電話留言機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).doc

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摘 要 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅猛發(fā)展 公安 鐵路 民航 金融等部門對(duì)語(yǔ)音記錄的 需求不斷增長(zhǎng) 把語(yǔ)音生成技術(shù)用于工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng) 自動(dòng)應(yīng)答系統(tǒng) 多媒體查詢系統(tǒng) 智能化儀表 辦公自動(dòng)化系統(tǒng)或家用電氣產(chǎn)品中 使它們具有語(yǔ)音輸出功能 使之能 在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候用語(yǔ)音實(shí)時(shí)報(bào)告系統(tǒng)的工作狀態(tài) 警告信息 提示信息或相關(guān)的解釋說(shuō) 明等 無(wú)疑在提高人機(jī)通信能力 減少對(duì)錯(cuò)誤處理的遺漏 提高系統(tǒng)性能 降低人們 的工作強(qiáng)度等方面都有極大的好處 而數(shù)字錄音系統(tǒng)作為其中的一種 經(jīng)常用于某些監(jiān)主對(duì)話系統(tǒng)中 在適當(dāng)?shù)臅r(shí) 候用語(yǔ)音實(shí)時(shí)報(bào)告系統(tǒng)的工作狀態(tài)和提示等 數(shù)字錄音系統(tǒng)是將現(xiàn)場(chǎng)的語(yǔ)音模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡x散的數(shù)字信號(hào) 然后存儲(chǔ)在一 定的存儲(chǔ)介質(zhì)上的一種錄音方式 它也是數(shù)字語(yǔ)音處理技術(shù)中常用的一種方式 采用 數(shù)字錄音技術(shù) 有較高的效率和自動(dòng)化程度 錄音時(shí)間也長(zhǎng) 并可將信息長(zhǎng)期保存于 存儲(chǔ)介質(zhì)中 同時(shí)對(duì)語(yǔ)音信息進(jìn)行編輯整理非常方便 可快速查找 實(shí)現(xiàn)數(shù)字錄音系統(tǒng)可以采用PC機(jī)實(shí)現(xiàn)和嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)兩種方式 當(dāng)使用 PC機(jī) 的時(shí)候 由于它的體積龐大 耗電高 造價(jià)也高 并且在某些情況下系統(tǒng)的穩(wěn)定性得 不到保證所以用PC機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)前述的各項(xiàng)功能和操作 就受到了一定的限制 而嵌入式 系統(tǒng)的體積小 供電方便 造價(jià)低 穩(wěn)定性也高 所以得到了廣泛的應(yīng)用 本論文介 紹了一種用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的嵌入式數(shù)字錄音系統(tǒng) 該系統(tǒng) 為一個(gè)數(shù)字錄音模塊 可以將其封裝在上面進(jìn)行二次開(kāi)發(fā) 它采用錄音的原理 錄音 時(shí) 單片機(jī)的CPU將語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)在存儲(chǔ)器中 播放的時(shí)候 既可以播放 錄音文件 也可以播放提前存儲(chǔ)器中的語(yǔ)音文件 關(guān)鍵詞 語(yǔ)音 數(shù)字 單片機(jī) Abstract With the growth of the development of the economy the need for sound Record in the department of Gongan and Railway are increasing It is much Useful for the advance in the communication between the people and the machine and for the reducing of the mistake of the disposal in the system of industrial surveillance the system of the The digital recording system as one of a kind frequently used in some of the DAIJI prison system in the dialogue at an appropriate time to voice real time reporting system and the work of state and other tips Digital recording system is the scene of the voice analog signal into a discrete digital signal and then stored in a storage medium on a recording it is also digital voice processing technologies used in a way Use of digital recording technology efficiency and a higher degree of automation recording a long time and the information stored in long term storage medium while the voice information edited by the very convenient and fast to find Digital recording system can be used to achieve a PC and embedded systems in two ways When using a PC when because of its size power consumption high cost and in some cases system stability can not be guaranteed so using a PC to achieve the aforementioned functions and operation Subject to certain restrictions The small size of the embedded systems power supply convenience low cost high stability has been widely used This paper presents a MCU with embedded digital recording system which As a digital recording module that can be packaged in a second development above It uses the principles of sound recording sound recording the MCU CPU will voice signal into a digital signal in