基于凌陽(yáng)spce061a單片機(jī)的語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　基于單片機(jī)的數(shù)字化語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文介紹了一種基于凌陽(yáng)單片機(jī)的語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)，利用SPCE061A的語(yǔ)音特色，結(jié)合外部擴(kuò)展的Flash ROM存儲(chǔ)器SPR4096，實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放。在語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放的過(guò)程中，通過(guò)擴(kuò)展的按鍵，可以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音的錄入、播放、播放下一段、

2、停止及刪除等功能，并擴(kuò)展了六位七段數(shù)碼管進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。</p><p>　　當(dāng)今，計(jì)算機(jī)技術(shù)帶來(lái)了科研和生產(chǎn)的許多重大飛躍，微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到生產(chǎn)、生活的各個(gè)方面。單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片微機(jī)或單片機(jī)，又稱為微控制器。它體積小、價(jià)廉、功能強(qiáng)，適用范圍越來(lái)越寬。單片機(jī)在工業(yè)控制、自動(dòng)檢測(cè)、智能儀器、家用電器等領(lǐng)域的應(yīng)用尤其突出。</p><p>　　本課題以凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī)為

3、主體，實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音的數(shù)字化存儲(chǔ)與回放，整個(gè)系統(tǒng)分為錄音、停止、和放音三種狀態(tài)，狀態(tài)的改變用按鍵K1\K2\K3控制。存儲(chǔ)器采用SPR4096，放大器采用NE5532，使用SPCE061A單片機(jī)自帶的LineIN輸入，性能良好的數(shù)字濾波器濾去音頻信號(hào)（300~3400）頻段以外的信號(hào)，經(jīng)AD轉(zhuǎn)換將音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，采用SACM-A2000的壓縮算法，將壓縮后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在SPR4096存儲(chǔ)器中。放音時(shí)再?gòu)腟PR4096讀取數(shù)據(jù)，利用凌陽(yáng)S

4、ACM庫(kù)提供的DVR函數(shù)進(jìn)行錄放，數(shù)模轉(zhuǎn)換后經(jīng)過(guò)放大驅(qū)動(dòng)喇叭。在8kHz的采樣頻率時(shí)，語(yǔ)音存儲(chǔ)時(shí)間可以達(dá)到10s以上，回放時(shí)語(yǔ)音失真小，音質(zhì)良好。軟硬件的結(jié)合使該系統(tǒng)有合理的結(jié)構(gòu)，性能指標(biāo)基本達(dá)到要求。</p><p>　　關(guān)鍵詞：SPCE061A SPR4096 數(shù)字濾波　壓縮編碼　語(yǔ)音</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p>

5、<p>　　Nowadays, computer science has brought about a lot of achievements in scientific research and in industry. The application of microcomputer has penetrated to all aspects of life and industry. Microcomputer is

6、 called singlechip for shot, or controller. Because of its small bulk, low price, strong function, the microcomputer is used more and more, especially in the industrial control, automatic detect, intelligent instrument,

7、apparatus and so on.</p><p>　　This task is based on the microcomputer SPCE061A of Sunplus. Digital memorization of voice and playback of voice are all realized in this system. All the system is composed of t

8、hree states: record, playback and halt. The keys K1\K2\K3 are in charge of the change of the states. SPR4096 is used as the data memorizer. The microcomputer SPCE061A offers micin input. Digital filter which performance

9、 is all right is used to wipe off the noise. Audio frequency single is switched to the electric single </p><p>　　Key words: SPCE061A ; SPR4096; digital filter; </p><p><b>　　0 引言</b&

10、gt;</p><p>　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，公安、鐵路、民航、金融等部門(mén)對(duì)語(yǔ)音記錄的需求不斷增長(zhǎng)。把語(yǔ)音生成技術(shù)用于工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)、自動(dòng)應(yīng)答系統(tǒng)、多媒體查詢系統(tǒng)、智能化儀表、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)或家用電氣產(chǎn)品中，使它們具有語(yǔ)音輸出功能，使之能在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候用語(yǔ)音實(shí)時(shí)報(bào)告系統(tǒng)的工作狀態(tài)、警告信息、提示信息或相關(guān)的解釋說(shuō)明等，無(wú)疑在提高人機(jī)通信能力、減少對(duì)錯(cuò)誤處理的遺漏、提高系統(tǒng)性能、降低人們的工作強(qiáng)度等方面都有極大的

11、好處。</p><p>　　傳統(tǒng)的磁帶語(yǔ)音錄放系統(tǒng)因其體積大、使用不便，在電子與信息處理的使用中受到許多限制。本文提出的體積小巧,功耗低的數(shù)字化語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)將完全可以替代它。</p><p>　　數(shù)字化語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)的基本原理是對(duì)語(yǔ)音的錄音與放音的數(shù)字控制。</p><p>　　數(shù)字錄音系統(tǒng)是將現(xiàn)場(chǎng)的語(yǔ)音模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡x散的數(shù)字信號(hào)，然后存儲(chǔ)在一定的存儲(chǔ)介

12、質(zhì)上的一種錄音方式，它也是數(shù)字語(yǔ)音處理技術(shù)中常用的一種方式。采用數(shù)字錄音技術(shù)，有較高的效率和自動(dòng)化程度，錄音時(shí)間也長(zhǎng)，并可將信息長(zhǎng)期保存于存儲(chǔ)介質(zhì)中，同時(shí)對(duì)語(yǔ)音信息進(jìn)行編輯整理非常方便，可快速查找。</p><p>　　實(shí)現(xiàn)數(shù)字錄音系統(tǒng)可以采用PC機(jī)實(shí)現(xiàn)和嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)兩種方式。當(dāng)使用PC機(jī)的時(shí)候，由于它的體積龐大，耗電高，造價(jià)也高，并且在某些情況下系統(tǒng)的穩(wěn)定性得不到保證所以用PC機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)前述的各項(xiàng)功能和操作，就

13、受到了一定的限制。而嵌入式系統(tǒng)的體積小，供電方便，造價(jià)低，穩(wěn)定性也高，所以得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　本文中設(shè)計(jì)的數(shù)字錄音系統(tǒng)，主要是要滿足以下幾個(gè)指標(biāo):</p><p>　　（1）較長(zhǎng)的錄音時(shí)間，能滿足較長(zhǎng)時(shí)間數(shù)字語(yǔ)音記錄的需要；</p><p>　?。?）大容量非易失數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器作為存儲(chǔ)媒介，可以保存語(yǔ)音文件和記錄；</p><p

14、>　?。?）靈活方便的控制方式，可以進(jìn)行錄音、放音。</p><p>　　第一章 方案設(shè)計(jì)與論證</p><p>　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，公安、鐵路、民航、金融等部門(mén)對(duì)語(yǔ)音記錄的需求不斷增長(zhǎng)。把語(yǔ)音生成技術(shù)用于工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)、自動(dòng)應(yīng)答系統(tǒng)、多媒體查詢系統(tǒng)、智能化儀表、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)或家用電氣產(chǎn)品中，使它們具有語(yǔ)音輸出功能，使之能在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候用語(yǔ)音實(shí)時(shí)報(bào)告系統(tǒng)的工作狀態(tài)、警告信息、

