基于单片机的语音记事本设计-毕业设计（论文）.doc

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1、Tianjin University of Technology and Education毕 业 设 计专 业： 应用电子技术教育 班级学号： 应电0202 - 12 学生姓名： 指导教师： 讲师 二七年 六 月天津工程师范学院本科生毕业设计语音电子记事本的设计The Design of Speech Electronic Date Book专业班级：应电0202学生姓名：指导教师： 讲师系 别：电子工程系2007 年 6 月摘 要针对目前电子记事本多采用手写输入，使用比较麻烦，研制开发了语音电子记事本，它是一种基于单片机和语音芯片的系统。在该系统中，语音芯片ISD2560完成语音输入和数字

2、录音功能，时钟芯片PCF8563完成时间显示。该系统以AT89S52单片机作为控制核心，其外围电路包括时钟闹钟模块、语音录放模块。其中使用串行时钟芯片PCF8563，实现时间的设置和闹钟功能,通过语音芯片ISD2560实现录音和放音。并且综合运用A/D、D/A转换（模数、数模转换）、I2C协议、语音还原等技术，有效地简化了系统，提高了系统的灵活性。经实验论证，该系统可实现语音输入、输出，备忘录、时间显示及录放音等功能，具有操作简单、查找方便、识别准确率高等优点。关键词：AT89S52单片机；ISD2560语音芯片；PCF8563时钟芯片；语音提示ABSTRACTImportation of e

3、lectronics date book is by handwritten currently, but there is much trouble by this way, so we develop the speech electronics date book. This kind of system is based on MicroControllerUnit and speech chips. Speech importation and digital recording is finished by the speech chip ISD2560. Function of

4、time manifestation is realized by the clock chip.MCU AT89S52 is the central part of this system. The periphery circuits include clock module, Recording and Playback module. The system achieves time constitution and alarm clock functions by clock circuit PCF8563, achieve recording and playback functi

5、ons by the speech chip. The design achieved and even exceeded all the technical indexes with better accuracy and control. And simplify system, improve the vivid of the system availably by A/D, D/A conversion, I2C agreement, speech revivification etc. This system can realize speech importation, outpu

6、t, memo, time manifestation and record playback etc. Function, it has much advantage like operating simply, checking and seeking convenience, identifying accurately.Key Words：AT89S52; ISD2560; PCF8563; Speech hint目 录1 引 言11.1语音电子记事的发展近况和发展趋势11.1.1语音电子记事本的发展近况11.1.2语音电子记事本的发展趋势21.2 系统的特点与先进性3系统硬件电路设计

7、42.1系统原理42.1.1系统简介42.1.2系统的功能42.1.3系统性能指标42.2系统总体方案设计42.3单片机最小系统电路的设计52.3.1单片机AT89S52简介52.3.2时钟芯片PCF8563简介52.3.3单片机AT89S52基本系统82.4语音电路的设计112.4.1语音合成芯片ISD2560简介112.4.2语音合成芯片ISD2560操作模式122.4.3语音合成芯片ISD2560分段录放音132.4.4语音合成芯片ISD2560硬件电路设计132.5 LCD显示电路的设计162.5.1 LCD控制指令162.5.2 74HC573简介162.5.3 液晶电路设计173软

8、件设计183.1系统程序设计183.1.1系统软件设计方案183.2主程序结构183.2.1 键盘子程序194系统性能测试214.1硬件调试214.2软件调试214.3整机调试21结论22参考文献23附录1系统原理图24附录2主程序25附录3 录放音部分子程序27附录4 时钟芯片子程序31附录5 液晶显示子程序42致 谢5050天津工程师范学院2007届本科生毕业设计1 引 言人们的生活是瞬息万变的，尤其是21世纪的今天，生活节奏越来越快，你可能上午还在北京开会，下午就已经在广州吃饭，晚上很有可能在上海HAPPY，有人形象的称之为速度人生。这就意味着我们每天都得记住并处理很多事情，还得准时、及