memory The players both can play audio files can also play early in the memory of the audio files 目 錄 1 緒論 5 1 1 題目背景 5 1 2 語(yǔ)音留言系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀 展望 6 1 3 語(yǔ)音留言系統(tǒng)的應(yīng)用 7 1 4 本文結(jié)構(gòu) 7 2 硬件總體設(shè)計(jì) 2 2 1 系統(tǒng)描述 8 2 2 系統(tǒng)的元件選擇 9 2 3 系統(tǒng)功能分析 9 2 4 各部分電路的設(shè)計(jì) 14 2 4 1 振鈴電路 14 2 4 2 摘機(jī)掛機(jī)電路和 DTFM 雙音多頻解碼集成電路 14 2 4 3 電話筒檢測(cè)電路 14 2 4 4 4 4 鍵盤電路 14 2 4 5 錄放音主電路 14 3 軟件設(shè)計(jì) 22 3 1 錄音程序設(shè)計(jì) 22 3 2 放音程序設(shè)計(jì) 24 4 系統(tǒng)的拓展 27 4 1 儲(chǔ)存時(shí)間的拓展 27 4 2 ISD4004 清晰化和立體聲語(yǔ)音系統(tǒng)擴(kuò)展 28 結(jié)論 38 參考文獻(xiàn) 39 致謝 40 附錄 39 1緒論 1 1項(xiàng)目背景 隨著公安 鐵路等部門對(duì)語(yǔ)音記錄的需求不斷增長(zhǎng) 出現(xiàn)了許多聲音處理的產(chǎn)品 而數(shù)字錄音系統(tǒng)作為其中的一種 經(jīng)常用于某些監(jiān)控對(duì)話系統(tǒng)中 在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候用語(yǔ) 音實(shí)時(shí)報(bào)告系統(tǒng)的工作狀態(tài)和提示信號(hào)等 本文介紹了一種用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的嵌入式數(shù)字錄音系統(tǒng) 該系統(tǒng)為一個(gè)數(shù)字錄音模塊 可以將其封裝在上面進(jìn)行二次開(kāi)發(fā) 它采用數(shù)字錄音的原理 錄音時(shí) 單片機(jī)的CPU 將語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào) 存儲(chǔ)存儲(chǔ)器中 播放的時(shí)候 既可以播放錄音文件 也 可以播放提前存入存儲(chǔ)器中的語(yǔ)音文件 本文首先介紹了實(shí)現(xiàn)嵌入式錄音的幾種技術(shù) 然后介紹了數(shù)字錄音的原理 在這之后進(jìn)行了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和詳細(xì)的軟硬件設(shè) 計(jì) 給出了系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果 最后 對(duì)系統(tǒng)的應(yīng)用前景進(jìn)行了分析并提出了 改進(jìn)設(shè)想 從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看 本論文所設(shè)計(jì)的嵌入式數(shù)字錄音系統(tǒng)穩(wěn)定性較好 當(dāng)然要真正做到 商業(yè)化還需要做很多的改進(jìn)工作 但它對(duì)許多要求錄放的場(chǎng)合是十分有用的 嵌入式數(shù)字錄音系統(tǒng)體積小 操作方便 供電簡(jiǎn)單 造價(jià)低 范圍廣 本文中介紹 的嵌入式數(shù)字錄音系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是具有同時(shí)壽音功能 為很多場(chǎng)合下需要證明播放 過(guò)語(yǔ)音文件提供了支持 本文中設(shè)計(jì)的嵌入式數(shù)字錄音系統(tǒng) 主要是要滿足以下幾個(gè)指標(biāo) 1 足夠長(zhǎng)的錄音時(shí)間 至少 5 分鐘以上的時(shí)間 主要滿足對(duì)長(zhǎng)時(shí)間數(shù)字語(yǔ)音記錄的 需要 2 大容量非易失數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器作為存儲(chǔ)媒介 可以保存語(yǔ)音文件和一記錄 3 靈活方便的控制方式 可以隨心所欲地進(jìn)行客戶所需要的各種對(duì)語(yǔ)音的操作 4 合理的數(shù)據(jù)壓縮方式 既保證語(yǔ)音的質(zhì)量 又要盡可能地充分地利用存儲(chǔ)空間 1 2 語(yǔ)音留言系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀 展望 語(yǔ)音信號(hào)處理屬于信息科學(xué)的一個(gè)重要分支 大規(guī)模集成技術(shù)的高度發(fā)展和計(jì)算 機(jī)技術(shù)的飛速前進(jìn) 推動(dòng)了這一技術(shù)的發(fā)展 在數(shù)字音頻技術(shù)和多媒體技術(shù)迅速發(fā)展 的今天 傳統(tǒng)的磁帶語(yǔ)音錄放系統(tǒng)因體積大 使用不便 放音不清晰而受到了巨大挑 戰(zhàn) 本課題組提出的體積小巧 功耗低的數(shù)字化語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng) 可以有效的解 決傳統(tǒng)的語(yǔ)音錄放系統(tǒng)在電子與信息處理的使用中受到的限制 傳統(tǒng)的磁帶語(yǔ)音錄放系統(tǒng)因其體積大 使用不便 在電子與信息處理的使用中受到 許多限制 體積小巧 功耗低的數(shù)字化語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)將完全可以替代它 數(shù)字化 語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)的基本原理是對(duì)語(yǔ)音的錄音與放音的數(shù)字控制 主要包括為了增 加語(yǔ)音存儲(chǔ)時(shí)間 提高存儲(chǔ)器的利用率 采用了非失真壓縮算法對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行壓縮后再 存儲(chǔ) 而在回放時(shí)再進(jìn)行解壓縮 同時(shí) 對(duì)輸入語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波以抑制雜音和干擾 從而確保了語(yǔ)音回放的可靠質(zhì)量 80 年代以來(lái) 美 日等國(guó)的數(shù)字語(yǔ)音技術(shù)的研究工作進(jìn)入了應(yīng)用階段 相繼研制的大 規(guī)模集成電路語(yǔ)音芯片已經(jīng)供應(yīng)市場(chǎng) 并不斷推出新的品種 數(shù)字語(yǔ)音技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng) 域十分廣泛 首先是數(shù)字通信系統(tǒng) 當(dāng)通過(guò)數(shù)字通信系統(tǒng)傳送語(yǔ)音信號(hào)時(shí) 語(yǔ)音數(shù)字 化技術(shù)就是必不可少的了 發(fā)送端實(shí)際上即為語(yǔ)音編碼 