15、提示信息或相關(guān)的解釋說(shuō)明等，無(wú)疑在提高人機(jī)通信能力、減少對(duì)錯(cuò)誤處理的遺漏、提高系統(tǒng)性能、降低人們的工作強(qiáng)度等方面都有極大的好處。</p><p>　　傳統(tǒng)的磁帶語(yǔ)音錄放系統(tǒng)因其體積大、使用不便，在電子與信息處理的使用中受到許多限制。本文提出的體積小巧,功耗低的數(shù)字化語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)將完全可以替代它。</p><p>　　數(shù)字化語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)的基本原理是對(duì)語(yǔ)音的錄音與放音的數(shù)字控制。&

16、lt;/p><p>　　數(shù)字錄音系統(tǒng)是將現(xiàn)場(chǎng)的語(yǔ)音模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡x散的數(shù)字信號(hào)，然后存儲(chǔ)在一定的存儲(chǔ)介質(zhì)上的一種錄音方式，它也是數(shù)字語(yǔ)音處理技術(shù)中常用的一種方式。采用數(shù)字錄音技術(shù)，有較高的效率和自動(dòng)化程度，錄音時(shí)間也長(zhǎng)，并可將信息長(zhǎng)期保存于存儲(chǔ)介質(zhì)中，同時(shí)對(duì)語(yǔ)音信息進(jìn)行編輯整理非常方便，可快速查找。</p><p>　　實(shí)現(xiàn)數(shù)字錄音系統(tǒng)可以采用PC機(jī)實(shí)現(xiàn)和嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)兩種方式。當(dāng)使用PC機(jī)的

17、時(shí)候，由于它的體積龐大，耗電高，造價(jià)也高，并且在某些情況下系統(tǒng)的穩(wěn)定性得不到保證所以用PC機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)前述的各項(xiàng)功能和操作，就受到了一定的限制。而嵌入式系統(tǒng)的體積小，供電方便，造價(jià)低，穩(wěn)定性也高，所以得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　本文中設(shè)計(jì)的數(shù)字錄音系統(tǒng)，主要是要滿足以下幾個(gè)指標(biāo):</p><p>　?。?）較長(zhǎng)的錄音時(shí)間，能滿足較長(zhǎng)時(shí)間數(shù)字語(yǔ)音記錄的需要；</p>&

18、lt;p>　?。?）大容量非易失數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器作為存儲(chǔ)媒介，可以保存語(yǔ)音文件和記錄；</p><p>　?。?）靈活方便的控制方式，可以進(jìn)行錄音</p><p>　　隨著單片機(jī)功能集成化的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也逐漸地由傳統(tǒng)的控制，擴(kuò)展為控制處理、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)字信號(hào)處理（DSP，Digital Signal Processing）等領(lǐng)域。凌陽(yáng)的16位單片機(jī)就是為適應(yīng)這種發(fā)展而設(shè)計(jì)的。它的C

19、PU內(nèi)核采用凌陽(yáng)最新推出的µ’nSP?（Microcontroller and Signal Processor）16位微處理器芯片（以下簡(jiǎn)稱µ’nSP?）。圍繞µ’nSP?所形成的16位µ’nSP?系列單片機(jī)（以下簡(jiǎn)稱µ’nSP?家族）采用的是模塊式集成結(jié)構(gòu)，它以µ’nSP?內(nèi)核為中心集成不同規(guī)模的ROM、RAM和功能豐富的各種外設(shè)接口部件。</p><p

20、>　　µ’nSP?內(nèi)核是一個(gè)通用的核結(jié)構(gòu)。除此之外的其它功能模塊均為可選結(jié)構(gòu)，亦即這種結(jié)構(gòu)可大可小或可有可無(wú)。借助這種通用結(jié)構(gòu)附加可選結(jié)構(gòu)的積木式的構(gòu)成，便可形成各種不同系列派生產(chǎn)品，以適合不同的應(yīng)用場(chǎng)合。這樣做無(wú)疑會(huì)使每一種派生產(chǎn)品具有更強(qiáng)的功能和更低的成本。 </p><p>　　µ’nSP?家族有以下特點(diǎn): </p><p>　　體積小、集成度高、可靠性好且

21、易于擴(kuò)展</p><p>　　µ’nSP?家族把各功能部件模塊化地集成在一個(gè)芯片里，內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，因而減少了各功能部件之間的連線，提高了其可靠性和抗干擾能力。另外，模塊化的結(jié)構(gòu)易于系統(tǒng)擴(kuò)展，以適應(yīng)不同用戶的需求。 </p><p>　　具有較強(qiáng)的中斷處理能力 </p><p>　　µ’nSP?家族的中斷系統(tǒng)支持10個(gè)中斷向量及10余個(gè)中斷源，

22、適合實(shí)時(shí)應(yīng)用領(lǐng)域。 </p><p><b>　　高性能價(jià)格比 </b></p><p>　　µ’nSP?家族片內(nèi)帶有高尋址能力的ROM、靜態(tài)RAM和多功能的I/O口。另外，nSP?的指令系統(tǒng)提供具有較高運(yùn)算速度的16位×16位的乘法運(yùn)算指令和內(nèi)積運(yùn)算指令，為其應(yīng)用增添了DSP功能，使得µ’nSP?家族運(yùn)用在復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)處理方面既很便利

23、，又比專用的DSP芯片廉價(jià)。 </p><p>　　功能強(qiáng)、效率高的指令系統(tǒng) </p><p>　　µ’nSP?指令系統(tǒng)的指令格式緊湊，執(zhí)行迅速,并且其指令結(jié)構(gòu)提供了對(duì)高級(jí)語(yǔ)言的支持,這可以大大縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)時(shí)間。 </p><p><b>　　低功耗、低電壓 </b></p><p>　　µ’nSP

24、?家族采用CMOS制造工藝，同時(shí)增加了軟件激發(fā)的弱振方式、空閑方式和掉電方式，極大地降低了其功耗。另外，µ’nSP?家族的工作電壓范圍大，能在低電壓供電時(shí)正常工作，且能用電池供電。這對(duì)于其在野外作業(yè)等領(lǐng)域中的應(yīng)用具有特殊的意義。</p><p>　　第二章 硬件電路設(shè)計(jì)</p><p>　　本系統(tǒng)以SPCE061A作為整個(gè)系統(tǒng)的主控制板，使用SPCE061A單片機(jī)自帶的Line

25、IN輸入，濾除噪聲后模數(shù)轉(zhuǎn)換，將ADC的結(jié)果進(jìn)行數(shù)字濾波，然后存放在存儲(chǔ)器SPR4096中，播放時(shí)從SPR4096中讀取數(shù)據(jù)，直接送到SPCE061A自帶的DAC進(jìn)行播放。這種設(shè)計(jì)方案硬件電路非常簡(jiǎn)單，很多都是61板自帶的集成模塊，可以很好的減少或避免來(lái)自系統(tǒng)內(nèi)部的干擾。整個(gè)錄放過(guò)程的原理框圖如圖2-1</p><p><b>　　圖2-1 原理框圖</b></p><p