9、时的完成任务。所以很多人都有随身携带记事本的习惯，以便帮助自己有条不紊的处理工作、生活、学习中的事情。传统的记事本只是一个练习簿，即只能进行简单的记录工作，没有什么技术含量，使用起来比较麻烦，已经不能满足人们的需要。而随着科技的进一步发展，记事本早已不是当初的摸样，它被赋予了更多的功能，而现代广泛使用的PDA、记事本、翻译机等产品均为键盘或手写、查找、存储、删除、要按页翻阅、操作繁杂,使用不便并且没有语音回放和号码的记录等缺点。因此研究语音记事本是有一定意义的。1.1语音电子记事的发展近况和发展趋势1.1.1语音电子记事本的发展近况语音识别及语音编解码技术经过几十年的发展，已经日趋成熟，步入实

10、用化阶段。语音识别技术已经开始应用于电话查询服务、智能玩具、PDA、家用电器、通信、工业控制、语言学习等应用领域。基于多电平直接模拟量存储专利技术的语音芯片也因其音质好而得到了广泛的应用。目前，广泛使用的电子记事本有：1. PDAPDA是Personal Digital Assistant的缩写，中文意思是“个人数字助理”。是指小型便携式手持设备，具有提供计算和个人商务信息管理的能力。这种手持设备不仅可用来发传真，甚至还可以当作手机来用。尤为重要的是，这些功能都可以通过无线方式实现。当然，并不是任何PDA都具备以上所有功能，即使具备，也可能由于缺乏相应的服务而不能实现。但PDA发展的趋势和潮流

11、就是计算、通信、网络、存储、娱乐、电子商务等多功能的融合。2. 电子记事本、电子辞典等其功能较为单一，主要是管理个人信息，如通信录、记事和备忘、日程安排、便签、计算器、录音和辞典等功能。而且这些功能都是固化的，不能根据用户需要增加新的功能。记事本和电子辞典主要进行个人信息管理（PIM-Personal Information Management），其技术已相当成熟，发展空间也不是很大。3. 功能型掌上电脑主要指具有开放性的操作系统，强大的电子图书，多媒体、数据库、网络通讯等部分或全部功能，一般具有软件升级或硬件扩展能力的掌上电脑。它是目前国际市场的主流产品，电子图书型和面向行业应用型掌上电脑

12、都属于此类型。4. 无线通讯类掌上电脑它是PDA和无线结合的产品，是指直接通过无线通讯网络提供内容和服务的掌上电脑，除了具有一般的掌上电脑的功能外，还具有寻呼机或手机的功能。5. 语音电子记事本一种基于语音识别和数字录音系统。在该系统中，语音芯片完成语音识别和数字录音功能，单片机完成系统控制。该系统可以实现存储及声控输入、记事录音及日历等功能。1.1.2语音电子记事本的发展趋势电子记事本经过十年的发展，产品更加丰富，功能更加强大。语音电子记事本即为其中一种。从整体趋势上看，这仅仅是开始，正如微软创始人比尔.盖茨在去年一个产品发布会上所言“精彩还在后面”。目前电子记事呈现以下发展趋势：1. 与互

13、联网和无线通讯的结合趋势 电子记事本提供了计算和个人商务信息管理的能力。人们在获取信息时有个较为强烈的要求：移动和互联。互联网的发展促进了信息的交流。建立在无线通信技术的基础上，电子记事本利用联网和携带方便的特点可以实现随时随地传递和管理信息的目的。网络终端将是手持设备的必由之路，和信息家电、WAP手机还有其他通讯产品一样，掌上电脑最终也会成为Internet的一个终端。在经过一段时间的引导性消费后，越来越成熟的消费者将更倾向于功能更为强大的网络型掌上电脑。因此无线通讯与掌上电脑的结合是未来的趋势。2. 个性化和专业化趋势 电子记事本丰富的功能早已引起了各行各业的关注。对于政务人员、警务人员、