接收端為語(yǔ)音合成 在我們 的日常生活中 數(shù)字化語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用 諸如公交車報(bào)站器 采訪筆 MP3 播放器 手機(jī)等 使得產(chǎn)品的功能強(qiáng)大 淘汰了磁帶錄音的傳統(tǒng)方式 方便了人們的生活 推動(dòng)了社會(huì)的進(jìn)步 近年來(lái)單片式語(yǔ)音集成電路發(fā)展迅速 ISD 公司已經(jīng)推出語(yǔ)音容量為 6 秒至 16 分鐘的 芯片 預(yù)計(jì)未來(lái)兩年將推出單片 32 64 分鐘的芯片 這樣 大多數(shù)的語(yǔ)音電路設(shè)計(jì)都 能很方便地實(shí)現(xiàn) 更復(fù)雜的功能控制也可通過(guò)單片機(jī)或微電腦的軟件配合來(lái)完成 目 前 十幾分鐘到幾個(gè)小時(shí)的數(shù)碼語(yǔ)音電路設(shè)計(jì)是亟待解決的問(wèn)題 如沙盤模型的自動(dòng) 語(yǔ)音講解 廣告播放 列車指揮黑匣子 119 電話錄音系統(tǒng) 會(huì)議錄音系統(tǒng)等 從我們自身專業(yè)與現(xiàn)階段的知識(shí)構(gòu)成出發(fā) 我們選擇了以單片機(jī)為核心來(lái)實(shí)現(xiàn)語(yǔ) 音采集與回放 本課題多功能信號(hào)發(fā)生器是利用單片機(jī) 通過(guò)自主編寫匯編程序 來(lái) 實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音數(shù)據(jù)的傳遞 1 3 語(yǔ)音留言系統(tǒng)的應(yīng)用 系統(tǒng)的應(yīng)用方向 語(yǔ)音留言系統(tǒng)的應(yīng)用有很多 包括中央錄音系統(tǒng) 語(yǔ)音留言信箱 會(huì)議錄音系統(tǒng) 等等 如會(huì)議錄音系統(tǒng) 由于數(shù)字語(yǔ)音留言系統(tǒng)可錄2至3個(gè)小時(shí)乃至更長(zhǎng)的語(yǔ)音信息 十分適合于會(huì)議的記錄 同時(shí)由于儲(chǔ)存芯片的造價(jià)低廉 可多次擦寫錄音 而且可靠 性高 語(yǔ)音清晰 更重要的是數(shù)字語(yǔ)音系統(tǒng)本身可與PC機(jī)相連 使得語(yǔ)音信息的儲(chǔ)存 能更為方便簡(jiǎn)單 并且可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)等方式傳播出去 使得數(shù)字語(yǔ)音系統(tǒng)不但能達(dá)到錄 音功能 更使得信息的傳播更為簡(jiǎn)捷方便 由于以上的優(yōu)點(diǎn) 語(yǔ)音留言系統(tǒng)在許多不 同的領(lǐng)域都得到廣泛的 各種各樣的應(yīng)用 本文研究的是最常用的一種 將會(huì)研究的 是遠(yuǎn)程電話錄音系統(tǒng) 電話留言系統(tǒng)的現(xiàn)狀 中國(guó)的固定電話業(yè)務(wù)也呈現(xiàn)出舉世矚目的快速增長(zhǎng) 近兩年 隨著科技的進(jìn)步和 人們對(duì)信息交流的需求 帶有錄音功能的錄音電話走向了市場(chǎng) 錄音電話可以在無(wú)人 時(shí)自動(dòng)接聽(tīng)電話并將對(duì)方的信息錄下來(lái) 主人只需提取錄音即可 最大可能的將可能 延誤 失去的信息反饋給主人 早期的電話錄音系統(tǒng)是使用盒式錄音帶 但由于體積 過(guò)大 使用不便 錄音不清晰 受到諸多限制 后來(lái)又推出了集成電路存儲(chǔ)話音的產(chǎn) 品 其原理是錄音時(shí)把話音信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息存儲(chǔ)在隨即的存儲(chǔ)器中 放音時(shí) 將 數(shù)字信息讀出 經(jīng)數(shù) 模準(zhǔn)換和放大后能夠音頻信號(hào)送往線路上 單片機(jī)控制技術(shù)突飛猛進(jìn) 讓人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到它的重要性 隨著集成電路的迅 速發(fā)展 使得單片機(jī)的應(yīng)用小型化 一改從前的那種大型機(jī) 中型機(jī)為主的機(jī)器 使 得單片機(jī)應(yīng)用于模塊很小的集成電路中 從而讓單片機(jī)的應(yīng)用得到更大的發(fā)揮 單片機(jī)技術(shù)不斷成熟和發(fā)展 使得智能電話系統(tǒng)從功能到造價(jià) 從實(shí)用性到穩(wěn)定 都有了巨大的提高 由于智能電話系統(tǒng)有著 按鍵顯示 語(yǔ)音留言 語(yǔ)音撥號(hào) 語(yǔ)音 提示和遠(yuǎn)程控制等傳統(tǒng)電話所不能比擬的優(yōu)點(diǎn) 以及我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高 智能 電話系統(tǒng)已經(jīng)在我得到了較為廣泛的運(yùn)用 1 4 本文結(jié)構(gòu) 本文的主體包括五章 本章簡(jiǎn)要說(shuō)明項(xiàng)目的背景 應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀 第二章介紹系統(tǒng) 的總體設(shè)計(jì)思路 硬件總體設(shè)計(jì) 分電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)以及優(yōu)缺點(diǎn)等 第三章介 紹系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)框圖以及軟硬件注釋 第四章主要是系統(tǒng)的拓展 包括語(yǔ)音系統(tǒng)錄 音時(shí)間的增長(zhǎng) 采樣頻率的選擇達(dá)到清晰化標(biāo)準(zhǔn)以及使用多芯片達(dá)到立體聲要求等方 面 第五章為結(jié)束語(yǔ) 2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 2 1 系統(tǒng)的描述 電話語(yǔ)音留言系統(tǒng)的構(gòu)成如圖 2 1 本系統(tǒng)是由中央控制器 信號(hào)檢測(cè)電路 信號(hào) 解碼電路 本地控制電路 狀態(tài)檢測(cè)電路 語(yǔ)音儲(chǔ)存芯片 放音電路 錄音電路組成 系統(tǒng)的控制分為兩部分 一部分是本地遠(yuǎn)程控制 控制信號(hào)是由遠(yuǎn)端控制信號(hào)輸 入的 另一部分是本地控制 控制信號(hào)由近端直接給出 遠(yuǎn)端控制過(guò)程是當(dāng)信號(hào)輸入時(shí)信號(hào)檢測(cè)電路響應(yīng) 信號(hào)解碼電路等待 中央控制 器接到信號(hào)檢測(cè)電路信號(hào)后 經(jīng)過(guò)狀態(tài)檢測(cè)電路的反饋信息 作出控制調(diào)整 信號(hào)解 碼電路工作 輸入遠(yuǎn)端信號(hào)并解碼送入控制器 控制器響應(yīng)并使語(yǔ)音儲(chǔ)存芯片和錄音 電路工作 使得信號(hào)通過(guò)錄音電路儲(chǔ)存到語(yǔ)音儲(chǔ)存芯片當(dāng)中 本地控制電路是信號(hào)由本地控制電路直接給出 中央處理器響應(yīng) 并使得放音電 路和語(yǔ)音儲(chǔ)存芯片工作 使得語(yǔ)音儲(chǔ)存芯片的信息通過(guò)放音電路以語(yǔ)音形式播放出來(lái) 