26、>　　本章將具體介紹各部分電路原理及其功能。</p><p>　　2.1 61板電路原理圖</p><p>　　本設(shè)計(jì)的硬件核心是61板，是整個(gè)系統(tǒng)的主控制器，首先來(lái)介紹61板的原理。</p><p>　　61板的原理圖如圖2-2</p><p>　　圖2-2 61板原理圖</p><p><b>　　

27、2.2 音頻電路</b></p><p>　　音頻電路由麥克風(fēng)電路以及音頻輸出電路組成。</p><p>　　2.2.1 音頻電路---麥克風(fēng)輸入電路</p><p>　　麥克風(fēng)電路主要作用是將聲音信號(hào)便成電信號(hào)。圖2-3 是麥克風(fēng)輸入電路，這部分電路需要外接。</p><p>　　SPCE061A的VMIC輸出為3.3V，正好為

28、麥克風(fēng)的電源。VMIC經(jīng)R1和R3為麥克風(fēng)提供3.3V的工作電壓，麥克風(fēng)輸出信號(hào)經(jīng)C4和C5隔直后送到放大電路。放大電路的運(yùn)放曾考慮過(guò)LM324和NE5532,最終選擇了NE5532，原因是考慮到輸入失調(diào)電壓，LM324典型值是1.5mV,NE5532的典型值為0.5Mv,采用LM324的話，可能會(huì)導(dǎo)致輸入失調(diào)電壓把輸入的信號(hào)“吃掉”。因?yàn)镾PCE061A的AD測(cè)量范圍是0~VDD，所以要把交流信號(hào)進(jìn)行一個(gè)電壓偏移，使之不出現(xiàn)負(fù)電平，電

29、壓偏移是在信號(hào)線加直流偏置電壓實(shí)現(xiàn)的，具體說(shuō)，是把VCM(這是SPCE061A的ADC參考電壓輸出腳，系統(tǒng)正常工作是輸出1.6V)經(jīng)R2和R5\R6后接到信號(hào)線上.放大電路的增益為R10與R8的比值，調(diào)整R10可以改變電路的增益。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)R10調(diào)為100K時(shí)，效果比較好。R4是為了保證NE5532的RP=RN,所以，R4=R10.</p><p>　　圖2-3 麥克風(fēng)輸入電路</p><p

30、>　　2.2.2 音頻電路---DAC放大電路</p><p>　　圖3-4 是DAC輸出放大電路，它是61板提供的現(xiàn)成的功能模塊，可以直接使用，不需要外接。這使得電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。</p><p>　　圖2-4 DAC 放大電路</p><p>　　電路中SPY0030的放大倍數(shù)被固定為20倍。音量的大小可以通過(guò)電位器R9調(diào)整。 SPY0030也是凌陽(yáng)公司的產(chǎn)品

31、。它的詳細(xì)說(shuō)明可以參見(jiàn)凌陽(yáng)公司的SPY0030 data sheet。和LM386相比，SPY0030還是比較有優(yōu)勢(shì)的，比如LM386工作電壓需在4V以上, SPY0030僅需2.4V即可工作(兩顆電池即可工作)；LM386輸出功率100mW以下, SPY0030約700mW。</p><p><b>　　2.3 鍵盤(pán)電路</b></p><p>　　鍵盤(pán)電路如圖2-

32、5所示：該電路在61A板上也是現(xiàn)成的。</p><p>　　K1 --------------錄音</p><p>　　K2 --------------停止</p><p>　　K3 --------------放音</p><p><b>　　圖2-5 鍵盤(pán)電路</b></p><p><

33、;b>　　2.4 復(fù)位電路</b></p><p>　　復(fù)位是對(duì)“61板”內(nèi)部的硬件初始化，“61板”本身具有上電復(fù)位功能，即只要一通電就自動(dòng)復(fù)位；另外，還具有外部復(fù)位電路，即在引腳6上外加一個(gè)低電平就可令其復(fù)位。如下圖2-6中的REST按鍵。</p><p><b>　　圖2-6 復(fù)位電路</b></p><p>　　2.5

34、 PROBEG和EZ-PROBE接口</p><p>　　61板結(jié)構(gòu)方框圖中的J4為PROBE的接口，PROBE一端接PC機(jī)25針并口，一端連接它來(lái)調(diào)試、仿真和下載程序的。這樣，就不需要再用仿真器和編程器了，只需按照要求將其連接好，就可以通過(guò)它在PC機(jī)上調(diào)試程序，并且在線仿真，最后將程序下載到芯片中，即完成了程序的燒寫(xiě)。􀂾方框圖中的J11是EZ-PROBE的接口，下載線一端連接PC機(jī)的25pin

35、并口，另外一端接61板的5pin EZ-PROBE接口。</p><p>　　2.6 SPCE061A單片機(jī)概述 </p><p>　　SPCE061A是繼µ’nSP系列產(chǎn)品SPCE500A等之后凌陽(yáng)科技推出的又一個(gè)16位結(jié)構(gòu)的微控制器。目前有兩種封裝形式：84引腳的PLCC84封裝和80引腳的LQFP80貼片封裝。 主要性能是： </p><p>　　&

36、#183;16位µ’nSP微處理器;CPU時(shí)鐘：32768Hz~49.152MHz ；</p><p>　　·工作電壓：VDD為2.4~3.6V(cpu), VDDH為2.4~5.5V(I/O)； </p><p>　　·可編程音頻處理； </p><p>　　·內(nèi)置2K字SRAM、內(nèi)置32K FLASH；</p>

37、<p>　　·32位通用可編程輸入/輸出端口； </p><p>　　·2個(gè)16位可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器(可自動(dòng)預(yù)置初始計(jì)數(shù)值)； </p><p>　　·32768Hz實(shí)時(shí)時(shí)鐘，鎖相環(huán)PLL振蕩器提供系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)；</p><p>　　·2個(gè)10位DAC(數(shù)-模轉(zhuǎn)換)輸出通道； </p><p

38、>　　·7通道10位電壓模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和單通道語(yǔ)音模-數(shù)轉(zhuǎn)換器； </p><p>　　·16系統(tǒng)處于備用狀態(tài)下(時(shí)鐘處于停止?fàn)顟B(tài))耗電小于2µA@3.6V； </p><p>　　·14個(gè)中斷源：定時(shí)器A / B，2個(gè)外部時(shí)鐘源輸入， </p><p>　　·聲音模-數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入通道內(nèi)置麥克風(fēng)放大器自

39、動(dòng)增益控制(AGC)功能；</p><p>　　·具備觸鍵喚醒的功能； </p><p>　　·使用凌陽(yáng)音頻編碼SACM_S240方式(2.4K位/秒)，能容納210秒的語(yǔ)音數(shù)據(jù)； </p><p>　　·具備異步、同步串行設(shè)備接口； </p><p>　　·具有低電壓復(fù)位(LVR)功能和低電壓監(jiān)測(cè)(L

40、VD)功能； </p><p><b>　　·具有保密能力； </b></p><p>　　·具有WatchDog功能（由具體型號(hào)決定）</p><p>　　·內(nèi)置在線仿真電路接口ICE（In- Circuit Emulator）；</p><p>　　2.6.1 結(jié)構(gòu)概覽 </p&g

