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基于凌阳SPCE061A单片机的语音存储与回放系统设计.doc

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基于凌阳SPCE061A单片机的语音存储与回放系统设计.doc

基于单片机的数字化语音存储与回放系统的设计摘要本文介绍了一种基于凌阳单片机的语音存储与回放系统,利用SPCE061A的语音特色,结合外部扩展的FlashROM存储器SPR4096,实现了语音存储与回放。在语音存储与回放的过程中,通过扩展的按键,可以实现语音的录入、播放、播放下一段、停止及删除等功能,并扩展了六位七段数码管进行实时显示。当今,计算机技术带来了科研和生产的许多重大飞跃,微型计算机的应用已经渗透到生产、生活的各个方面。单片微型计算机简称单片微机或单片机,又称为微控制器。它体积小、价廉、功能强,适用范围越来越宽。单片机在工业控制、自动检测、智能仪器、家用电器等领域的应用尤其突出。本课题以凌阳SPCE061A单片机为主体,实现了语音的数字化存储与回放,整个系统分为录音、停止、和放音三种状态,状态的改变用按键K1\K2\K3控制。存储器采用SPR4096,放大器采用NE5532,使用SPCE061A单片机自带的LineIN输入,性能良好的数字滤波器滤去音频信号(3003400)频段以外的信号,经AD转换将音频信号转换为电信号,采用SACMA2000的压缩算法,将压缩后的数据存储在SPR4096存储器中。放音时再从SPR4096读取数据,利用凌阳SACM库提供的DVR函数进行录放,数模转换后经过放大驱动喇叭。在8kHz的采样频率时,语音存储时间可以达到10s以上,回放时语音失真小,音质良好。软硬件的结合使该系统有合理的结构,性能指标基本达到要求。关键词SPCE061ASPR4096数字滤波压缩编码语音ABSTRACTNowadays,computersciencehasbroughtaboutalotofachievementsinscientificresearchandinindustry.Theapplicationofmicrocomputerhaspenetratedtoallaspectsoflifeandindustry.Microcomputeriscalledsinglechipforshot,orcontroller.Becauseofitssmallbulk,lowprice,strongfunction,themicrocomputerisusedmoreandmore,especiallyintheindustrialcontrol,automaticdetect,intelligentinstrument,apparatusandsoon.ThistaskisbasedonthemicrocomputerSPCE061AofSunplus.Digitalmemorizationofvoiceandplaybackofvoiceareallrealizedinthissystem.Allthesystemiscomposedofthreestatesrecord,playbackandhalt.ThekeysK1\K2\K3areinchargeofthechangeofthestates.SPR4096isusedasthedatamemorizer.ThemicrocomputerSPCE061Aoffersmicininput.Digitalfilterwhichperformanceisallrightisusedtowipeoffthenoise.AudiofrequencysingleisswitchedtotheelectricsingleviatheconversionofAD.Afteramplified,itdrivesthetrumpet.Voicememorizationtimecanreachmorethan10sat8kHzsamplingfrequency.Qualityoftheplaybackvoiceisfineanddistortionislow.Bothsoftwareandhardwarewerecombinedtogethersothatthesystemcanworkwell.Thetesteddatashowsthatthesystemisreliableandtheperformanceofthesystemuptothedesignrequirements.KeywordsSPCE061ASPR4096digitalfilter0引言随着我国经济建设的发展,公安、铁路、民航、金融等部门对语音记录的需求不断增长。