信號(hào)檢測(cè) 電路 信號(hào)解碼 電路 中央控 制器 語(yǔ)音 儲(chǔ)存 芯片 放音電路 錄音電路 狀態(tài)檢測(cè) 電路 信 號(hào) 反饋 信號(hào)傳輸 響應(yīng)信 號(hào)發(fā)送 解碼信 號(hào)發(fā)送 圖 2 1 電話語(yǔ)音留言系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖 2 2 電路的元件選擇 本課題主要研究單片機(jī)實(shí)現(xiàn)能遠(yuǎn)程電話控制的語(yǔ)音留言系統(tǒng) 系統(tǒng)以單片機(jī) AT89C51 作為芯片 再以 ISD4003 作為儲(chǔ)放音芯片 加上振鈴電路 4 4 鍵盤 摘機(jī) 電路 電話筒電路和雙音多頻解碼集成電路 MT8870 為核心 通過(guò)電話線路遙控的遠(yuǎn) 程電話錄音系統(tǒng) 由主近電路和接口電路 2 部分組成 單片機(jī)構(gòu)成主控部分 進(jìn)行主 要的信息處理 接收外部操作指令形成各種控制信號(hào) 并完成對(duì)各種信息的記錄 接 口電路包括自動(dòng)摘掛機(jī)控制電路 雙音頻 DTMF 譯碼 編碼電路等 作為數(shù)字錄音系統(tǒng) 因價(jià)格以及技術(shù)成熟程度所以該系統(tǒng)選擇了 AT89C51 芯片 使用擁有錄音 放音以及儲(chǔ)存功能的 ISD4003 系列芯片 因電話功能需要 該電路中 加如了能響應(yīng)來(lái)電的振鈴電路 以及能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作的雙音頻解碼電路 2 3 系統(tǒng)功能分析 系統(tǒng)的功能包括以下幾方面 1 該系統(tǒng)主要應(yīng)用于電話留言 能適用于嵌入式電話系統(tǒng) 并適用于雙音頻解碼 電話 2 該系統(tǒng)能有 8 分鐘的電話錄音 并有 10 萬(wàn)次錄音周期 能儲(chǔ)存多個(gè)電話打入的 錄音 3 系統(tǒng)有不怕斷電 低功耗 耐用持久以及可靠性高等特點(diǎn) 4 能在有電話接入時(shí) 自動(dòng)檢測(cè)是否有人接聽(tīng) 然后進(jìn)入電話錄音程序 5 操作方面 錄音時(shí)能對(duì)遠(yuǎn)程操作反應(yīng) 放音時(shí)使用 4 4 鍵盤控制 6 錄音時(shí) 掛電話能自動(dòng)停止錄音 主電路 見(jiàn) PCB 原理圖 2 4 電路分部介紹 2 4 1 振鈴電路 當(dāng)電話接收到振鈴信號(hào)時(shí) 電話線路上有交流 48V 的電壓信號(hào) 電容 C1 阻斷了 直流 只讓振鈴信號(hào) 30Hz 左右 通過(guò) zl1 將該指令信號(hào)整流 D1 將信號(hào)穩(wěn)壓 C2 將整流的信號(hào)濾波 抑制干擾 被 C2 平滑后的直流電壓被用于驅(qū)動(dòng)光電耦合器的發(fā)光 二極管 當(dāng)振鈴信號(hào)出現(xiàn)時(shí)光電耦合器的集電極電位變低 此信號(hào)的下降沿向 CPU 申 請(qǐng)中斷 當(dāng)電話線來(lái)電時(shí) 振鈴電路經(jīng)過(guò)的電壓為正玄半波直流電壓 當(dāng)電壓大于一 定值時(shí) 發(fā)光二極管導(dǎo)通 從而光電耦合器導(dǎo)通 INT0 接受低電平 當(dāng)電壓小于一定 直時(shí) 二極管關(guān)閉 光電耦合器關(guān)閉 INT0 又變?yōu)楦唠娖?從而產(chǎn)生脈沖 電路如圖 2 2 圖 2 2 振鈴電路圖 2 4 2 摘機(jī)掛機(jī)電路和 DTFM 雙音多頻解碼集成電路 該電路主要分為兩部分 其中摘機(jī)掛機(jī)電路 是在主芯片響應(yīng)振鈴電路后 經(jīng)查 詢電話筒電路 在沒(méi)人應(yīng)答的情況下 接通 DTFM 雙音多頻解碼集成電路 經(jīng) DTFM 電路音頻解碼后 代表?yè)芴?hào)值的 4 位 BCD 碼 Q1 Q4 送往 CPU 處理 其主要 作用是對(duì)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的輸入進(jìn)行解碼響應(yīng) 電路如圖 2 3 圖 2 3 摘機(jī)掛機(jī)電路和 DTFM 雙音多頻解碼集成電路圖 摘機(jī)掛機(jī)電路工作原理 摘機(jī) 掛機(jī)電路其實(shí)就是一個(gè)電子開(kāi)關(guān) 它的作用是完成摘機(jī) 掛機(jī)的動(dòng)作 為 避免電話占線 電話電路和電話線之間平時(shí)應(yīng)該是處于斷開(kāi)狀態(tài)的 當(dāng)你打電話到家 里來(lái) 如果出現(xiàn)了若干次鈴響而且沒(méi)人接聽(tīng) 這時(shí)候就需要讓錄音系統(tǒng)和電話線路接 通 即完成摘機(jī)動(dòng)作 其實(shí)就是要在電話錄音系統(tǒng)和電話線間放置一個(gè)開(kāi)關(guān) 等電話 打入沒(méi)人聽(tīng)時(shí)開(kāi)關(guān)接通 平常斷開(kāi) 如圖 當(dāng) P2 7 為低電平 0 時(shí) v2 不導(dǎo)通 從而 V1 也不導(dǎo)通 當(dāng)電話接通并沒(méi)人 接聽(tīng)時(shí) 只要 89C51 端口 P2 7 置 1 V2 接通 V2 的集電極也有了電流通過(guò) 由于 V2 的集電極是通過(guò)電阻 R4 和 V1 的基極連接的 當(dāng) V2 集電極有電流時(shí) V1 的基極也就有了偏置電流和電壓 因此 V1 也就導(dǎo)通了 從而 SL2 V1 R6 之 間行成回路 并且將線路上的信號(hào)在 R5 兩端產(chǎn)生電壓降 想當(dāng)于把電話線的信 號(hào)放于 R6 兩端 R6 就相當(dāng)于電話線的負(fù)載電阻了 該原理其實(shí)可以歸結(jié)為 P2 7 接 通 該電路接通 從而 P2 7 作為電話線和錄音系統(tǒng)之間的開(kāi)關(guān) 而 P2 7 端口可以通過(guò) 89C51 設(shè)置控制 通過(guò)振鈴電路的響應(yīng)和查詢電話筒電路的狀態(tài)進(jìn)行設(shè)置 得到能夠 控制的電話錄音系統(tǒng) 摘機(jī)掛機(jī)電路電路如圖 2 4 摘機(jī)掛機(jī)電路后連接的是電話 DTFM 雙音多頻解碼集成電路 圖 2 4 摘機(jī)掛機(jī)電路圖 DTFM 雙音多頻解碼集成電路 雙音頻是電話鍵號(hào)傳輸?shù)囊环N方式 從自動(dòng)電話的制式來(lái)分 可分為 脈沖制式 及 雙音頻制式 兩種 脈沖制式 也就是撥號(hào)的時(shí)候電話機(jī)發(fā)出的是一串一串的 無(wú)電 流脈沖 比如當(dāng)撥號(hào)碼 1 的時(shí)候 發(fā)出去的是 1 個(gè) 無(wú)電流脈沖 也就是一個(gè) 斷電脈 沖 撥 2 的時(shí)候 發(fā)出去的是兩個(gè)連續(xù)的 無(wú)電流脈沖 但是脈沖制式這種傳輸方式 是極為容易被干擾的 經(jīng)過(guò)長(zhǎng)途線路傳送以后 由于線路電感和電容的影響 脈沖的 波形會(huì)發(fā)生嚴(yán)重畸變 傳到對(duì)方以后很可能就完全變樣了 所以這類逐步淘汰的產(chǎn)品 不宜選用 雙音頻就是撥電話的時(shí)候 撥每一個(gè)號(hào)碼 發(fā)出去的都是由兩個(gè)不同頻率 的音頻信號(hào)組合起來(lái)的雙音頻信號(hào) 比如撥 0 的時(shí)候 發(fā)出去的兩個(gè)音頻信號(hào)分別是 941HZ 和 1336HZ 撥 9 的時(shí)候發(fā)出去的兩個(gè)音頻信號(hào)分別是 952HZ 和 1477HZ 等等 我們用電話進(jìn)行撥號(hào)時(shí)都能從聽(tīng)筒中聽(tīng)到一種按鍵的聲音 這種聲音其實(shí)就是由兩個(gè) 不同的頻率組合成的復(fù)合音 雙音頻電話機(jī)具有接通速度快 聲音清晰等很多優(yōu)點(diǎn) 而且對(duì)于電話新功能的使用來(lái)說(shuō) 雙音頻電話機(jī)是不可缺的 所以該錄音系統(tǒng)選擇的 是音頻解碼電路 電路圖如下圖 2 5 圖 2 5 雙音頻解碼電路圖 該電路使用 MT8870 他的芯片特點(diǎn)如下 1 DTMF8880 是 CMOS 大規(guī)模集成電路功耗低 52mW 并且將發(fā)送和接收電 路集成在一個(gè)芯片內(nèi) 所以集成度高 2 可編程控制 容易與微機(jī)接口 微機(jī)可控制接收部分工作原理與 DTMF 信號(hào)接 收器 MT8870 相同 發(fā)送部分采用開(kāi)關(guān)電容式 D A 變換器 因此 DTMF 信號(hào)失真小 頻率精度高 片內(nèi)計(jì)數(shù)器對(duì)雙音頻模式的占空時(shí)間進(jìn)行精確定時(shí) 3 RSO 為寄存器選擇輸入端 2 為時(shí)鐘輸入端 與 R W 配合完成讀寫數(shù)據(jù) IRQ CP 為中斷請(qǐng)求信號(hào)輸出端 OC 輸出電路 或者在 CP 模式時(shí) 輸出方波 標(biāo)志 已收到 DTMF 信令編解碼及各種公式模式選擇 4 具有多種工作模式 所以功能很強(qiáng) 本系統(tǒng)的雙音頻電路使用 MT8870 解碼器 該解碼器能以 4 位并行二進(jìn)制碼解碼 16 位鍵盤 解碼圖如圖 2 6 圖 2 6 MT8870 輸出解碼圖 2 4 3 電話筒檢測(cè)電路 該電路用于檢測(cè)電話是否有人接聽(tīng) 當(dāng)電話筒被拿起時(shí) S1 斷開(kāi) V4 不導(dǎo)通 從而 V5 基極為高電平 V5 導(dǎo)通 V5 集電極為低電平 輸出到 P0 3 當(dāng)電話無(wú)人接聽(tīng) S2 接合 輸出到 P0 3 為高電平 歸結(jié)為有人接聽(tīng) 輸出為高電平 無(wú)人接聽(tīng) 輸出為 低電平 電路如圖 2 7 圖 2 7 電話筒檢測(cè)電路圖 2 4 4 4 4 鍵盤電路 該電路為共陽(yáng)極 4 4 鍵盤 電路如圖 2 8 圖 2 8 4 4 鍵盤電路圖 2 4 5 錄放音主電路 錄放音主電路是由 AT89C51 ISD4003 以及附屬的錄放音功放電路組成 1 i ATMEL公司的 AT89C51 其內(nèi)含 4 KB的FLASH存儲(chǔ)器 大家都熟悉 不多做介 紹 美國(guó)ISD公司推出的ISD4003系列單片語(yǔ)音錄放電路 采用多電平直接模擬量存儲(chǔ) 技術(shù) 將每個(gè)采樣值直接存儲(chǔ)在片內(nèi)的快閃存儲(chǔ)器中 能夠非常真實(shí) 自然地現(xiàn)語(yǔ)音 音樂(lè) 音調(diào)和效果聲 該電路具有操作簡(jiǎn)單 接口方便 錄音時(shí)間長(zhǎng) 可任意分段錄 放 不怕斷電及低功耗等諸多優(yōu)點(diǎn) 因此 被廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化通信系統(tǒng) 移動(dòng)電話 智能儀器及其他需要語(yǔ)音提示的各種電子產(chǎn)品中 ISD400 的所有操作必須由微控制 器控制 操作命令通過(guò)串行通信接口 SPI或Microwire 送人 本文介紹一種用51系列單 片機(jī)作控制器 通過(guò)單片機(jī)的串行口對(duì)ISD4003系列語(yǔ)音芯片進(jìn)行錄音 放音等控制的 方案 該方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 控制可靠 有較高的實(shí)用價(jià)值 ISD4003簡(jiǎn)介 1 單片 4 至 8 分鐘語(yǔ)音錄放 2 內(nèi)置微控制器串行通信接口 3 3V 單電源工作 4 多段信息處理 5 工作電流 25 30mA 維持電流 1 A 6 不耗電信息保存 100 年 典型值 7 高質(zhì)量 自然的語(yǔ)音還原技術(shù) 8 10 萬(wàn)次錄音周期 典型值 9 自動(dòng)靜噪功能 10 片內(nèi)免調(diào)整時(shí)鐘 可選用外部時(shí)鐘 ISD4003系列工作電壓3V 單片錄放時(shí)間4至8分鐘 音質(zhì)好 適用于移動(dòng)電話及其他便攜 式電子產(chǎn)品中 芯片采用CMOS技術(shù) 內(nèi)含振蕩器 防混淆濾波器 平滑濾波器 音頻 放大器 自動(dòng)靜噪及高密度多電平閃爍存貯陣列 芯片設(shè)計(jì)是基于所有操作必須由微 控制器控制 操作命令可通過(guò)串行通信接口 SPI或Microwire 送入 芯片采用多電平直接 模擬量存儲(chǔ)技術(shù) 每個(gè)采樣值直接存貯在片內(nèi)閃爍存貯器中 因此能夠非常真實(shí) 自然 地再現(xiàn)語(yǔ)音 音樂(lè) 音調(diào)和效果聲 避免了一般固體錄音電路因量化和壓縮造成的量化 噪聲和 金屬聲 采樣頻率可為 4 0 5 3 6 4 8 0kHz 頻率越低 錄放時(shí)間越長(zhǎng) 而音質(zhì)則有 所下降 片內(nèi)信息存于閃爍存貯器中 可在斷電情況下保存100年 典型值 反復(fù)錄音10萬(wàn) 次 一塊ISD芯片上集成有麥克風(fēng)前置放大器 AMP 自動(dòng)增益控制電路 AGC 抗混 淆和平滑濾波器 模擬存儲(chǔ)陣列 揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器 控制接口和內(nèi)部精確的參考時(shí)鐘 外部元件包括 麥克風(fēng) 揚(yáng)聲器 開(kāi)關(guān)和少數(shù)電阻 電容 再加上電源和電池 為了減 小噪聲 芯片內(nèi)部模擬 數(shù)字電路具有各自的電源 地線總線 以方便在印制板上實(shí) 現(xiàn)數(shù)字 模擬電路電源和地線分開(kāi)走線 形成單點(diǎn)接地的布線規(guī)則 ISD 系列有多種型號(hào) 包括以下幾種 ISD4003 使用 SPI 協(xié)議 SPI 總線接口時(shí)序及命令格式 ISD4003 工作于 SPI 串行接口 SPI 協(xié)議是一個(gè)同步 串行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議 協(xié)議假定微控制器的 SPI 移位寄存器在 SCLK 的下降沿動(dòng)作 因此對(duì) ISD4003 而言 在時(shí)鐘止升沿鎖存 MOSI 引腳的數(shù)據(jù) 在下降沿將數(shù)據(jù)送至 MISO 引腳 協(xié)議的具體內(nèi)容為 1 所有串行數(shù)據(jù)傳輸開(kāi)始于 SS 下降沿 2 SS 在傳輸期間必須保持為低電平 在兩條指令之間則保持為高電平 3 數(shù)據(jù)在時(shí)鐘上升沿移入 在下降沿移出 4 SS 變低 輸入指令和地址后 ISD 才能開(kāi)始錄放操作 5 指令格式是 5 位控制碼 加 11 位地址碼 