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1、 JI A N G S U U N I V E R S I T Y本 科 毕 业 设 计 数字化语音存贮与回放集成系统设计Design of Digit-Voice storage and Playback System学院名称： 专业班级： 学生学号： 学生姓名： 指导教师姓名： 指导教师职称： 2016年6月摘要 江苏大学电气信息工程学院本科毕业设计数字化语音存贮与回放集成系统设计 摘要： 本次课题设计了比起传统的磁带语音录放系统更优化的数字化语音存贮与回放系统，此系统更加的方便实用。其基本原理即是实现对语音信号的录制与回放的数字化控制，从而摆脱了传统方式的一系列制约。在此设计中想要增加存
2、储器的利用率以及增进语音信号的存储时间，系统采取了非失真压缩算法来达到语音信号的压缩以及实现语音的存储的功能，而在信号的回放的时候再对此信号解压缩，从而实现了话音信号的录放功能。而且为了提高语音信号的录制与回放质量，在设计中加入了数字滤波电路来抑制杂音和干扰。本课题主要是基于单片机AT89C51完成设计，利用外接扩展为32KB的RAM62256存储芯片来满足对语音信号数据进行存储所必要的存储空间。在针对语音信号的存储，本文采用了AD574来实现对模拟信号的数字化处理，而在对信号回放时则采用DAC0832对数字语音信号进行数模转换以还原声音信号。而在语音编码部分采取了自适应差分编码（ADPCM）
3、方式，此方式能在一定压缩比下提高放音时间以及质量。AGC单元能够使放大器的增益随着信号的强弱而自动进行调整，从而使得输出相对稳定。另外，完美的带通滤波器设计能够有效的滤除了带外噪声，从而避免了一些不必要的混叠失真，而且，为了使信号能够完美输出，还要通过后级补偿电路对输出的语音信号采取了校正。完成后的语音存储与回放系统具有录放方式灵活便利、磨损度微小、可靠性强等优点。关键词：数字化存储，录放，数字滤波，单片机，模/数转换，校正IVAbstract 江苏大学电气信息工程学院本科毕业设计Design of Digit-Voice storage and Playback SystemAbstract
4、: In this paper, the design of the digital voice storage and playback system can completely replace the traditional tape voice recording system,this system is more convenient and practical.Its basic principle is to control the recording and playback of the voice signal, and get rid of the traditiona
5、l way of a series of constraints.In this design in order to improve memory utilization rate and increase the storage time of speech signal, the system uses the lossless compression algorithm to compress the speech signal to realize the storage, and the playback signal then decompress, so as to achie
6、ve the function of speech signal storage and playback.And in order to improve the quality of the recording and playback of the voice signal, the digital filter circuit is added to the design to suppress the noise and interference.This system is mainly based on the MCU AT89C51 to complete the design,
7、and the system uses external extension 32KB 62256 memory chip to meet the needs of the voice signal data storage space.The voice storage part uses AD574 chip to realize the digital processing of analog signal, and the digital voice signal is converted to the voice signal by using ADC0832 in order to
8、 restore the sound signal.The encoding part adopts adaptive differential encoding (ADPCM), in a certain compression ratio to improve playback time and quality.AGC unit can make the gain of the amplifier with the signal strength and automatic adjustment, make the output is relatively stable.The band
9、pass filter is effective to filter out the band noise and reduce the aliasing distortion. The output speech signal is corrected by the back stage compensation circuit. The voice storage and playback system of the final design has the characteristics of convenient recording, flexible playback, no wea
10、r, strong reliability and so on.Keywords: Digital store, Playback, Digitalfilter, Singlechip, A/D Convert, Correct ingIV目录 江苏大学电气信息工程学院本科毕业设计目录第1章 绪论11.1.本课题研究的目的与意义11.1.1 研究目的11.1.2 研究意义11.2.语音存储的发展11.3 课题研究背景11.4 国内外语音研究现状21.5 设计的要求及指标21.6 系统论证方案31.6.1 语音编码方案31.6.2 A/D、D/A及存储芯片的选择31.7 论文研究内容4第2章 语
11、音信号与编码52.1 语音信号52.2 语音编码52.2.1 抽样52.2.2 量化62.2.3 编码72.3 编码方式选择7第3章 系统硬件设计93.1 硬件系统框架概述93.2 拾音器103.3 放大器的设计103.3.1 增益放大器103.3.2 输出放大器113.4 滤波器的设计123.5 AT89C51单片机简介143.5.1 单片机具体引脚介绍153.5.2 单片机主要性能指标163.5.3 时钟电路173.6 A/D、D/A转换器173.6.1 AD转换器173.6.2 DA转换器183.7 存储器的选择203.8 键盘电路20第4章 各模块接口原理224.1 AT89C51与A
12、D574的接口原理224.2 DAC0832 与单片机的接口原理234.3 存储芯片与单片机的接口原理244.4 系统接口总图24第5章 软件设计265.1 编程软件Keil uVision4265.2 绘制电路软件Proteus265.3 软件程序设计265.3.1 程序流程图265.3.2 子程序设计27第6章 系统误差分析与结论306.1 误差分析306.2 结论30总结31致谢32参考文献33IV数字化语音存贮与回放集成系统设计 江苏大学电气信息工程学院本科毕业设计第1章 绪论1.1.本课题研究的目的与意义1.1.1 研究目的数字化语音系统是现在使用率较高的语音系统，对于此系统的设计与
13、研究，能够培养学生的理论和动手实践能力。该设计包含语音采集电路，放大滤波电路，单片机外围接口电路，数模、模数转换电路等，当然除了硬件设计，还应用到了软件设计部分，从而也会用到一些相关处理程序，C语言的相关应用等，这样我们就可以重新温习那些重要的相关知识。1.1.2 研究意义由于经济实力的不断发展，人民生活与消费水平同样在不停地提高，对听觉要求越来越高了。为了满足人们的物质文化需求，提供便利的语音录放功能，数字化语音存储与回放系统的发展不容忽视。由于传统的磁带语音录放系统有许多缺点，其体积大、用起来不方便,已经不能满足人们的需求，所以体积较小,功耗较低的数字化语音存储与回放系统一定会逐渐取代传统
14、的语音系统。1.2.语音存储的发展 对于语音的存储与回放一直以来都是人们一直研究的内容，而且也在不断的发展和进步中。自从1877年爱迪生发明留声机以来，语音技术的发展已经有一百多年的历史了，之后语音技术不断的发展和革新中。从留声机到唱片到磁带到CD，VCD，再到现在的MP3播放器及其他高级播放设备，期间一直不断探索创新。语音技术也渐渐的从传统磁带语音录放发展到如今的数字化语音录制与回放系统。1.3 课题研究背景随着物质发展及消费水平是不断提高，现在的人已经离不开音乐，并且对听觉的要求也越来越高，语音信号作为最常用的信息载体之一,它的处理与存储,也变得越来越重要。随着科技水平的不断发展，如今的语音系统可以说是有了重大的飞跃，由之前的体积较大的留声机、复读机，逐步发展到了音质较好、体积小巧、容量较大的音乐播放器MP3、MP4等，再有就是如今的手机，可以说语音技
