电子语音存储电路Word格式.docx
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4系统核心芯片介绍6
4．1ISD系列语音电路介绍6
4．2电路特点与性能7
4．3ISD2500系列管脚说明8
5系统各工作功能模块分析9
5．1工作模式9
5．1．1按键录放音模式9
5．1．2工作模式9
5．2引线端功能10
5．3操作模式11
5．4分段录放音11
5．6系统硬件电路设计12
5．7软件编程思想15
5．8系统工作原理及程序设计16
5．8．1内部地址单元寻址16
5．8．2录音源程序：
16
5．8．3放音源程序：
18
6实物组图20
结束语20
致谢20
参考文献20
摘要
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。
本文作者用Flash单片机AT89C2051和数码语音芯片ISD2500设计了一套智能语音录放系统，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。
本文在分析了ISD语音处理器件在工作机制的基础上，介绍了用单片机跟踪各语音段的地址变化和记录各段起止地址以及根据各段的地址进行随机组合放音的方法。
介绍了由Flash单片机AT89C2051及数码语音芯片ISD2500组成的电脑语音系统。
设计出了系统的硬件电路，给出了录、放音实用的源程序。
提出了通用的硬件设计方案，给出了实际应用的电路图和软件流程。
关键词：
AT89C2051单片机ISD2000语音芯片分段录音组合回放
Basedonthecurrentsingle-chipcomputervoicesystemofmoreextensive,suchasthecomputervoicebell,voice,digitalmultimeter,phonecallsenquirysystem,Queue,voicealarmandmonitoringsystematthebusstation,etc..TheauthorusedFlashMicrocontrollerAT89C2051anddigitalvoiceISD2500chipsdesignedasmartvoicerecordingsystemandrealizedthevoiceoftheSub-taking,portfoliointervals,throughsoftwarechangescanalsorealizethewholeadmission,theloop.
BasedontheanalysisoftheISDvoiceprocessorintheworkingmechanismonthebasisonthetrackwiththevoiceoftheSCMaddresschangeandrecordthebeginningandendoftheaddressandtheaddressinaccordancewithparagraphsrandomplaybackcombinationofmethods.IntroducedbyFlashMicrocontrollerAT89C2051anddigitalvoicechipISD2500voiceofthecomputersystem.Todesignthesystemhardwarecircuit,isgiven,forplayingpracticalsource.Putforwardacommonhardwaredesign,giventhepracticalapplicationofthecircuitandsoftwareprocesses.
Keywords:
AT89C2051ISD2500subsectionrecordcombinationreturnplay
1前言
现代电子、电器产品及设备的智能化水平不断提高，在人机界面设计上不但有了文字标识、发光管指示、显像屏显示等视觉表达，而且还有各种听觉表达，如最简单的“滴滴、嘟嘟”讯响声、稍丰富些的音乐声，甚至用人的语言直接对用户“说话”等。
用简单的数码语音集成电路可以实现一句或多句语言的播放，如掩模芯片中的“欢迎光临”、“有电危险、请勿靠近”等，还有如ISD系列、APR9600（IVS1560）等芯片可由开发人员或用户任意录制、播放需要的一段或几段语音等。
在听觉表达中最复杂的就是语音的组合，它是将用户预存的多段语音选择顺序连续播放，将字或词素组合成一句话、甚至一段话播放出来，从而实现最准确、定量的语义表达，例如“嘟，现在温度37.5度，温度偏高”、“现在时间五点二十五分三十三秒”等。
传统语音组合电路的设计十分复杂，开发工具十分昂贵，语音录制及软件编制工作量巨大，而且组合出来的语音效果也不甚理想，尤其在投资不大的产品、系统中最为突出，从而制约了这一技术的应用和发展。
只在近一、两年来，模拟存储语音技术的ISD芯片及其廉价的开发编辑工具问世后，情况才大为改观。
现在已有专业公司开发出通用ISD语音组合模块，用户只需要在ISD语音芯片中分段录入要求的词素，即可方便地用单片机控制输出这些词素的任意组合成句、成段，词素的语音容量从20秒至480秒甚至更长，以至可以容纳所有的中文汉字发音。
下面介绍一种用途最广泛的通用语音组合模板的设计与应用。
2语音电路概述
2.1.语音电路介绍
语音电路是什么?
