基于单片机与语音芯片的语音系统设计 (图文) 时间：2010-11-02 16:40:30 来源：论文参考 作者：秩名 点击： 185 论文导读：放音时，按下放音键，单片机将 P/R 端设为高电平，PD 端 设为低电平，并让/CE 端产生一负脉冲启动放音，这时单片机只需等待 ISD2560 的信息结束信号，即/EOM 的产生。对 ISD2560 语音芯片 的结构及引脚功能进行了介绍，并设计单片机 AT89C52 对 ISD2560 语音芯片的控制系统，简要说明该系统的工作原理及硬件电路等。所设 计的录放及循环放音系统，具有电路简单、制作容易、价格低廉、单片 机调试方便等优点，试验表明：该系统能够较稳定的实现录音、放音及 循环放音等功能，对实际的应用具有较好的实用参考价值。 关键词：AT89C52，ISD2560，录放音，循环放音 一、概述 单片机语音录放系统是以数字电路为基础，利用数字语音电路来实 现语音信号的记录、存储、还原等任务。数字语音电路是一种集语音合 成技术、大规模集成电路技术以及微控制器为一体的并在近十几年迅速发展起来的一种新型技术。语音集 成电路与微处理器相结合，具有体积小、扩展方便等特点，具有广泛的发展前景，如电脑语音钟、语音型 数字万用表、手机话费查询系统、排队机、监控系统语音报警以及公共汽车报站器等[1-2]。 本文所设计的录放及循环放音系统，其微控制器采用的是美国 ATMEL 公司生产的低电压、高性能 8 位 CMOS 单片机 AT89C52，片内含 8k 字节的可反复擦写的 Flash 只读程序存储器和 256 字节的随机存 取数据存储器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，片内置通用 8 位中央处理器和 Flash 存储单元，适合于许多较为复杂控制应用场合。数码语音芯片选用的是 ISD2500 系列单片语音录 放集成电路 ISD2560，它具有抗断电、音质好，使用方便，无须专用的开发系统等优点。录音时间为 60s， 能重复录放达 10 万次。芯片采用多电平直接模拟量存储专利技术，省去了 A/D、 D/A 转换器。每个采样 值直接存储在片内单个 EEPROM 单元中，因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声， 避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和“金属声”[1]。 二、ISD2560 语音芯片功能简介 ISD2560 集成度较高，内部包括前置放大器、内部时钟、定时器、采样时钟、滤波器、自动增益控 制、逻辑控制、模拟收发器、解码器和 480K 字节的 E2PROM 等[1]，DIP 引脚排列如图 1，ISD2560 引 脚功能[3]如表 1： 表 1 ISD2560 引脚分布与功能 引线端 1-7 8-10 11 12,13 14,15 16,28 17,18 名称 A0/M0~A6/M6 A7~A9 AUX IN VSSD、VSSA SP+、SP- VCCA、VCCD MIC、MIC REF 功能 地址 地址 辅助输入 数字和模拟地 扬声器输出 模拟、数字信号电源正极 麦克风输入和输入参考端 

19 AGC 自动增益控制 20,21 ANA IN、OUT 模拟信号输入和输出 22 23 24 25 26 27 OVF\ CE\ PD EOM\ XCLK P/R\ 溢出 片选（低电平允许芯片工作） 芯片低功耗状态控制 录放音结束信号输出 外部时钟 录/放控制选择 ISD2560 内置若干种操作模式，因而可用最少的外围器件实现最多的功能。操作模式也由地址端控制； 当最高两位都为 1 时，其它地址端置高可选择某个(或某几个)特定模式。因此操作模式和直接寻址相互排 斥。具体操作模式见表 2。操作模式可由微控制器也可由硬件实现。使用操作模式要注意两点：(1)所有操 作最初都是从 0 地址(即存储空间的起始端)开始。后续的操作根据选用的模式可从其它地址开始。但电路 由录转放或由放转录(M6 模式除外)或都执行了掉电周期后，地址计数器将复位为 0。(2)当 CE 变低且最 高两地址位同为高时，执行操作模式。这种操作模式将一直有效。直到 CE 再次由高变低，芯片重新锁存 当前的地址／模式端电平并执行相应的操作为止[4-8]。 表 2 操作模式简表 模式 功能 M0 M1 M2 M3 M4 M5 M6 信息检索 删除 WOM 未用 循环 连续寻址 CE 电平有效 按键模式 三、系统硬件电路设计 典型应用 快进入信息 可组合使用的模式 M4、M5、M6 在最后一条信息结束处放 EOM M3、M4、M5、M6 保留 从 0 地址连续放音 录放连续的多段信息 允许暂停 简化外围电路 N/A M1、M5、M6 M0、M1、M5 M0、M1、M3、M4 M0、M1、M3 ISD2560 与单片机 AT89C52 的接口电路以及外围电路如图 2 所示。单片机的 P0 口、P2.6 和 P2.7 分别与 ISD2560 的地址线相连。P3.2～P3.5 分别连接一个按键，供录音、放音、循环放音及停止放音时 使用[9-11]。 

图 2 ISD2560 与单片机 AT89C52 的接口电路 四、系统工作原理及程序设计 录音时，按下录音键，单片机通过 口线设置起始地址，再使 PD 端、P/R 端和/CE 端为低电平启动录音，同时 LED 指示灯亮；结束时，在按下录音键， LED 指示灯灭，单片机又让/CE 端回到 高电平，即完成语音的录制。 放音时，按下放音键，单片机将 P/R 端设为高电平，PD 端设为低电平，并让 /CE 端产生一负脉冲启动放音，这时单 片机只需等待 ISD2560 的信息结束信 号，即/EOM 的产生。信号为一负脉冲， 在负脉冲的上升沿，语音播放结束。 循环放音时，按下循环放音键，就能不断的循环放音，停止循环放音，按下放音键就能停止循环放音。 若停止放音，按下停止键，就结束了放音功能。系统的流程图如图 3 所示，源程序设计主要使用 WAVE 软件进行编写，其中主程序部分代码如下： MOV P0, #00H ; 初始化 ISD2560 ………… MOVTCON, #05H ;允许 INT1、INT0 中断 SETB EX0;开外部中断 0 SETB EX1;开外部中断 1 SETB EA;开总中断 HERE2: SETB P3.5 LCALL DELAY1 HERE6: JB P3.5, HERE6 ;等待录音按键 LCALL LUYIN NOP AJMPHERE2 ;跳转到 HERE2 处，继续等待按键 录音程序主要通过按键方式来实现，在主程序中等待按键的指令，在录音的过程中，LED 灯会亮起， 其源代码略。放音及循环放音程序是通过单片机的 2 个外部中断来实现，其中循环放音程序部分代码如下： MOV P0, #0AH ;选择循环放音代码 ………… CLR PD SETB CE NOP CLR CE ;开始循环放音 五、结论 对 ISD2560 语音芯片的结构及引脚功能进行了介绍，并设计单片机 AT89C52 对 ISD2560 语音芯 片的控制系统，简要说明该系统的工作原理及硬件电路等。所设计的录放及循环放音系统，具有电路简单、 制作容易、价格低廉、单片机调试方便等优点，试验表明：该系统能够较稳定的实现录音、放音及循环放 音等功能，对实际的应用具有较好的实用参考价值。 

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