毕业设计（论文）温室环境信息语音提示系统的设计.doc

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1、本科毕业论文温室环境信息语音提示系统的设计学生姓名： 所在系别： 所学专业： 导师姓名： 完成时间： 2012年5月10日 温室环境信息语音提示系统的设计 摘 要随着国内农业温室种植的大面积普及，为避免温室环境信息人工测量、读取的不准确性、耗费人力以及解决温室内测量数据的及时获取等问题，本文研究了温室数据实时语音提示以及报警系统。该系统可以实时地将传感器采集的温室环境信息以语音的方式准确的播放出来。该系统的主控芯片采用51系列单片机,控制保存在ISD系列语音芯片中的语音数据的输入、输出,同时给出了将数据信息按人的常规阅读习惯正确读出的控制算法。本篇论文介绍了语音提示系统的基本概念，主要对系统的

2、组成、分类以及系统各个模块的原理和实现等做了详细的介绍，其次对硬件以及软件进行了设计。关键词:语音提示系统;语音数据处理;温室Greenhouse environmental information voice prompt system design AbstractWith the popularity of the large area of the domestic agricultural greenhouse cultivation, avoid greenhouse environmental information manual measure, read accuracy,

3、labor-intensive and to resolve timely access to such issues as measurement data in the greenhouse, greenhouse data real-time voice prompts and alarm systems. The system real-time greenhouse environmental information collected by the sensor accurate to a voice broadcast. The main chip of the system 5

4、1 series microcontroller to control the ISD series voice chips voice data input, output, control algorithms and data read out correctly according to the conventional reading habits.This thesis describes the basic concept of the voice prompt system, system components, classification, and the principl

5、es of the various modules of the system and achieve a detailed introduction, followed by hardware and software design.Keywords: voice prompt system; voice data processing; greenhouse目 录1绪论11.1 课题的背景与意义11.2国内外研究现状11.3 研究内容22温室监控概述22.1系统的总体设计思路22.2传感器的简单概述22.2.1传感器的作用32.2.2传感器的分类42.3温室环境监控系统的总体模式43系统硬

6、件设计53.1语音提示系统电路原理53.2硬件电路设计53.3控制模块63.4语音合成单元电路设计73.5语音处理芯片ISD400493.5.1 ISD4004工作原理和功能特性103.5.2语音芯片应用电路设计123.6信号的固化123.7语音库输出语音信号134系统的软件设计134.1软件设计概述134.2单片机控制程序流程图145结论17参考文献18致谢191绪论1.1 课题的背景与意义目前的温室监测控制系统均具有数据采集分析的功能,这样用户就能够了解温室内部的情况,但是这需要操作人员亲自去查看仪表盘或者各种显示屏,以致给用户的使用带来很大的不便。在大规模的现代化连栋温室中此类问题更加突

7、出,若用户不能及时、准确的得到温室内部的数据就有可能带来极大的损失;如果专门派操作人员随时随地观察仪表或显示屏,一是需要增加工作人员投入,二是操作人员长时间的观测会造成紧张和疲劳,很容易发生错误。语音信号是信息的主要载体,如果温室环境测量能用语音提示直接报出结果,这将给操作人员带来极大方便,而且能舒缓了操作人员眼晴的疲劳和脑的紧张感。如果所有测量的结果均能够用语音信号直接报出,并且可以定制在特定时间、状态下报告测量数据,会使人觉得更加方便、快捷。目前大部分的录放音系统主要是以磁记录和磁重放为基础的电磁及磁电转换系统。随着语音处理技术的不断提高，语音处理大规模集成电路也在不断发展，各种语音合成芯

8、片相应产生。利用大规模语音处理集成芯片，再配置少量的外围电路，就可以构成一个短时间的录放音系统。如果将多个芯片级联在一起，使用共同的模拟信号输入及输出设备，再加上适当的控制电路，就能延长录放音的时问。随着语音处理技术和大规模集成电路的发展,人们已经能够在一小片语音芯片上完成语音分析以及合成的工作。近些年来,语音处理芯片的种类越来越多,并且外接电路也越来越少,性能价格比因此也越来越高。给温室内仪器、仪表等配备语音提示功能,是温室控制便捷化、智能化、信息化的一个新的方向.1.2国内外研究现状国外先进现代大型温室中，所有的环境因子的监测、传感、调控均实现了自动语音提示功能，由计算机进行综合管理。自7

