《[精品]姜杏輝論文》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。

1、ISD4004在具有接近功能的立體聲語(yǔ)音系統(tǒng)中的應(yīng)用蘇州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院姜杏輝*鄒麗新摘要：本文在簡(jiǎn)要介紹ISD4004工作原理的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)介紹TSD4004的立體聲錄放技術(shù)以及該技術(shù)在由單片機(jī)所構(gòu)成的具有接近功能的立體聲語(yǔ)咅系統(tǒng)中的應(yīng)用，并給出了作者實(shí)際的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的硬件構(gòu)成和軟件設(shè)計(jì)流程，介紹了該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)特點(diǎn)和要求。關(guān)鍵詞：1SD4004立體聲單片機(jī)語(yǔ)音系統(tǒng)Keywords:ISD4004MicrochipSystemofvoice1前言雙聲道立體聲技術(shù)在實(shí)際的聲音系統(tǒng)中應(yīng)用是最為普遍的一項(xiàng)立體聲技術(shù)，該技術(shù)是利用人們的聽(tīng)覺(jué)錯(cuò)覺(jué)，通過(guò)改變兩個(gè)揚(yáng)聲器的聲級(jí)差，能使聆聽(tīng)者前方

2、產(chǎn)生一定角度的聲咅方向信息，從使人們?cè)隈雎?tīng)時(shí)有“身臨其境”的聽(tīng)覺(jué)感受⑴。然而目前在現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)單的語(yǔ)音錄放系統(tǒng)中多數(shù)或采用更為簡(jiǎn)單的單聲道語(yǔ)音系統(tǒng)，或采用復(fù)雜的硬件電路和龐大的軟件系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)雙聲道語(yǔ)音系統(tǒng)，使得雙聲道語(yǔ)音系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成本和難度將大大提高，因此用一個(gè)簡(jiǎn)單的電路來(lái)實(shí)現(xiàn)雙聲道立體聲這項(xiàng)技術(shù)就成為迫切的需要。本文正是基于這個(gè)需求，應(yīng)用是美國(guó)ISD公司制造的一種語(yǔ)咅芯片ISD4004來(lái)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的雙聲道立體聲錄放語(yǔ)咅系統(tǒng)，并采用ATMEL公司的AVR系列單片機(jī)MEGA8L作為主控單片機(jī)，該單片機(jī)的供電和ISD4004的供電相匹配，均為3V供電，并且該單片機(jī)集成了系統(tǒng)所需要的大部分外圍

3、器件，包括8K字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程flash程序存儲(chǔ)器，1K字節(jié)的SRAM,512字節(jié)的EEPROM,WATCHDOG以及晶振等⑵，從而大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的構(gòu)成。姜杏輝，男，1980年9月生，在讀碩士研究生215006蘇州市十梓街1號(hào)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院Email:hui8588@sohu.com2ISD4004芯片簡(jiǎn)介T(mén)SD4004芯片采用CMOS技術(shù)，內(nèi)含振蕩器、防混淆濾波器、平滑濾波器、音頻放大器、自動(dòng)降噪及高密度多電平閃爍存貯陣列。引腳包括電源、時(shí)鐘、語(yǔ)咅信號(hào)模擬輸入/輸出端、與MCU接口（SPI接口）兒部分。芯片采用多級(jí)存儲(chǔ)技術(shù)，既聲音無(wú)須A/D轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換，釆用模擬量直接存