14、医务人员、律师、证券、保险业的从业人员、科研人员、商业人士，甚至学生和家庭妇女等都具有相当的吸引力。在经历了一次又一次的价格战、概念战、技术战之后，电子记事本市场逐渐趋向成熟，市场的细分成为发展的必然结果，满足用户个性化、专业化需求己成为电子记事本厂商在激烈竞争中的生存之道，围绕电子记事本行业应用，集技术、内容平台(服务)、个人终端(产品)于一体的新一轮大战又将开始。电子记事本市场经过四年多的发展，完成了市场教育阶段和市场普及阶段，开始进入“专业化、个性化消费时代”。3. 辞典类电子记事本稳步发展，技术含量将不断提高 辞典类记事本即电子字典是一种专门用于查阅单词解释和相应的学习的电子化的字典工

15、具。由于其专用性，已经形成自己单独的一块消费市场。当今的时代是信息爆炸的时代，传统的办公学习用具如公文包、记事本、名片册、通讯录、英汉词典等，己经不能满足人们的日常需求，于是电子词典应运而生。电子词典以其独特的功能，如操作简单、携带方便、价格低廉等特点赢得了广大消费者尤其是学生们的青睐，成为其工作学习的好帮手。最初的电子词典类似于计算器，只不过增加了一些英汉词汇和记事功能。现在的电子词典有的收录英汉、汉英词汇高达几万、十几万，甚至二三十万；英语、汉语的词汇和语句达到真人发音效果；可以用键盘输入或手写输入；可以与计算机通讯，甚至上互联网发送电子邮件；可以采取插卡的方式查阅百科全书和各类专业词典；

16、可以记名片，学英语，玩游戏总之是品种繁多，功能各异，轻薄厚重，异彩纷呈。一台电子词典在手，可以代替许多办公学习用具，且携带方便，查询迅速。1.2 系统的特点与先进性本文所介绍的语音记事本系统将语音识别和时钟芯片结合起来，用语音方式代替其他方式进行信息输入，提高了系统的灵活性。本系统具有结构简单、使用方便、实用性好的特点，其主要体现在：1. 易用性声控语音输入只需用语音即可实现输入，这种输入方式让电子记事本如虎添翼，使用更加方便。2. 超低功耗主控电路采用低功耗的AT89S52单片机为控制核心，此外，所有的芯片均采用CMOS芯片，减少功耗。3. 携带方便“移动”是电子记事本产品的最基本的特征，也

17、是它们存在的基础。不难理解，所有的电子记事本品都是可移动的。也因此，使用起来非常方便。系统硬件电路设计2.1系统原理2.1.1系统简介语音记事本是介于电子记事本和掌上电脑的一种产品，为了增加其实用性，还专门加入了时间显示。用户将需要备忘的事情，通过简单的操作即可实现定点备忘,且语音输入方式和手写输入方式相比，具有操作简单、查找方便、识别准确率高等优点。省去了大量的输入时间，降低了信息检索的复杂度。2.1.2系统的功能语音记事本是一个集时钟显示、语音提示备忘、键盘控制等制为一体的系统。它具有智能备忘提示并显示当前时间的功能，其具体功能如下：1.实时显示当前时钟并能进行调整利用时钟专用芯片，显示当

18、前年月日以及时间，并通过键盘进行时间的调整，为记事备忘提供时间提醒。2.语音录放备忘提示在备忘提示时间到时，系统自动启动语音电路，将备忘提示放出，引起用户的注意。2.1.3系统性能指标 （1）系统时钟的精度不大于5S/M；（2）能够实现双语信息提示；（3）录放音时间不低于50秒；（4）能够实现分段录取，组合回放。2.2系统总体方案设计本系统硬件主要可分为单片机控制部分、时钟部分、录放音部分、键盘部分和LCD (liquid crystal display)显示等部分，如图21所示。系统初始化，时钟电路开始工作，液晶显示当前时间。当进行语音备忘操作时，先将语音电路处于录状态，然后用户可通过麦克将

19、备忘事件录入语音芯片内，通过键盘设置好提醒的时间，设置完毕后，即可实现备忘的提醒。主控电路的硬件设计以ATMEL公司最新推出高性能、低功耗的8位51系列单片机AT89S52为控制核心，利用其内部己有的8K Flash简化电路结构,同时利用其双向I/O口等功能部件，充分利用单片机内部资源，减少外部元件达到简化电路，提高系统的可嵌入性的目的。此外，所有的芯片均采用CMOS芯片，减少功耗。液晶显示AT89S52单片机语音部分键盘控制时钟芯片图2-1 系统框图2.3单片机最小系统电路的设计2.3.1单片机AT89S52简介AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS、8位微控制器，具有8K 在系统可编程

20、Flash 存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适用于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件，可选择节电模式。空闲模式下

21、，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。2.3.2时钟芯片PCF8563简介PCF8563 是PHILIPS 公司生产的低功耗CMOS 实时时钟/日历芯片，芯片最大总线速度为400kbits/s，每次读写数据后，其内置的字地址寄存器会自动产生增量。PCF8563 可广泛应用于移动电话、便携仪器、传真机、电池电源等产品中。PCF8563 有16个8 位寄存器，其中包括：可自动增量的地址寄存器、内置32.768kHz 的振荡器（带有一个内部集成电容）、分频器（用于给实时时钟R

22、TC 提供源时钟）、可编程时钟输出、定时器、报警器、掉电检测器和400kHz 的I2C 总线接口。所有16个寄存器设计成可寻址的8位并行寄存器，但不是所有位都有用。当一个RTC寄存器被读时，所有计数器的内容将被锁存，因此，在传送条件下，可以禁止对时钟/日历芯片的错读。1. I2C总线特性I2C总线用两条线（SDA 和SCL）在芯片和模块间传递信息。SDA 为串行数据线，SCL 为串行时钟线，这两条线必须用一个上拉电阻与正电源相连，其数据只有在总线不忙时才可传送。I2C 总线的系统配置参见图2-2，产生信号的设备是传送器，接收信号的设备是接收器，控制信号的设备是主设备，受控制信号的设备是从设备。

23、SDASCL从接收器主传送器/接收器图2-2 I2C总线系统配置图2. 启动和停止条件总线不忙时，数据线和时钟线保持在高电平。数据线（SDA）在下降沿而时钟线（SCL）为高电平时，为起动条件（S）；数据线在上升沿而时钟线为高电平时为停止条件（P），参见图2-3。SDASCLS起动P停止 图2-3 I2C总线的起动和停止条件3. 位传送每个时钟脉冲传送一个数据位，SDA 线上的数据在时钟脉冲高电平时应保持稳定，否则将成为控制信号，参见图2-4。SDASCL数据稳定、有效数据变换图2-4 I2C总线上的位传送4. 标志位在起动条件和停止条件之间，传送器传送给接收器的数据数量没有限制。在每个8 位字

24、节后加一个标志位，传送器便产生一个高电平的标志位，这时主设备产生一个附加标志位时钟脉冲。从接受器必须在接收到每个字节后产生一个标志位，主接收器也必须在接收从传送器传送的每个字节后产生一个标志位。在标志位时钟脉冲出现时，SDA 线应保持低电平（应考虑起动和保持时间）。传送器应在从设备接收到最后一个字节时变为低电平，而使接收器产生标志位，这时主设备即可产生停止条件。参见图2-5。1289S起动传送数据输出接收数据输出 SCL （来自主设备）标志位时钟脉冲无标志标志位图2-5 I2C总线上的标志位5. PCF8563的内部结构PCF8563有16个8 位寄存器：一个可自动增量的地址寄存器，一个内32