41、t;<p>　　SPCE061A的結(jié)構(gòu)如圖2-7所示：</p><p>　　圖2-7 SPCE061A結(jié)構(gòu)圖 </p><p>　　2.6.2 芯片的引腳排列和說(shuō)明 </p><p>　　SPCE061A有兩種封裝形式，一種為84個(gè)引腳的PLCC84封裝形式；61A PLCC84實(shí)物圖如1-2,引腳排列如圖1-3；另一種為80個(gè)引腳，如圖1-4所示。&

42、lt;/p><p>　　圖 2-8 SPCE061A PLCC84 </p><p>　　圖2-9 SPCE061A PLCC84引腳排列 圖2-10 SPEC061A LQFP80 引腳排列</p><p>　　2.6.3 芯片特性</p><p>　　SPCE061A系統(tǒng)參數(shù)特性如下所示：</p&

43、gt;<p>　　各引腳特性介紹如下：</p><p>　　IOA0-IOA15(41-48,53,54-60腳)：I/O口A，共16個(gè)。</p><p>　　IOB0-IOB15(5-1,81-76,68-64腳)：I/O口B，共16個(gè)。</p><p>　　OSC31I(13腳)：振蕩器輸入。在石英晶振模式下，是石英元件的一個(gè)輸入腳。</p&

44、gt;<p>　　OSC32O(12腳)：振蕩器輸出。在石英晶振模式下，是石英元件的一個(gè)輸出腳。</p><p>　　XRESB(6腳)：復(fù)位輸入。若這個(gè)腳輸入低電平，會(huì)使控制器被重置復(fù)位。</p><p>　　XICE(16腳)：ICE使能端，接在線調(diào)試器PROBE的使能腳ICE_EN。</p><p>　　XICECLK(17腳)：ICE時(shí)鐘腳，接

45、在線調(diào)試器PROBE的時(shí)鐘腳ICE_SCK。</p><p>　　XICESDA(18腳)：ICE數(shù)據(jù)腳，接在線調(diào)試器PROBE的數(shù)據(jù)腳ICE_SDA。</p><p>　　PVIN(20腳)：程序保密設(shè)定腳。接GRD。</p><p>　　PRUSE(29腳)：程序保密設(shè)定腳。接+5V。</p><p>　　DAC1(21腳)：音頻輸出通道

46、1。</p><p>　　DAC2(22腳)：音頻輸出通道2。</p><p>　　VRES2(23腳)：2V參考電壓輸出腳。</p><p>　　AGC(25腳)：語(yǔ)音輸入自動(dòng)控制引腳。</p><p>　　OPI(26腳)：Microphone的第二運(yùn)放輸入腳。</p><p>　　MICOUT(27腳)：Micr

47、ophone的第一運(yùn)放輸出腳。</p><p>　　MICN(28腳)：Microphone的負(fù)向輸入腳。</p><p>　　MICP(33腳)：Microphone的正向輸入腳。</p><p>　　VRTPAD(35腳)：A/D轉(zhuǎn)換外部參考電壓輸入腳。它決定A/D轉(zhuǎn)換輸入電壓上限值。若該點(diǎn)輸入一個(gè)2.5V的參考電壓，則A/D轉(zhuǎn)換電壓輸入范圍為0-2.5V。（外

48、部A/D最高參考電壓<3.3V）。</p><p>　　VCM(34腳)：ADC參考電壓輸出腳。</p><p>　　VMIC（37腳）：Microphone電源。</p><p>　　XSLEEP(63腳)：睡眠狀態(tài)指示腳。當(dāng)CPU進(jìn)入睡眠狀態(tài)時(shí)，該腳輸出一個(gè)高電平。</p><p>　　VCP(8腳)：鎖相環(huán)壓控振蕩器的阻容輸入。&

49、lt;/p><p>　　XROMT、PVPP、XTEST（61、69、14腳）：出廠測(cè)試用引腳，懸空即可。</p><p>　　VDDH(51、52、75腳)：I/O點(diǎn)評(píng)參考。若該點(diǎn)輸入一個(gè)5V的參考電壓，則I/O輸入輸出高電平為5V。</p><p>　　VDD（7腳）：PLL鎖相環(huán)電源。</p><p>　　VSS（9腳）：鎖相環(huán)地。<

50、/p><p>　　Vss（19、24腳）：模擬地。</p><p>　　VSS(38、49、50、62腳)：數(shù)字地。</p><p>　　VDD（15腳、36腳）：數(shù)字電源。</p><p>　　第三章 61板組成及自檢</p><p><b>　　3.1 61板組成</b></p>

51、<p><b>　　3.1.1 概述</b></p><p>　　目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒(méi)有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上的各種儀表控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開(kāi)單片機(jī)。更不

52、用說(shuō)自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。　　利用51單片機(jī)進(jìn)行開(kāi)發(fā)時(shí)，硬體開(kāi)發(fā)系統(tǒng)要求很多，如仿真器、燒錄器、開(kāi)發(fā)板等。軟體開(kāi)發(fā)工具有富蘭克林、Keil51等。61板是SPCE061A的硬體開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，用戶只采用61板就可以進(jìn)行開(kāi)發(fā)，與61板配套的軟體開(kāi)發(fā)工具名稱為凌陽(yáng)十六位單片機(jī)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（unSP IDE）,凌陽(yáng)大學(xué)計(jì)劃網(wǎng)站提供開(kāi)發(fā)環(huán)境的免費(fèi)下載

53、和升級(jí)?！　?quot;61板"是以16位單片機(jī)SPCE061A為核心的精簡(jiǎn)開(kāi)發(fā)－仿真－實(shí)驗(yàn)板，大小相當(dāng)于一頁(yè)撲克牌，是"凌陽(yáng)大學(xué)計(jì)劃"專為大學(xué)生、電子愛(ài)好者等進(jìn)行電子實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、電子制作及電子競(jìng)賽所設(shè)計(jì)的,也可作為單片機(jī)項(xiàng)目初期研發(fā)使</p><p>　　3.1.2 61板的結(jié)構(gòu) </p><p>　　61板的實(shí)物結(jié)構(gòu)圖如圖3-1 所示&l

54、t;/p><p>　　圖3-1 61板實(shí)物圖</p><p><b>　　表3-1 框圖說(shuō)明</b></p><p>　　3.1.3 61板組成及作用</p><p>　　61板結(jié)構(gòu)如圖3-2所示 </p><p>　　圖3-2 61板組成結(jié)構(gòu)</p><p>　?。ㄒ唬?/p>

55、輸入/輸出（I/O）接口　　"61板"將SPCE061A的32個(gè)I/O口全部引出：IOA0~IOA15，IOB0~IOB15，對(duì)應(yīng)的引腳為：A口，41～48、53、54～60；B口，5～1、81～76、68～64。而且該I/O口是可編程的，即可以設(shè)置為輸入或輸出：　　設(shè)置為輸入時(shí)，分為懸浮輸入或非懸浮輸入，非懸浮輸入又可以設(shè)置為上拉輸入或是下拉輸入；在5V情況下，上拉電阻為150K，下拉電阻為110K；設(shè)置為輸

