振蕩器，其發出的脈沖直接送入內部時鐘發生器，見圖2.7所示：圖2.7 AT89C51的時鐘電路 外接晶振時，C1、C2值通常選擇為30pF左右；外接陶瓷振蕩器時，C1、C2約為47pF。C1、C2對頻率有微調作用，震蕩頻率范圍是1.

22、212MHz。（4）復位電路 AT89C51通常采用上電自動復位和按鍵手動復位兩種方式。上電復位電路在通電瞬間，在RC電路充電過程中，RST端出現正脈沖，從而使單片機復位。按鍵手動復位又分為按鍵電平復位和按鍵脈沖復位，按鍵電平復位是將復位端通過電阻與Vcc相連，按鍵脈沖復位是利用RC微分電路產生正脈沖來達到復位的目的。2.5 D/A、A/D轉換器 D/A轉換器DAC0832的介紹主要性能指標分辨率，通常將輸入數字量的最低有效位LSB變化1時所引起的輸入電壓的變化V稱為分辨率，即V=Vm/2,式中，Vm為輸出電壓的滿度值；n為D/A轉換器的二進制數的位數。建立時間，當DAC輸入數字量發生變換時，

23、輸出模擬電壓也隨之改變，但輸出電壓變化到穩定值時相對于輸入數字量的變化有一段延遲時間，這段延遲時間就稱為建立時間，用ts表示。建立時間越短，DAC的轉換速度越塊。通常用轉換時間來反映建立時間，如DAC0832的轉換速度為100ns,DAC0832的轉換速度為0.1ms。轉換誤差，轉換誤差可以用絕對誤差或相對誤差r來表示。絕對誤差是指DAC的輸入端加有固定的數字代碼時，實際測得模擬輸出值理論值之間的差。相對誤差r是指絕對誤差與滿度值之比，常用百分數表示。電源抑制比，DAC的輸出電壓的變化量與相對應的電源電壓變化量之比定義為電源抑制比。要求電源電壓發生變化時，對輸出電壓的影響越小越好。表2.1 D

24、AC0832的引腳A/D轉換器DA574的介紹AD574 的特點及功能AD574 是AD 公司生產的12 位逐次逼近型ADC , 它的轉換速度為25s , 轉換精度為0. 05 % , 可廣泛應用在數據采集系統中。由于AD574 芯片內有三態輸出緩沖電路, 因而可直接與單片機的數據總線相連, 而無須附加邏輯接口電路。引腳分布如圖2.8 所示:圖2.8 AD574的引腳圖CS:片送。CE:片啟動。R / C :讀出/轉換控制。12 / 8 :數據輸出格式選擇腳。當12 / 8 為1( +5V) 時, 12 條數據線將同時行輸出; 當12 / 8 為0(0V) 時,為8 位雙字節輸出。A0 : 字

25、節選擇線。在轉換期間, 當A0 為0 時,AD574 進行全12 位轉換；當A0 為1 時,進行8 位轉換。在讀出期間,當A0 為0 時, 輸出高8 位；當A0 為1 時, 輸出低4位,并以4 個0 作為尾隨的4 位以補足8 位,即當兩次讀出12 位數據時,應遵循左對齊原則。STS:輸出狀態指示引腳。轉換開始時,STS 為高電平,并在轉換過程中保持高電平。轉換完成后,STS返回到低電平。STS 可以作為狀態信息被CPU查詢;也可以在它的下降沿向CPU發出中斷請求, 以通知A /D 轉換已完成,同時CPU可以讀出轉換結果。2.6 存儲器的選擇。MCS-51單片機系統擴展時，一般使用P0口作為地址

26、低8位（與數據口分時復用），而P2口作為地址高8位，它共有16根地址總線，尋址空間為64KB。圖2.9 62256引腳圖2.7 鍵盤的設定本系統只涉及到錄音播放和復位，所以鍵盤由三個按鍵組成。當錄音鍵按下時啟動單片機和A/D轉換芯片工作，存儲器滿則自動保存；當放音鍵按下時啟動單片機和D/A轉換芯片工作，放音完成則自動停止；復位鍵有兩種情況，錄音時按下復位鍵則暫停錄音，再按下就繼續錄音，若按連續按兩下則重新錄音；當放音時按下復位鍵則暫停放音，再按下就繼續放音，若按連續按兩下則重新放音。圖2.10 鍵盤按鍵3 各模塊接口原理31 AT89C51和AD574 的接口原理AD574 和AT89C51系

