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基于单片机的录音系统设计.docx
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第 25 页 共 30 页第 25 页 共 30 页 第 25 页 共 30 页 第 25 页 共 30 页 基于单片机的录音系统设计 基于单片机的录音系统设计全文共30页,当前为第1页。基于单片机的录音系统设计全文共30页,当前为第1页。第1章 绪 论 基于单片机的录音系统设计全文共30页,当前为第1页。 基于单片机的录音系统设计全文共30页,当前为第1页。 1.1 课题研究目的及意义 随着近几年电子技术的不断更新与发展,越来越多的录音系统产品从传统的模拟信号方式逐渐转变成了数字信号的方式,并采用了工作方式更为先进的数字信号处理技术。录音系统主要作为一款用于收集语言信号的装置,在采集音频信号方面得到了广泛的使用。在目前市面上,录音系统通常只有几个比较单一的功能,主要包括录音、存储、回放以及监听等,因此市面上销售的录音系统通常不能满足野外生物的保护上,没有远程监控的功能性要求,并且这些录音系统还不能用于一些特殊人员对录音信号的加密保护。因此对采集的语音信息进行安全性的保护以及对信号的可 性,这两个内容已经逐渐成为了新一代录音系统的研究方向。 在音频信号的处理过程中主要包括三个阶段,分
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基于单片机的录音系统设计
第 1 章 绪 论
1.1 课题研究目的及意义
随着近几年电子技术的不断更新与发展,越来越多的录音系统产品从传统
的模拟信号方式逐渐转变成了数字信号的方式,并采用了工作方式更为先进的
数字信号处理技术。录音系统主要作为一款用于收集语言信号的装置,在采集
音频信号方面得到了广泛的使用。在目前市面上,录音系统通常只有几个比较
单一的功能,主要包括录音、存储、回放以及监听等,因此市面上销售的录音
系统通常不能满足野外生物的保护上,没有远程监控的功能性要求,并且这些
录音系统还不能用于一些特殊人员对录音信号的加密保护。因此对采集的语音
信息进行安全性的保护以及对信号的可控性,这两个内容已经逐渐成为了新一
代录音系统的研究方向。
在音频信号的处理过程中主要包括三个阶段,分别是音频信号的采样和量
化以及编码。由于采用数字信号处理技术具有抗外界干扰强,信号处理范围广,
持续工作的稳定性高,同时还能对数据进行压缩等优点。在数字录音系统中,
语言信号是信息处理的基础,信号额传输与存储都不能离开控制器的存在,因
此系统在正常的工作状态中时,会出现很多的信号收到外界干扰信号的影响,
这样就容易导致信号收到外界信号的威胁,由此就使得数字化签名的发展、数
字加密身份的验证以及音频信号的加密处理等高科技技术,尤其近些年出现的
数据加密处理技术使得新型的录音系统得到了广泛的使用,为高保密性的语音
信号提供了安全性的解决思路。
基
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基于单片机的录音系统设计
与此同时随着我国的高集成电路技术的快速发展,在一个集成电路芯片上
可以将中央处理器、随机存储器、定时器、flash 存储器以及输入/输出接口集成
在内,这样的高度集成的电子芯片,我们称之为单片机。由于单片机的在很多
的控制领域得到了广泛的运用,到了 20 世纪的七十年代,单片机发展到了新一
代的 80C51、M68HC11 系类,在这些系类的单片机内,扩展了许多的控制功能,
包括内部的模数转换器、脉冲宽度调制发生器、数模转换器、高速输入/输出接
口以及 UART 串口通信模块等,在很大的程度上已经突破了微型计算机的传统
概念。
在 1976 年,国际上的 Intel 公司第一个推出 MCS—48 系列的单片机,这款
单片机具有体积小,功能丰富,成本低等特点,赢得了广泛的使用,它为后来
的单片机发展奠定了重要的基础。直到现在,单片机在现代生活中运用的越来
越广泛,几乎在所有的方面中都有它的存在,开发者可以利用单片机实现自动
控制,数据处理等功能。
无线射频通信技术和高集成电路处理技术的不断成熟,促进了人们在许多
的生产方式上以及生活节奏上带来了巨大的便利,无线射频通信技术同时也在
自动控制生产方面也具有巨大的推动力量,无线射频通信技术的使用在很大的
程度上增加了通信技术的运用范围。因此,在本文的研究中提出了一种基于单
片机的录音系统设计方案,采用单片机进行控制,能够进行对音频信号的录制,