6 ISD 的任何操作 含快進(jìn) 如果遇到 EOM 或 OVF 則產(chǎn)生一個(gè)中斷 該中斷狀態(tài)在 下一個(gè) SPI 周期開(kāi)始時(shí)被清除 7 使用 讀 指令使中斷狀態(tài)位移出 ISD 的 MISO 引腳時(shí) 控制及地址數(shù)據(jù)也應(yīng)同步 從 MOSI 端移入 因此要注意移入的數(shù)據(jù)是否與器件當(dāng)前進(jìn)行的操作兼容 當(dāng)然 也允 許在一個(gè) SPI 周期里 同時(shí)執(zhí)行讀狀態(tài)和開(kāi)始新的操作 即新移入的數(shù)據(jù)與器件當(dāng)前的操 作可以不兼容 8 所有操作在運(yùn)行位 RUN 置 1 時(shí)開(kāi)始 置 0 時(shí)結(jié)束 9 所有指令都在 SS 端上升沿開(kāi)始執(zhí)行 芯片支持 8 位 16 位命令格式 傳輸時(shí)序如圖 2 9 所示 ISD4003 系列語(yǔ)音芯片 SPI 總線參數(shù)如表所示 圖2 9傳輸時(shí)序圖 89C51和ISD4003的連接電路如圖2 10 圖2 10 89C51和ISD4003連接電路圖 89C51和ISD4003的RAC 與T0 端相接 RAC為行信號(hào)輸人端 4 RAC 的計(jì)數(shù)值 對(duì) 應(yīng)當(dāng)前的行地址 對(duì)錄放信息的精確定位 通信方式為串行通信 通信方式選為方式 0 89C51的串行輸出口RXD接于MOSI ISD4003的串行輸入接口 TXD和SCLK接 為串行時(shí)鐘 MISO串行輸出端 與P01相接 命令字圖如圖2 11 圖2 11 ISD4003命令字圖 命令字的高5位為操作碼 低11位為操作地址 狀態(tài)字的最高2位分別是溢出標(biāo)志OVF 和信息段末尾標(biāo)志EOM 緊跟其后的是行地址計(jì)數(shù)器的值 放音放大電路 4 語(yǔ)音放大電路 本系統(tǒng)采用差分驅(qū)動(dòng)放大器 是對(duì)語(yǔ)音輸入信號(hào)進(jìn)行放大處理 以達(dá)到 ISD4004 輸入信號(hào)的要求 使用功率放大器來(lái)驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器 通過(guò)放大濾波可以 使揚(yáng)聲器發(fā)出清晰而且響亮的語(yǔ)音信號(hào) 電路如圖 2 12 圖 2 12 放音輸出放大電路圖 錄音輸入電路 錄音輸入電路是要把由遠(yuǎn)端的電話聲音信號(hào)錄到芯片中 由于從電話線出來(lái)的信 號(hào)也需要送入 ISD4003 進(jìn)行錄音 因此需要將這條線引出來(lái) 以便于設(shè)法耦合到電話 線路上去 對(duì)于話筒 MIC 由于需要將電話線路上送來(lái)的聲音信號(hào)耦合到語(yǔ)音芯片 ISD4003 中去 因此在 MIC 的另一端接到 C12 上 通過(guò)導(dǎo)通的 V3 接地 這樣從電話 線進(jìn)來(lái)的聲音信號(hào)就能夠在話筒 MIC 兩端產(chǎn)生電壓降 通過(guò) C12 的電壓差 使 MIC 的電壓降能耦合到 ISD4003 的 IN 和 IN 電路如圖 2 13 圖 2 13 錄音輸入電路圖 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 3 1 錄音主程序 錄音主程序流程圖 振鈴電路 觸發(fā)中斷 待機(jī) 接聽(tīng) Y 檢測(cè)掛電話 否 N 延時(shí)程序 Y 錄音程序 錄音結(jié)束 返回待機(jī) 檢測(cè)中斷否 Y N 檢測(cè)到 N 次振 鈴 接通 DTFM 電 路 播放預(yù)定錄音 遠(yuǎn)程用戶按錄音 鍵 主程序注釋 前面說(shuō)過(guò) INT0 會(huì)接受一個(gè) 30HZ 的脈沖 當(dāng)接受到第一個(gè)脈沖后 INT0 響應(yīng) 但要防止躁聲 同時(shí)要檢測(cè)是否有人接電話 要判斷電話筒電路輸出 所以要給以延 時(shí) 然后再次檢測(cè)是否繼續(xù)有 INT0 脈沖 檢測(cè)電話筒電路的輸出 這樣就可以判斷是 否有電話打入 并且能在設(shè)定的振鈴次數(shù)后接通 DTFM 電路 然后解碼得出遠(yuǎn)程操作 按鍵的 BCD 碼 從而得出操作指令 進(jìn)入錄音程序 子錄音程序流程圖 錄音程序的操作如下 如果從 00 處錄音 則按以下時(shí)序 1 發(fā) POWER UP 命令 2 等待 TPUD 上電延時(shí) 3 發(fā) POWER UP 命令 4 等待 2 倍 TPUD 5 發(fā)地址值為 00 的 SETREC 命令 6 發(fā) REC 命令 器件便從 00 地址開(kāi)始錄音 一直到出現(xiàn) OVF 存貯器末尾 時(shí) 錄音停 錄音地址是可以經(jīng)過(guò)串行通信有 89C51 進(jìn)行設(shè)置的 一段錄音停止時(shí) ISD4003 會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè) EOM 標(biāo)志 同時(shí)在 INT 產(chǎn)生一個(gè)低脈沖信號(hào) 假如要在次基礎(chǔ)上繼 續(xù)錄音 則可以使用 SET REC 繼續(xù)錄音 3 2 放音主程序 放音主程序流程圖 待機(jī) 用戶按鍵放錄 音 檢測(cè)有錄音否 N Y 放音子程序 返回 放音主程序注釋 用戶使用 4 4 鍵盤 當(dāng)需要放音時(shí) 按放音鍵 89C51 查詢輸入端口 在錄音子程 序前放置標(biāo)志位 標(biāo)志有錄音否 在 89C51 查詢到要放音時(shí) 查詢?cè)摌?biāo)志位 若有標(biāo) 志位 既有錄音在 進(jìn)如放音子程序 否則返回待機(jī) 放音子程序流程圖如下 放音子程序步驟為 例如 從 00 從處發(fā)音 應(yīng)遵循如下時(shí)序 1 發(fā) POWERUP 命令 2 等待 TPUD 上電延時(shí) 3 發(fā)地址值為 00 的 SETPLAY 命令 4 發(fā) PLAY 命令 器件會(huì)從此 00 地址開(kāi)始放音 當(dāng)出現(xiàn) EOM 時(shí) 立即中斷 停止放音 執(zhí)行 PLAY 命令 從當(dāng)前地址開(kāi)始放音 遇到段結(jié)束標(biāo)志 EOM 或存儲(chǔ)器末尾標(biāo) 志 OVF 時(shí)停止放音 同時(shí) INT 引腳輸出低電平 指示當(dāng)前段播放結(jié)束 錄音 放音段起始地址與每段最短時(shí)間及放音長(zhǎng)度有關(guān) 例如 對(duì) ISD4002 120 芯片來(lái)說(shuō) 最多有 600 段 段地址編號(hào)為 000 599 每段最短錄音時(shí)間為 200 ms 如 果每段記錄一個(gè)單音 長(zhǎng)度為 400 ms 即每個(gè)單音占用兩段 則第 n 個(gè)單音對(duì)應(yīng)的段 地址為 n 2 用戶在放音時(shí)能使用快進(jìn)模式 用戶不必知道信息的確切地址 就能快進(jìn)跳過(guò)一條 信息 信息快進(jìn)只用于放音模式 放音速度是正常的 1600 倍 遇到 EOM 后停止 然后內(nèi) 部地址計(jì)數(shù)器加 1 指向下條信息的開(kāi)始處 當(dāng)需要播放兩段或兩段以上時(shí) 如果段與 段之間間隔很小時(shí) 可在上一段播放結(jié)束后 