56、出時(shí)，可以選擇同相輸出或者反相輸出。 （二）音頻輸入/輸出接口　　正如我們?cè)谇懊娼榻B的"61板"具有強(qiáng)大的語(yǔ)音處理功能，如圖2所示,X1是語(yǔ)音的MIC輸入端，帶自動(dòng)增益（AGC）控制，J12和J3都是語(yǔ)音輸出接口，一個(gè)是耳機(jī)插孔另一個(gè)是兩pin的插針外接喇叭，由DAC輸出引腳21或22經(jīng)語(yǔ)音集成放大器SPYOO30放大，然后輸出，SPY0030是凌陽(yáng)的芯片，相當(dāng)于LM386，但是比386音質(zhì)好，它可以工作在2.4

57、~6.0V范圍內(nèi)，最大輸出功率可達(dá)700mW（386必須工作在4V以上，而且功率只有100mW）。（三）在線調(diào)試器（PROBE）和EZ-PROBE接口</p><p>　　2、 DC5V穩(wěn)壓源供電用戶可以直接外接5V的直流穩(wěn)壓源供電，5V電壓再通過(guò)SPY0029穩(wěn)壓到3.3V?！　?、 DC3V供電用戶可以提供直流3.3V電壓為實(shí)驗(yàn)板進(jìn)行供電，此時(shí)整個(gè)板子只有3.3V電壓，I/O端口電壓此時(shí)只有一種選擇

58、。 　　 ※需要注意的是由于SPY0029最大輸出電流為50mA，所以如果需要外接一些模組時(shí)要先考慮一下是否合適。 （五）外部復(fù)位　　復(fù)位是對(duì)"61板"內(nèi)部的硬件初始化，"61板"本身具有上電復(fù)位功能，即只要一通電就自動(dòng)復(fù)位，另外，還具有外部復(fù)位電路，即在引腳6上外加一個(gè)低電平就可令其復(fù)位。如圖3-2中的REST按鍵。</p><p><b>　　3.2 6

59、1板測(cè)試</b></p><p>　　主要測(cè)試部分 1、I/O口（A口作為輸入，B口作為輸出）； 2、睡眠功能（進(jìn)入睡眠狀態(tài)，指示燈點(diǎn)亮）； 3、A/D轉(zhuǎn)換輸入（B口的低7位作為模擬電壓源輸出，對(duì)應(yīng)A口的7個(gè)通道采樣轉(zhuǎn)換）； 4、MIC輸入及語(yǔ)音輸出（同時(shí)實(shí)現(xiàn)A/D和D/A轉(zhuǎn)換功能）。</p><p>　　3.2.1 測(cè)試

60、步驟</p><p>　　第一步、連接電源，可以用3V電池。 現(xiàn)象：當(dāng)電源接通時(shí)，紅色的發(fā)光二極管會(huì)點(diǎn)亮。有語(yǔ)音提示：“歡迎進(jìn)入自檢模式”，否則會(huì)聽(tīng)到："I/O測(cè)試失敗"的警告，所以就要 進(jìn)行第二步的操作； 第二步、用排線分別連接I/OA口的低8位和IOB口的低8位，IOA口的高8位和IOB口的高8位，然后按下REST復(fù)位鍵　　現(xiàn)象：當(dāng)按下復(fù)位鍵后，語(yǔ)音提示"歡迎進(jìn)入

61、自檢模式"，當(dāng)聽(tīng)到語(yǔ)音："I/O測(cè)試成功"后，進(jìn)行第三步操作；第三步、按K1鍵進(jìn)行睡眠功能測(cè)試　　現(xiàn)象：如果測(cè)試成功，綠色的發(fā)光二極管亮滅一下，有語(yǔ)音提示"睡眠測(cè)試成功"，否則提示"睡眠測(cè)試失敗"，然后進(jìn)行第四步操作；第四步、按下K2鍵進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換的測(cè)試　　現(xiàn)象：語(yǔ)音提示："A/D測(cè)試成功"，否則提示"A//D測(cè)試失敗"

62、;，進(jìn)入最后一步操作；第五步、拔掉第一步測(cè)試時(shí)的連接線，并按下K3鍵測(cè)試MIC輸入及D/A轉(zhuǎn)換輸出是否正常　　現(xiàn)象：可以在MIC上輕輕的拍幾下，同時(shí)聽(tīng)是否有聲音輸出，如果有聲音輸出，則說(shuō)明MIC輸入和D/A轉(zhuǎn)換輸出部分正常。 ※ 以上操作，只有當(dāng)I/O測(cè)試成功時(shí)，按鍵才會(huì)有效。</p><p>　　3.2.2 測(cè)試流程</p><p>　　系統(tǒng)的測(cè)試流程圖如圖3-3所示</p

63、><p>　　圖3-3 測(cè)試流程圖</p><p>　　第四章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 音頻壓縮及算法</p><p>　　4.1.1 音頻的概述</p><p>　　我們所說(shuō)的音頻是指頻率在20 Hz～20 kHz的聲音信號(hào)，分為：波形聲音、語(yǔ)音和音樂(lè)三種，其中波形聲音就是自然界中所有的聲音，是聲音數(shù)

64、字化的基礎(chǔ)。語(yǔ)音也可以表示為波形聲音，但波形聲音表示不出語(yǔ)言、語(yǔ)音學(xué)的內(nèi)涵。語(yǔ)音是對(duì)講話聲音的一次抽象。是語(yǔ)言的載體，是人類社會(huì)特有的一種信息系統(tǒng)，是社會(huì)交際工具的符號(hào)。音樂(lè)與語(yǔ)音相比更規(guī)范一些，是符號(hào)化了的聲音。但音樂(lè)不能對(duì)所有的聲音進(jìn)行符號(hào)化。樂(lè)譜是符號(hào)化聲音的符號(hào)組，表示比單個(gè)符號(hào)更復(fù)雜的聲音信息內(nèi)容。</p><p>　　4.1.2 數(shù)字音頻的采樣和量化 </p><p>　　將模

65、擬的（連續(xù)的）聲音波形數(shù)字元化（離散化），以便利數(shù)字計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理的過(guò)程，主要包括采樣和量化兩個(gè)方面。 </p><p>　　數(shù)字音頻的質(zhì)量取決于：采樣頻率和量化位數(shù)這兩個(gè)重要參數(shù)。此外，聲道的數(shù)目、相應(yīng)的音頻設(shè)備也是影響音頻質(zhì)量的原因。 </p><p>　　4.1.3 語(yǔ)音壓縮編碼基礎(chǔ) </p><p>　　語(yǔ)音壓縮編碼中的數(shù)據(jù)量是指：數(shù)據(jù)量=(采樣頻率

66、5;量化位數(shù))/8(字節(jié)數(shù)) ×聲道數(shù)目。 </p><p>　　壓縮編碼的目的：通過(guò)對(duì)資料的壓縮，達(dá)到高效率存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換資料的結(jié)果，即在保證一定聲音質(zhì)量的條件下，以最小的資料率來(lái)表達(dá)和傳送聲音信息。 </p><p>　　壓縮編碼的必要性：實(shí)際應(yīng)用中，未經(jīng)壓縮編碼的音頻資料量很大，進(jìn)行傳輸或存儲(chǔ)是不現(xiàn)實(shí)的。 所以要通過(guò)對(duì)信號(hào)趨勢(shì)的預(yù)測(cè)和冗余信息處理，進(jìn)行資料的壓縮，這樣就可以使我