同时还可以将录制的音频信号进行播放,配有按键输入模块以方便操作人员对
系统进行调节,最终实现对音频信号的智能化控制。
1.2 课题目前研究现状
基
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基于单片机的录音系统设计
从古至今,声音就是我们进行传递信息的媒介,用于沟通的桥梁,它的出现使我们的生活得到了许多的便利,因此它的重要性
不言而喻。近年来随着高科技技术的不断成熟与发展,我们可以在生活中看到各种各样的音频信号录音设备,这些设备通常都具有录
制音频信号的功能,随着技术的不断更新,音频设备录音系统也随之不断的进行升级。市面上我们看到的一般的数字音频录音设备,
这些产品通常采用较为简单的方式来实现语音信号的采集、包括信号的存储以及后期对音频信号的播放,同时具有较为完善的功能,
可以在最大的程度上保证输出的音频信号不失真,最大可能的还原先前的信号,但是对于录制较为复杂音频信号,则需要功能较为完
善的语音系统,因此可以利用存储信息大的硬盘来实现对信号的存储,而对于小型的录音系统设备,由于存在存储空间有限的缺陷,
其应用的范围较窄。
英国的发明家爱迪生在上个世纪的 70 年代末期研制出了世界上的第一个可
以录制音频信号的机械式留声机,该仪器的研制代表着人类实现了对音频信号
进行收集并播放的设备的研制成功,之后在爱迪生的研制基础上,人类对音频
信号的处理技术得到了巨大的发展,取得了很多的成果,这些技术都为现代的
数字化音频系统的研制提供了新的发展基础。现代研究人员对音频信号的收集
和处理,已经开始从最开始使用的简单波形编码方式逐渐转变为采用数字化信
号的编码和压缩方式,这样的数据处理方式在很大的基础上减少了更多的存储
数据。例如,原始的音频信号通常是直接采用 8KHz 的采样率进行抽样,再利
用 16bits 的线性编码的方式进行音频信号的采集,通常录音系统就直接将收集
到的语音信号进行存储的操作,而若是在录音系统中采用压缩的方式对采集到
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基于单片机的录音系统设计
音频信号进行处理,使音频数据进行压缩,这样就可以大大减少系统的存储量,
而如果需要恢复音频信号时,系统利用编码后合成的方式,将输出的语音信号
达到不失真的结果。
近年来,我国的高科技技术也得到了巨大的发展,其中对语音系统的研究
也取得了很大的成绩,在市面上就已经有很多我国自主研发的录音系统,这些
系统通常都是采用我国自主设计的语音芯片,这些独特的语音芯片内部集成了
音频信号处理的能力,在一些单片机控制器的内部就逐渐开始集成了一些简单
的音频信号处理功能,所以这些单片机在处理音频信号方面存在独特的优势。
在国外的录音系统的研制上,美国生产的 ISD 音频信号处理芯片是全球最为典
型的音频信号处理芯片,该芯片主要的功能是实现模拟量的音频信号在半导体
的存储器上进行储存的技术,即实现音频模拟信号写入数字的存储单元中,该
处理过程通常不需要采用模数转换器和数模转换器进行数据的转换,可以很真
实播放出录制到的音频信号,避免了音频信号在量化及压缩的过程中产生失真
的现象。在国内外音频信号处理技术的运用已经开始进入一个较为成熟阶段中,
并广泛的运用在各种音频产品以及工业化产品的许多方面。
1.3 本文主要研究内容
本文主要设计的是基于单片机的录音系统,该录音系统主要由单片机控制
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基于单片机的录音系统设计
器模块,ISD4004 语音采集与播放单元,按键输入单元,单片机与计算机串口
通信单元和稳压电源供电单元组成。系统通过利用单片机技术实现对整个录音
系统的控制,并利用语音芯片 ISD4004 实现语音的采集与播放,同时串口通信
电路可以实现单片机与计算机之间的通信,实现程度代码的下载,按键输入单
元可实现人员对系统的操作。本文共有 5 章,各章节主要内容如下。
第 1 章 绪论部分,主要介绍本设计的目的、意义,以及研究现状及发展趋
势。
第 2 章 总体方案设计部分,介绍了系统的要求与性能指标、系统整体的结
构框图。
第 3 章 硬件电路设计,对整个系统的硬件系统进行详细的介绍。
第 4 章 软件设计部分对系统的软件设计方法进行了介绍。
第 5 章 结束语对全文进行了总结,并提出了将来的改进方向。
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是空空呀
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