熊如平- 数字化语音存储与回放系统
摘要
随着经济快速发展，人民生活水平的不断提高，现在的人已经离不开音乐，而且对听觉要求越来越高了。由于计算机技术和数字电子的发展，现在的语音系统有了重大的飞跃，由以前体积较大单放机、复读机发展到了音质较好、体积小、容量大的MP3、MP4、手机，可以说语音技术已经相当成熟了。
传统的语音录放系统设计是纯模拟电子，体积大、噪音大、音效差。随着信息技术革命的深入和计算机技术的飞速发展，数字信号处理技术已经逐渐发展成为一门关键的技术学科。而DSP芯片的出现则为数字信号处理算法的实现提供了可能。这一方面极大地促进了数字信号处理技术的进一步发展；另一方面，它也使数字信号处理的应用领域得到了极大的拓展。当今，计算机技术带来了科研和生产的快速发展，微型计算机的应用已经渗透到生产、生活的各个方面。单片微型计算机简称单片微机或单片机，又称微控制控制器。它体积小、价廉、功能强，适用范围越来越宽。引入了数字电子和单片机，本文提出的体积小巧,功耗低的数字化语音存储与回放系统将完全可以做得更好，更完善。数字化语音存储与回放系统的基本原理是对语音的录音与放音信号转化成数字信号控制。其中，关键技术在于：为了增加语音存储时间，提高存储器的利用率，采用了非失真对语音信号进行存储，在回放时再进行解压缩；同时，对输入语音信号进行滤波抑制噪音和干扰，从而确保了语音回放的可靠质量。
系统主要由语音处理前向通道、A／D转换、单片机控制兼数据处理、D ／A转换、键盘显示模块及后向处理通道组成。单片机构成系统的控制中心，用来进行控制功能选择和结果显示。通过前级放大，将微弱的电信号放大到2.5v，中间由射极跟随器进行隔离。通过反相加法器将双极性的电信号转换为0～+5V 的单极性信号。信号通过A／D转换后进入单片机进行相应处理，然后D／A转换成模拟信号输出，后极通过300Hz～3.4kHz的带通滤波器使之平滑，并用音频功放放大语音信号输出。
语音系统记录了前人的文献，传承了文化；记录了前人的经验，发展了社会；记录了声音，美化我们的心灵。由此可见，语音系统的存在美化了我们的生活，很值得研究。
关键词：语音单片机数字电子回放系统
目录
引言 3
第一章语音存储与回放系统
1.1存储与回放系统简介 (4)
1.2系统的组成及原理 (4)
1.3系统的工作过程 (5)
1.4设计论述 (5)
第二章硬件描述
2.1 主芯片MCS-8051 (6)
2.2 拾音器简介....................................................................................... .. (6)
2.3 电源电路 (7)
2.4 时钟电路...................................................................................... (7)
2.5 复位电路....................................................................................... .. (7)
输入电路
2.61拾音电路 (8)
2.62 放大电路...................................................................................... .. (8)
2.63 A/D转换....................................................................................... . (9)
2.63 滤波电路................................................................................................... (11)
输出电路：
2.71 D/A转换电路 (12)
2.72 功放电路 (12)
2.73 扩展电路 (13)
2.8 自动增益电路....................................................................................................... .14 第三章软件描述
3.1 主程序流程 (16)
3.2录音模块....................................................................................................... .. (16)
3.3 放音模块..................................................................................................... (18)
3.34 D/A采样模块 (18)
结论 (19)
总结 (20)
参考文献 (21)
引言
新型的语音存储与回放系统引进了数字电子和单片机，从而出现了体积小巧，抗干扰能力强，音质清晰；并采用不同的调制方式使声音多样化；扩加了存储器，加长了储存时间，适应了发展的需要。尤其是现在出现1G、2G较大容量的MP3、MP4，使其性能更好，实用性更强。
传统的磁带语音录放系统因其体积大、使用不便。在电子与信息处理的使用中受到很多限制。本文提出的体积小巧，功耗低的数字化语音存储与回放系统将完全可以替代它。数字化语音存储与回放系统的基本原理是对语音的录音与放音信号转化为数字信号控制。其中，关键技术在于：为了增加语音存储时间，提高存储器的利用率，采用了非失真压缩算法对语音信号进行压缩后再存储，而在回放时再进行解压缩。同时，对输入语音信号进行滤波抑制了杂音和干扰，从而使语音回放的音质清晰。
电容驻极体具有灵敏度高、噪声小、价格低等诸多优点。我们采用两个特性相反的电容驻极体话筒采集声音信号。其输出信号幅度相等，相位相反地叠加起来，还能抵消噪音。采用NE5532使输入信号放大40DB。加入自动增益电路，控制其输入信号的大小。再经过A/D取样把信号送入单片机。由于单片机的内存有限，由四片62256静态数据储存芯片，采用部分分译码法将数据空间扩大至128kbyte。利用A/D采样使其语音回放时间可达32S。系统可分由前向通道、主机和后向通道组成。前向通道中的自动音量控制器可有效的提高系统的性能。另外，系统有自检和工作模式设定等功能，使其具有实用性。
我的课题是数字语音存储与回放系统，从语音存储与回放系统结构介绍硬件描述及程序三部分，对该课题进行论述。由于自身理论水品和实践的不足。设计过程中肯定有许多不足与错误之处，殷切希望老师给予修改指正。
学生：熊如平
2008-4-17
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第一章语音存储与回放系统
1.1 存储与回放系统简介
语音存储与回放系统是将采集的声音信号转换成电信号，经过放大、采样处理存入单片机；再由单片机控制输出电信号，经解码、放大、功放还原成声音输出的过程。
关键技术在于:为了增加语音存储时间,提高存储器的利用率,采用了非失真压缩算法对语音信号进行压缩后再存储,而在回放时再进行解压缩。同时，对输入语音信号进行滤波以抑制杂音和干扰，从而确保了语音回放的可靠质量。本系统以8051单片机为核心元件，有四片62256组成RAM 阵列，并采用部分分译码法，将外部数据储存空间扩到128kbyte 。以达到设计的要求，使其具有实用性。
1.2 系统的组成及原理
系统的组成：
工作原理：
1) 语音采集原理
人耳能听到的声音是的频率范围为20 Hz ～20 000 Hz ，而一般语音频
率最高为3400 Hz 。语音的采集是指语音声波信号经麦克风和放大器转换成有一定幅度的模拟量电信号，然后再转换成数字量的全过程。根据“奈奎斯特采样定理”。采样频率必须大于模拟信号最高频率的两倍，由于语音信号频率为300～3400 Hz 。所以把语音采集的采样频率定为8 kHz 。
2) 语音生成原理
语音生成过程可以看成是语音采集过程的逆过程。但又不是原封不动地恢复原来的语音，而是对原来语音的可控制、可重组的实时恢复。在放音时，只要依原先的采样值经D/ A 接口处理,便可使原音重现。
1.3系统的工作过程