25、 .768KHz 的振荡器（带有一个内部集成的电容），一个分频器（用于给实时时钟RTC提供源时钟），一个可编程时钟输出，一个定时器，一个报警器，一个掉电检测器和一个400KHz I2C 总线接口。所有16个寄存器设计成可寻址的8位并行寄存器，但不是所有位都有用。前两个寄存器（ 内存地址00H，01H）用于控制寄存器和状态寄存器，内存地址02H 08H用于时钟计数器，地址09H 0CH 用于报警寄存器，地址0DH 控制CLKOUT 管脚的输出频率，地址0EH 和0FH 分别用于定时器控制寄存器和定时器寄存器。秒、分钟、小时、日、月、年、分钟报警、小时报警、日报警寄存器，编码格式为BCD，星期和星

26、期报警寄存器不以BCD 格式编码。PCF8563 内部结构见图2-6。其中控制/ 状态寄存器1 用于芯片测试与工作启动，控制/ 状态寄存器2 用于中断报警设置，时钟计数寄存器用于从秒 年计数，报警寄存器用于设置分钟一星期报警，CLKOUT 频率寄存器用于控制CLKOUT 端输出32 .768kHz 1Hz 的方波，定时器控制寄存器和定时器倒计数数值寄存器用于设置定时器时钟频率和倒计数数值以实现宽范围的定时.图2-6 PCF8563内部结构2.3.3单片机AT89S52基本系统本系统的重要部分在于时钟和闹钟功能模块，这里选用串行日历时钟芯片PCF8563。与采用并行总线与单片机进行数据通信的时钟

27、芯片相比，PCF8563与单片机的连线大为减少，极大的节省了单片机的系统资源。PCF8563具有内部时钟电路、内部震荡电路、内部低电压检测及两线制I2C总线通信方式，不但使用外围电路简洁，而且增加了芯片的可靠性。 PCF8563与单片机的接口电路如图2-7 所示。图2-7 PCF8563与单片机的接口电路图PCF8563 精度的调整:如图2-2所示PCF8563的具体应用电路，对图中石英晶片频率的调整有以下3 种可行的方法。（a）定值OSCI 电容。计算出所需的电容平均值，用此值的定值电容，通电后在CLKOUT 管脚上测出的频率应为32 .768kHz。（b）OSCI 微调电容。可通过调整OS

28、CI 管脚的微调电容式振荡器的频率来获得更高的精度，此时可测出通电时管脚CLKOUT上的信号频率为32 .768kHz。（c）OSCI 输出。直接测量管脚OSCI 的输出。工作原理:PCF8563时钟芯片的时钟线（SCL）与单片机的P1.4 脚相连，外接10k 上拉电阻，数据线（SDA）与单片机的P1.5 脚相连，外接10k 上拉电阻。当系统上电时，由系统所产生的5V 电源给时钟芯片供电，如果系统处于断电状态，则由3V 电池给时钟芯片供电。PCF8563 的2 种读/ 写模式的时序为：（1）主器件向PCF8563 的写模式，程序的流程图见图2-8（b），（2）设置字地址后主器件读PCF8563

29、 模式，程序的流程图见图2-8（a）。以下是两种工作时序的编程要点：对主器件向PCF8563的写模式：主器件发起始信号，启动I2C 总线；主器件传送PCF8563 写器件地址（A2H），接到应答信号发送成功；主器件发送要从PCF8563 读出数据的寄存器的首地址，接到应答信号发送成功；主器件开始按每个8 位字节发送数据，每传送完8 位数据后，接到应答信号发送成功；主器件传送数据结束时，发送停止信号，结束写数据。对设置字地址后主器件读PCF8563 模式：主器件发起信号，启动I2C 总线主器件传送PCF8563 写器件地址（A2H），接到应答信号发送成功；主器件发送要从PCF8563 读出数据的