9、0年代后期以来，温室技术在我国取得了突飞猛进的发展，尤其是80年代后引进了一批温室成套设备，对国外先进经验进行消化和吸收，我国的温室环境研究也得到了较快发展。对温室的温度、湿度等变化的语音提示有了一定的发展，随着语音处理技术和大规模集成电路的发展,人们已经能够在一小片语音芯片上完成语音分析和合成工作。近年来,语音处理芯片的种类越来越多,外接电路也越来越少,性能价格比越来越高，完全可以做到以较低的成本，较少的人力，较高的准确率来实现室环境信息语音提示功能。1.3 研究内容为解决温室内测量数据的及时获取问题,研究了主控芯片和语音芯片的选择和温室数据实时语音提示及报警系统,通过语音合成等技术该系统能

10、够实时地将传感器采集的温室环境信息以语音的方式播放出来。本文介绍的是用AT89C51 单片机及ISD4004 语音芯片设计一个语音录放的播报器。它用语音芯片存储语音，并用单片机控制语音芯片。该系统功能多，录放音音质好，外围电路简单。2温室监控概述2.1系统的总体设计思路 为了能得到温室环境的信息，该系统设计的前提是首先需要一个由传感器等构成的温室环境监测系统，然后获得温室内部的信息，之后再通过语音合成等技术将文本信息数据转换成语音信号，通过由语音芯片和主控MSC51系列单片机等构成的语音提示系统用真人的声音播放出来，以达到设计的目的。数据信息的语音提示功能,首先是把语音信号固化在语音芯片的存储

11、器中,之后在读出时,计算机就会通过串行端口把传感器传来的温度、湿度、光强等数据按照预定的协议传送到语音控制板上,然后语音控制板再将固化好的语音信息如“0”、“1”“9”、“点”、“十”、“百”、“千”、“度”等,编排成所需要的顺序,通过语音处理芯片进行合成后再输出。本系统所选用的语音芯片是美国ISD公司的ISD4004系列语音芯片。该系列芯片采用CMOS技术,内含振荡器、防混淆滤波器、平滑滤波器、音频放大器、自动静噪和高密度多电平闪烁存贮阵列,音质好,比较适用于移动电话或者其他便携式电子产品中,可以和微控制器或微总线接口。该芯片所有操作由微控制器控制,操作命令能够通过串行通信接口(SPI或Mi

12、crowire)送入。2.2传感器的简单概述国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量件并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。2.2.1传感器的作用人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官。而单靠人们自身的感觉器官，在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况，就需要传感器。因此可以说，传感器是人

13、类五官的延长，又称之为电五官。 新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。 在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。 在基础学科研究中，传感器更具有突出的地位。现代科学技术的发展，进入了许多新领域：例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙，微观上要观察小到 cm的粒子世界，纵向上要观察长达数十万年的天体演化，短到 s的瞬间反应。此

14、外，还出现了对深化物质认识、开拓新能源、新材料等具有重要作用的各种极端技术研究，如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁场等等。显然，要获取大量人类感官无法直接获取的信息，没有相适应的传感器是不可能的。许多基础科学研究的障碍，首先就在于对象信息的获取存在困难，而一些新机理和高灵敏度的检测传感器的出现，往往会导致该领域内的突破。一些传感器的发展，往往是一些边缘学科开发的先驱。 传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项

15、目，都离不开各种各样的传感器。 由此可见，传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用，是十分明显的。世界各国都十分重视这一领域的发展。相信不久的将来，传感器技术将会出现一个飞跃，达到与其重要地位相称的新水平。2.2.2传感器的分类可以用不同的观点对传感器进行分类： 它们的转换原理(传感器工作的基本物理或化学效应)；它们的用途；它们的输出信号类型以及制作它们的材料和工艺等。 根据传感器工作原理，可分为物理传感器和化学传感器二大类： 传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。 图2.1