67、們用較少的資源建立更多的信息。 </p><p>　　舉個(gè)例子，沒(méi)有壓縮過(guò)的CD品質(zhì)的資料，一分鐘的內(nèi)容需要11MB的內(nèi)存容量來(lái)存儲(chǔ)。如果將原始資料進(jìn)行壓縮處理，在確保聲音品質(zhì)不失真的前提下，將數(shù)據(jù)壓縮一半，5.5MB就可以完全還原效果。而在實(shí)際操作中，可以依需要來(lái)選擇合適的算法。常用的是SACM_A2000和SACM_S480兩種放音算法 </p><p>　　4.2 A2000鍵控語(yǔ)音

68、模塊</p><p>　　本部分模塊設(shè)計(jì)的總體思路是把整個(gè)系統(tǒng)分為錄音、停止和放音三種狀態(tài)，狀態(tài)的改變用按鍵K1\K2\K3控制。錄放音都放在中斷服務(wù)程序里處理，主程序只處理鍵盤(pán)事件。主程序先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，然后只處理鍵盤(pán)事件，判斷按鍵值，并據(jù)此設(shè)置相應(yīng)的系統(tǒng)狀態(tài)。中斷服務(wù)程序是通過(guò)定時(shí)器中斷進(jìn)入的。在中斷服務(wù)程序中，先判斷系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)，根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)操作。如果是錄音狀態(tài)，就去取ADC結(jié)果進(jìn)行數(shù)字濾波，把

69、濾波結(jié)果保存到SPR4096中，最后清中斷標(biāo)志退出中斷服務(wù)；如果是放音狀態(tài)，就從SPR4096中讀出數(shù)據(jù)，進(jìn)行DAC，最后清中斷標(biāo)志退出中斷服務(wù)；如果是停止?fàn)顟B(tài)，就不進(jìn)行其它操作，直接清中斷標(biāo)志就退出中斷服務(wù)程序。 </p><p>　　4.2.1鍵控語(yǔ)音函數(shù)及說(shuō)明</p><p>　　通過(guò)鍵盤(pán)掃描，鍵值確定，根據(jù)不同的鍵值，做出語(yǔ)音播放的不同處理。 </p><p&g

70、t;　　使用相關(guān)語(yǔ)音函數(shù)說(shuō)明： 語(yǔ)音函數(shù)，來(lái)自于sacmv25.lib </p><p><b>　　1）</b></p><p>　　【API格式】void SACM_A2000_ServiceLoop(void) </p><p>　　【功能說(shuō)明】從資源中獲取SACM_A2000語(yǔ)音資料，并將其填入譯碼隊(duì)列中。 </p>&l

71、t;p><b>　　【參 數(shù)】無(wú)。</b></p><p><b>　　【返 回 值】無(wú)。</b></p><p><b>　　2） </b></p><p>　　【API格式】void SACM_A2000_Initial(int Init_Index) </p><p&g

72、t;　　【功能說(shuō)明】SACM_A2000語(yǔ)音播放之前的初始化。 </p><p>　　【參 數(shù)】Init_Index=0 表示手動(dòng)方式；Init_Index=1 則表示自動(dòng)式。 </p><p><b>　　【返 回 值】無(wú) </b></p><p>　　【備 注】該函數(shù)用于對(duì)定時(shí)器、中斷和DAC等的初始化</p><p&g

73、t;<b>　　3) </b></p><p>　　【API格式】void SACM_A2000_Play(int Speech_Index, int Channel, int Ramp_Set)；</p><p>　　【功能說(shuō)明】播放資源中SACM_A2000語(yǔ)音或樂(lè)曲。 </p><p>　　【參 數(shù)】Speech _Index:表示語(yǔ)音

74、索引號(hào)。 </p><p>　　Channel： 1.通過(guò)DAC1通道播放； </p><p>　　2.通過(guò)DAC2通道播放； </p><p>　　3.通過(guò)DAC1和DAC2雙通道播放。</p><p>　　Ramp_Set： 0.禁止音量增/減調(diào)節(jié)； </p><p>　　僅允許音量增調(diào)節(jié)； </p>

75、<p><b>　　僅允許音量減調(diào)節(jié)；</b></p><p>　　允許音量增/減調(diào)節(jié)。</p><p><b>　　4） </b></p><p>　　【API格式】unsigned int SP_GetCh(void)； </p><p>　　【功能說(shuō)明】獲取按鍵值。 </p&

76、gt;<p><b>　　【參 數(shù)】無(wú)。 </b></p><p>　　【返 回 值】按鍵值 </p><p><b>　　5） </b></p><p>　　【API格式】unsigned int SACM_A2000_Status(void)； </p><p>　　【功能說(shuō)明】獲

77、取SACM_A2000語(yǔ)音播放的狀態(tài)。 </p><p><b>　　【參 數(shù)】無(wú)。 </b></p><p>　　【返 回 值】當(dāng)R1的bit0=0，表示語(yǔ)音播放結(jié)束；bit0=1，表示語(yǔ)音在播放中。 </p><p>　　相關(guān)按鍵函數(shù)：來(lái)自key.asm文件</p><p><b>　　6） </b&

78、gt;</p><p>　　【API格式】void System_ServiceLoop (void)； </p><p>　　【功能說(shuō)明】鍵盤(pán)掃描與按鍵去抖。 </p><p><b>　　【參 數(shù)】無(wú)。 </b></p><p><b>　　【返 回 值】無(wú) </b></p>&l

79、t;p><b>　　7） </b></p><p>　　【API格式】void System_Initial (void)； </p><p>　　【功能說(shuō)明】鍵盤(pán)初始化 </p><p><b>　　【參 數(shù)】無(wú)。 </b></p><p><b>　　【返 回 值】無(wú) </

80、b></p><p>　　4.2.2 主程序流程圖及說(shuō)明 </p><p>　　說(shuō)明：本程序流程主要通過(guò)對(duì)按鍵掃描、鍵值確定后，決定語(yǔ)音是播放、停止、暫停。 主程序流程圖如圖4-1： ? </p><p>　　圖4-1 主程序流程圖</p><p>　　4.3 SACM-DVR 錄放</p><p>　　SACM

81、-DVR具有錄音和放音功能，并采用SACM_A2000的算法，錄音時(shí)采用16K資料率及8K采樣率獲取語(yǔ)音資源，經(jīng)過(guò)SACM_A2000壓縮后存儲(chǔ)在擴(kuò)展的SRAM 628128A里，錄滿音后自動(dòng)開(kāi)始放音。其相關(guān)API函數(shù)如下所示：int SACM_DVR_Initial(int Init_Index) //初始化void SACM_DVR_ServiceLoop(void) //獲取資料，填入譯碼隊(duì)列void SACM_DVR_E