30、寄存器的首地址，接到应答信号发送成功；主器件再发送起始信号；主器件发送PCF8563 读器件地址（A3H ），接到应答信号发送成功； PCF8563 开始按每个8 位字节向主器件送数据，每传送完8 位数据后，PCF8563 发送应答信号；PCF8563 传送数据结束时，PCF8563 发送非应答信号，传送数据结束；主器件发送停止信号，结束读数据。发开始信号写入器件地址A2H收到应答位阿读到一个8位数据发非应答信号继续读数据发停止信号返回YNY写入数据首地址收到应答位发开始信号写入器件地址A3HN收到应答位YNNY发应答位(a) 置地址后读模式程序流程图子程序入口发开始信号写入器件地址A2H收到

31、应答位写入数据首地址收到应答位写入一个8位数据收到应答位继续读数据收到应答位发停止信号返回YYYNYNN（b）写模式程序流程图N子程序入口N图2-8时钟芯片软件流程图2.4语音电路的设计2.4.1语音合成芯片ISD2560简介语音合成芯片ISD2560是美国ISD公司生产的语音录入和重放的ISD系列芯片之一，美国ISD公司生产的ISD2500系列语音合成芯片，采用E2PROM存储方法将模拟语音数据直接写入半导体存储单元中，不需另加AD或DA变换来存放或重放。该器件有音质自然、使用方便、单片存放、反复录音、低功耗、抗断电等许多特点。因此，在许多领域获得了广泛的应用。他的主要特点为： (1)录放时

32、间可达60S；(2)高质量、自然的语音还原技术；(3)自动静噪功能；(4)内置微控制器串行通信接口；(5)具有多段信息处理功能，最大可分600段。此外还具有抗断电、音质好，使用方便，无须专用的开发系统等优点。录音时间为60 s，能重复录放达10万次。芯片采用多电平直接模拟量存储专利技术，省去了A/D、D/A转换器。每个采样值直接存储在片内单个EEPROM单元中，因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声，避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和“金属声”。ISD2560集成度较高，内部包括前置放大器、内部时钟、定时器、采样时钟、滤波器、自动增益控制、逻辑控制、模拟收发器、解

33、码器和480 K字节的E2PROM等，内部原理框图及引脚排列如图2-9所示。ISD2560控制电平与TTL电平兼容，接口简单，使用方便。图2-9 ISD2560内部原理框图2.4.2语音合成芯片ISD2560操作模式当最高位地址(MSB)A8、A9都为高电平时，地址端就作为操作模式选择端 （高电平有效）。如图2-1所示。表2-1操作模式选择端模式控制功能典型应用A0/M0信息检索快速检索信息A1/M1删除EOM标志在全部语音录放结束时，给出EOM标志A2/M2未用当工作模式 操作时，此端应接低电平A3/M3循环放音从0地址开始连续重复放音A4/M4连续寻址可录放连续的多段信息A5/M5CE电平

34、触发允许信号中止A6/M6按钮控制简化器件接口（1）M0模式 M0模式允许用户跳过若干信息段，而无需知道每段信息的实地址。在这种模式下，CE端的每次负跳变都会使内部地址指针跳过一段信息，指向下一段信息。该模式只能用在放音操作中。（2）M1模式M1操作模式可以将顺序录制的各段信息连接起来形成一整段信息连续播放，将中间的EOM标志删除，只保留最后一个。（3）M2模式 M2模式未用，当A8、A9为高电平定义芯片的操作模式时，M2引脚接地。（4）M3模式在M3模式下，录制的语音信息将自动连续的循环播放，在循环过程中也不会产生OVF溢出信号。（5）M4模式在普通操作模式下，播放遇到EOM标志时地址指针便

