学 生 姓 名指 导 教 师 唐平
论文(设计)题目 数字化语音存贮与回放集成系统设计 与本课题有关的国内外研究情况:
自从1877年爱迪生发明留声机以来,语音技术的发展已经有一百多年的历史了,80年代以来,美、日等国的数字语音技术的研究工作进入了应用阶段,相继研制的大规模集成电路语音芯片已经供应市场,并不断推出新的品种。数字语音技术的应用领域十分广泛,在我们的日常生活中,数字化语音存储与回放技术得到了广泛的应用,诸如公交车报站器,采访笔,MP3播放器,手机等,使得产品的功能强大,淘汰了磁带录音的传统方式,方便了人们的生活,推动了社会的进步。
近年来单片式语音集成电路发展迅速,ISD公司也推出了语音容量越来越大的芯片,之前,西南交通大学曾应用ISD4004语音芯片设计了定时自动录音播放系统,实现了最长可达64分钟的节目录放功能,同时还使得该系统可用于其他语音输出设备(比如电脑)的定时录放。这样,大多数的语音电路设计都能很方便地实现,更复杂的功能控制也可通过单片机或微电脑的软件配合来完成。目前,十几分钟到几个小时的数码语音电路设计是亟待解决的问题,如沙盘模型的自动语音讲解、广告播放、列车指挥黑匣子、119电话录音系统、会议录音系统等。 随着数字技术的发展,录音技术也进入了数字化阶段。目前数字录音系统应用已非常广泛,如电力、铁路、石油等行业的指挥调度,机场、港口、公安、军事等要害部门的录音和监听,金融行业授权指令的实时录音,无线寻呼台、电信局、服务行业的服务等。
本课题研究的主要内容及方法:
本课题主要设计通过利用AT89C51单片机、语音前置放大器电路、滤波放大电路、模数转换(A/D)电路、数模转换(D/A)电路等来实现对语音信号的存储与回放功能,采用低延时码激励线性预测(LD-CELP)编解码方案,能够有效地增加语音存储时间。 具体设计过程就是:利用拾音器对语音信号进行采集,将语音信号变成电信号。然后通过放大器对信号进行放大。经过带通滤波器滤波,利用A/D转换器将模拟信号转换为数字信号,对信号进行编码压缩后送入单片机对信号进行处理,存储到存储器中。回放系统则刚好相反,把语音信号解码后经过D/A转换、带通滤波器滤波和放大器后,使用扬声器或耳机输出,还原成声音信号。本文的工作内容主要是硬件的设计。在软件上,则是要求完成系统的软件流程图的设计,从而实现模拟仿真。
本课题所需要解决的问题:
在语音信号输入时,难免会有外界环境中的噪声干扰,所以在对信号处理之前要经过滤波电路对信号
滤波,抑制噪声和干扰;在前向通道中模数转换时,模拟信号样本值可能随时发生变化,模数转换器转换数据时需要一定时间,这就会造成转换误差,最终使输出信号失真,所以为使输入的模拟信号样本保持不变,在模数转换器之前须加上一级采样/保持电路;在对信号进行采样时,难免会发生采样失真,因此,压缩录音处理程序的代码必须进行最大可能的优化,以减少程序执行时间,以免采样和数据处理或信息显示发生冲突,也可避免在中断采样时造成采样点的丢失。
预期结果及其意义:
预期结果:完成开题报告,完成外文翻译,完成相关硬件电路的设计,完成相关软件的代码编写及修改,完成系统硬件和软件流程图的设计,完成相关功能,完成系统仿真等。
研究意义:随着经济快速发展,人民生活水平的不断提高,对听觉要求越来越高了。为了满足人们的物质文化需求,提供便利的语音录放功能,数字化语音存储与回放系统的发展不容忽视。而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,已经不能满足人们的需求,所以体积小巧,功耗低的数字化语音存储与回放系统将逐渐替代传统语音系统。
完成课题的各阶段工作具体安排
起止日期本阶段的工作安排
第13—14周撰写论文和设计报告
第15周修改论文定稿打印,答辩准备
第1周熟悉课题,明确毕业设计任务和要求
第2—4周学习相关学科知识,查参考文献资料
第5周决定系统方案,论文主要章节框架第6—12周根据方案进行实质性研究,设计
指导教师意见:
符合开题要求,通过审核
签名: