基于AT89C52單片機的語音錄放系統實現

　1 引言

　　單片機以其高可靠性、高性價比、低電壓、低功耗等優點得到迅猛發展和大范圍推廣，廣泛應用于工業控制系統、數據采集系統、智能化儀器儀表及通訊設備、日常消費類產品、玩具等，利用單片機實現語音錄放有很大的研究和開發價值。

　　語音錄放系統以AT89C52單片機為控制核心。ISD2560是一種永久記憶型語音錄放電路器件，它具有音質自然、使用方便、單片存放、反復錄音、低功耗、抗斷電等特點，廣泛應用于許多領域。ISD2560省去A／D和D/A轉換器，集成度較高，內部包括前置放大器、內部時鐘、定時器、采樣時鐘、濾波器、自動增益控制、邏輯控制、模擬收發器、解碼器和480 KB的EEPROM。為降低成本，在最小硬件設計基礎上，系統功能盡可能用軟件程序實現，利用C51高級C語言編程開發。

　　2 系統硬件設計

　　該系統的硬件電路主要由單片機、語音錄放器件、麥克風及揚聲器構成。圖1為其硬件結構框圖。

　　該系統的核心為AT89C52單片機，AT89C52具有快速8051內核、8 KB Flash E2pROM、256 B IDATA RAM，完全符合該系統硬件要求。為實現語音錄放功能，采用ISD2560器件，其錄音時間為60 s，并且能夠接收單片機發出的命令，接收錄音指令時，將從麥克風傳出的語音段直接保存在內部存儲器中；接收到放音指令時，按照單片機給定的地址，從存儲器中取出語音段并驅動揚聲器，以聲音的形式播出語音段。

　　單片機的4組I/O端口中，作為普通I／O端口的只有P1口，所以將P1．0位作為輸入端．與啟動按鍵連接，用外部中斷0(即P3．2位)與錄放器件的EOM端(作為錄音時的結尾標志輸出端口)連接，錄，放模式選擇端P/R，器件使能輸入端CE、節電控制端PD分別與P1口的P1.3～P1．7相連，作為語音器件和單片機的輸入控制端口，10位地址端與單片機的低8位和高2位連接組成A0～A9，10位地址線、單片機的外接時鐘電路和復位電路等；麥克風和揚聲器與相應的ISD2560引腳相連，并接相應的電容電阻進行穩壓和穩流，整個系統電路原理如圖2和圖3所示。

　　3 ISD2560器件簡介及設計

　　3．1 器件引腳功能

　　ISD2560語音器件是ISD公司生產的語音錄入和播放器件ISD2500系列之一，該器件有28個引腳，采用SOIC封裝，錄音時間為60s。器件引腳功能如表1所示。

　　3．2 語音器件外圍電路設計

　　(1)揚聲器電路語音器件的SP+(引腳14)，SP-(引腳15)分別接揚聲器的一端。通電后，系統可以驅動16 Ω以上的揚聲器。

　　(2)話筒電路MIC IN(引腳17)、MIC REF(引腳18)分別通過相應的電容連接到話筒兩端。

　　通過MIC IN將話筒的輸入信號送至片內前置放大器，片內自動增益控制電路AGC將此前置放大器的增益控制在-15～+24 dB，具體電路如圖3所示。該器件在使用前需用單片機寫入初始狀態。

　4 軟件設計

　　語音錄放系統的軟件設計包括：單片機寫入ISD2560器件的控制字及定時中斷控制。單片機語音錄放系統的程序采用模塊設計，實現語音的錄取和播放功能，需2個子程序來實現此功能的。另外還要有與主函數通信的中斷服務子程序及延時程序。程序主要變量及功能說明如表2所示。

　　4．3 程序流程

　　系統軟件設計流程如圖4所示。

　　5 結束語

　　該設計選擇ISD單片機語音錄放器件省去A／D轉換和D／A轉換，采用直接電平存儲技術使得語音自然真實；該電路可嵌入到其他電路中，使用非常方便。給出以單片機AT89C52為核心構成的語音錄放系統原理圖及軟件流程。通過實驗驗證該語音錄放系統錄音和放音效果良好，單片機控制相當準確。在應用方面，將該系統作為一個模塊可與其他功能電路集成，實現各種功能復雜的語音系統，如電腦語音鐘、手機話費查詢系統、排隊機、監控系統語音報警及公共汽車報站器等，具有一定的實用價值。