由拾音器将声源引起空气震动的声音信号转换成电信号，经过放大器放大信号和带通滤波器滤去高频和低频，选取有用的信号。再经A/D转换将信号变成数字信号送给单片机。这是录音过程，放音是录音的逆过程，在此就不在论述。
1.4 设计论述
通过上面的叙述，可知数字语音存储与回放系统的控制主要应具备以下功能：
⑴录音功能：通过拾音器把声音信号转化为电信号，后经放大电路将其放大整形，输出能够为MCS-51单片机所接受的0V—5V标准信号。
⑵A/D转换：将上一步的模拟电信号经A/D采样输入单片机，是进行转换中转站。
⑶放音功能：单片机将存储的信号通过D/A转换变成模拟信号，再经放大器、功放还原成声音信号。
⑷键盘输入：显示录音和放音时间。PALY键播放，CLR键除、复位键、暂停键。
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第二章硬件描述
2.1主芯片MCS-8051
综合考虑系统扩展方便性，系统工作可靠性，性价比等因素，系统主机芯片采用我们熟悉INTEL公司生产的8位单片机，MCS-51系列8051芯片。一种+5V供电、40脚封装、32根I/O线、可以对信号进行分析、处理计算和控制输出。它是本系统的核心。
由于语音系统的I/O接口较多，8051本身的接口功能有限，除了结构及功能上的原因之外，还有数量上的原因。单片机号称有4个位双响I/O接口，但在实际中，这些口并不能全部用于I/O接口的目的。例如P0口被作为低8位地址和数据线使用P2口作为高8位地址线使用，而P3口线的第2功能是重要的控制信号，更是系统扩展必不可少的。8051片内存储器有4KROM，数据存储器有128KRAM，片外数据存储器最大寻址范围64KB。所以需要扩展，采用了部分分译码法将内存至128 kbyte。
2.2 拾音器简介
拾音器又名驻极体，是一种用特殊材料经处理制成的特种电容，本身就来有永久性电荷。在较高阻抗外电路所施加一定偏压的前提下，表面电荷的运动对空气的微小变化具有较高的灵敏度。
特点：灵敏度高、频带宽、噪声小、体积小、价廉。
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2.3 电源电路
直流电源+12V经芯片CN7805转换，得到+5V稳定直流电压，与直流电源+12V构成一个二级输出电源。此外外接有滤波作用的电容器，从而使输入电压稳定和输入信号可靠。
2.4 复位电路
RST引脚是复位信号的输入端，只要高电平的复位信号持续两个机器周期以上有效时间，就能使单片机复位。上电手动复位是通过电容充电实现的，电路如图，上电瞬间，RST端电位与VCC相同，随着充电电流减少，RST的电位逐渐下降，只到复位信号无效。
2.5 时钟电路
8051 单片机内有震荡电路，只需在XTAL1和XTAL2间外接石英晶体和电容组成的并联振荡电路（振荡器），晶体可以在固有频率1.2—12MHZ的晶振器之间任选晶体，电容可以在容量为20-60PF之间任选，通常选择30PF的瓷片电容。
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2.6 输入电路：
2.61 拾音电路
电容驻极体具有灵敏度高、噪声小、价格低等诸多优点。我们采用两个特性相反的电容驻极体话筒来采集声音信号，其输出信号幅度相等，相位相反地叠加起来，能抵消噪音。采用了低噪音高输入阻抗的运算放大器OP27。该输入级的电压增益由R3和R4的比值决定，即：
A=1+R3/R4=1+100/1 ≈100
2.62 放大电路
驻极体采用衰减为-60dB的话筒，输出电压约1MV，先经过差分放大100倍得0.2V。再经过中间级放大电路采用NE5532N放大100倍可方便实现46dB 的增益。
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2.63 滤波电路
为了滤除不必要的干扰及杂波,系统前向通道和后向通道中各设计了一个通带为300 Hz ～3 400 Hz 的带通滤波器。此带通滤波器由一个低通滤波器和一个高通滤波器串联而成。其中低通滤波器上限频率为3400 Hz ,高通滤波器下限频率为300 Hz 。电路如图所示,其中A 1 构成低通滤波器,A 2 构成高通滤波器。如选R1 = R2 ；C1 = C2 ；R5 = R6 ；C3 = C4 ，则有：f H = 1/ (2πR1 C1) 、f L = 1/ (2πR5 C3) 。
2.64 A/D转换电路
A/D转换是将模拟的电信号转换成数字信号。可以认为A/D转换器是一个将模拟信号值编制成对应的二进制码的编码器。与此对应，D/A转换器则是一个解码器。
一个完整的A/D转换器应该包含以下输入，输出信号。
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①模拟量输入信号V IN和参考电压V REF。
②数字输出信号。
③启动转换信号。
④转换完成信号，输出。
⑤数据输出允许信号，输入。
单片机对A/D转换器的控制一般分为以下3个过程。
①单片机通过控制口发出启动转换信号，命令A/D转换器开始转换。
②单片机通过状态口读入A/D转换器的状态，判断它是否转换结束。
③一旦转换结束，单片机则发出数据输出允许信号，读入转换完成数据。
A/D转换器的主要技术指标如下；
①分辨率：它是A/D转换器对微小输入变化敏感程序的描述，即转换器最低
有效位LSB。所对应的输入模拟值，对一个分辨率为N为2的转换器，能够分辨满量程的2的N次方。
②量程：是指芯片转换的模拟输入电压的范围，分单极性和双极性。
③转换时间：是指转换器完成一次转换所需的时间，即从启动信号到转换结
束得到稳定数字输出所需时间。
信号处理采集的模拟量经电容器滤波后送入ADC0809的IN0模拟信号通道。A/D转换器采用常见的ADC0809，二进制输出、逐次比较型转换器。本系统模拟量通过通道INO输入A/D转换器，再由A/D转换器输入单片机。
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以下对ADC0809芯片进行简介
ADC0809芯片为28引脚双列直插封装， 其引脚如图
IN7—IN0：模拟量输入。电压范围0-5V ADDA 、ADDB 、ADDC ：模拟通道地址线 ALE ：地址锁存信号
START ：转换启动信号。在上跳变时，所有内部 寄存器清0；在START 下跳变时，开始A/D 转换 D7-D0：数据输出线。可直接和单片机的数据总线相连。
OE ：输出允许信号。控制三态缓冲器向外输出转换后的数据。OE=0时输出
数据为高阻态，OE=1时输出允许。
输出电路：
2.71 D/A 转换
由于所要转换输出的信号为语音信号，其本身是双极性的信号。因此对杂音的处理尤其重要。在无信号输出时，希望其输出对地是零电位，因此应用运算放大器作为电流到电压的转换器，完成双极性控制的目的。数字信号经D/ A 转换、双极性电流至电压变换后已成为模拟语音信号，经带通滤波器再送往音频功率放大器，做适当的功率提升而推动喇叭。由于单片机的端口不够，用锁存器来增加P0到P6。
ADC0809芯片为28引脚双列直插封装。
其引脚如图：
D10—D17：数字量输入。电压范围0-5V
ALE：地址锁存信号
START：转换启动信号。在上跳变时，所有内部
寄存器清0；在START下跳变时，开始A/D转换
Iout1 , Iout2：数据输出线。可直接外部硬件相连。
OE：输出允许信号。控制三态缓冲器向外输出转换后的数据。OE=0时输出数据为高阻态，OE=1时输出允许。
XFER为数据传送控制信号，输入低电平有效；
R为反馈信号输入电阻；
Uref为基准电压输入端。
DA0832
2.72．功放电路
音频放大电路采用专用的芯片TDA2040来实现。TDA2040应用电路如图，可最大提供22W的输出功率。
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2.73 扩展电路
系统以C51-8051单片机为核心器件，由四片62256存储器采用译码法将内存扩至128K。扩展电路由锁存器将分开数据总线和地址总线；由译码器输出作为片选信号控制存储器。
译码法是利用单片机没有用到的地址线，经译码器后与扩展的芯片连接的方法。如图是扩展电路：
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2.8 自动增益电路
放大后是的信号进入自动音量控制器，电路如图所示。放大电路输出的音频交流电压经二极管2AP9和RC 电路结构的包络检波器检波后，输出一个随音频平均电压变化的电压，用此电压控制工作与可变电阻区的场效应管的栅极，改变场效应管的导通电阻，使放大倍数音频信号大小控制。
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第三章 软件描述
3.1总体程序设
系统程序由三部分组成,即主程序、键盘中断处理程序和系统定时器中
断处理程序。各部分程序功能如下所述
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1) 主程序
程序中将程序运行状态分为四种：即 、RECORD(录音) 、PLAY(放音) 、ALARM (录音完毕报警) 。在主程序中仅依靠当前状态设置各LED 以指示当前工作状态。 2) 键盘中断处理程序
键盘中断处理程序 。若“录音”键按下,则设置当前状态为“RECORD”，若“放音”键按下,则设置当前状态为“PLAY”。 3) 定时器中断处理程序
由定时器产生定时中断，定时时间为0. 125 ms 。在程序中对应于当前不同 的工作状态做相应的处理。
AD转换程序：
AD0809的各通道地址为7FF0H---7FF7H,置片内入口地址为30H。
程序：
BUFRAM EQU 30H ;8051RAM首地址
BUFADC EQU 0FF0H ;0809启动地址
初始化程序：
ORG 0000H
AJMP MAIN
ORG 0013H
LJMP INT1；INT1中断服务程序入口地址
ORG 0030H
MAIN：MOV SP，#60H
MOV R0，#30H
MOV R7，#08H
SETB IT1
SETB EX1
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SETB EA
MOV DPTR，#7FF0H；指向AD0809的0通道
LOOP：MOVX @DPTR，A；启动中断
WAIT：SJMP WAIT
DJNZ R7，LOOP
中断程序：
INT1：MOVX A，@DPTR；读取转换值
MOV @RO，A；存入片内
INC R0
RET
REALIO：；实时显示程序
MOV DPTR，#BUFDAC
MOV A，#00H
MOVX @DPTR，A
DELAY：MOV R5，BUFFRE ；延时程序，
DEL1：MOV R6，#2 ；延时为0.001s的倍
DEL2：MOV R7，#126
DEL3：DJNZ R7，DEL3
DJNZ R6，DEL2
DJNZ R5，DEL1
RET
MOVX A，@DPTR
MOV DPTR，#BUFDAC
MOVX @DPTR，A
RET
INC RO
JNZ LOOP
SJMP $
D/A转换程序：
DA0832的各通道地址为0FFFH，置片内输出口地址为20H。
程序：
BUFRAM EQU 20H ，8051RAM
BUFADC EQU 0FFFH ；0832启动地址
MAIN：
ORG 0050H
SETB P1.1
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LOOP：MOV R0，#20；指向内单元
MOV DPTR，0FFFH；选1#0832
MOV A，@R0
MOVX @DPTR，A；第一个数写入寄存器
SJMP LOOP
REALIO：；实时显示程序
MOV DPTR，#BUFDAC
MOV A，#00H
MOVX @DPTR，A
DELAY：MOV R5,BUFFRE ;延时程序，
DEL1：MOV R6；#2 ; 延时为0.001s的倍
DEL2：MOV R7，#126
DEL3：DJNZ R7；DEL3
DJNZ R6，DEL2
DJNZ R5，DEL1
MOVX A,@DPTR
MOV DPTR,#BUFDAC
MOVX @DPTR,A
RET
INC A
JNZ LOOP
SJMP $
可展程序：
1#62256的地址范围为0000H—3FFFH，所以可展的地址范围为000H---CFFFH。构成了128Kbit的数据存储器，将P2.5、P2.6、P2.7分别接74LS138的输入端。
E1、E2接地，E3高电平，这样可实现数据存储器的可展。
程序如下：
MOV DPTR，#0000H；1#62256地址
MOV R0，#40H；源首地址
LOOP:MOV A，@R0；取数据
MOVX @DPTR，A；传数据
INC R0
INC DPTR
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JNZ LOOP；循环
SJMP $
数码管显示流程图
开始
初始化显示缓冲区首址
送首位至P1.0口
查段选码
查段选送至P1.1口
延时12ms
指向下一显示缓冲区单元
4位显示完
显示下一位左移
结束
动态显示子程序
DIR：MOV R0，#7AH
MOV R3，#01H
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MOV A，#00H
MOV R1，#BRTPORTH
MOVX @R1，A
LD1：MOV A，@R0
MOV DPTR，#DSEG
MOVX A，@A+DPTR
MOV R1，A
MOV R2，#BITPORT
MOV A，R3
MOVX @R1，A
LCALL DELY
INC R0
JB A，LD2
RL A
MOV R3，A
SJMP LD1
LD2 ：RET
DSEG:：DB C0H，F9H，A4H，B0H，99H，92H，82H
DB F8H，80H，90H，88H，83H，C6H，A1H
DB 86H，84H，FFH
结论
将语音信号从麦克风输入，待存储器存完成后，按放音键回放语音信号并调整放大器增益，使语音信号不失真地输出，实现系统的功能。结果表明：该系统增益调节宽；抑制杂音能力强；数字化语音存储时间长。随着语音系统在电子信息业中的普及使用，本系统必将有很广阔的应用前景。改进后系统可达到提高工作效率，性能稳定，工作可靠，节能潜力大，符合发展的需要，具有良好的实用性。
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基于dsp的语音信号采集与回放系统的设计--开题报告
HEFEI UNIVERSITY 课程设计开题报告 题目：《基于DSP系统的语音采集与回放系统》 专业：11 级电子信息工程 姓名：章健吴广岭何志刚 学号：1105011029 1105011030 1105011044 指导老师：汪济洲老师 完成时间：2014年12月1日
一、开题报告题目 基于DSP系统的语音采集与回放系统。 二、研究背景与意义 语音处理是数字信号处理最活跃的研究方向之一,它是信息高速公路、多媒体技术、办公自动化、现代通信及职能系统等新兴领域应用的核心技术之一。用数字化的方法进行语音的传送、存储、分析、识别、合成、增强等是整个数字化通信网中的最重要、最基本的组成部分之一。一个完备的语音信号处理系统不但要具有语音信号的采集和回放功能, 还要能够进行复杂的语音信号分析和处理。通常这些信号处理算法的运算量很大, 而且又要满足实时的快速高效处理要求, 随着DSP 技术的发展, 以DSP 为内核的 设备越来越多。为语音信号的处理提供了优质可靠的平台. 软件编程的灵活性给很多设备增加不同的功能提供了方便, 利用软件在已有的硬件平台上实现不同的功能已成为 一种趋势。近年来，随着DSP的功能日益增强，性能价格比不断上升，开发手段不断改进，DSP在数据采集系统的应用也在不断完善。 三、主要内容与目标 随着计算机多媒体技术，网络通信技术和DSP（Digital Signal Processor）技术的飞速发展，语音的数字通信得到越来越多的应用，语音信号的数字化一直是通信发展的主要方向之一，语音的数字通信和模拟通信相比，无疑有着更大的优越性，这主要体现在以下几个方面：数字语音比模拟语音具有更好的话音质量；具有更强的干扰性，并易于加密；可节省带宽，能更有效的利用网络资源；更加易于存储和处理。最简单的数字化就是直接对原始语音信号进行A/D 转换，但这样得到的语音的数据量非常大。为了减少语音信号所占用的带宽或存储空间，就必须对数字语音信号进行压缩编码。