16、 传感器2.3温室环境监控系统的总体模式上位机 RS232RS232/485转接板智能监控点n智能监控点2智能监控点1 图2.2系统组成框图该模式下，上位机PC机周期性地向各个监控点发送控制命令，并接收各个监控点的数据，对所采数据进行处理、显示和保存，为语音提示系统的设计提供前提。3系统硬件设计3.1语音提示系统电路原理语音电路主要是由单片机控制电路和语音控制电路这两大部分组成。单片机通过SPI串行口与ISD4004语音芯片连接，控制语音芯片的工作。首先单片机进行定时的按键扫描，不同的按键执行的是不同的操作，同时会发出相应的命令给语音芯片。语音芯片将根据不同的命令执行录、放音操作。系统总体设计

17、原理图如图3.1所示：麦克风AT89C51按键语音模块音箱 图3.1系统总体设计原理图3.2硬件电路设计该语音电路主要是由单片机AT89C51和语音芯片ISD4004 构成，本系统可以主要分为三个部分，分别是单片机控制部分、录音部分和放音部分。控制部分主要是由单片机AT89C51 构成，其中包含必要的按键电路、复位电路和指示电路等外围电路。录放音部分则主要是由ISD4004 构成，包含配套的变压电路、功放电路等。硬件电路主要由ISD4004语音录放电路、话筒输入电路、音频功率放大电路等几部分构成，如图3.2所示。ISD4004的片选信号SS由控制器P12提供。单片机AT89C51的串行口工作在

18、同步移位寄存器方式，同步移位脉冲由TXD(P31)输出到 ISD4004的串行时钟输入端SCLK，数据由RXD(P30)输入输出。因AT89C51单片机不具备(SPI)接口，所以这里通过P11引脚接收语音芯片MOSI引脚输出的数据。(1)用于串行口工作与方式0发送方式，RXD(P3O)用于发送操作命令，TXD(P31)口时钟。单片机串行口的控制寄存器总共有两个：特殊功能寄存器SCON 和PCON。(2)RAC为行信号输入端，每当完成一行的录音、放音和搜索操作，该端就会输出一个正脉冲。本例中将RAC接于AT89C51定时器TO外部输入端TO(P34)，RAC的计数值，对应当前的行地址，可对录放信

19、息进行精确定位。RAC每输入一个正脉冲到TO，TO计数器就自动加l。(3)自动静噪端AMCAP通过1微法的电容接地，XCLK接地，使用内部时钟。(4)单片机采用内时钟方式，在XTAL1，XTAL2的引脚上接定时元件，用12MHZ的晶振。(5)拨动开关PLAYREC接地时为录音状态，浮空时为放音状态，录音时每按暂停按钮PAUSE一次就形成一段，再按PAUSE再录再形成一段，直到录满后再按STOP按钮将从头开始录音；放音时遇段结束标志EOM 暂停，按START再放，播放后续段语音，按STOP按钮或遇OVF则从头开始。图3.2 AT89C51与ISD4004的接口连接其中录音电路是指语音芯片的IN引

20、脚上接电容、电阻以及驻极式话筒而够成的电路，而驻极式话筒MIC经过三极管9014放大后与语音芯片相连。放音电路部分是05w 的喇叭与功放LM386的管脚5相连，而LM386的管脚3与语音芯片的OUT引脚相连，以此来驱动05w 的喇叭。3.3控制模块该模块用来对整个系统进行控制， 通过循环检测各个按键状态来执行相应的功能。控制芯片采用A T M E L 公司的5 1 系列单片机A T 8 9 C 5 1 ， 其P 0 ， P 1 和P 2 口均作为通用I / O 口用来输出控制信号或读入按键状态； P 3 口作为特殊功能口使用， 用来响应外部中断信号， 对外部信号计数。除了上述介绍的A T 8

