基于AT89C52單片機(jī)的語(yǔ)音錄放系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

 1 引言
    單片機(jī)以其高可靠性、高性價(jià)比、低電壓、低功耗等優(yōu)點(diǎn)得到迅猛發(fā)展和大范圍推廣，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、智能化儀器儀表及通訊設(shè)備、日常消費(fèi)類產(chǎn)品、玩具等，利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音錄放有很大的研究和開發(fā)價(jià)值。
    語(yǔ)音錄放系統(tǒng)以AT89C52單片機(jī)為控制核心。ISD2560是一種永久記憶型語(yǔ)音錄放電路器件，它具有音質(zhì)自然、使用方便、單片存放、反復(fù)錄音、低功耗、抗斷電等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域。ISD2560省去A／D和D/A轉(zhuǎn)換器，集成度較高，內(nèi)部包括前置放大器、內(nèi)部時(shí)鐘、定時(shí)器、采樣時(shí)鐘、濾波器、自動(dòng)增益控制、邏輯控制、模擬收發(fā)器、解碼器和480 KB的EEPROM。為降低成本，在最小硬件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，系統(tǒng)功能盡可能用軟件程序?qū)崿F(xiàn)，利用C51高級(jí)C語(yǔ)言編程開發(fā)。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
    該系統(tǒng)的硬件電路主要由單片機(jī)、語(yǔ)音錄放器件、麥克風(fēng)及揚(yáng)聲器構(gòu)成。圖1為其硬件結(jié)構(gòu)框圖。

    該系統(tǒng)的核心為AT89C52單片機(jī)，AT89C52具有快速8051內(nèi)核、8 KB Flash E2pROM、256 B IDATA RAM，完全符合該系統(tǒng)硬件要求。為實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音錄放功能，采用ISD2560器件，其錄音時(shí)間為60 s，并且能夠接收單片機(jī)發(fā)出的命令，接收錄音指令時(shí)，將從麥克風(fēng)傳出的語(yǔ)音段直接保存在內(nèi)部存儲(chǔ)器中；接收到放音指令時(shí)，按照單片機(jī)給定的地址，從存儲(chǔ)器中取出語(yǔ)音段并驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器，以聲音的形式播出語(yǔ)音段。
    單片機(jī)的4組I/O端口中，作為普通I／O端口的只有P1口，所以將P1．0位作為輸入端．與啟動(dòng)按鍵連接，用外部中斷0(即P3．2位)與錄放器件的 EOM端(作為錄音時(shí)的結(jié)尾標(biāo)志輸出端口)連接，錄，放模式選擇端P/R，器件使能輸入端CE、節(jié)電控制端PD分別與P1口的P1.3～P1．7相連，作為語(yǔ)音器件和單片機(jī)的輸入控制端口，10位地址端與單片機(jī)的低8位和高2位連接組成A0～A9，10位地址線、單片機(jī)的外接時(shí)鐘電路和復(fù)位電路等；麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器與相應(yīng)的ISD2560引腳相連，并接相應(yīng)的電容電阻進(jìn)行穩(wěn)壓和穩(wěn)流，整個(gè)系統(tǒng)電路原理如圖2和圖3所示。

3 ISD2560器件簡(jiǎn)介及設(shè)計(jì)
3．1 器件引腳功能
    ISD2560語(yǔ)音器件是ISD公司生產(chǎn)的語(yǔ)音錄入和播放器件ISD2500系列之一，該器件有28個(gè)引腳，采用SOIC封裝，錄音時(shí)間為60s。器件引腳功能如表1所示。

3．2 語(yǔ)音器件外圍電路設(shè)計(jì)
    (1)揚(yáng)聲器電路語(yǔ)音器件的SP+(引腳14)，SP-(引腳15)分別接揚(yáng)聲器的一端。通電后，系統(tǒng)可以驅(qū)動(dòng)16 Ω以上的揚(yáng)聲器。
    (2)話筒電路MIC IN(引腳17)、MIC REF(引腳18)分別通過(guò)相應(yīng)的電容連接到話筒兩端。
    通過(guò)MIC IN將話筒的輸入信號(hào)送至片內(nèi)前置放大器，片內(nèi)自動(dòng)增益控制電路AGC將此前置放大器的增益控制在-15～+24 dB，具體電路如圖3所示。該器件在使用前需用單片機(jī)寫入初始狀態(tài)。

4 軟件設(shè)計(jì)
    語(yǔ)音錄放系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)寫入ISD2560器件的控制字及定時(shí)中斷控制。單片機(jī)語(yǔ)音錄放系統(tǒng)的程序采用模塊設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音的錄取和播放功能，需2個(gè)子程序來(lái)實(shí)現(xiàn)此功能的。另外還要有與主函數(shù)通信的中斷服務(wù)子程序及延時(shí)程序。程序主要變量及功能說(shuō)明如表2所示。

 
4．3 程序流程
    系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程如圖4所示。

5 結(jié)束語(yǔ)
    該設(shè)計(jì)選擇ISD單片機(jī)語(yǔ)音錄放器件省去A／D轉(zhuǎn)換和D／A轉(zhuǎn)換，采用直接電平存儲(chǔ)技術(shù)使得語(yǔ)音自然真實(shí)；該電路可嵌入到其他電路中，使用非常方便。給出以單片機(jī)AT89C52為核心構(gòu)成的語(yǔ)音錄放系統(tǒng)原理圖及軟件流程。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該語(yǔ)音錄放系統(tǒng)錄音和放音效果良好，單片機(jī)控制相當(dāng)準(zhǔn)確。在應(yīng)用方面，將該系統(tǒng)作為一個(gè)模塊可與其他功能電路集成，實(shí)現(xiàn)各種功能復(fù)雜的語(yǔ)音系統(tǒng)，如電腦語(yǔ)音鐘、手機(jī)話費(fèi)查詢系統(tǒng)、排隊(duì)機(jī)、監(jiān)控系統(tǒng)語(yǔ)音報(bào)警及公共汽車報(bào)站器等，具有一定的實(shí)用價(jià)值。