语音编码的目的就在于在保证语音音质和可懂度的条件下，采用尽可能少的比特数来表示语音，即尽可能的降低编码比特率，以便在有限的传输带宽内让出更多的信道来传输图像和其他数据流，从而达到传输资源的有效利用和网络容量的提高。在通信越来越发达的当今世界，尤其最近几十年，语音压缩编码技术在移动通信、IP 电话通信、保密通信、卫星通信以及语音存储等很多方面得到了广泛的应用。 语音信号处理在手持设备、移动设备和无线个人设备中的应用正在不断增加。今天的个人手持设备语音大多时候仅仅局限于语音拨号，但是已经出现了适用于更广泛开发语音识别和文本到语音应用的技术。语音功能为用户提供自然的输入和输出方式，它比其他形式的I/O更安全，尤其是当用户在开车期间。在大多数应用中，语音都是键盘和显示器的理想补充。其他潜在的语音应用包括如下几个方面。 （1）语音电子邮件。包括浏览邮箱、利用语音输入写电子邮件以及收听电子邮件的读出。 （2）信息检索。股票价格、标题新闻、航班信息、天气预报等都可以通过语音从互联网收听。例如，用户不用先进入某个网址并输入股票名字或者浏览预定义列表，可以通过语音命令实现。 （3）个人信息管理。允许用户通过语音指定预约、查看日历、添加联络信息等等。 （4）语音浏览。利用语音程序菜单，用户可以在网上冲浪、添加语音收藏夹并收听网页内容的读出。 （5）语音导航。在自动和人眼不够用的条件下获取导航的完全语音输入/输出驾驶
单片机 PCF8591 波形采集存储与回放
单片机课程设计报告题目： 设计者1：负责任务： 专业班级/学号： 设计者2：负责任务： 专业班级/学号： 指导教师1：指导教师2： 答辩时间：
目录 一、设计题目、设计目的 (2) 1.1、说明选题的来源、意义和目的 (2) 1.2、课题承担人员及分工说明 (2) 二、课题总体设计说明 (2) 2.1、说明总体开发计划和课题所达到的功能目标和技术指标 (2) 2.2、课题总体设计方案，比较几个备选方案，确定最终方案 (3) 三、硬件设计说明 (4) 3.1、硬件总体设计方案 (4) 3.2、硬件设计的总电路原理图、PCB图及原件清单 (7) 四、软件设计说明 (9) 4.1、软件总体设计方案 (9) 4.2、软件功能模块划分 (9) 五、硬件调试说明 (12) 5.1、硬件性能测试 (12) 5.2、实验测得的数据 (12) 5.3、软件性能测试 (13) 六、附件 (13) 附件1、波形回放信号图 (13) 附件2、硬件外观图 (15) 附件3、PROTUES仿真效果图 (17) 1
一、设计题目、设计目的 1.1、说明选题的来源、意义和目的 选题来源：本次课题设计根据2011全国大学生电子大赛—H题波形采集、存储与回放系统基本要求设计的， 意义和目的：制作一个波形采集、存储与回放系统，示意图如图1 所示。该系统能同时采集两路周期信号波形，要求系统断电恢复后，能连续回放已采集的信号，显示在示波器上。 图1-1 总设计框架图 1.2、课题承担人员及分工说明。 这次报告以及我们的硬件软件都是一起共同努力完成的，硬件也是一起做的，最后调试成功，我们的合作很愉快。 二、课题总体设计说明 2.1、说明总体开发计划和课题所达到的功能目标和技术指标 2.11、达到的功能目标 1、能完成对A 通道单极性信号（高电平约4V、低电平接近0V）、频率约1kHz 信号的采集、存储与连续回放。要求系统输入阻抗不小于10 kΩ，输出阻抗不大于1kΩ。 2、采集、回放时能测量并显示信号的高电平、低电平和信号的周期。原信号与回放信号电平之差的绝对值≤50 mV，周期之差的绝对值≤5%。 3、本系统处理的正弦波信号频率范围限定在10Hz~10kHz，三角波信号频率范围限定在10Hz ~2kHz，方波信号频率范围限定在10Hz ~1kHz。 4、预留电源电流的测试点。 2
数字化语音存储与回放系统【毕业作品】
BI YE SHE JI ( 届) 数字化语音存储与回放系统 (英文) Digital voice storage and playback System 所在学院电子信息学院 专业班级电子信息工程 学生姓名学号 指导教师职称 完成日期年月日
摘要 数字化语音存储与回放系统英文全称为“Digital voice storage and playback system”，由于传统的磁带语音录放系统，体积大，音质差，存储时间短，存储量小已不能满足人们的需求，随着计算机技术和数字电子的发展，人们发明了音质更好、体积小、容量大的数字化语音存储与回放系统。 本系统由语音信号经放大滤波后，送入A／D进行模数转换。转换后的数字化语音信号，通过单片机的控制写入片外数据存储器，完成语音数字化存储，本系统能达到的最大存储时间为10S。回放时，单片机从数据存储器中将数据读出，送人并行D／A转换器，进行数模转换，转换后的模拟信号经滤波、功率放大后，实现语音回放。 关键词：单片机；数字化；语音处理；A/D
Abstract The Digital voice storage and playback system full title in English is"Digital voice storage and playback system"，As traditional tape voice recording system is large volume,poor Sound quality ,Short storage time and Small amount of storage,so it can not meet people's needs.With the development of computer technology and digital electronics，people invented a better sound quality, small size, large capacity digital voice storage and playback system. The system consists of a voice signal after amplifying and filtering into the A / D analog to digital conversion.The converted digital voice signal through the control of the microcontroller is written to the chip data memory, complete digital voice storage，Maximum storage time of 10 s.During playback, the data is read out from the data memory by Microcontroller and filtering into the D/A digital to analog conversion，The converted analog signal can achieve voice playback by filtering, power amplifier. . Key Words: SCM;Digital;Voice Processing;A/D
基于单片机的语音存储与回放系统设计
本科生毕业设计（申请学士学位） 论文题目基于单片机的语音存储与回放 系统设计 作者姓名 所学专业名称电子信息工程 指导教师
2017年 5 月
学生：（签字）学号： 答辩日期：2017 年 5 月20 日指导教师：（签字）
目录 摘要 (5) 1绪论 (6) 1.1课题研究背景 (6) 1.2课题研究的发展前景 (6) 1.3课题研究的意义及目的 (6) 2 语音系统的设计方案 (7) 2.1方案设计 (7) 2.2方案分析和选择 (8) 3 材料选取 (8) 3.1 控制芯片STC90C516RD+ (8) 3.2 语音芯片ISD4004 (9) 3.3功放芯片TDA2822M (11) 4 电路设计 (11) 4.1时钟电路 (11) 4.2复位电路 (12) 4.3显示电路 (12) 4.4 3.3V电源电路 (13) 4.5按键模块 (13) 4.6 ISD4004音频处理模块 (14) 4.7 TDA2822M功放电路 (14) 4.8总电路设计图 (15) 5 程序设计 (16) 5.1主程序流程图 (16) 5.2录音程序流程图 (17) 5.3放音序流程图 (17) 6实物调试 (17) 6.1程序编译和下载 (17) 6.2 实物调试最终结果展示 (19) 6.3 实物调试过程及故障解决方法 (19) 结论 (21) 参考文献 (21) 附录 (22) 附录1元件清单 (22) 附录2程序 (23) 致谢 (33)