4、儲(chǔ)技術(shù)，因此能夠真實(shí)、自然地再現(xiàn)聲音。1SD4004系列單片錄放時(shí)間根據(jù)不同的采樣頻率可有&至16分鐘不等，采樣頻率對(duì)為4.0,5.3,6.4,8.Okllz,采樣頻率越低，錄放時(shí)間越長(zhǎng)，但音質(zhì)則有所下降。芯片的所有操作必須由微控制器控制，操作命令可通過(guò)串行通信接口（SPI）送入。SPI協(xié)議是一個(gè)同步串行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，協(xié)議假定微控制器的SPI移位寄存器在SCI.K的下降沿動(dòng)作，因此對(duì)ISD4004而言，在時(shí)鐘上升沿鎖存MOSI引腳的數(shù)據(jù)，在時(shí)鐘下降沿將數(shù)據(jù)送至MISO引腳。1SD4004詳細(xì)參數(shù)可參考1SD4004的資料。⑶3立體聲錄放原理立體聲的實(shí)現(xiàn)采用兩個(gè)TSD4004-8M構(gòu)

5、成，如圖1所示，TSD4004-8M的采樣率為&OkHZ,所錄放吋間較短但是咅質(zhì)最好，可滿(mǎn)足播放背景咅樂(lè)的需求，工作原理為：將輸入的雙聲道的信號(hào)分為左右聲道分別接入兩個(gè)ISD4004-8M芯片，錄音時(shí)由單片機(jī)發(fā)出讓兩個(gè)芯片同時(shí)錄音的指令，進(jìn)行同步錄音，使得輸入的信號(hào)在存儲(chǔ)的時(shí)候能保證其原有的聲級(jí)差，從而達(dá)到了雙聲道錄音的目的。放音時(shí)由單片機(jī)同時(shí)發(fā)出放音指令，兩片芯片同時(shí)放音，因存儲(chǔ)時(shí)兩個(gè)聲道的聲級(jí)差已經(jīng)保存，所以放音時(shí)可再現(xiàn)輸入的立體聲，也可以在放音時(shí)対兩個(gè)芯片發(fā)送放咅指令的吋問(wèn)問(wèn)隔進(jìn)行操作，可到達(dá)調(diào)整立體聲的效果。4具有接近功能的立體聲系統(tǒng)的硬件原理該系統(tǒng)的硬件原理如圖2所示圖1

6、ISD4004立體聲錄放原理本系統(tǒng)的硬件電路主要有單片機(jī)MEGA8L,TSD4004-8M,被動(dòng)式紅外傳感器構(gòu)成，硬件原理如圖1所示，所有的控制均有MEGA8L控制，圖中PIR（SENSOR）為兩元被動(dòng)紅外熱釋電傳感器，其輸岀信號(hào)連接到CPU的屮斷1的輸入端，當(dāng)有人接近時(shí)該傳感器輸出一個(gè)高電平，使得CPU進(jìn)入中斷，然后CPU再對(duì)ISD4004進(jìn)行放音操作,使ISD4004輸出已錄制好的音頻信號(hào)，再經(jīng)過(guò)音箱將功率較小的信號(hào)放大后輸出。兩個(gè)按鍵TAPE,PALY是進(jìn)行錄音和放音的人工操作按鍵，相應(yīng)有兩個(gè)指示燈進(jìn)行狀態(tài)指示oMEGA8L還通過(guò)控制繼電器K1來(lái)控制音箱的供電,在長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有放

7、音時(shí)切斷音箱供電，從而延長(zhǎng)了音箱的使用壽命,節(jié)約了能源。圖2具有接近功能的立體聲語(yǔ)音系統(tǒng)硬件原理圖5軟件設(shè)計(jì)軟件流程圖如圖3所示，電路上電后先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，軟件實(shí)現(xiàn)的基本操作有：1）TAPE為錄音按鍵，PI.AY為放音測(cè)試按鍵，當(dāng)TAPE按下后，CPU操作TSD4004進(jìn)行錄音,同吋相應(yīng)的LED燈亮表示正在錄咅，此吋當(dāng)TAPE再次按下吋，錄咅停止，相應(yīng)的LED燈滅表示錄音停止。PLAY鍵為錄音后的測(cè)試按鍵，按鍵后相當(dāng)于紅外傳感器有信號(hào),CPU操作1SD4004進(jìn)行