延遲一段時(shí)間 需通過(guò)試聽(tīng)確定延遲時(shí)間 的長(zhǎng)短 一般為數(shù)十毫秒 再播放下一段 放音過(guò)程如圖 13 3 a 所示 在放音操作過(guò)程中 執(zhí)行 STOP 或 STOP WRDN 命令時(shí) 將終止當(dāng)前放音操作 4 系統(tǒng)的拓展 4 1 儲(chǔ)存時(shí)間的拓展 本系統(tǒng)所使用的單片機(jī)最長(zhǎng)可以錄音達(dá) 8 分鐘 這對(duì)于一般的電話語(yǔ)音留言系統(tǒng) 而言是足夠了的 但是對(duì)于某些語(yǔ)音系統(tǒng) 如語(yǔ)音智能控制系統(tǒng) 語(yǔ)音報(bào)警系統(tǒng) 會(huì) 議錄音系統(tǒng)而言并不足夠 近年來(lái)單片式語(yǔ)音集成電路發(fā)展迅速 ISD 公司已經(jīng)推出語(yǔ)音容量為 6 秒至 16 分 鐘的芯片 預(yù)計(jì)未來(lái)兩年將推出單片 32 64 分鐘的芯片 這樣 大多數(shù)的語(yǔ)音電路設(shè) 計(jì)都能很方便地實(shí)現(xiàn) 更復(fù)雜的功能控制也可通過(guò)單片機(jī)或微電腦的軟件配合來(lái)完成 目前 十幾分鐘到幾個(gè)小時(shí)的數(shù)碼語(yǔ)音電路設(shè)計(jì)是亟待解決的問(wèn)題 如沙盤模型的自 動(dòng)語(yǔ)音講解 廣告播放 列車指揮黑匣子 119 電話錄音系統(tǒng) 會(huì)議錄音系統(tǒng)等 數(shù)碼錄音時(shí)間為十分鐘到幾個(gè)小時(shí)的電路通常稱為長(zhǎng)時(shí)間數(shù)碼錄音電路 其顯著 特點(diǎn)是 1 用于語(yǔ)音信號(hào)存儲(chǔ)的大容量存儲(chǔ)器大多需要外置控制 而不像短時(shí)間錄音 電路那樣能方便地內(nèi)置在語(yǔ)音處理芯片中 2 為了降低大容量存儲(chǔ)器的成本 大多采 用高級(jí)的壓縮算法和專用的數(shù)字信號(hào)處理器芯片 除此之外 長(zhǎng)時(shí)間數(shù)碼語(yǔ)音電路的 硬件和軟件設(shè)計(jì)成本都比較昂貴 項(xiàng)目開(kāi)發(fā)人員和技術(shù)研究人員應(yīng)事先充分了解各種 語(yǔ)音電路的設(shè)計(jì)特點(diǎn)以及目標(biāo)項(xiàng)目的實(shí)際功能 然后有針對(duì)性地選擇設(shè)計(jì) 才能達(dá)到 最高的性價(jià)比 下面介紹幾種長(zhǎng)時(shí)間 隨錄隨放的數(shù)碼語(yǔ)音電路 美國(guó) ISD 公司的語(yǔ)音芯片采用獨(dú)特的模擬存儲(chǔ)技術(shù) 具有內(nèi)置存儲(chǔ)器單片化 優(yōu)良的音質(zhì)及產(chǎn)品系列化等特點(diǎn) 幾乎占領(lǐng)了全部短時(shí)間可錄放語(yǔ)音芯片市場(chǎng) 現(xiàn)在 該公司的產(chǎn)品也在向長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)用靠攏 型號(hào)為 ISD4004 16 的單芯片可達(dá)到 16 分鐘的 錄放時(shí)間 僅靠單片機(jī)容量的擴(kuò)展是不夠的 用外部單片機(jī)控制設(shè)計(jì)的多片級(jí)聯(lián)電路可使 錄放時(shí)間達(dá)到單芯片的 2 16 倍以上 這種電路斷電時(shí)不丟失語(yǔ)音 而且語(yǔ)音自然度 好 錄制帶有伴奏樂(lè)的廣告 詩(shī)朗誦 解說(shuō)詞等有著較好的效果 ISD 芯片因價(jià)格和 體積原因而不適于很多片的級(jí)聯(lián) 通常以制作 2 小時(shí)以內(nèi)的錄放電路為宜 極聯(lián)的電 路圖可以如圖 5 1 圖 4 1 ISD4003 極聯(lián)的電路圖 4 2 ISD4004 清晰化和立體聲語(yǔ)音系統(tǒng)擴(kuò)展 4 2 1 聲音清晰化處理 ISD4004 芯片的使用中 經(jīng)常會(huì)碰到所錄的聲音失真這種情況 ISD4004 采用的是 模擬量直接存儲(chǔ)技術(shù) 能夠真實(shí) 自然地再現(xiàn)聲音 但是要想不失真地再現(xiàn)原始語(yǔ)音 信號(hào) 其采樣頻率也必須滿足采樣定理 當(dāng)采樣頻率 Fs 大于信號(hào)最高頻率 Fm 的 2 倍 時(shí) 在采樣過(guò)程中就不會(huì)丟失信息 并且可以用采樣后的信號(hào)重構(gòu)原始信號(hào) 即 Fs 2Fm 2Fm 為最小采樣頻率 亦為 奈奎斯特頻率 ISD4004 8M 的采樣率為 8 0 kHz 滿足采樣定理的頻率標(biāo)準(zhǔn) 雖然錄放時(shí)間較短但是音質(zhì)較好 甚至可滿足播放簡(jiǎn) 單背景音樂(lè)的需求 4 2 2 聲音立體化原理 在實(shí)際的語(yǔ)音系統(tǒng)中雙聲道立體聲是一項(xiàng)應(yīng)用最為普遍的技術(shù) 他是利用人們的 聽(tīng)覺(jué)錯(cuò)覺(jué) 通過(guò)改變兩個(gè)揚(yáng)聲器的聲級(jí)差 能使聆聽(tīng)者前方產(chǎn)生一定角度的聲音方向 信息 從而使人們?cè)隈雎?tīng)時(shí)有 身臨其境 的聽(tīng)覺(jué)感受 然而目前較為簡(jiǎn)單的語(yǔ)音錄放 系統(tǒng)多數(shù)采用單聲道 當(dāng)需要實(shí)現(xiàn)雙聲道語(yǔ)音系統(tǒng)時(shí) 往往采用復(fù)雜的硬件電路才能 構(gòu)成一個(gè)雙聲道語(yǔ)音系統(tǒng) 使得雙聲道語(yǔ)音系統(tǒng)的制作成本大大提高 因此用一個(gè)較 為簡(jiǎn)單的電路來(lái)實(shí)現(xiàn)雙聲道語(yǔ)音系統(tǒng)就顯得很有實(shí)用價(jià)值 立體聲錄放的實(shí)現(xiàn)采用兩片 ISD4004 8M 芯片構(gòu)成 工作原理為 將輸入的雙聲道語(yǔ) 音信號(hào)分為左右聲道分別接入兩片 ISD4004 8M 芯片信號(hào)輸入端 錄音時(shí)由單片機(jī)發(fā) 出讓兩片芯片同時(shí)錄音的指令 進(jìn)行同步錄音 使得輸入的信號(hào)在存儲(chǔ)的時(shí)候就能保 證其原有的聲級(jí)差 從而達(dá)到了雙聲道錄音的目的 放音時(shí)由單片機(jī)同時(shí)發(fā)出放音指 令 兩片芯片同時(shí)放音 因存儲(chǔ)時(shí)信號(hào)原有聲級(jí)差已經(jīng)保存 所以放音時(shí)可再現(xiàn)原始 的立體聲 也可以在放音時(shí)對(duì)兩個(gè)芯片發(fā)送放音指令的時(shí)間間隔進(jìn)行操作 可達(dá)到調(diào) 整立體聲的效果 結(jié)束語(yǔ) 本文在深入研究了單片機(jī)和ISD400系列的配合使用 從軟硬件方面全面設(shè)計(jì)了一 個(gè)語(yǔ)音留言系統(tǒng) 闡述了AT89C51和ISD4000系列的錄放音控制基礎(chǔ) 拓展和使用 論述了一種嵌入式數(shù)字錄音系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn) 它可以非常輕松的進(jìn)行擴(kuò)展和移植 同時(shí)它具有該系統(tǒng)具有穩(wěn)定性高 功耗小等功能等特點(diǎn) 應(yīng)用到機(jī)器人語(yǔ)音提示 飛 