基于单片机的语音播报器设计.pdf

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1、中北大学信息商务学院2009届毕业设计说明书1引言随着人类社会的不断进步，随着语音芯片的普及，语音报播被广泛应用于车站报站器，语音型数字万用表，出租车语音报站器，排队机等，并且面向家庭个人使用的方向发展，更加人性化。随着电子技术的广泛应用，其自动化程度越来越高，使用范围越来越广，前景十分喜人。自动语音提示技术是计算机语音处理技术的一种应用，属于语音再生合成技术范畴。录放系统具有电路简明、应用方便、单片录放、不怕掉电、音色纯正、性价比高等特性，与此相关的语音系统已广泛地用于通信、工控、医疗、报警示讯等领域。同时，随着大规模语音处理集成电路的发展，[1]在传统的控制领域，语音提示

2、的应用也越来越广泛。1.1本课题的意义语音是人类最自然、方便、快捷的交流方式,让人和机器能够通过自然语音进行交流是人们长期以来的梦想。随着单片机的技术的日益发展，人们已经不再满足于键盘输入，屏显输出这样传统的输入/输出方式，希望拥有更友好的人机界面，更便捷的操作方式。具有语音功能的单片机系统于是应运而生，而且得到了广泛的应用。近年来计算机在各行业的日益普及应用，给各行业带来了崭新的面貌。与此同时用户逐步对各种计算机应用系统提出了更高的要求，他们希望自己的系统有更高的自动化程度和更方便的人机界面。语音技术的进展给这种应用需要提供了一种有力的技术支持，逐渐被广大用户所接受，并广泛

3、用于各种需要语音响应的场合。智能仪器、仪表、监控设备、工业控制系统等都有这种需求。所以研究语音播报器[2]对生产，生活都有极其重要的意义。1.2本课题的技术现状在声学领域，单片机技术与各种语音芯片相结合，即可完成语音的合成技术，使得单片机语音系统的实现成为可能。所谓语音芯片就是在人工或者控制器的控制下可以录音和放音的芯片。语音信号为模拟量，语音芯片存储播放声音的基本工作方式：声音——模拟量——A/D——存储——D/A模拟量——播放。采用这种方式的语音芯片的外围电路比较复杂，声音质量也有一定的失真，而另一类语音芯片采用EEPROM存储方法将模拟语音数据直接写入半导体存储单元中，

4、不需要另加A/D[3]和D/A转换电路，使用方便，且语音音质自然。第1页共35页中北大学信息商务学院2009届毕业设计说明书1.3本课题的技术发展语音芯片的发展是极其迅速的，语音IC有很多种类，随着技术的发展，新产品不断涌现，原来可望而不可及的昂贵品种也能进入廉价的市场领域，原来设计控制都极为复杂的品种也随着集成技术的发展变得非常简单，因此，语音IC领域充满了生机和活力。一、随录随放型语声IC这类IC具有完整的录音机功能，和录音磁带机一样，它可以自由地通过话筒或模拟音频线路来进行录音，把语声存储到IC内部，在用户需要的时候，就可以还原存储的语声通过驱动喇叭放音。这其中又分几种

5、类型：1、怕断电且语声的存储、保存需要比较大的电流的语声IC。像外语复读机里的语声复读芯片。这种电路以DRAM动态存储器IC为介质,它需要不断内部刷新，要保存其中的语声还需要比较大的电流消耗，通常需要几个到几十个毫安，一断电内部存储的语声就全部丢失了。特点是DRAM的价格便宜，如果使用有个别坏损单元的ADRAM就更便宜。这种ADRAM在电脑等需要精密计算的产品中是不能使用的，但在语声存储中只是多了一点点噪音对使用没有太大影响，因而在复读机中广泛使用。2、怕断电且语声保存需要很小的电流的语声IC。像一些录音贺卡，这种语声IC以SRAM静态存储器IC为介质，断电时保存的数码语声即

6、丢失，但维持保存的工作电流很小，通常只有几微安，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。特点是只用很小的电力就可以较长期保存语声。由于SRAM的需求量很小，其价格比DRAM要高得多，现在甚至比下面要提到的FLASHRAM还要高了，这类产品目前只存在于20秒录音以下的品种中，多数就是做录音贺卡用，已经没有多少发展前景了。3、不怕断电的语声IC，像一些数码录音笔，它以FLASHRAM闪烁存储器IC为介质，完全断电后语声还能保存十年以上。这种存储器是目前最被看好的方向，它可以反复使用、不需电流也能长期保存内部数据，由它制成的语声IC是一

7、场技术革命。特点是目前价格较高，但在快速滑落中。美国ISD公司专门研制这类产品，并持有多项技术专利，生产从6秒至16分钟的一系列单片式语声芯片产品。由于该公司的严谨作风和产品定位，ISD系列芯片第2页共35页中北大学信息商务学院2009届毕业设计说明书的功能强大、性能质量优越，几乎是目前能使用在工业、车用产品中的极少选择之[4]一。1.4本设计的主要任务要求根据设计要求，提出基于单片机的语音拨播器的硬件电路设计方案，并应用Protel软件完成硬件电路原理图设计。通过对单片机的编程开发可实现语音的录放等基