27、統的基本組成主要有單片機、A / D 轉換器和計算機接口。其中單片機是系統的核心部分,單片機發出控制信號以啟動A /D 轉換器進行采樣, 然后將轉換結果存入雙端口SRAM。系統的硬件設計在連接上應主要考慮三總線(控制總線、地址總線、數據總線) 的連接,連接方式如圖2.9所示：圖3.1 單片機AT89C51與AD574的接口圖圖中AD574 是1 個完全的單片式12位逐次比較型A /D 轉換器, 它帶有可以直接與8 位或16 位總線接口的三態緩沖器,因而不需要再加鎖存器。由于AD574 片內自帶高精度參考電壓和時鐘, 因此不需要外部電路和時鐘就可全速工作, 是一種常用的中速A / D 轉換芯片。

28、AT89C51 的主要任務如下:(1) 接收主機的采樣命令。即利用P1. 7 口并采用查詢方式等待鍵盤發出采樣命令, 當其為低電平時,啟動采樣過程。(2) 啟動采樣。AT89C51 利用P2. 7 經過反相后控制AD574 的讀出和啟動轉換控制線R / C , 并再經過與非門和反相器來控制片選線CS(低電平有效) 。當P2.7 為高電平時,所有AD574 都處于待啟動狀態, 即設定各AD 的啟動地址均#FFFFH。AT89C51 的WR、RD 經過與非門接到AD574 的使能端,任意有效信號都會使能AD。(3) 讀取并存儲轉換結果。所有AD 轉換結束與否的判斷均由P1 口的低4 位來進行,當低

29、4 位均為低電平時, 表示所有轉換都已結束。進行讀取操作時,地址應為對應存儲器單元的操作地址, 因為存儲器單元地址的末尾2 位數依次為00、01、10、11 , 因此,對單元操作也就是表示對相應編號的A / D 轉換器進行了讀操作。 (4) 發出中斷。當存儲數據時, P2.2 的狀態可以判斷存儲器是否已滿。該電路采用單極性輸入方式, 可對010V或020V模擬信號進行轉換。轉換結果的高8位從D11D4 輸出,低4 位從D3D0 輸出,并且直接和單片機的數總線相連。轉換遵循左對齊原則,D3D0 應接單片機數據總線的高半字節。為了實現啟動A /D 轉換和轉換結果的讀出, AD574 的片選信號CS

30、 由地址總線的次低位A1( P0. 1) 提供, 在讀寫時,A1 應設置為低電平。AD574 的CE 信號由單片機的WR 和A7( P0. 7) 經一級或非門產生。R /C 則由RD 和A7 經一級或非門提供。可見在讀寫時,A7亦應為低電平。輸出狀態信號STS 接到P3. 2 端可供單片機查詢判斷A / D 轉換是否結束。AD574 的A0由地址總線的最低位A0( P0. 0) 控制,可用于實現全12 位轉換,并將12 位數據分兩次送入數據總線。3.2 DAC0832 與單片機的接口原理正常情況下 DAC0832 與單片機的接口應為 4條數據線，分別是 CS、CLK、D0、D1。但由于 DO端

31、與 D1端在通信時并未同時有效并與單片機的接口是雙向的，所以電路設計時可以將 DO和 D1 并聯在一根數據線上使用,如圖 3.2所示：圖3.2 DAC0832 與AT89C51的接口圖單片機對 ADC0832 的控制原理： 當 ADC0832未工作時其 CS輸入端應為高電平，此時芯片禁用，CLK 和DO/D1 的電平可任意。當要進行 A/D轉換時，須先將 CS使能端置于低電平并且保持低電平直到轉換完全結束。此時芯片開始轉換工作，同時由處理器向芯片時鐘輸入端 CLK 輸入時鐘脈沖，DO/D1端則使用 D1端輸入通道功能選擇的數據信號。在第 1 個時鐘脈沖的下沉之前 D1端必須是高電平，表示啟始信