82、ncode(void) //錄音SACM_DVR_StopEncoder(); //停止編碼SACM_DVR_InitEncoder(RceMonitorOn) //初始化解碼器void SACM_DVR_Stop(void) //停止錄音void SACM_DVR_Play(void) //開(kāi)始播放unsigned int SACM_DVR _Status(void) //獲取SACM_DVR模塊的狀態(tài)void SACM_

83、DVR _InitDecode(void) //開(kāi)始譯碼void SACM_DVR _Decode(void)</p><p>　　2) 【API格式】C：void SACM_ DVR _Initial(int Init_Index) ASM：R1=[ Init_Index] Call F_ SACM_ DVR _Initial 【功能說(shuō)明】SACM

84、_ DVR語(yǔ)音播放之前的初始化：設(shè)置中斷源、定時(shí)器以及播放方式（自動(dòng)、 手動(dòng)） 【參數(shù)】Init_Index=0 表示手動(dòng)方式；Init_Index=1 則表示自動(dòng)方式。 【返回值】無(wú) 【備注】 ① 對(duì)于SACM_DVR模塊，需要一些I/O口來(lái)連接外部的SRAM，用以存放錄音資料。 ② 錄放音的格式采用SACM_A2000。3）【API格式】C：void SACM_DVR _Stop(void

85、)； ASM：Call F_ SACM_DVR _Stop 【功能說(shuō)明】以自動(dòng)方式停止錄音。 【參數(shù)】無(wú)。 【返回值】無(wú)。</p><p>　　4）【API格式】C：void SACM_DVR_Encode(void)； ASM：Call F_ SACM_DVR_ Encode 【功能說(shuō)明】開(kāi)始以自動(dòng)方式錄制聲音資料到外接SRAM中。

86、 【參數(shù)】無(wú)。 【返回值】無(wú)。 【備注】該函數(shù)僅適用于SACM_DVR模塊，且只有自動(dòng)方式。5）【API格式】C：int SACM_DVR _Play(int Speech_Index, int Channel, int Ramp_Set)； ASM：Call SACM_DVR _Play 【功能說(shuō)明】以自動(dòng)方式播放外接SRAM中的錄音資料。 【參數(shù)】無(wú) 【返回值】無(wú)。

87、 【備注】該函數(shù)僅使用于自動(dòng)方式下。6）【API格式】C：unsigned int SACM_DVR _Status(void)； ASM：Call F_ SACM_DVR _ Status [返回值]=R1 【功能說(shuō)明】獲取SACM_DVR模塊的狀態(tài)。 【參數(shù)】無(wú)。 【返回</p><p>　　【備注】該函數(shù)僅使用于DVR的手動(dòng)方式下。7） 【API格式

88、】C：void SACM_DVR_InitDecode(int Channel)； ASM：Call F_SACM_DVR_Decode 【功能說(shuō)明】開(kāi)始對(duì)SACM_DVR語(yǔ)音資料以非自動(dòng)方式（編程控制）進(jìn)行譯碼。 【參數(shù)】Channel=1，2，3；分別表示使用DAC1、DAC2信道以及DAC1和DAC2雙通 道 【返回值】無(wú)。 【備注】用戶只

89、能通過(guò)非自動(dòng)方式對(duì)語(yǔ)音資料解壓縮。8） 【API格式】C：void SACM_DVR_Decode(void)； ASM ：Call F_ SACM_DVR_Decode 【功能說(shuō)明】從語(yǔ)音隊(duì)列里獲取的SACM_DVR語(yǔ)音資料，并進(jìn)行譯碼，然后通過(guò) 中斷服務(wù)子程序?qū)⑵渌腿隓AC通道播放。 【參數(shù)】無(wú)。 【返回值】無(wú)。 【備注】用戶

90、僅能通過(guò)非自動(dòng)方式對(duì)語(yǔ)音資料進(jìn)行譯碼。9) 【API格</p><p><b>　　4.4 數(shù)字濾波 </b></p><p>　　我們希望錄音得到的只是音頻信號(hào)，減少其它信號(hào)的干擾。因此，我們要進(jìn)行濾波，濾去音頻信號(hào)（300～3400Hz）頻段以外的信號(hào)。 濾波可以用模擬的方法實(shí)現(xiàn)，也可以用數(shù)字的方法實(shí)現(xiàn)。模擬濾波一般采用RC電路組成無(wú)源濾波，或加上運(yùn)放構(gòu)成有源

91、濾波，不管用哪種方法，都需要增加硬件成本，而且，隨著階數(shù)的增加，模擬濾波器的調(diào)試將越來(lái)越困難。數(shù)字濾波的好處在于沒(méi)有硬件成本，當(dāng)然，不包括因MCU的速度不夠而必須更換MCU引起的成本增加。另外，高階（比如100階）濾波器對(duì)模擬濾波器來(lái)說(shuō)是很難想象的，而用數(shù)字濾波器就可以實(shí)現(xiàn)。 數(shù)字濾波器是對(duì)數(shù)字信號(hào)實(shí)現(xiàn)濾波的線性時(shí)不變系統(tǒng)。數(shù)字濾波的實(shí)質(zhì)是一種運(yùn)算過(guò)程，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的運(yùn)算處理。我們從信號(hào)和系統(tǒng)課程中知道，時(shí)域離散系統(tǒng)的頻域特性如下： Y(

92、ejw)=X(ejw)H(ejw),其中X(ejw), H(ejw)分別是數(shù)字濾波器的輸出序列和輸入序列的頻域特性，H(ejw)是數(shù)字濾波器的單位取樣響應(yīng)的頻譜。。按照輸入信號(hào)頻譜的特點(diǎn)和處理信號(hào)的目的，適當(dāng)選擇H(ejw)，使得濾波后的X(ejw)H(ejw)滿足設(shè)計(jì)的要求，這就是數(shù)字濾波器的濾波原理。</p><p>　　的選擇很關(guān)鍵，它決定了濾波器的性能。單片機(jī)一般適合做定點(diǎn)運(yùn)算，而一般都是小數(shù)，所以要對(duì)進(jìn)

93、行定點(diǎn)處理，這是一個(gè)很麻煩的過(guò)程。 </p><p>　　濾波運(yùn)算要進(jìn)行乘累加的運(yùn)算，一般MCU速度不夠的話是無(wú)法進(jìn)行的。SPCE061A可以工作在49MHz，更重要的是，它提供了一個(gè)16×16的硬件乘法器，它的乘累加指令正好可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)濾波運(yùn)算。 </p><p>　　µ’nSP乘法累加求和指令（Muls）之格式如下：</p><p>　　MR

94、 = [Rd] * [Rs] ，ss，n；</p><p>　　MR = [Rd] * [Rs] ，us，n； </p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　MR為用于累加的寄存器對(duì)，由R3、R4充當(dāng)；</p><p>　　Rd為目標(biāo)寄存器，在此用于采樣數(shù)據(jù)指針； </p><p&