35、会自动复位，而在M4操作模式下，地址指针的复位被禁止，以使语音信息连续播放。（6）M5模式ISD2000系列语音芯片CE信号的默认方式是：播放时边沿有效，录制时电平有效。在M5模式下，CE信号在播放时也是电平有效，当CE端为低电平时，芯片开始播放操作，一旦CE变为高电平，将终止播放，而CE端再次变为低电平时，芯片将从0地址处从头开始播放。（7）M6模式 ISD2560的M6模式又称作按键模式，在这种模式下，芯片的所有操作都可以用按扭进行控制，既能录音，也能进行放音，是功能最多、使用最灵活也最广泛的一种模式。该模式可以用来简化外围器件，降低系统成本。 在使用M6模式时，地址端最高两位A8、A9应

36、全为高电平，M6引脚也必须为高电平，芯片在不进行录放操作时，会进入节电模式。使用操作模式时需要注意两点：1、所有操作模式下的操作都是从0地址开始，以后的操作根据模式的不同，而从相应的地址开始工作。当电路中录音转放音或进入省电状态时，地址计数器复位为0。2、操作模式位不加锁定，可以在MSB（A8、A9）地址位为高电平时，CE电平变低的任何时间执行操作模式操作。如果下一片选周期MSB（A8、A9）地址位中有一个(或两个)变为低电平，则执行信息地址，即从该地址录音或放音，原来设定的操作模式状态丢失。2.4.3语音合成芯片ISD2560分段录放音2500系列最多可分为600段，只要在分段录/放音操作前

37、(不少于300纳秒)，给地址A0A9赋值，录音及放音功能均从设定的起始地址开始，录音结束由停止键操作决定，芯片内部自动在该段的结束位置插入结束标志（EOM）；而放音时芯片遇到EOM标志即自动停止放音。2500系列地址空间是这样分配的：地址0599作为分段用(见表2-2)，地址600767未使用，地址7681023为工作模式选择。表2-2 2500系列地址空间分配十进制 二进制 信息时间(秒)A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0 2560257525900 00 0 00 0 00 0 0 0 0 050 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 5.0 6.25 7.50100 0 00 1

38、 1 0 0 10 0 10.0 12.50 15.00250 0 01 1 1 1 1 0 1 0 25.0 31.25 37.50300010 0 1 0 1 1 0 0 30.0 37.50 45.00400 0 1 10 0 1 0 0 0 0 40.0 50.00 60.00500 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 50.0 62.50 75.00599 10 0 1 0 1 0 1 1 1 59.9 74.8789.852.4.4语音合成芯片ISD2560硬件电路设计ISD2560硬件电路设计如图2-10所示。根据本节的详细介绍，利用其控制简单、易操作的特点，结合本系统的设计

39、，采用按键模式进行控制，再通过简单的软件设计，即可满足系统的设计要求。语音程序流程图详见软件设计。工作原理:2500系列有10个地址输入端A0A9，录址能力可达1024位，地址空间为01023。其分配情况是：地址0299作为分段用，地址600767未使用，地址7681023为工作模式选择（即A8、A9均为高）。2500系列的地址线有两种用途，一是作为工作模式控制，二是作为分段录放音的起始段地址。当最高位地址（MSB）A8、A9都为高电平时（即地址7681023），地址端A0A6就作为工作模式选择端M0图2-10 ISD2560 硬件电路设计M6，对应7种工作模式。当A8、A9任一位为低或都为低

40、时（即地址0599），只要在分段录/放音操作前（不少于300ns）给地址A0A9赋值，操作就从该地址开始。2500系列语音芯片将480K的EEPROM分为600个信息段，每段800个字节。作为一个整体单位进行寻址和控制，应给每个信息段分配一个供外部控制的地址，而不是对每个字节进行寻址，否则至少需要19个地址端口。这样，大大减少了信息检索所需要的地址线。对较长的语音信号可以跨越多个信息段进行录音，不受内部存储信息段的限制，且内部的信息段址会自动增加。在每个语音段的尾部自动增加一个结束标志EOM，组合放音时，通过检测EOM来控制各语音段的结束和下一段的开始。每个信息段的录放音时间等于总时间除以60

