基于AT89C52單片機的語音錄放系統(tǒng)實現(xiàn)

 1 引言
    單片機以其高可靠性、高性價比、低電壓、低功耗等優(yōu)點得到迅猛發(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、日常消費類產(chǎn)品、玩具等，利用單片機實現(xiàn)語音錄放有很大的研究和開發(fā)價值。
    語音錄放系統(tǒng)以AT89C52單片機為控制核心。ISD2560是一種永久記憶型語音錄放電路器件，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，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)部時鐘、定時器、采樣時鐘、濾波器、自動增益控制、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C語言編程開發(fā)。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計
    該系統(tǒng)的硬件電路主要由單片機、語音錄放器件、麥克風及揚聲器構(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，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。為實現(xiàn)語音錄放功能，采用ISD2560器件，其錄音時間為60 s，并且能夠接收單片機發(fā)出的命令，接收錄音指令時，將從麥克風傳出的語音段直接保存在內(nèi)部存儲器中；接收到放音指令時，按照單片機給定的地址，從存儲器中取出語音段并驅(qū)動揚聲器，以聲音的形式播出語音段。
    單片機的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(作為錄音時的結(jié)尾標志輸出端口)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，作為語音器件和單片機的輸入控制端口，10位地址端與單片機的低8位和高2位連接組成A0～A9，10位地址線、單片機的外接時鐘電路和復(fù)位電路等；麥克風和揚聲器與相應(yīng)的ISD2560引腳相連，并接相應(yīng)的電容電阻進行穩(wěn)壓和穩(wěn)流，整個系統(tǒng)電路原理如圖2和圖3所示。

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

3．2 語音器件外圍電路設(shè)計
    (1)揚聲器電路語音器件的SP+(引腳14)，SP-(引腳15)分別接揚聲器的一端。通電后，系統(tǒng)可以驅(qū)動16 Ω以上的揚聲器。
    (2)話筒電路MIC IN(引腳17)、MIC REF(引腳18)分別通過相應(yīng)的電容連接到話筒兩端。
    通過MIC IN將話筒的輸入信號送至片內(nèi)前置放大器，片內(nèi)自動增益控制電路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寫入初始狀態(tài)。

4 軟件設(shè)計
    語音錄放系統(tǒng)的軟件設(shè)計包括：單片機寫入ISD2560器件的控制字及定時中斷控制。單片機語音錄放系統(tǒng)的程序采用模塊設(shè)計，實現(xiàn)語音的錄取和播放功能，需2個子程序來實現(xiàn)此功能的。另外還要有與主函數(shù)通信的中斷服務(wù)子程序及延時程序。程序主要變量及功能說明如表2所示。

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

5 結(jié)束語
    該設(shè)計選擇ISD單片機語音錄放器件省去A／D轉(zhuǎn)換和D／A轉(zhuǎn)換，采用直接電平存儲技術(shù)使得語音自然真實；該電路可嵌入到其他電路中，使用非常方便。給出以單片機AT89C52為核心構(gòu)成的語音錄放系統(tǒng)原理圖及軟件流程。通過實驗驗證該語音錄放系統(tǒng)錄音和放音效果良好，單片機控制相當準確。在應(yīng)用方面，將該系統(tǒng)作為一個模塊可與其他功能電路集成，實現(xiàn)各種功能復(fù)雜的語音系統(tǒng)，如電腦語音鐘、手機話費查詢系統(tǒng)、排隊機、監(jiān)控系統(tǒng)語音報警及公共汽車報站器等，具有一定的實用價值。