基于語音芯片和AT89S52單片機的語音播報記事器設計

引 言

本文介紹一種以語音存儲與自動播放系統為基礎的語音播報記事器設計。該設計以ISD4004語音芯片和AT89S52單片機為中心，很好地實現了語音存儲與自動播放。

1 硬件設計原理

語音播報記事器的主要功能是實現語音存儲與定時播放。要實現語音存儲與定時播放的方法很多，MTD2002可供選擇的器件也很多。由于單片機等微控制器的出現和數字電路技術的發展，使得現在的語音存儲與自動播放變得易于實現。本設計采用單片機作為微控制器。單片機的字長由4位、8位、16位發展到32位。目前這幾種字長的單片機同時存在于市場,用戶可以根據不同的需要進行選擇。本系統選用字長為8位的AT89S52單片機作為控制器。

目前可以與單片機配合使用的語音芯片有很多，其中不乏性能十分優越的語音芯片，美國ISD公司生產的ISD4004語音芯片就是它們中的一員。ISD4004芯片采用CMOS技術，內含振蕩器、防混淆濾波器、平滑濾波器、音頻放大器、自動靜噪及高密度多電平閃爍存貯陣列。引腳包括電源、時鐘、語音信號模擬輸入/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技術，每個采樣值直接存貯在片內閃爍存貯器中，因此能夠非常真實、自然地再現語音。

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

系統外接時鐘芯片PCF8563、矩陣鍵盤LED顯示和E2PROM AT24C01。錄音時為了改善語音質量，要提高輸入端的信噪比，因此在系統的輸入端采用三極管(9014)放大電路單端輸入，系統的輸出端經音頻功率放大器LM386放大輸出后驅動揚聲器。整個系統的系統框圖如圖1所示。