基于单片机的语音存储与回放系统设计 摘要：本设计是基于单片设计的一个能实现语音存储和回放功能的系统，利用宏晶公司生产的STC90系列单片机作为主控制器，使用具有录音和放音功能的ISD4004语音芯片，能够显示32个字符的LCD1602显示器件和能对音频进行无失真的放大的TDA2822M差分放大器设计而成的。首先我们利用STC90C516RD+单片机的优越的控制性能来控制ISD4004语音芯片，通过单片机向语音芯片发送指令来完成ISD4004芯片的录音和放功能，用LCD1602来显示单片机对ISD4004的操作状态，使用TDA2822M将ISD4004芯片输出的音频进行无失真的放大的思路来进行语音存储和回放系统设计的，用Circuit Design Suite 10.0(Multisim)软件来绘制该系统的电路，用Keil uVision5软件来编写硬件程序。电路图和程序都完成后使用万用洞洞板依据电路图来焊接实物电路，实物完成后载入芯片程序直接进行实物调试，使用实物调试更容易找出问题和系统设计的缺陷，出现问题时可以通过模块化思想轻松查找到故障原因，并进行修复故障。ISD4004芯片录音时基于多电平存储技术实现的没有传统的数字录音过程中A/D转换带来的量化噪音和变色的金属音色。该系统录取的声音播放出来后和原音的音色、音调保持一致不失真。 关键词：STC90C516RD+；Keil uVision5；ISD4004；Multisim；语音录放
基于MATLAB的语音信号采集与处理
工程设计论文 题目：基于MATLAB的语音信号采集与处理 姓名： 班级： 学号： 指导老师：
一.选题背景 1、实践意义： 语音信号是一种非平稳的时变信号，它携带着各种信息。在语音编码、语音合成、语音识别和语音增强等语音处理中无一例外需要提取语音中包含的各种信息。语音信号分析的目的就在于方便有效地提取并表示语音信号所携带的信息。所以理解并掌握语音信号的时域和频域特性是非常重要的。 通过语音相互传递信息是人类最重要的基本功能之一.语言是人类特有的功能.声音是人类常用工具,是相互传递信息的最重要的手段.虽然,人可以通过多种手段获得外界信息,但最重要,最精细的信息源只有语言,图像和文字三种.与用声音传递信息相比,显然用视觉和文字相互传递信息,其效果要差得多.这是因为语音中除包含实际发音容的话言信息外,还包括发音者是谁及喜怒哀乐等各种信息.所以,语音是人类最重要,最有效,最常用和最方便的交换信息的形式.另一方面,语言和语音与人的智力活动密切相关,与文化和社会的进步紧密相连,它具有最大的信息容量和最高的智能水平。 语音信号处理是研究用数字信号处理技术对语音信号进行处理的一门学科,处理的目的是用于得到某些参数以便高效传输或存储;或者是用于某种应用,如人工合成出语音,辨识出讲话者,识别出讲话容,进行语音增强等. 语音信号处理是一门新兴的学科,同时又是综合性的多学科领域,
是一门涉及面很广的交叉学科.虽然从事达一领域研究的人员主要来自信息处理及计算机等学科.但是它与语音学,语言学,声学,认知科学,生理学,心理学及数理统计等许多学科也有非常密切的联系. 语音信号处理是许多信息领域应用的核心技术之一,是目前发展最为迅速的信息科学研究领域中的一个.语音处理是目前极为活跃和热门的研究领域,其研究涉及一系列前沿科研课题,巳处于迅速发展之中;其研究成果具有重要的学术及应用价值. 数字信号处理是利用计算机或专用处理设备，以数值计算的方法对信号进行采集、抽样、变换、综合、估值与识别等加工处理，借以达到提取信息和便于应用的目的。它在语音、雷达、图像、系统控制、通信、航空航天、生物医学等众多领域都获得了极其广泛的应用。具有灵活、精确、抗干扰强、度快等优点。 数字滤波器, 是数字信号处理中及其重要的一部分。随着信息时代和数字技术的发展，受到人们越来越多的重视。数字滤波器可以通过数值运算实现滤波，所以数字滤波器处理精度高、稳定、体积小、重量轻、灵活不存在阻抗匹配问题，可以实现模拟滤波器无法实现的特殊功能。数字滤波器种类很多，根据其实现的网络结构或者其冲激响应函数的时域特性，可分为两种，即有限冲激响应( FIR，Finite Impulse Response)滤波器和无限冲激响应( IIR，Infinite Impulse Response)滤波器。 FIR滤波器结构上主要是非递归结构，没有输出到输入的反馈，系统函数H (z)在处收敛，极点全部在z = 0处（因果系统），因而只能
数字音频技术_MP3_的压缩编码原理与制作方法
第4卷第2期2004年6月 长沙航空职业技术学院学报 CHAN GSHA AERONAU TICAL VOCA TIONAL AND TECHN ICAL COLL EGE JOURNAL Vol.4No.2 J un.2004 收稿日期:2004-03-20 作者简介:张晓婷(1964-),女,上海市人,讲师,主要从事计算机教学与研究。 数字音频技术(MP3)的压缩编码原理与制作方法 张晓婷 (珠海市工业学校,广东珠海 519015) 摘要:本文从音频压缩理论的角度,阐述MP3音频格式、压缩编码原理,同时介绍专业制作 MP3的方法。 关键词:MP3音频格式;压缩编码原理;制作经验与技巧中图分类号:TN919.3+11 文献标识码:A 文章编号:1671-9654(2004)02-051-06 Compression Coding Principle and F acture of Digital Audio Frequency T echnique (MP 3) ZHAN G Xiao 2ting (Zhuhai Indust ry School ,Zhuhai Guangdong 519015) Abstract : From the perspective of Audio Compression Theory ,the paper discusses format of audio Frequency tech 2 nique (MP3)and compression coding principle and also introduces the facture of audio Frequency technique (MP3). K ey w ords : Fomat of audio Frequency technique (MP3);compression coding principle ;facture 一、引言 数字技术的出现与应用为人类带来了深远的影响,特别是互联网的普及,使数字音频技术得到更为广泛的应用,并具有良好的市场前景。与之相关的数字音频压缩技术也得到了充分的发展,一些著名的研究机构和公司都致力于开发专利技术和产品。其中,MP3便是目前为止开发得最为成功的数字音频压缩技术之一。 二、MP3简介 (一)数字音频MP3的格式 MP3音频格式诞生于20世纪80年代,全名MPEG Audio layer 3,是MPEG (Moving PicturesEx 2pert Group 运动图像专家组)当初和影像压缩格式同时开发的音频压缩格式,是MPEG 21标准中的第三个层次,是综合了MPEG Audio layer 2和ASPEC 优点的混合压缩技术,音频质量好,主要用于MP3音频压缩,典型的码流为每通道64Kbit/s 。 (二)数字音频MP3压缩的优点 使用数字音频MP3压缩方式的处理,能增加更多的存储空间。由于MP3的压缩比约在十到十二倍之间,一分钟的CD 音乐经MP3压缩后,只需要一兆左右的存储空间,即一张光盘可以存储六百五十分钟到七百五十分钟的音乐;MP3典型的码流是每通道64Kbit/s ,只有CD 音乐每通道大约十分之一的码流,非常适合网上传输。更重要的是,即使压缩比如此惊人,音乐的品质依然较好,这主要是利用了人类听觉掩蔽效应(Masking Effect )的缘故。MP3具有容量小、数码化、制作简单、传输方便、成本低廉等特点,虽历经14余年,仍然是网上最流行的音乐格式之一。 三、MP3压缩编码原理在MPEG 21的音频压缩中,采样频率可分为32、44.1和48KHz ,可支持的声道有单声道(mono 2phonic )、双—单声道(dual 2monophonic )、立体声模式 ? 15?