機(jī)自動(dòng)告警以及心電信號(hào)記錄回放等系統(tǒng)中去 具有十分廣闊的應(yīng)用前景 該系統(tǒng)比較還有許多不足之處 但隨著科技的發(fā)展 該系統(tǒng)也可以不斷的禰補(bǔ)這 些不足 參考文獻(xiàn) 1 黃友銳 單片機(jī)原理及應(yīng)用 合肥工業(yè)大學(xué)出版射 2006 11 2 何立民 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用 北京航空航天大學(xué)出版社 2006 10 P344 346 3 姜杏輝 鄒麗新 孫平 馬勵(lì)行 現(xiàn)代電子技術(shù) 陜西電子雜志社 2007 年第 21 期 4 石從 微計(jì)算機(jī)信息 微計(jì)算機(jī)信息雜志社 2004 年 10 期 5 李雪梅 現(xiàn)代電子技術(shù) 陜西電子雜志社 2006 年 29 卷 20 期 41 頁(yè) 36 37 頁(yè) 6 中青世紀(jì)科技有限公司 ISD4000 語(yǔ)音單片機(jī)通用開(kāi)發(fā) 7 廣州周立功單片機(jī)發(fā)展有限公司 MT8870 技術(shù)資料 致謝 感謝 附錄 主程序 6 SS EQU P0 0 片選 MISO EQU P0 1 數(shù)據(jù)輸出 INT EQU P0 2 中斷 S1 EQU P0 3 ORG 0000H AJMP DAIJI ORG 0003H AJMP INTX ORG 001BH AJMP GUA2 ORG 1000H MAIN MOV R7 00H MOV R8 00H DAIJI MOV SP 10H SETB IT0 下降沿有效 SETB EA 開(kāi)中斷 SETB ET0 CLR ET1 CLR TF1 MOV R0 20H 中斷 N 次 SJMP D1 D1 MOV R4 5 SAO JBC P1 7 SAO1 SJMP D1 SAO1 LCALL YS50 DJNZ R4 SAO JBC P1 0 START SAO2 JBC P1 1 STOP SAO3 JBC P1 2 REST SJMP D1 掃描鍵盤 錄音主程序 LP1 DJNZ R1 T1 LP2 AJMP DAIJI 對(duì)方掛電話了 INTX ACALL YS50 CLR IE0 MOV R1 30 DJNZ R0 LP1 INT0 響應(yīng) 進(jìn)入 INTX 然后進(jìn)入 LP1 和 T1 的循環(huán)中 如果 R1 到 0 都沒(méi)有 INT0 再響應(yīng) 即 240MS 內(nèi)振鈴電路沒(méi)脈沖輸入 則認(rèn)為對(duì)方已經(jīng)掛機(jī) 如果有脈沖再響應(yīng) R0 減 1 R1 復(fù)位 DTFM SETB P0 7 接通 DTFM 電路 MOV A PA 輸入 DTFM 的號(hào)碼 CJNE A 00H DTFM CLR TF1 CLR TR1 錄音子程序 RECORD CLR EA ACALL DSTOP ISD 掉電 P ISD 掉電 ACALL UP ISD 上電 CJNE R7 00H REC2 R7 00H 起始錄音 R7 01H 繼續(xù)錄音 FIRST MOV 20H 00H ISD 低位地址 MOV 21H 00H ISD 高位地址 MOV A 20H ACALL ISDX MOV A 21H SETB ACC 7 CLR ACC 6 SETB ACC 5 CLR ACC 4 CLR ACC 3 ACALL ISDX SETB SS 關(guān)片選 REC2 MOV 36H 10 延時(shí) 500MS ACALL YS50 延時(shí)錄音 DJNZ 36H REC2 從當(dāng)前地址繼續(xù)錄音 MOV A 0B0H 發(fā) 1011 0XXX ACALL ISDX SETB SS 關(guān)片選 REC3 LCALL GUA REC4 CJNE R2 A STOP 掛電話停止錄音 JB P0 2 OVF OVF 標(biāo)志 AJMP REC3 繼續(xù)錄音 從指定 00 開(kāi)始放音 START CJNE R8 00H YAN FIRST2 MOV 20H 00H ISD 低位地址 MOV 21H 00H ISD 高位地址 MOV A 20H 發(fā)地址 A7 A0 ACALL ISDX MOV A 21H 發(fā)地址 A9 A8 SETB ACC 7 SETB ACC 6 SETB ACC 5 CLR ACC 4 CLR ACC 3 ACALL ISDX MOV R8 01H R8 00 起始放音 R8 01 繼續(xù)放音 SETB SS 關(guān)片選 YAN MOV 36H 10 延時(shí) 500MS ACALL YS50 延時(shí)錄音 DJNZ 36H REC2 從當(dāng)前地址繼續(xù)放音 MOV A 0F0H 發(fā) 11110 XXXXXXXX ACALL ISDX 發(fā) SETPLAY SETB SS 關(guān)片選 D2 MOV R4 5 SAO4 JBC P1 7 SAO1 SJMP D2 SAO5 LCALL YS50 DJNZ R4 SAO4 JBC P1 0 START SAO6 JBC P1 1 STOP SAO7 JBC P1 2 REST JBC P0 2 SAO4 LCALL OVF 放音停止鍵盤掃描 REST MOV 20H 00H ISD 低位地址 MOV 21H 00H ISD 高位地址 MOV R8 00H LCALL STOP OVF MOV R8 00H MOV R7 00H LCALL STOP STOP MOV A 30H 發(fā) 0X11 0XXX ACALL ISDX SETB SS 關(guān)片選 ACALL YS50 50mS 延時(shí) ACALL YS50 50mS 延時(shí) AJMP DAIJI 停止錄音返回待機(jī)狀態(tài) DSTOP CLR SS MOV A 10H 發(fā) 0X010 XXXXXXXXXX ACALL ISDX SETB SS 關(guān)片選 ACALL YS50 50mS 延時(shí) ACALL YS50 50mS 延時(shí) RET 停止當(dāng)前操作停止并掉電 UP MOV A 20H ACALL ISDX SETB SS 關(guān)片選 ACALL YS50 50mS 延時(shí) ACALL YS50 50mS 延時(shí) RET 上電 ISDX CLR SS MOV SCON 00H CLR ES CLB TI MOV SBUF A OUT1 JNB TI OUT1 CLR TI RET 串行通信發(fā)送 YS50 MOV TMOD 01H MOV TH0 3CH 50mS 延時(shí)初值置入 MOV TL0 0B0H 65536 X 1 50MS SETB TR0 65536 50000 1 JNB TF0 CLR TF0 CLR TR0 RET T1 MOV TMOD 00H MOV TH1 0FFHB MOV TL1 0FFH SETB TR1 LP3 JBC TF1 LP41 SJMP LP3 YS100 MOV R3 20 MOV TMOD 00H MOV TH1 0FFH MOV TL1 0FFH SETB TR1 L3 JBC TF1 L4 SJMP L3 L4 MOV TH1 63H MOV TL1 18H DJNZ R3 L3 CLR TF0 CLR TR0 RET GUA MOV A 00H MOV R2 A CLR ET0 SETB ET1 SETB EA LCALL YS1000 GUA1 RET GUA2 MOV R2 01H SJMP GUA1 END