基于单片机的语音播报伏特表设计

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0 下载量 36 浏览量 更新于2024-07-01 收藏 589KB PDF 举报
"单片机式语音播报伏特表.pdf" 本文详细介绍了一种创新的单片机式语音播报伏特表,该设备不仅能够高精度地测量直流电压,还能通过语音播报测量结果,解决了传统伏特表量程固定、精度有限以及无法语音播放问题。系统主要由四个部分构成:单片机、模数转换电路、语音电路和LED显示电路。 1、单片机部分 设计采用了89C51单片机,这是一款内置ROM和RAM的微控制器,兼容MCS-51系列,无需扩展外部存储器。复位电路采用简单的电容和电阻配置,确保单片机的正常启动和运行。 2、模数转换电路 模数转换电路采用8位的ADC芯片AD0809,其测量范围由REF(-)和REF(+)的电压设定,可根据需求调整测量范围。转换过程由START信号启动,通过逐次逼近法与参考电压比较,最终在输出锁存模块中获取数字化的电压值,并由EOC信号指示转换完成。 3、语音电路 语音电路是系统的一大特色,它使伏特表具备了语音播报功能,提高了用户的使用体验。然而,具体的语音电路实现细节,如使用的语音芯片型号和工作原理,在摘要中未详细说明。 4、LED显示电路 这部分电路用于显示测量的电压值,可能是通过七段数码管或LCD显示屏来实现,但具体设计细节未在摘要中给出。 5、系统工作流程 用户通过接口输入待测电压,单片机控制ADC选择合适的通道并开始转换。转换完成后,数据被送入单片机处理,同时语音电路读取并播报电压值,LED显示电路同步显示数值。通过这种方式,用户不仅可以直观地看到测量结果,还能听到语音播报,增强了使用便捷性。 这种单片机式语音播报伏特表在科研和日常应用中具有广泛的应用前景,特别是在需要高精度测量和语音反馈的场景下,如实验室、教育和工程现场等。通过单片机的灵活性和可编程性,该系统可以适应各种不同的电压测量需求,提升了测量的智能化水平。
2023-02-27 上传
中 北 大 学 信 息 商 务 学 院 2009 届 毕 业 设 计 说 明 书 第 1 页 共 35 页 1 引言 随着人类社会的不断进步,随着语音芯片的普及,语音报播被广泛应用于车站 报站器,语音型数字万用表,出租车语音报站器,排队机等,并且面向家庭个人使 用的方向发展,更加人性化。随着电子技术的广泛应用,其自动化程度越来越高, 使用范围越来越广,前景十分喜人。自动语音提示技术是计算机语音处理技术的一 种应用,属于语音再生合成技术范畴。录放系统具有电路简明、应用方便、单片录 放、不怕掉电、音色纯正、性价比高等特性,与此相关的语音系统已广泛地用于通 信、工控 、医疗、报警示讯等领域。同时,随着大规模语音处理集成电路的发展, 在传统的控制领域,语音提示的应用也越来越广泛[1]。 1.1 本课题的意义 语音是人类最自然、方便、快捷的交流方式,让人和机器能够通过自然语音进 行交流是人们长期以来的梦想。随着单片机的技术的日益发展,人们已经不再满足 于键盘输入,屏显输出这样传统的输入/输出方式,希望拥有更友好的人机界面, 更便捷的操作方式。具有语音功能的单片机系统于是应运而生,而且得到了广泛的 应用。近年来计算机在各行业的日益普及应用,给各行业带来了崭新的面貌。与此 同时用户逐步对各种计算机应用系统提出了更高的要求 ,他们希望自己的系统有 更高的自动化程度和更方便的人机界面。 语音技术的进展给这种应用需要提供了一 种有力的技术支持, 逐渐被广大用户所接受, 并广泛用于各种需要语音响应的场合。 智能仪器、仪表、监控设备、工业控制系统等都有这种需求。所以研究语音播报器 对生产,生活都有极其重要的意义[2]。 1.2 本课题的技术现状 在声学领域,单片机技术与各种语音芯片相结合,即可完成语音的合成技术, 使得单片机语音系统的实现成为可能。 所谓语音芯片就是在人工或者控制器的控制 下可以录音和放音的芯片。语音信号为模拟量,语音芯片存储播放声音的基本工作 方式:声音——模拟量——A/D——存储——D/A 模拟量——播放。采用这种方式 的语音芯片的外围电路比较复杂,声音质量也有一定的失真,而另一类语音芯片采 用 EEPROM 存储方法将模拟语音数据直接写入半导体存储单元中,不需要另加 A/D 和 D/A 转换电路,使用方便,且语音音质自然[3]。 中 北 大 学 信 息 商 务 学 院 2009 届 毕 业 设 计 说 明 书 第 2 页 共 35 页 1.3 本课题的技术发展 语音芯片的发展是极其迅速的,语音 IC 有很多种类,随着技术的发展,新产 品不断涌现,原来可望而不可及的昂贵品种也能进入廉价的市场领域,原来设计控 制都极为复杂的品种也随着集成技术的发展变得非常简单,因此,语音 IC 领域充 满了生机和活力。 一、随录随放型语声 IC 这类 IC 具有完整的录音机功能,和录音磁带机一样,它可以自由地通过话筒 或模拟音频线路来进行录音,把语声存储到 IC 内部,在用户需要的时候,就可以 还原存储的语声通过驱动喇叭放音。这其中又分几种类型: 1、怕断电且语声的存储、保存需要比较大的电流的语声 IC。像外语复读机里 的语声复读芯片。 这种电路以 DRAM 动态存储器 IC 为介质, 它需要不断内部刷新, 要保存其中的语声还需要比较大的电流消耗,通常需要几个到几十个毫安,一断电 内部存储的语声就全部丢失了。特点是 DRAM 的价格便宜,如果使用有个别坏损单 元的 ADRAM 就更便宜。这种 ADRAM 在电脑等需要精密计算的产品中是不能使用的, 但在语声存储中只是多了一点点噪音对使用没有太大影响, 因而在复读机中广泛使 用。 2、怕断电且语声保存需要很小的电流的语声 IC。像一些录音贺卡,这种语声 IC 以 SRAM 静态存储器 IC 为介质,断电时保存的数码语声即丢失,但维持保存的 工作电流很小,通常只有几微安,在录音贺卡等录音礼品中常将几粒扣式电池嵌入 到产品中, 这样可以保存录音几个月甚至一年多。 特点是只用很小的电力就可以较 长期保存语声。由于 SRAM 的需求量很小,其价格比 DRAM 要高得多,现在甚至比下 面要提到的 FLASHRAM 还要高了,这类产品目前只存在于20秒录音以下的品种中, 多数就是做录音贺卡用,已经没有多少发展前景了。 3、不怕断电的语声 IC,像一些数码录音笔,它以 FLASHRAM 闪烁存储器 IC 为 介质,完全断电后语声还能保存十年以上。这种存储器是目前最被看好的方向,它 可以反复使用、不需电流也能长期保存内部数据,由它制成的语声 IC 是一场技术 革命。特点是目前价格较高,但在快速滑落中。 美国 ISD 公司专门研制这类产品,并持有多项技术专利,生产从6秒至16分钟 的一系列单片式语声芯片产品。由于该公司