32、號。在第 2、3個脈沖下沉之前 D1端應輸入 2 位數據用于選擇通道功能。 3.3 存儲芯片與單片機的接口原理 6225662256是32K的低功耗靜態RAM存儲器. 用P0和P2來擴展外部RAM（就是用P0和P2與62256對應的管腳相連接），假設P2.7接WR，P2.6接RD，P2.5接CS，那么就可以確定一個外部RAM的一個地址，如下圖3.3所示：圖3.3 62256與AT89C51的連接wr，cs，rd的那幾個位要符合選通，讀，寫的規定就可以了）。MCS-51單片機系統擴展時，一般使用P0口作為地址低8位（與數據口分時復用），而P2口作為地址高8位，它共有16根地址總線，尋址空間為64

33、KB。 3.4 系統接口總圖 完 完成了各模塊的設計，接下來是系統整體的連接以及系統功能的實現，單片機作為系統的核心，控制著所有芯片的啟停。錄音鍵按下單片機啟動AD574，麥克風將將采集的語音信號經放大器放大濾波放大后送往AD574轉換成數字信號存放在存儲芯片62256中；當放音鍵按下時，單片機啟動DAC0832并將存儲器中的數據送往DAC0832經濾波網絡和后置放大器放大最后由揚聲器將聲音還原。系統接口原理如圖3.4所示：3.4 系統原理圖3.5 系統的校正首先對頻域中的函數進行分析, 在頻域304030H范圍內的曲線如圖3.5所示：圖3.5 函數分析圖由圖可見，它近似于阻帶內增益變化極為緩

34、慢近于恒定的高通濾波器。進一步分析可知，該曲線在頻率很高處有大幅度的下降，故可用帶通濾波器來擬合該曲線，由于受單片機數據運算處理能力的限制，數字濾波不易實現，故這里采用硬件濾波，濾波電路如圖3.6所示。圖3.6 濾波電路該濾波網絡采用簡單的無源濾波網絡即可實現，圖中、構成初始放大倍數近乎恒定的網絡.觀察到在頻率較高處有大幅度的衰減,故該網絡還應滿足在頻率較高處的衰減特性，考慮到對于聲音信號，過多的高頻分量只能增加噪聲，所以后接、構成低通濾波器，截止頻率設在3.4KHz100Hz。該網絡在頻域由30Hz起，增益緩慢增大，到3.4kHz處幅頻。4 軟件設計單片機AT89C51通過片選方式掃描鍵盤，

35、有錄音鍵按下則錄音，同時錄音過程中若有復位鍵按下則暫停錄音，返回檢測鍵盤，有復位鍵則繼續錄音，若連續按兩下復位鍵則清空存儲器重新錄音；存儲器滿則自動返回，當有放音鍵按下則開始播放，播放過程中若檢測到復位鍵則暫停播放，在檢測到復位鍵則繼續播放，若連續檢測到兩次復位鍵則重新播放。程序設計流程圖如圖4.1所示： 圖4.1 程序流程圖5 結 論本論文是采用單片機來實現語音錄放系統的設計，解決了以前用磁帶記錄的缺陷，單片機語音錄放系統是數字電路為基礎，利用數字語音電路來實現語音信號的記錄、存儲、還原等。它具有體積小，使用方便，可靈活擴展等優點。通過此語音錄放系統的設計可以看出，數字語音系統比模擬語音系統

36、更方便，更靈活，它是以后語音系統發展的趨勢。由于本人知識的欠缺和實驗條件的限制，本設計還存在許多的不足之處，只完成了理論部分的工作，沒有做出仿真和硬件的制作。再以后的工作中，我會繼續努力提高自己的知識水平，定在電子專業方面做出貢獻。答謝：經過半年的忙碌和工作，本次畢業設計已經接近尾聲，作為一個本科生的畢業設計，由于經驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有彭光含導師的督促指導，以及一起學習的同學們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。彭老師平日里工作繁多，但在我做畢業設計的每個階段，從外出實習到查閱資料，設計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設計，裝配草圖等整個過程中都給予了我悉心的指