语音信号采集与回放系统设计
语音采集与回放系统设计
l 竞赛真题 l 总体方案选择 l 具体方案设计 l 设计阶段划分
一、竞赛真题
1999 年第四届 E 题 数字化语音存储与回放系统 一、题目：数字化语音存储与回放系统 二、任务 设计并制作一个数字化语音存储与回放系统，其示意图如下：
三、要求 1．基本要求 （1）放大器 1 的增益为 46dB，放大器 2 的增益为 40dB，增益均可调； （2）带通滤波器：通带为 300Hz～3.4kHz ； （3）ADC：采样频率 fs= 8kHz，字长= 8 位； （4）语音存储时间≥10 秒； （5）DAC：变换频率 fc= 8kHz，字长= 8 位； （6）回放语音质量良好。 2．发挥部分 在保证语音质量的前提下： （1）减少系统噪声电平，增加自动音量控制功能； （2）语音存储时间增加至 20 秒以上； （3）提高存储器的利用率（在原有存储容量不变的前提下，提高语音存储时间） ；
（4）其它（例如： 四、评分意见
校正等） 。
项
目
满 分 50 50 15 5 15 15
基 设计与总结报告： 方案设计与论证， 理论分析与计算， 电路图， 本 测试方法与数据，对测试结果的分析 要 实际制作完成情况 求 完成第一项 发 挥 完成第二项 部 完成第三项 分 完成第四项 五、说明 不能使用单片语音专用芯片实现本系统。
训练侧重点 l 题目中给出一些提示性设计参数，设计中应予以重点理解
1. 放大器 1 的增益，放大器 1 的增益为 46dB 2. 带通滤波器的频率范围通带为 300Hz～3.4kHz（方便测试） 3. AD 采样的字长和采样频率（保证公平竞争）
l
题目中部分非技术性指标在培训中可以适当简化
1. 语音存储与回放时间≥10 秒 2. 语音存储时间增加至 20 秒以上；
二、总体方案选择
1. 控制平台选择 2. 前级放大模块 3. 带通滤波器 4. 模数、数模转换部分 5. 存储器 6. 编码方案
1. 控制平台选择
供选平台： A. B. 单片机平台 FPGA 开发平台
语音信号采集与回放系统
电子与信息工程学院 综合实验课程报告 课题名称 语音采集及回放系统设计 专 业 电子信息工程 班 级 07电子2班 学生姓名 Y Y Y 学 号 07002 指导教师 X X X 2010年 7月 5日
1 总体设计方案介绍： 1.1语音编码方案： 人耳能听到的声音是一种频率范围为20 Hz～20000 Hz ,而一般语音频率最高为3400 Hz。语音的采集是指语音声波信号经麦克风和高频放大器转换成有一定幅度的模拟量电信号,然后再转换成数字量的全过程。根据“奈奎斯特采样定理”, 采样频率必须大于模拟信号最高频率的两倍，由于语音信号频率为300～3 400 Hz ,所以把语音采集的采样频率定为8 kHz。从语音的存储与压缩率来考虑，模型参数表示法明显优于信号波形表示法[4]。但要将之运用于单片机，显然信号波形表示法相对简单易实现。基于这种思路的算法，除了传统的一些脉冲编码调制外，目前已使用的有VQ技术及一些变换编码和神经网络技术，但是算法复杂，目前的单片机速度底，难以实现。结合实际情况，提出以下几种可实现的方案。 （1）短时平均跨零记数法该方案通过确定信号跨零数，将语音信号编码为数字信号，常用于语音识别中。但对于单片机，由于处理数据能力底，该方法不易实现。 （2）实时副值采样法采样过程如图2.1所示。 图2.1 采样过程 具体实现包括直存取法、欠抽样采样法、自相似增量调制法等三种基本方法。其中第三种实现方法最具特色，该方法可使数据压1：4.5，既有M ?调制的优点，又同时兼有PCM编码误差较小的优点，编码误差不向后扩散。 1.2 A/D、D/A及存储芯片的选择 单片机语音生成过程,可以看成是语音采集过程的逆过程,但又不是原封不动地恢复原来的语音,而是对原来语音的可控制、可重组的实时恢复。在放音时,只要依原先的采样直经D/ A 接口处理,便可使原音重现。 （1）A/D转换芯片的选择根据题目要求采样频率f s=8K H Z，字长=8位， 可选择转换时间不超过125s的八位A/D转换芯片。目前常用的A/D转换实现的
音频、视频压缩有哪些技术标准
音频、视频压缩有哪些技术标准？ 视频压缩技术有：MPEG-4、H263、H263+、H264等 MPEG-4视频编码技术介绍 MPEG是“Moving Picture Experts Group”的简称，在它之前的标准叫做JPEG，即“Joint Photographic Experts Group”。当人们用到常见的“.jpg”格式时，实际上正在使用JPEG的标准。JPEG规范了现代视频压缩的基础，而MPEG把JPEG 标准扩展到了运动图象。 MPEG-4视频编码标准支持MPEG-1、MPEG-2中的大多数功能，它包含了H.263的核心设计，并增加了优先特性和各种各样创造性的新特性。它提供不同的视频标准源格式、码率、帧频下矩形图像的有效编码，同时也支持基于内容的图像编码。采纳了基于对象(Object-Based)的编码、基于模型(Model-based)的编码等第二代编码技术是MPEG-4标准的主要特征。 MPEG4与MPEG1、MPEG2的比较 从上表可以看出，MPEG1和MPEG2主要应用于固定媒体，比如 VCD 和 DVD ，而对于网络传输，MPEG4具有无可比拟的优势。 H.263/H.263+/H.264视频编码技术介绍 1.H.263视频编码标准 1.H.263是最早用于低码率视频编码的ITU-T标准，随后出现的第二 版(H.263+)及H.263++增加了许多选项，使其具有更广泛的适用性。 H.263是ITU-T为低于64kb/s的窄带通信信道制定的视频编码标准。 它是在H.261基础上发展起来的，其标准输入图像格式可以是
S-QCIF、QCIF、CIF、4CIF或者16CIF的彩色4∶2∶0亚取样图像。 H.263与H.261相比采用了半象素的运动补偿，并增加了4种有效的 压缩编码模式。 2.H.263+视频压缩标准 1.ITU-T在H.263发布后又修订发布了H.263标准的版本2，非正式 地命名为H.263+标准。它在保证原H.263标准核心句法和语义不变 的基础上，增加了若干选项以提高压缩效率或改善某方面的功能。原 H.263标准限制了其应用的图像输入格式，仅允许5种视频源格式。 H.263+标准允许更大范围的图像输入格式，自定义图像的尺寸，从而 拓宽了标准使用的范围，使之可以处理基于视窗的计算机图像、更高 帧频的图像序列及宽屏图像。为提高压缩效率，H.263+采用先进的帧 内编码模式；增强的PB-帧模式改进了H.263的不足，增强了帧间预 测的效果；去块效应滤波器不仅提高了压缩效率，而且提供重建图像 的主观质量。为适应网络传输，H.263+增加了时间分级、信噪比和空 间分级，对在噪声信道和存在大量包丢失的网络中传送视频信号很有 意义；另外，片结构模式、参考帧选择模式增强了视频传输的抗误码 能力。 3.H.264视频压缩标准 1.H.264是由ISO/IEC与ITU-T组成的联合视频组(JVT)制定的新一 代视频压缩编码标准。对信道时延的适应性较强，既可工作于低时延 模式以满足实时业务，如会议电视等；又可工作于无时延限制的场合， 如视频存储等。 2.提高网络适应性，采用“网络友好”的结构和语法，加强对误码和 丢包的处理，提高解码器的差错恢复能力。 3.在编/解码器中采用复杂度可分级设计，在图像质量和编码处理之 间可分级，以适应不同复杂度的应用。 4.相对于先期的视频压缩标准，H.264引入了很多先进的技术，包括 4×4整数变换、空域内的帧内预测、1/4象素精度的运动估计、多参 考帧与多种大小块的帧间预测技术等。新技术带来了较高的压缩比， 同时大大提高了算法的复杂度。 G.7xx系列典型语音压缩标准介绍 G.7xx 是一组 ITU-T 标准，用于视频压缩和解压过程。它主要用于电话方面。在电话学中，有两个主要的算法，分别定义在 mu-law 算法（美国使用）和 a-law 算法（欧洲及世界其他国家使用），两者都是对数关系，但对于计算机的处理来说，后者的设计更为简单。 国际电信联盟G系列典型语音压缩标准的参数比较：