自然的语音、声音是稍纵即逝的,人类想了很多办法来留存它们,这样可以在任何需要的时候重复播放出来。
这种保留原声的媒介曾有过钢丝、黑胶唱片、胶片、磁带、激光唱片等等，这些媒介都需要精密复杂的机械传动装置来配合，大多体积比较大，耗电大，控制不够灵活，有介质磨损，使用寿命有限。
现在,我们可以采用数码电子技术将纯的无任何机械的半导体集成电路（IC）去完成语音信号的存储和还原,这样一类经过存储而还原播放的语言、声音，我们称为数码语音。
这类保存着数码语音的集成电路我们称为数码语音电路，或语音IC。
有了这些语音IC，声音就能保留和还原，而且能被选择性地反复播放，也就能让不会说话的各种物品发出声音或开口说话。
语音IC具有体积小、耗电少、可控制性能好、永无磨损、永久寿命等特点。
它是采用电子处理技术将复杂的语音信号“切分”成很多份，以最小的单位存储在自己内部的存储器里。
当需要时，再把这些小份拼接成完整的语音信号播放出来。
经由语音IC的处理、保存再回放出来的声音效果会比原声有一定的失真，现在还原声音最好的是激光唱片方式，它的声音取样频率是44.1kHz，取样位数是24位，简单的说就是把一秒钟的语音信号横着切24份，再竖着切4万4千多份，累计把一秒钟的信号切成了约100万份分别存储在激光唱片上，等播放时再拼在一起还原出来，因此有较好的还原度。
而语音IC因为制造技术和成本问题，其能够使用的存储器容量比较小，大多数的语音IC都采用6kHz、5位采样，即大约把一秒种的信号切成3万份，因此还原效果就要差不少。
但随着技术的发展，这一差距正在减少。
语音IC的成本主要取决于内部电路的复杂程度和存储器的容量，在短时间语音长度的产品中，语音IC的性能价格比是非常高，有的种类的语音IC价格低廉到仅几分钱，这是任何其它数码语音还原设备无法比拟的。
2.2.语音IC种类
语音IC有很多种类，大体可以分为以下几种：
1、随录随放型
和磁带机一样，可以自由地通过话筒或模拟音频线路来进行录音，通过驱动喇叭放音。
这其中又分几种类型。
（1）、怕断电的，语音保存需要比较大的电流，象复读机里的复读芯片,这种电路以DRAM动态存储器IC为介质，一断电内部存储的语音就全部丢失了。
要保存住其中的语音还需要比较大的电流消耗。
特点是价格便宜。
（2）、怕断电的，语音保存需要很小的电流，象一些录音贺卡，它以SRAM静态存储器IC为介质，断电声音丢失，保存电流很小。
在录音贺卡等录音礼品中常将几粒扣式电池嵌入到产品中，这样可以保存录音几个月甚至一年多。
特点是可以较长期保存语音。
（3）、不怕断电的，象一些数码录音笔，它以FLASHRAM闪烁存储器IC为介质，完全断电后语音还能保存十年以上。
特点是价格较高。
★美国ISD公司的ISD系列就是这类产品。
它生产从10秒至16分钟的一系列语音芯片产品。
2、编程录入的只放型
象MP3随身听播放机一样，它的语音（音乐歌曲）录入需通过电脑、软件和专用数字接口来完成，不能简单地通过话筒录入，因此其成本价格较前者低。
这其中根据使用存储器的种类不同又分以下几种类型，性能有所不同，但其生产成本却相差不大。
（1）一次编程OTP型,芯片内部是PROM结构存储器,可以通过外部数字接口将语音文件或程序文件烧录进去,但只能烧录一次,以后不能修改不能更换。
★ISSI公司的22C012/022/040（台湾公司的编号分别为A8108A、8208A、840N），还有一些OTP型的语音单片机都是此类。
（2）多次编程EPROM型，电路中用EPROM来存储语音数据，它需要专用的烧录工具把语音数据放置在芯片中，这种芯片可以反复烧录，寿命在几十次，次数多了以后就会有一定的单元损坏。
★这是比较早期的数码语音电路构成方式，通常是语音处理器UM5100加上外挂的EPROM，老式的公交车语音报站系统多采用这种方式。
（3）反复编程FLASHRAM型，电路中用FLASHRAM来存储语音数据，它需要专用的烧录工具或专用数字接口把语音数据放置在芯片中，这种芯片可以反复烧录，寿命可达到1万次以上。
★这是最新的数码语音电路构成方式,现在流行的MP3播放器就是这种方式。
中青世纪公司新开发的PM50、PM64系列也是这一类。
3、掩膜生产的只放型
和CD机一样，拿到手的就是定制好的语音，自己不能更改，只能播放。
这类产品的成本最低。
在客户需求方面可以分两类：
（1）标准声源型,这是指在电子市场上可以买到的通用语音芯片，例如各种警报声、“倒车倒车请注意”、“这张是假币”等等。
它们是大批量生产出来的标准品，价格非常便宜。
如果用户能确认可用，将是投资最少、见效最快的选择，只是不能根据自己的情况做任何变动，包括语音的音调、音质、触发控制方式等。
（2）定制声源型，这是用户有自己的特殊要求而专门制作生产的，需要经过设计开发，制作样片，确认样品，几万片起做的芯片投单，确认芯片，交货等几个过程，制作和生产周期约45天，一次投资一般大约在15万元（人民币）以上，投资均摊在每个
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