37、導。除了敬佩彭老師的專業水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神，也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。也要感謝和我一起作畢業設計的宿舍同學，在他們的幫助下順利完成畢業設計。最后要感謝大學四年來所有的老師和同學，有了你們的支持和鼓勵。此次畢業設計才會得以順利完成。 參考文獻1單片機原理及應用.張毅剛.高等教育出版社 2003.2現代語音處理技術及應用.張雄偉編著.北京：機械工業出版社，2003.83c程序設計. 譚浩強.北京:清華大學出版社19994 姚曉亮 劉春河 楊林杰，一種數字化語音存儲與回放系統的設計，芯片應用，2007，6：127-1295 黃恩，魏煒，鄒搜濤，等。數宇化

38、語音存儲與回放系統硬件設計。中國儀器儀表，2003,3:42-44.6 謝自美。電子線路設計實驗測試。華中科技大學出版社。2000.57 康華光。 電子技術基礎(第四版).北京：高等教育出版社，1999.8 高海春,任開達,孔德峰,等。數字化語音存儲與回放系統, 華東船舶工業學院學報。2000,6：76-79。9 Susan A. R. Garrod, Robort J. Borns. Digital logic-analysis application and design. Holt Rinehart and Winston, inc., 1991.10 A Book on C:Progr

39、amming in C,Fourth Edition 美Al Kelley,Ira Pohl Addison Wesley/Pearson 2004附 錄系統總程序BZ1: EQU 20HBZ2: EQU 21HBZ3: EQU 22HMOV 20H, #00HMOV 21H, #00HMOV 22H, #00HSETB EASETB 1TSETB EX0MAIN: MOV R1, #80HMAIN0: MOV A, 20H CJNE A, #01H, MAIN1 JMP CCMAN1: MOV A, 21H CJNE A, #01H, MAIN2 JMP FFMAIN2: MOV DPTR,

40、 #0EFFFH MOVX A, DPTR MOV DPTR, #0DFFFH MOVX DPTR, A MOV DPTR, #0BFFFH MOV A, R1 DEC A MOV R1, A CJNE A, #00H, MAIN0 JMP MAINCC: MOV 21H, #00H MOV R2, #0FFH MOV R3, #0FFHCC0: MOV A, 22H MOV R1, #80H CJNE A,#00H, CC1 MOV 22H, #00H JMP MAINCC1: MOV DPTR, #0FFF7H MOVX A, DPTR MOV DL, R2 MOV DH, R3 MOVX

41、 DPTR, A DEC R2 CJNE R2, #00H, CC2 MOV R2, R3CC2: MOV DPTR, #0FFFBH MOVX DPTR, A MOV DPTR, #0FFFEH MOV A, R1 MOVX DPTR, A DEC A MOV R1, A CJNE A, #00H, CC1 JMP CC0FF: MOV 20H, #00H MOV R2, #FFH MOV R3, #0FFHFF0: MOV A, 22H MOV R2, #80H CJNE A, #00H, FF1FF1: CJNE R2, #00H, FF2 JMP MAINFF2: MOV DL, R2

42、 MOV DH, R3 MOVX A, DPTR MOV DPTR, #0FFBH MOVX DPTR, A DEC R2 CJNE R2, #00H,FF3 MOV R2, R3FF3: MOV DPTR, #0FFFEH MOV A, R1 MOVX DPTR, A DEC A MOV R1, A CJNE A,#00H, FF1 JMP FF0中斷程序如下：（1） 鍵盤中斷：2D： JNB P10 K1 JNB P11 K2 JNB P12 K3 JNB P13 K4 JNB P14 K5 JNB P15 K6 JMP 2DK1： ACALL DELAY JNB P10 K11 JMP P10 2DK2： ACALL DELAY JNB P11 K21 JMP 2DK3： ACALL DELAY JNB P12 K31 JMP 2DK4： ACALL DELAY JNB P13 K41 JMP 2DK5： ACALL DELAY JNB P14 K51