操作系统储存管理程序
#include 海康4200客户端电脑端实现开机存储和远程回放功能图文 教程 现在在外安装监控的时候，很多客户会提出使用家庭电脑来进行监控录像，以此来节约一个NVR或DVR的价钱。若是放在几年前，实现这种方法无非是给电脑增加一个视频采集卡来实现，但现在，只需海康的4200客户端就能搞定（此教程适合海康网络像机使用，模拟像机还需使用采集卡或DVR）。 海康4200客户端实现监控与存储有两种方法，下面为各位介绍详细教程： 1.准备工作 海康网络像机，电脑，网络视频监控iVMS-4200（下载地址.hikvision./cn/download_more_390.html） PS：若是多个监控点，需增加交换机（若是POE供电的网络像机，加一个POE交换机最好，此为废话） 2.电脑配置 网络像机存储的视频占用空间比较大，因此需对电脑硬盘进行重新分区处理（电脑没有重要资料的话，分两个区：系统+录像两个盘符即可） 3.软件安装 软件安装的步骤就不作教程了，大家应该都会安装，只需要注意下面这点就行了 勾上存储服务器（后面会讲到此功能），完成安装后电脑桌面会出现这两个图标 4.软件录像配置 方法一： 打开软件后，在设备管理中添加网络像机 添加完成后在主预览界面的监控点位置双击就可以看到 鼠标移动到画面位置，会弹出如下界面 此按键为手 动录像，点 击后，标识 出现R图 标，表示正 在录像 录像模式可以在存储计划中进行设置，可以设置成全天模式，也可以设置成移动侦测录像，根据需要选择 录像存储路径设置： 点击软件右上角：工具→系统配置→文件，进行配置 录像回放： 在上一步的录像存储路径中，可以找到存储的录像资料，录像的格式是MP4格式，用播放器或者软件自带的播放器都可打开录像进行回放 以上所述录像方式，操作比较简单，但每次录像都需要手动点录像才能录，不点的话是不会自动录像的。所以对于有些客户，电脑监控办公两用的话，会经常性的录不了像，因此在这推荐第二种方法! 南京理工大学 毕业设计说明书(论文) 作者: 仝香保准考证号：014910253064 教学点: 南京信息职业技术学院 专业: 电子工程 题目: 数字化语音存储与回放系统 李玲副教授/高工 指导者： (姓名) (专业技术职务) 评阅者： (姓名) (专业技术职务) 2012年4月 毕业设计说明书（论文）中文摘要 毕业设计说明书（论文）外文摘要 目录 1 引言 (1) 2 总体方案设计 (2) 3 各模块硬件设计 (5) 3.1 话筒前置放大电路 (5) 3.2 带通滤波器设计 (6) 3.3 AT89S52单片机基本电路 (7) 3.4 模数转换模块 (13) 3.5 数模转换模块 (15) 3.6 外部存储模块 (17) 3.7 功放电路设计 (19) 3.8 按键与显示模块 (21) 3.8.1 ZLG7289B1芯片介绍 (21) 3.8.2 ZLG7289B与其它部分连接图 (23) 3.9 供电电路模块 (24) 3 软件设计 (26) 结论 (28) 致谢 (29) 参考文献 (30) 附录 (31) 附录一程序源代码 (31) 附录二原理图及实物图 (44) 1 引言 传统的磁带语音录放系统因其体积大、使用不便,在电子与信息处理的使用中受到许多限制。本文提出的体积小巧，功耗低的数字化语音存储与回放系统将完全可以替代它。数字化语音存储与回放系统的基本原理是对语音的录音与放音的数字化控制。其中，关键技术在于，为了增加语音存储时间，提高存储器的利用率，采用了非失真压缩算法对语音信号进行压缩后再存储，而在回放时再进行解压缩，同时,对输入语音信号进行数字滤波以抑制杂音和干扰,从而确保了语音回放的可靠质量。 本系统能够对语音信号分别进行数据的采集直存直取,欠抽样采样和自相似增量调制等三种方法,完成了对语音信号的存储与回放。前置放大、滤波以及电平移位电路将语音信号控制在A/D转换器采样控制范围内以保证话音信号采样不失真。带通滤波器合理的通带范围有效的滤除了带外噪声，减小了混叠失真。后置带通滤波器用于滤除D/A转换产生的高频噪声以保证回放时音质清晰，无明显失真。 本系统设计主要分为以下几个模块：声音采集模块、带通滤波模块、A/D转换模块、数据存储模块、D/A转换模块、按键选择模块、放大器模块。声音采集模块用于外部语音信号，带通滤波模块作用是将声音转换后的电信号进行滤波，数据存储模块用于存储数字化处理后声音信号的数据，D/A转换模块将数字信号转换为模拟信号输出，音频放大模块则是将采集的信号最终进行回放以检验系统整体性能，按键选择模块则是对录、放音、数据分段存取等功能进行选择。 操作系统概论存储管理同步练习及答案 一、单项选择题 1．要保证一个程序在主存中被改变了存放位置后仍能正确执行，则对主存空间应采用（）技术。 A．动态重定位B．静态重定位 C．动态分配D．静态分配 2．固定分区存储管理把主存储器划分成若干个连续区，每个连续区称一个分区。经划分后分区的个数是固定的，各个分区的大小（）。 A．是一致的 B．都不相同 C．可以相同，也可以不相同，但根据作业长度固定 D．在划分时确定且长度保持不变 3．采用固定分区方式管理主存储器的最大缺点是（）。 A．不利于存储保护B．主存空间利用率不高 C．要有硬件的地址转换机构D．分配算法复杂 4．采用可变分区方式管理主存储器时，若采用最优适应分配算法，宜将空闲区按（）次序登记在空闲区表中。 A．地址递增B．地址递减C．长度递增D．长度递减 5．在可变分区存储管理中，某作业完成后要收回其主存空间，该空间可能要与相邻空闲区合并。在修改未分配区表时，使空闲区个数不变且空闲区始址不变的情况是（）空闲区。A．无上邻也无下邻B．无上邻但有下邻 C．有上邻也有下邻D．有上邻但无下邻 6．在可变分区存储管理中，采用移动技术可以（）。 A．汇集主存中的空闲区B．增加主存容量 C．缩短访问周期D．加速地址转换 7．页式存储管理中的页表是由（）建立的。 A．操作员B．系统程序员C．用户D．操作系统 8．采用页式存储管理时，重定位的工作是由（）完成的。 A．操作系统B．用户C．地址转换机构D．主存空间分配程序 9．采用段式存储管理时，一个程序如何分段是在（）决定的。 A．分配主存时B．用户编程时C．装人作业时D．程序执行时 10．采用段式存储管理时，一个程序可以被分成若干段，每一段的最大长度是由（）限定的。 A．主存空闲区的长度B．硬件的地址结构C．用户编程时D．分配主存空间时 11．实现虚拟存储器的目的是（）。 A．扩充主存容量B．扩充辅存容量C．实现存储保护D．加快存取速度 12．LRU页面调度算法是选择（）的页面先调出。 A．最近才使用B．最久未被使用C．驻留时间最长D．驻留时间最短 13．若进程执行到某条指令时发生了缺页中断，经操作系统处理后，当该进程再次占用处理器时，应从（）指令继续执行。 A．被中断的前一条B．被中断的后一条C．被中断的D．开始时的第一条 14．下面的存储管理方案中，（）方式可以采用静态重定位。 A．固定分区B．可变分区C．页式D．