41、0。如ISD2560的总时间为60s，则每个信息段的录放音时间为100ms；因此可以利用该时间长度作为一个段地址，通过单片机定时器的计时平行地映射信息段的地址，从而得到每段录音的起始地址。这样，就需要设置一个地址计数器。一般录音从0地址开始，首先通过CPU将它赋给A0A9，然后通过单片机控制ISD启动录音，同时启动单片机的定时器开始计时，每到一个信息段的时间，就给地址计数加1。当单片机停止控制ISD录音时，同时停止定时器计时。此时地址计数器的值即为该段语音的未地址，加1即为下一段语音的首地址，并将它存在EEPROM中，为下一将放音提供的地址信息。通过CPU将该地址赋给A0A9，即可录制下一段语

42、音。依次下去，即可在录制完所有语音段的同时得到各段的起始地址。如果不是从0地址开始的语音段，只需将初始地址赋给A0A9，加上地址计数器的值，即可得到语音段的末地址。这里不用同时保存各语音段的起始地址和结束地址，因为各个段是相邻的，前一段的末地址加1即是本段的起始地址，且每个语音段的结尾均有EOM标志，并可发出中断。放音时利用它和保存在EEPROM中各语音段的起始地址即可按任意顺序组合各个语音段。M6模式下的录音操作步骤：（1） 置PD端为低电平，通常使用一个下拉电阻。（2） 置PR端为低电平。（3） 在CE端加一个负脉冲，开始录音，同时EOM端输出高电平，提示操作正在进行。（4） CE端的下一

43、个负脉冲将暂停录音，芯片自动在本段信息尾处添加一个EOM标志，同时EOM端输出低电平，地址指针不复位。若将PR端置为高电平，则CE端的下一个负脉冲将始使芯片从0地址开始放音。（5） CE端的下一个负脉冲将暂停录音，芯片将从暂停地址处继续开始录音，EOM端输出高电平。（6） 若置PD端为高电平，则整个录音操作结束，芯片在信息结尾处添加一个EOM标志，同时EOM端输出低电平。M6模式下的放音操作步骤：（1） 置PD端为低电平。（2） 置PR端为高电平。（3） 在CE端加一个负脉冲，开始放音，同时EOM输出高电平，提示操作正在进行。（4） 当在CE端再加下一个负脉冲或检测到EOM标志，放音操作将暂停

44、，同时EOM端输出低电平，地址指针不复位。此时可以改变PR端电平，以进行录音操作，该操作也不会复位地址指针，录音将从暂停处开始。（5） CE端的下一个负脉冲将芯片从暂停地址处开始继续放音，EOM端输出高电平。（6） 重复步骤4、5持续进行放音，直到PD端置高电平，或地址溢出为止。（7） 若芯片发生地址溢出，CE端的负脉冲将使地址指针复位，并从0地址处开始放音。PD端的一个正脉冲也将使地址复位。在本设计中，语音芯片按照单片机控制信号的不同，可以工作在M1和M6模式，当P2.0、P2.1、P2.2、P2.3全输出高电平时，ISD256工作在M1模式，此时/RD输出一个负脉冲将使ISD2560地址指针指向下一段信息的开始位置；当P2.0、P2.1、P2.3输出高电平，P2.2输出低电平时，ISD2560工作在M6模式，此时/RD输出一个负脉冲将使ISD2560播放当前地址指针所指向的语音信息。这样欲使语音芯片播放第n段语音信息，应先使P2.0、P2.1、P2.2、P2.3输出高电平，/RD输出n-1个脉冲，再使P2.2输出低电平，/RD再输出一个负脉冲。AT89S52的外部中断0输入引脚INT0接至ISD2560的EOM输出端，用来检测语音信息段的结束信号。此外，EOM输出端还可接一个发光二极管，以显示语音芯片的工作状态。2.5 LCD显示电路的设计2.