单片机制作语音录放电路

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此论文所提出用单片机和ISD1420语音芯片实现的录放功能，其基本原理是将语音系统进行录音和放音。其中关键的技术在于：控制录音主要有两个数据：录音的开始地址和录音的时间。控制着两个数据就能在录音时实现将语音存入不同的地址中。注意，REC信号将被延迟50ms，以防止开关抖动引起重复触发，从而就能确保语音回放的可靠性质量。

【关键词】单片机 语音录放 语音采集

1 系统基本原理

语音采集原理：人的耳朵能听到的声音是频率范围20Hz―20kHz，但是语音频率最高的为3.4kHz。语音采集是指声波信号经由麦克风和高频放大器去转换成一定幅度模拟量的电信号，再转换成数字量的过程。据“奈奎斯特采样定理”，采样得到的频率必须大于两倍于模拟信号的最高频率，但是语音信号频率为300―3.4kHz，所以将语音采集的频率定为8kHz。ISD1420系列提供的6.4kHz和8kHz取样频率，我们用户可以直接的根据语音质量进行选择。

语音生成原理：语音采集过程的逆过程，但并不是一成不变的恢复原来的语音，而是将原来语音进行实时的恢复，恢复它的可控制性、可重组性。然而，ISD1420芯片取样的语音直接存储到片内的不挥发存储器内部，不需要数字化和压缩的其他手段。直接模拟存储能提供真实自然的声音，不像其它的固态数字录音质量要受到影响。

2 语音系统的特征

（1）实时进行现场的录音，边录边放，修改语音比较方便。

（2）录音内容进行修改时，通过更改软件程序，可以从录音内容的其中任意一段开始修改后面的所有录音内容，不必从第一段开始修改。对于一些厂家需要固定下来一部分语音段的系统很有好处，将固定下来的语音放置在前面段落中，那么用户录制的就放在后面，而用户进行修改录音内容时只需要修改放置在后面的语音段即可，从而不影响厂家录制的语音。

（3）语音分段比较灵活。一片ISD1420可分1～600个段，但是若多片级联还可更多；各个录音段的长度随意，但必须总录音时间要在所用器件的总时间之内方可。

（4）价格有优势。语音录制时，只需用软件就方便的得到各段的地址进行录音，不需在使用专用的设备。

3 ISD1420的工作模式

3.1 单段录放音模式

单段录放音时，需全部地址线接地，按住REC键录音，放开或录满时。

自动停止，录音期间RECLED点亮，录音结束时熄灭。放音时，按住PL键放音，松开停止；按一下PE键全段放音，放音结束，LED闪动一次。

3.2 操作模式

ISD1420内置了若干操作模式，可用最少的器件实现最多的功能。操作模式也由地址端控制：当A7和A6都为1时，其它地址端置高就可选某个或几个模式。因此，操作模式和直接寻址互相排斥，操作模式可由微控制器，也可由硬件实现。

4 语音录放电路图

如图1所示。

5 系统的一些特色与创新

系统芯片选用了ISD1420芯片，在开发中，程序通过串口下载到单片机，这给系统软件的调试带来了极大的方便。

键盘采用了选择性压缩方式，可以自由选择压缩编码的方式，因此可以很清楚的对比两种编码方式的录音效果以及各自的优缺点。

6 系统需要的改进

在存储容量上可以进一步扩展，增加存储器的块数，可以采用分页寻址的方式，由此增加存储的时间。

同时，可以根据语音系统提出的扩展思路来进一步改进电路。

作者单位

天津现代职业技术学院机电工程系 天津市 300350