段式 《数字信号处理》 课程设计报告 数字信号处理在语音信号分析中的应用 专业班级： 姓名： 学号： 目录 摘要 (3) 1、绪论 (3) 2、课程设计的具体容 (4) 2.1.1、读取语音信号的任务 (4) 2.1.2、任务分析和解决方案 (5) 2.1.4、运行结果和相应的分析 (5) 2.2、IIR滤波器设计和滤波处理 (6) 2.2.1、设计任务 (6) 2.2.2、任务分析和解决方案 (7) 2.2.3、编程得到的MATLAB代码 (7) 2.2.4、运行结果和相应的分析 (7) 2.3、FIR滤波器设计和滤波处理 (9) 2.3.1、设计任务 (9) 2.3.2、任务分析和解决方案 (9) 2.3.3、编程得到的MATLAB代码 (9) 2.3.4、运行结果和相应的分析 (11) 3、总结 (13) 4、存在的不足及建议 (13) 5、参考文献 (13) 数字信号处理设计任务书 摘要 语音信号滤波处理是研究用数字信号处理技术和语音学知识对语音信号进行处理的新兴的学科，是目前 发展最为迅速的信息科学研究领域的核心技术之一。通过语音传递信息是人类最重要、最有效、最常用和最方便的交换信息形式。 Matlab语言是一种数据分析和处理功能十分强大的计算机应用软件，它可以将声音文件变换为离散的数据文件，然后利用其强大的矩阵运算能力处理数据，如数字滤波、傅里叶变换、时域和频域分析、声音回放以及各种图的呈现等，它的信号处理与分析工具箱为语音信号分析提供了十分丰富的功能函数，利用这些功能函数可以快捷而又方便地完成语音信号的处理和分析以及信号的可视化，使人机交互更加便捷。信号处理是Matlab重要应用的领域之一。本设计通过录制一段语音，对其进行了时域分析，频谱分析,分析语音信号的特性。并应用matlab平台对语音信号进行加噪然后再除去噪声，进一步设计两种种滤波器即高通滤波器、带通滤波器，基于这两种滤波器设计原理，对含加噪的语音信号进行滤波处理。最后对比滤波前后的语音信号的时域和频域特性，回放含噪语音信号和去噪语音信号。论文从理论和实践上比较了不同数字滤波器的滤波效果。 1．绪论 通过语音传递倍息是人类最重要、最有效、最常用和最方便的交换信息的形式。语言是人类持有的功能，声音是人类常用的工具，是相互传递信息的最主要的手段。因此，语音信号是人们构成思想疏通和感情交流的最主要的途径。并且，由于语言和语音与人的智力活动密切相关，与社会文化和进步紧密相连，所以它具有最大的信息容量和最高的智能水平。现在，人类已开始进入了信息化时代，用现代手段研究语音信号，使人们能更加有效地产生、传输、存储、获取和应用语音信息，这对于促进社会的发展具有十分重要的意义。让计算机能听懂人类的语言，是人类自计算机诞生以来梦寐以求的想法。 随着计算机越来越向便携化方向发展，随着计算环境的日趋复杂化，人们越来越迫切要求摆脱键盘的束缚而代之以语音输人这样便于使用的、自然的、人性化的输人方式。作为高科鼓应用领域的研究热点，语音信号采集与分析从理论的研究到产品的开发已经走过了几十个春秋并且取得了长足的进步。它正在直接与办公、交通、金融、公安、商业、旅游等行业的语音咨询与管理．工业生产部门的语声控制，、电信系统的自动拨号、辅助控制与查询以及医疗卫生和福利事业的生活支援系统等各种实际应用领域相接轨，并且有望成为下一代操作系统和应用程序的用户界面。可见，语音信号采集与分析的研究将是一项极具市场价值和挑战性的工作。我们今天进行这一领域的研究与开拓就是要让语音信号处理技术走人人们的日常生活当中，并不断朝更高目标而努力。数字滤波器是数字信号处理的基础，用来对信号 摘要 当今，计算机技术带来了科研和生产的许多重大飞跃，微型计算机的应用已经渗透到生产、生活的各个方面。单片微型计算机简称单片微机或单片机，又称为微控制器。它体积小、价廉、功能强，适用范围越来越宽。单片机在工业控制、自动检测、智能仪器、家用电器等领域的应用尤其突出。 本课题以凌阳SPCE061A单片机为主体，实现了语音的数字化存储与回放，整个系统分为录音、停止、和放音三种状态，状态的改变用按键K1\K2\K3控制。存储器采用SPR4096，放大器采用NE5532，使用SPCE061A单片机自带的LineIN输入，性能良好的数字滤波器滤去音频信号（300~3400）频段以外的信号，经AD转换将音频信号转换为电信号，采用SACM-A2000的压缩算法，将压缩后的数据存储在SPR4096存储器中。放音时再从SPR4096读取数据，利用凌阳SACM库提供的DVR函数进行录放，数模转换后经过放大驱动喇叭。在8kHz的采样频率时，语音存储时间可以达到10s 以上，回放时语音失真小，音质良好。软硬件的结合使该系统有合理的结构，性能指标基本达到要求。 关键词：SPCE061A SPR4096 数字滤波压缩编码语音 ABSTRACT Nowadays, computer science has brought about a lot of achievements in scientific research and in industry. The application of microcomputer has penetrated to all aspects of life and industry. Microcomputer is called singlechip for shot, or controller. Because of its small bulk, low price, strong function, the microcomputer is used more and more, especially in the industrial control, automatic detect, intelligent instrument, apparatus and so on. This task is based on the microcomputer SPCE061A of Sunplus. Digital memorization of voice and playback of voice are all realized in this system. All the system is composed of three states: record, playback and halt. The keys K1\K2\K3 are in charge of the change of the states. SPR4096 is used as the data memorizer. The microcomputer SPCE061A offers micin input. Digital filter which performance is all right is used to wipe off the noise. Audio frequency single is switched to the electric single via the conversion of AD. After amplified, it drives the trumpet. Voice memorization time can reach more than 10s at 8kHz sampling frequency. Quality of the playback voice is fine and distortion is low. Both software and hardware were combined together so that the system can work well. The tested data shows that the system is reliable and the performance of the system up to the design requirements. Key words: SPCE061A ; SPR4096; digital filter;海康4200客户端电脑端实现开机存储和远程回放功能图文教程
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