基于語(yǔ)音芯片和AT89S52單片機(jī)的語(yǔ)音播報(bào)記事器設(shè)計(jì)

引 言

本文介紹一種以語(yǔ)音存儲(chǔ)與自動(dòng)播放系統(tǒng)為基礎(chǔ)的語(yǔ)音播報(bào)記事器設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)以ISD4004語(yǔ)音芯片和AT89S52單片機(jī)為中心，很好地實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音存儲(chǔ)與自動(dòng)播放。

1 硬件設(shè)計(jì)原理

語(yǔ)音播報(bào)記事器的主要功能是實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音存儲(chǔ)與定時(shí)播放。要實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音存儲(chǔ)與定時(shí)播放的方法很多，MTD2002可供選擇的器件也很多。由于單片機(jī)等微控制器的出現(xiàn)和數(shù)字電路技術(shù)的發(fā)展，使得現(xiàn)在的語(yǔ)音存儲(chǔ)與自動(dòng)播放變得易于實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)作為微控制器。單片機(jī)的字長(zhǎng)由4位、8位、16位發(fā)展到32位。目前這幾種字長(zhǎng)的單片機(jī)同時(shí)存在于市場(chǎng),用戶可以根據(jù)不同的需要進(jìn)行選擇。本系統(tǒng)選用字長(zhǎng)為8位的AT89S52單片機(jī)作為控制器。

目前可以與單片機(jī)配合使用的語(yǔ)音芯片有很多，其中不乏性能十分優(yōu)越的語(yǔ)音芯片，美國(guó)ISD公司生產(chǎn)的ISD4004語(yǔ)音芯片就是它們中的一員。ISD4004芯片采用CMOS技術(shù)，內(nèi)含振蕩器、防混淆濾波器、平滑濾波器、音頻放大器、自動(dòng)靜噪及高密度多電平閃爍存貯陣列。引腳包括電源、時(shí)鐘、語(yǔ)音信號(hào)模擬輸入/輸出端、與MCU接口(SPI接口)幾部分。芯片采用多電平直接模擬量存儲(chǔ)技術(shù)，每個(gè)采樣值直接存貯在片內(nèi)閃爍存貯器中，因此能夠非常真實(shí)、自然地再現(xiàn)語(yǔ)音。

ISD4004系列單片錄放時(shí)間為8～16 min，采樣頻率可為4.0/5.3/6.4/8.0 kHz，頻率越低，錄放時(shí)間越長(zhǎng)，而音質(zhì)則有所下降。芯片設(shè)計(jì)基于所有操作必須由微控制器控制，操作命令可通過(guò)串行通信接口(SPI或Mi-crowire)送入。由于ISD4004的眾多優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)就采用它作為錄放音器件。

系統(tǒng)外接時(shí)鐘芯片PCF8563、矩陣鍵盤LED顯示和E2PROM AT24C01。錄音時(shí)為了改善語(yǔ)音質(zhì)量，要提高輸入端的信噪比，因此在系統(tǒng)的輸入端采用三極管(9014)放大電路單端輸入，系統(tǒng)的輸出端經(jīng)音頻功率放大器LM386放大輸出后驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器。整個(gè)系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖如圖1所示。