把语音生成技术用于工业监控系统、自动应答系统、多媒体查询系统、智能化仪表、办公自动化系统或家用电气产品中,使它们具有语音输出功能,使之能在适当的时候用语音实时报告系统的工作状态、警告信息、提示信息或相关的解释说明等,无疑在提高人机通信能力、减少对错误处理的遗漏、提高系统性能、降低人们的工作强度等方面都有极大的好处。传统的磁带语音录放系统因其体积大、使用不便,在电子与信息处理的使用中受到许多限制。本文提出的体积小巧,功耗低的数字化语音存储与回放系统将完全可以替代它。数字化语音存储与回放系统的基本原理是对语音的录音与放音的数字控制。数字录音系统是将现场的语音模拟信号转变为离散的数字信号,然后存储在一定的存储介质上的一种录音方式,它也是数字语音处理技术中常用的一种方式。采用数字录音技术,有较高的效率和自动化程度,录音时间也长,并可将信息长期保存于存储介质中,同时对语音信息进行编辑整理非常方便,可快速查找。实现数字录音系统可以采用PC机实现和嵌入式系统实现两种方式。当使用PC机的时候,由于它的体积庞大,耗电高,造价也高,并且在某些情况下系统的稳定性得不到保证所以用PC机来实现前述的各项功能和操作,就受到了一定的限制。而嵌入式系统的体积小,供电方便,造价低,稳定性也高,所以得到了广泛的应用。本文中设计的数字录音系统,主要是要满足以下几个指标(1)较长的录音时间,能满足较长时间数字语音记录的需要(2)大容量非易失数据的存储器作为存储媒介,可以保存语音文件和记录(3)灵活方便的控制方式,可以进行录音、放音。第一章方案设计与论证随着我国经济建设的发展,公安、铁路、民航、金融等部门对语音记录的需求不断增长。把语音生成技术用于工业监控系统、自动应答系统、多媒体查询系统、智能化仪表、办公自动化系统或家用电气产品中,使它们具有语音输出功能,使之能在适当的时候用语音实时报告系统的工作状态、警告信息、提示信息或相关的解释说明等,无疑在提高人机通信能力、减少对错误处理的遗漏、提高系统性能、降低人们的工作强度等方面都有极大的好处。传统的磁带语音录放系统因其体积大、使用不便,在电子与信息处理的使用中受到许多限制。本文提出的体积小巧,功耗低的数字化语音存储与回放系统将完全可以替代它。数字化语音存储与回放系统的基本原理是对语音的录音与放音的数字控制。数字录音系统是将现场的语音模拟信号转变为离散的数字信号,然后存储在一定的存储介质上的一种录音方式,它也是数字语音处理技术中常用的一种方式。采用数字录音技术,有较高的效率和自动化程度,录音时间也长,并可将信息长期保存于存储介质中,同时对语音信息进行编辑整理非常方便,可快速查找。实现数字录音系统可以采用PC机实现和嵌入式系统实现两种方式。当使用PC机的时候,由于它的体积庞大,耗电高,造价也高,并且在某些情况下系统的稳定性得不到保证所以用PC机来实现前述的各项功能和操作,就受到了一定的限制。而嵌入式系统的体积小,供电方便,造价低,稳定性也高,所以得到了广泛的应用。本文中设计的数字录音系统,主要是要满足以下几个指标(1)较长的录音时间,能满足较长时间数字语音记录的需要(2)大容量非易失数据的存储器作为存储媒介,可以保存语音文件和记录(3)灵活方便的控制方式,可以进行录音随着单片机功能集成化的发展,其应用领域也逐渐地由传统的控制,扩展为控制处理、数据处理以及数字信号处理(DSP,DigitalSignalProcessing)等领域。凌阳的16位单片机就是为适应这种发展而设计的。它的CPU内核采用凌阳最新推出的µnSP™(MicrocontrollerandSignalProcessor)16位微处理器芯片(以下简称µnSP™)。围绕µnSP™所形成的16位µnSP™系列单片机(以下简称µnSP™家族)采用的是模块式集成结构,它以µnSP™内核为中心集成不同规模的ROM、RAM和功能丰富的各种外设接口部件。µnSP™内核是一个通用的核结构。除此之外的其它功能模块均为可选结构,亦即这种结构可大可小或可有可无。借助这种通用结构附加可选结构的积木式的构成,

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