單片機的多段語(yǔ)音組合錄放系統設計

摘要：介紹一種基于單片機STC89C52RC、語(yǔ)音芯片ISD1730組成的多段語(yǔ)音錄放系統設計方案。描述了語(yǔ)音電路設計、語(yǔ)音分段錄入、語(yǔ)音段定位、語(yǔ)音段剪輯、多段語(yǔ)音組合輸出等的實(shí)現方法；并制作了一個(gè)具有語(yǔ)音輸出功能的溫度測量?jì)x。實(shí)驗表明，具有語(yǔ)音輸出功能的溫度測量?jì)x器更便于操作和使用。
關(guān)鍵詞：STC89C52RC；多段語(yǔ)音；錄放系統

引言
目前，在自動(dòng)取款機、自動(dòng)售貨機、工業(yè)報警系統、公路收費系統、汽車(chē)防撞系統、智能玩具等領(lǐng)域具有語(yǔ)音輸出功能的儀器設備越來(lái)越多。我們的工作和生活環(huán)境更加人性化、智能化。但在工業(yè)生產(chǎn)現場(chǎng)，數碼輸出的手持式測量?jì)x器得到大量應用，給測量人員讀取測量結果帶來(lái)了極大的方便。但是具體操作時(shí)，測量人員需要將儀器置于便于觀(guān)察測量結果的地方，然后手持測量探頭進(jìn)行測量，由于測量環(huán)境的復雜性，特別是在狹窄的工業(yè)生產(chǎn)現場(chǎng)，既便于實(shí)施測量作業(yè)又便于觀(guān)測測量結果，二者有時(shí)不能兼顧。此時(shí)，如果儀器具有語(yǔ)音輸出結果的功能，將會(huì )給測量工作人員帶來(lái)極大的方便。筆者設計了一個(gè)基于單片機STC89C52RC、DS18B20溫度傳感器、語(yǔ)音芯片ISD1730構成的語(yǔ)音溫度測量系統，給出了語(yǔ)音的分段錄入、各段語(yǔ)音存放地址的確定、各段語(yǔ)音的修正、多段語(yǔ)音組合輸出等環(huán)節的詳細設計過(guò)程。

1 系統結構及軟硬件設計
1．1 系統結構及工作原理
具有語(yǔ)音輸出功能的單片機測量、顯示系統結構框圖如圖1所示。系統主要由傳感器輸入、STC89C52RC及其外圍電路、顯示電路、語(yǔ)音電路和電源電路構成。設計時(shí)將需要播報的語(yǔ)音段(或字)錄入語(yǔ)音芯片(系統失電后語(yǔ)音信息并不會(huì )丟失)，系統工作時(shí)STC89C52RC會(huì )對傳感器的信號進(jìn)行采集，通過(guò)處理后一方面將結果輸出顯示，另一方面分析需要播報哪些語(yǔ)音段，指令語(yǔ)音模塊將需要播報的語(yǔ)音段按要求組合進(jìn)行播報。

1．2 系統硬件電路
1．2．1 數據采集與顯示部分
單片機及其外圍電路由STC89C52RC、復位電路、振蕩電路等構成單片機最小系統；數字溫度傳感器DS18B20以一線(xiàn)形式與STC89C52RC的P3．7端口連接；采用4位數碼管顯示，顯示數據通過(guò)STC89C52RC的P0口，經(jīng)過(guò)74LS573鎖存驅動(dòng)后對數碼管段控制，P2．0～P2．2通過(guò)74LS 138譯碼后對數碼管的字控制，實(shí)現動(dòng)態(tài)掃描顯示。
1．2．2 語(yǔ)音電路設計
語(yǔ)音芯片采用美國Winbond公司的ISD1730，工作電壓范圍為2．4～5．5V，適合與單片機共用電源。該芯片適用于需要多段語(yǔ)音存儲與回放的各種高端電子系統，根據其外接振蕩電阻的大小不同，可以存儲20～60s的信息。語(yǔ)音電路如圖2所示。在電路中，振蕩電阻為80kΩ，最小存儲分辨率為125 ms，可以存放30 s的語(yǔ)音。信號以自然語(yǔ)音的形式按行存儲在其內部的多級固態(tài)存儲器內，可以通過(guò)指令中的11位地址對每一行的信息精確尋址，存儲的語(yǔ)音信息斷電后不會(huì )丟失，理論上可以保持一百年，存儲10萬(wàn)次。