95、gt;　　Rs為源寄存器，在此用于系數(shù)寄存器指針；</p><p>　　n為參加濾波運(yùn)算的采樣樣本數(shù)目； </p><p>　　ss為有符號(hào)數(shù)相乘的設(shè)定，缺省設(shè)定即為此；</p><p>　　us為無(wú)符號(hào)數(shù)相乘的設(shè)定。 </p><p>　　假設(shè)參加濾波的采樣樣本數(shù)為4，且由采樣數(shù)據(jù)指針R1和系數(shù)寄存器指針R2分別指向的存儲(chǔ)器內(nèi)容在執(zhí)行Mul

96、指令前后的情況如下圖所示。</p><p>　　當(dāng)執(zhí)行了指令MR = [R1] * [R2]，4以后，會(huì)產(chǎn)生如下一些動(dòng)作：</p><p>　　累加器MR清零后進(jìn)行MAC計(jì)算：</p><p>　　MR = C1* Xn-1 + C2* Xn-2 + C3* Xn-3 + C4* Xn-4； 且指針向右移動(dòng)了n（n=4）個(gè)字的位置。 </p><

97、p>　?。玻┲档米⒁獾氖?，指針R1指向的存儲(chǔ)器的內(nèi)容（采樣數(shù)據(jù)樣本）向前移動(dòng)了一個(gè)字的位置。其意義在于當(dāng)采樣新的數(shù)據(jù)樣本（Xn）時(shí)，可將Xn依序存放在Xn-1之后，而最舊的數(shù)據(jù)樣本（Xn-4）會(huì)被次舊的數(shù)據(jù)樣本（Xn-3）取代。 Muls指令只占一個(gè)字（即16位）的存儲(chǔ)空間且指令執(zhí)行的時(shí)間為（10n+6）個(gè)時(shí)鐘周期，具體到本例是10*4+6=46個(gè)時(shí)鐘周期。</p><p><b>　　第五章

98、總結(jié)</b></p><p>　　本課題通過(guò)61板及其相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備較好的實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放。與傳統(tǒng)方法相比，是一種簡(jiǎn)便有效的方法。本文介紹了用凌陽(yáng)16位單片機(jī)SPCE061A實(shí)現(xiàn)數(shù)字化語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放的全過(guò)程。采用了基于SPCE061A的LineIN錄音，并采用SACM-A2000的壓縮算法，利用凌陽(yáng)SACM庫(kù)提供的DVR函數(shù)進(jìn)行錄放，系統(tǒng)采用了性能良好的數(shù)字濾波，有效的濾出了背景噪聲，減少了失真。采

99、樣頻率為8KHZ時(shí)，語(yǔ)音存儲(chǔ)時(shí)間≥10秒，回放語(yǔ)音質(zhì)量良好，基本無(wú)失真。 </p><p>　　因時(shí)間關(guān)系，系統(tǒng)電路的整體設(shè)計(jì)方案還有待改進(jìn)，部分電路性能不理想。例如，放大部分電路都是作為理想放大器來(lái)處理。其次，語(yǔ)音存儲(chǔ)時(shí)間比較短，存儲(chǔ)器利用率不高，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)音量的控制，系統(tǒng)的抗噪聲性能還有待于進(jìn)一步增強(qiáng)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p&

100、gt;<p>　　[1]李曉白.凌陽(yáng)16位單片機(jī)C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006.</p><p>　　[2]羅亞非.凌陽(yáng)16位單片機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)[M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003.</p><p>　　[3]薛鈞義.凌陽(yáng)十六位單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京：北京航天航空大學(xué)出版社，2003. </p><p>　　[

101、4]謝自美.電子線路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試[M].湖北：華中科技大學(xué)出版社，2006.</p><p>　　[5]馬忠梅.單片機(jī)的C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003.</p><p>　　[6]邱關(guān)源.電路[M].北京：高等教育出版社，2003.</p><p>　　[7]康華光.電子線路基礎(chǔ)(模擬部分)[M].北京：高等教育出版社，1999.&

102、lt;/p><p>　　[8]曹漢房.數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)[M].湖北：華中科技大學(xué)出版社，2004</p><p>　　[9]何立民.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1997.</p><p>　　[10]李光飛.李良兒.單片機(jī)C程序設(shè)計(jì)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004.</p><p>　　[11]胡乾斌.

103、李光斌.單片微型計(jì)算機(jī)原理和應(yīng)用[M].湖北：華中科技大學(xué)出版社，2001.</p><p><b>　　附 錄</b></p><p>　　附錄1.數(shù)字化語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)主程序 </p><p>　　// 功能描述: 通過(guò)按鍵K1\K2\K3來(lái)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音的存儲(chǔ)與回放.</p><p>　　當(dāng)K1鍵按下時(shí)，開(kāi)始錄

104、音：當(dāng)K2鍵按下時(shí)，停止錄音；當(dāng)K3鍵按下時(shí)，開(kāi)始播放存儲(chǔ)的錄音</p><p>　　主程序先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，然后只處理鍵盤(pán)事件，判斷按鍵值，并據(jù)此設(shè)置相應(yīng)的系統(tǒng)狀態(tài)。中斷服務(wù)程序是通過(guò)定時(shí)器中斷進(jìn)入的。在中斷服務(wù)程序中，先判斷系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)，根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)操作。如果是錄音狀態(tài)，就去取ADC結(jié)果進(jìn)行數(shù)字濾波，把濾波結(jié)果保存到SPR4096中，最后清中斷標(biāo)志退出中斷服務(wù)；如果是放音狀態(tài)，就從SPR4096中讀

105、出數(shù)據(jù)，進(jìn)行DAC，最后清中斷標(biāo)志退出中斷服務(wù)；如果是停止?fàn)顟B(tài)，就不進(jìn)行其它操作，直接清中斷標(biāo)志就退出中斷服務(wù)程序。 </p><p>　　// main.c</p><p>　　//isr.asm/key.asm/sram.asm/Flash.asm/system.asm</p><p>　　// hardware.asm/Resource.

106、asm</p><p>　　//Resource.h/Resource.inc</p><p>　　#include "dvr.h"</p><p>　　#include "hardware.h"</p><p>　　#define sector 0xa000</p><

107、p>　　#define C_flashSize 0xf000</p><p>　　#defineStop0</p><p>　　#defineRecord1</p><p>　　#define DAC22</p><p>　　#defineEmpty2</p><p>

108、　　#define Play2</p><p>　　#defineFull1</p><p>　　#defineDAC11</p><p>　　#defineRceMonitorOff0</p><p>　　#defineRceMonitorOn1</p><p>　　#def

109、ine Manual0</p><p>　　#defineAuto1</p><p>　　unsigned int Addr, Save_Addr;</p><p>　　unsigned int Ret;</p><p>　　unsigned int Status;</p><p>　　unsigned

110、int Key;</p><p><b>　　main()</b></p><p>　　int main()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　System_Initial();</p><p>　　SACM_DVR_Initial(Manual)

111、;</p><p>　　Status = Stop;</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　Key = SP_GetCh();</p><p>　　switch(Key)</p

112、><p><b>　　{</b></p><p>　　case 0x0001://KEY1</p><p>　　//**********************錄音(record)***********************//</p><p>　　//******************************

113、***************************//</p><p>　　for(Addr=sector;Addr<0xf000;Addr+=256)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　Clear_WatchDog();</p><p>　　F_FlashE