語音存貯與回放集成數(shù)字化系統(tǒng)設計

1.94萬字
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摘要： 本文提出了一種體積小巧、功耗低的數(shù)字化語音存儲與回放系統(tǒng)，它將會替代傳統(tǒng)的傳統(tǒng)的磁帶語音錄放系統(tǒng)。為了增加語音存儲時間，提高存儲器的利用率，采用了非失真壓縮算法對語音信號進行壓縮后再存儲，而在回放時再進行解壓縮，完成了對語音信號存儲與回放。同時,對輸入語音信號進行數(shù)字濾波以抑制雜音和干擾,從而確保了語音回放的可靠質量。 本系統(tǒng)以AT89C51單片機為核心，外接擴展32KB的62256存儲芯片用來滿足對語音信號進行數(shù)據(jù)存儲所需要的空間。語音存儲部分利用AD574芯片實現(xiàn)對模擬信號的數(shù)字化處理，語音回放時則采用ADC0832對數(shù)字信號進行數(shù)模轉換，以還原聲音信號。編碼部分使用了簡化的ADPCM，在一定壓縮比下提高了放音時間和質量。AGC單元使放大器的增益隨信號強弱而自動調(diào)整，很好地控制了輸出相對穩(wěn)定。帶同濾波器合理的通帶范圍有效的濾除了帶外噪聲，減少了混疊失真。通過后級補償電路對輸出的語音信號進行了校正。設計的語音存儲與回放系統(tǒng)具有錄制方便、回放靈活、無磨損、可靠性強等特點。
關鍵詞：數(shù)字化存儲，回放，單片機，校正

Design of Digital Voice Storage and Replaying System
Abstract： This article describes a digital voice storage and playback system can replace traditional tape voice recorders systems. In order to increase the voice storage time and improve the memory utilization, the use of a non-lossless compression algorithm to compress the speech signal and then stored in the playback and then decompressed, and completed the speech signal storage and playback.Meanwhile, to input pronunciation signal carry on figure strain wave by suppressing noising and interfering, thus guaranteed the reliable quality of the playback of the pronunciation. The  system is based on the AT89C51 single-chip microcomputer extended a RAM memory 62256 which owed 32KB storage space to satisfy the design requirement. It uses an AD574 chip to achieve analog-to-digital conversion, and on the other hand, it uses a DAC0832 chip to achieve digital-to-analog conversion so that the voice signal can be restored. Coding part of the use of a simplified ADPCM, in a certain compression ratio and improved the quality of playback time. AGC amplifier unit to automatically adjust with the signal strength, good control of the output is relatively stable. The same filter with a reasonable range of effective filter passband of the band noise, reducing the aliasing distortion. After the adoption of the output level compensation circuit to correct the speech signal. The voice storage and playback system designed with a convenient recording, playback and flexible, no wear, high reliability.
Keywords： Digital store，Playback，SCM，Correction


目錄
第1章 緒論 1
1.1 語音存儲的發(fā)展簡介 1
1.2 課題背景 1
1.3 語音存儲類產(chǎn)品現(xiàn)狀 2
1.4 設計要求和指標 3
1.5 系統(tǒng)方案論證 3
1.6 論文研究內(nèi)容 5
第2章 語音信號壓縮編碼技術 6
2.1 語音編碼概述 6
2.2 采樣理論 6
2.2.1 采樣 6
2.2.1 量化 7
2.2.1 編碼 7
2.3 語音編碼的分類 8
2.3.1 波形編碼(waveform coding) 8
2.3.2 參數(shù)編碼(parametric coding) 8
2.3.3 混合編碼(hybrid coding) 9
2.4 語音壓縮編碼使用的編碼算法 9
2.4.1 波形編碼使用的算法  9
2.4.2 參數(shù)編碼使用的算法  9
2.4.3 混合編碼使用的算法  9
2.5 常見的數(shù)據(jù)存儲器芯片 10
2.5.1 ROM簡介 10
2.5.2 PROM簡介 10
2.5.3 EPROM簡介 11
2.5.4 EEPROM簡介 12
2.5.5 WTC040語音芯片簡介 12
2.5.6 MA24126-P1語音芯片簡介 13
2.5.7 ISD4004語音芯片簡介 13
2.5.8 WT588D語音芯片簡介 14
第3章 系統(tǒng)硬件設計 17
3.1 系統(tǒng)總體設計 17
3.2 拾音器 18
3.3 放大器的設計 18
3.3.1 增益放大器： 18
3.3.2 輸出放大器： 19
3.4 帶通濾波器的設計 19
3.5 AT89C51單片機簡介 20
3.5.1 引腳介紹 21
3.5.2 主要性能指標 22
3.5.3 CPU時鐘電路 22
3.5.4 復位電路 23
3.6 A/D、D/A轉換器 23
3.6.1 A/D轉換器DA574簡介 23
3.6.2 D/A轉換器DAC0832簡介 24
3.7 存儲器的選擇 25
3.8 鍵盤的設定 26
第4章 各模塊接口原理 27
4.1 AT89C51和AD574 的接口原理 27
4.2 DAC0832 與單片機的接口原理 28
4.4 系統(tǒng)接口總圖 29
第5章 系統(tǒng)校正與軟件設計 31
5.1 系統(tǒng)的校正 31
5.2 軟件設計 32
第6章 系統(tǒng)測試與結論 34
6.1 系統(tǒng)測試結果 34
6.2 誤差分析 35
6.3 結論 35
總結 37
致謝 38
參考文獻 39