毕业论文 数字语音芯片的应用与研究 (单片机 语音报站).doc

第一章 总体方案 第一节 课题研究的背景及意义 数字语音录放是指利用数字技术对语言信号进行采集、处理、并且在一定存储设备中进行存储，并可在需要是进行输出的过程。相对于模拟设备来说，数字设备易于集成、小型化、成本更低，同时更为稳定，且操作更为直接、方便，使得数字语音录放系统目前在各种领域中都得到了广泛的应用。例如监控环境中使用的语音采集系统；再如家庭或学校中使用的语音复读机等，都可看作是数字语音录放音系统的典型应用。 然而目前一般的数字语音录放系统中，对语音只是进行简单的采集、存储和播放；虽然可以较大程度上保证语音的保真度，但过多的语音数据会造成对大量存储设备的需求。对于大型系统，可通过采用大容量的硬盘、甚至大规模的磁盘阵列来解决；但是对于小型设备，例如便携式的语音复读机，由于容量有限，则不能采用同样的方法。 近年来，语音信号处理技术研究的突飞猛进，为数字语音录放系统提供了新的发展空间。对语音的采集、处理从以前简单的波形编码转变为进行参数编码、压缩，从而大大减少了存储数据。举例来说，原始语音一般都是采用8KHz抽样，16bits的线性PCM编码采集后的数据进行压缩，存储量则可以大大减少，当需要恢复语音时，可利用编码后的参数进行合成，可以得到质量令人满意的结果。 第二节 设计的主要目标任务 本课题是设计一个录放器，要求播放器具有录音播报语音播报信息显示。利用作为主控芯片完成语音芯片是由美国公司推出的产品。与录音/重放芯片相比，ISD4004具有如下特点：记录声音没有段长度限制，并且声音记录不需要A/D转换和压缩；将快速闪存作为存储介质，无需电源即可保存数据长达100年，重复记录10000次以上；ISD4004具有记录时间长（本采用8分钟的ISD4004语音芯片）的优点；ISD4004的开发应用具有所需外围电路简单的优点。。器主要由单片机89C和ISD4004构成。分为部分：单片机控制、。软件能实现根据按键进行报站提示单片机89C2051包含必要的按键电路、复位电路等外围电路；显示电路的通过P.6、P.7控制的个段数码管的静态显示器； 图1 录放器总系统框图 第二章 硬件电路分析与设计 第一节 ISD4004语音芯片 一．ISD—Winbond语音芯片概述 美国ISD（Information Storsge Devices）公司是专业研制和生产先进的半导体语音芯片的著名厂家和领导者，其开发的高密度“多级”存储方法称作“ChipCorder”的专业技术，可以在一个存储单元存储256级的不同电平，即存储相同信息仅需要用传统存储技术1/8的存储空间。该公司与1998年12月被台湾华邦（Winbond）并购，1990年改名为WECA（Winbond Electronic Corpration American），但保留其ISD名称和标识，这个合并将ISD公司领先的信息存储、语音录放技术和强大的用户群与Winbond公司的高效率的制造能力和分布于全时间的营销能力结合起来。 ISD系列语音芯片有ISD1100系列、ISD1200系列、ISD1400系列、ISD2500系列、ISD4000系列和ISD5000系列几种。 ISD1100系列中有10s和12s的单片声音录放器件ISD1110和ISD1112。 ISD1200系列中有10s和12s的单片声音录放器件ISD1210和ISD1212。 ISD1400系列中有16s和20s的单片声音录放器件ISD1416和ISD1620。 ISD1800系列中有8s、10s、12s和16s的单片单段声音录放器件ISD1810。 ISD2500系列中有32s、40s、48s、64s和60s、75s、90s、120s的单片声音录放器件ISD2532、ISD2540、ISD2548、ISD2564和ISD2560、ISD2575、ISD2590、ISD120。 ISD4000系列中有120s、150s、180s和240s的单片声音录放器件ISD4001、ISD4002、ISD4003和ISD4004。ISD5000系列中有4min、5min、6min和8min的单片声音录放器件ISD5008。 ISD1100系列、ISD1200系列和ISD1400系列都是独立使用；ISD2500系列是手动切换或则与微控制器兼容，放音时可以用边沿或电平进行触发；ISD4000系列、ISD5000系列都带有微控制器SPI或Microwire串行接口。 图2 语音芯片外形图 ISD4004语音芯片采用28脚TSOP、PDIP或SOIC封装形式，其中PDIP或SOIC封装方式其引脚如图3所示。 图3 语音芯片引脚图 1.引脚描述 电源(VCCA，VCCD) 为使噪声最小，芯片的模拟和数字电路使用不同的电源总线，并且分别引到外