1、 I 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术 课程设计（论文）课程设计（论文） II 摘 要 语音不仅是人与人之间进行信息交流最直接、最方便和最有效的工具，而且 也是人与机器之间进行通信的重要工具。 1874 年电话的发展可以认为是现代处理 的开端。电话的理论基础是尽可能不失真地传送语音波形。这种“波形原则”几 乎统治了其后整整一百年。1939 年产生了一种概念全新的语音处理技术，这就是 著名的通道声码器技术。声码器的理论基础是认为语音是由人的声带振动产生的 生源（载波）受到运动的声道的控制（调制）而产生的，因而将载波和调制两部 分分开来进行传送便可极大地压缩频带。这一概念已经包含着其后出现
2、的语音参 数模型的基本思想。40 年代后期，研制成功了能够把语音信号的时变谱用语音表 示出来的仪器语音仪，为语音信号分析提供了一个有力的工具。 对于语音信号，数字处理比模拟处理具有更多的优点。这是因为：第一，数 字技术能够完成许多很复杂的信号处理工作；第二，通过语音进行交换的信息本 质上具有离散的性质，因为语音可以看成是因素的组合，这就特别适合于数字处 理；第三，数字系统具有高可靠性、价廉、紧凑、快速等特点，很容易完成实时 处理任务；第四，数字语音适合于在强干扰通信中传输，易于和数据一起在通信 网中传输，也易于进行加密传输。因此数字语音信号处理是主要研究方向。 单片机的应用无处不在，利用单片机
3、控制语音的录放也多不胜举。用单片机 控制语音芯片，再把单片机和语音芯片嵌入到通信设备，智能仪器，治安报警及 儿童玩具中，就可做成语音播放的机器，应用范围广泛。用单片机控制语音芯片 设计语音录放系统,该系统功能多，录放音音质好，外围电路简单。 关键词：STC89C52；录音放音；ISD4004 III 目 录 第 1 章 绪论. 1 第 2 章 课程设计的方案. 2 2.1 概述 2 2.2 系统组成总体结构 2 第 3 章 硬件设计. 4 3.1 89C2051 单片机性能和引脚介绍 . 4 3.2 语音信号功率放大电路 5 3.3 ISD4004 语音芯片介绍 . 6 3.3.1 芯片性能简
4、述和引脚图. 6 3.3.2 ISD4004 芯片主要引脚描述 7 3.3.3 SPI 协议 . 8 第 4 章 软件设计. 10 4.1 总体方案 10 4.2 程序流程图 10 4.2.1 系统程序流程. 10 4.2.2 子程序流程. 11 4.3 模块说明 11 4.3.1 ISD4004 驱动程序 11 4.3.2 1602 液晶底层驱动. 13 第 5 章 制作与调试. 15 5.1 硬件电路的布线与焊接 15 5.1.1 总体特点. 15 5.1.2 Altium designer 软件画 PCB 15 5.1.3 焊接. 15 5.2 调试 15 5.2.1 硬件调试. 16
5、5.2.2 软件调试. 16 IV 第 6 章 课程设计总结. 17 参考文献. 18 附录. 错误错误!未定义书签。未定义书签。 1 第1章 绪论 本设计主要用来实现语音录放功能。 语音录放系统主要包括单片机控制模块、 语音采集模块、语音处理模块、信号放大模块，其中单片机控制模块是整个系统 设计的关键。在语音的录放过程中，单片机通过 SPI 通信方式与语音模块进行通 讯，来实现语音的录音与播放。由于每段录音都对应着不同的地址，因此在播放 录音时，需要发送需要播放的地址即可播放。 语音录放系统的信号处理过程主要包括语音的采集、信号的放大和语音的滤 波。语音经过驻极体传感器，即麦克风，把声波信号
6、转换成电信号。传感器采集 的电信号进过放大电路，放大一定倍数，经滤波、耦合之后送至语音模块。语音 模块对连续变化的语音信号进行采样，抽取其中的语音信号电平，直接存储在语 音芯片 ISD4004 中，因此使得语音自然真实。当语音播放时，需要在语音芯片的 输出段加一个带通滤波器，以滤除音频带宽以外的信号，从而减少杂音的干扰。 STC89C52 单片机的程序，使用 keil 编译程序进行设计和调试完成，其主要功能 是控制语音模块，以及 1602 液晶显示模块。 2 第2章 课程设计的方案 2.1 概述 本次设计主要是综合应用所学知识，设计语音录放系统，并在实践的基本技 能方面进行一次系统的训练。能够较全面地巩固和应用“单片机”课程中所学的 基本理论和基本方法，并初步掌握小型单片机系统设计的基本方法。 应用场合:语音的录放系统的应用十分广泛， 可以应用于通讯设备、 智能仪表、 治安报亭、语音报站、语音讲解、语音记录、语音复读、智能玩具等领域。 系统功能介绍:语音录放系统的工作原理是单片机通过 SPI 通信模式，来控制 语音芯片 ISD4004 的录音与播放。此系统一般包括单片机控制模块、语
