《设计报告语音存储与回放系统.docVIP

课 程 设 计 报 告 课程名称 综合电子设计 题 目 语音存储与回放系统 _________________________________ 指导教师 杨鸿波 设计起止日期 2012年4月 系 别 自控 专 业 自动化 学生姓名 袁庚/李超 班级/学号 自控0904 2009010910/930 成 绩 ___________________  摘要 数字化语音存储与回放系统的基本思想是将模拟语音信号通过模数转换器A/D转换成数字信号，再通过单片机控制存储在存储器中,回放时，由单片机控制将数据从存储器中读出,然后通过数模转换器D/A 转换成模拟信号，经放大在扬声器或耳机上输出。 本设计以单片机芯片STC89C52作为核心控制器，通过硬件电路的制作以及软件程序，制作出一个数字化语音存储与回放系统。该系统使用Keil51软件为平台，使用C语言编程完成了整个系统的编写和调试，主要包括语音处理前向通道、A／D转换、单片机、D／A转换、键盘显示模块及后向处理通道。本次设计采用2片32k的HY62256存储器组成，基本实现了本次设计的各项功能和技术要求。 功能介绍 语音存储与回放系统能够将语音先行录制，然后再回放，适合应用在一些需要语音播报功能的设备上，如公交车报站器、智能小家电、智能玩具等。 在一些实际应用中，一般录制是在产品出厂时，由专业人员进行录制，而在实际应用中只需要播放，如公交车报站器。但在一些实际应用中，则需要用户既能随意录制，也能随意播放，如智能玩具。 语音存储与回放系统比较重要的两个指标是语音的最大录制时间和语音回放的质量。语音的最大录制时间是由语音存储与回放系统的存储设备的容量来决定的，一般采用RAM，即为系统的存储容量。在一般的单片机系统中，RAM的容量非常有限，需要扩展一定容量的RAM。而语音回放的质量主要由系统中A/D以及D/A来决定，A/D与D/A的精度越高，语音的质量越好，同时系统的噪声抑制能力，如带通滤波器的优劣等，也会影响到语音的质量。 方案论证与比较 语音存储与回放系统的实现具有多种方案，一种是利用单片集成的语音存储与回放芯片，如美国ISD公司的ISD1420等；一种是以微控制器为核心，辅以A./D转换、D/A转换以及大容量的存储器。 单片集成的语音存储与回放芯片一般智能性较差，不容易解决音量的问题，同时存放录制时间有限，不能灵活的变化。因此，在多数需要语音存储与回放的场合中，采用了微控制器的语音存储与回放系统。 系统设计 语音存储与回放系统的总体原理图如图1-1所示。 图1 语音存储与回放系统总体原理 语音存储与回放系统主要包括微控制器、系统供电电源、键盘、麦克风、前置放大器、前置带通滤波器、A/D、外扩存储器、D/A、后置带通滤波器、后置放大器和喇叭。下面将介绍各个部分的总体设计与选型。 微控制器 微控制器主要负责录音、回放中对外部命令的响应，同时需要对存储器进行读写操作。本语音存储与回放系统采用51系列单片机，负责控制与协调其他各个模块的工作，并进行简单的数字信号处理。在整个语音存储与回放系统中，微控制器是系统的控制中心，其工作效率的高低关系到系统效率的高低以及系统运行的稳定性。而51系列单片机具有成本低，稳定性好，且运行速度基本能满足该系统的要求。在本系统中，将采用Atmel公司的AT89S52。 系统供电电源 在语音存储与回放系统中，需要提供电源的模块有放大电路，有源滤波器以及单片机系统等，其中放大电路需要+12V和-12V的电源，而单片机系统需要一个+5V电源。因此电源电路包括AC/DC转换器和稳压电路两个部分。 键盘 在语音存储与回放系统中，需要采用键盘对语音的录制以及回放进行控制。在分段录制与播放中，同时还需要段号的输入等。在本系统中需要的按键数量比较多，可以采用键盘管理芯片ZLG728。 麦克风 麦克风的选择对语音质量影响比较明显。麦克风的作用是将语音信号转化成电信号。考虑到驻极体话筒的灵敏度较高，方向性差，若采用单端放大，会有比较大的噪音，因此采用两只（配对）话筒分别接入差分放大器的正负端，可以较好的抑制背景噪声。 前置放大器 通常情况下，拾音器输出的是微弱的电信号，因此在拾音器的后端需要将该信号进行放大处理，能完成此功能的电路称为前置放大器。一般情况下，拾音器的输出为毫伏级的电压信号，需要进行放大到伏级的电压信号。在本系统中，采用运算放大器NE5532。 前置带通滤波器 拾音器输出的电信号经过放