21、9 C 5 1 与外部接口外， 其输出控制信号还有对电机启停控制， 点亮指示灯控制， 输入信号有读取各按键状态， 这些接口都是直接连接， 结构简单，其基本结构示意图如下：图3.3 AT89C51基本结构示意图3.4语音合成单元电路设计TTS(Text-To-Speech)技术是目前语音合成技术的代表性研究内容，学名是文语转换技术，它的主要功能是把任意组合的文本信息文件通过计算机或者特定的软硬件转换后由计算机或者其它语音系统转化为声音文件，并通过声片、语音芯片等多媒体设备将声音输出，并尽可能使合成的语音拥有较高的可理解度和自然度。语音合成技术有许多种用途，其中最主要的就是用于计算机的口语输出，也

22、就是制造一种能说话的机器，然后和语音识别技术相结合，形成全新的人机对话系统。为了能合成出高质量的语音，除了必须要依赖于各种规则，包括语义学规则、词汇规则、语音学规则外，还要对文字的内容有很好的理解。语音合成技术涉及范围比较广泛，包括声学、语言学、数字信号处理、计算机科学等等多个学科技术，它中文信息处理领域的一项前沿的技术，它解决的主要问题是如何将文字信息转化为可听的、真切的声音信息，也就是说通过此技术可以让机器像人一样说话，为人类活动等带来便捷。 它首先是接受键盘或者文件按一定格式所输入的文本信息，然后再按照给定的语言学规则来决定文本信息中每个字的发音基元序列以及基元组合时的韵律特性，由此决定

23、了为合成整个文本信息所需要的语言码，最后再用这些代码控制机器在语音库中获取相应的语音参数，来进行合成运算，最终得到语音输出，达到机器开口说话的功能，这个过程包含了从输入文本信息到语音信号的各种样式的计算，要满足这些计算需求，TTS系统必须要具备由对话结构的抽象语言学分析到语音编码的所有功能组件。语音合成系统是以文字串为输入，以相应的音频信号为输出。它输入的是通常的文本字串，首先系统中的文本分析器根据发音字典将输入的文字串分解，变换为带有属性标记的词和读音符号，再根据语义规则和语音规则，为每一个词、音节确定重音等级以及语句结构和语调，还有各种停顿等。如此这样文字串就最终转变为了符号代码串。根据前

24、面所分析的结果，生成目标语音的韵律特征，而后采用前面所介绍的合成技术的一种或者几种的结合最终合成输出语音，如下图所示：语音库语音文件语音合成韵律生成文本分析文本信息 图3.4语音合成框图本设计语音合成单元核心部分最终采用安徽中科大讯飞信息科技有限公司研发的一款针对嵌入式应用领域而设计的单芯片处理器XF-S3011，它具有合成任意中文文本的能力，可以采用GB2312或者Unicode两种编码方式，其中GB2312是中国大陆地区常用的中文文本编码格式，Unicode编码是国际通用的编码格式，芯片在默认情况下按GB2312编码格式处理中文文本。XF-S3011芯片的文本分析算法具备一定的智能性，可识

25、别常见的数值、号码、时间、度量单位等格式的文本，芯片能够根据内置的文本匹配规则进行正确的识别和处理。如“2004/12/21”可以识别并读作“二零零四年十二月二十一日”。可对中文姓氏中的多音字进行处理，支持英文字母的合成，遇到英文单词时按字母方式发音。除了基本的语音合成功能以外，芯片内还定制了一些和弦音乐、提示音效和少数特定行业的常用语音提示音，使得芯片的效果有更佳表现。同时芯片提供特殊的控制标记，利用这些控制标记可以调节芯片的参数，提升芯片文本分析的正确率，如：可调节芯片合成的音量大小、产生静音间隔、标识中文姓氏文本、标识数值、号码文本等。由于采用小尺寸的单芯片封装架构，用户可以方便的将其集

26、成到嵌入式设备中，为设备添加人性化的语音功能，另外芯片工作电流仅为12mA(华邦WTS701为35mA)，具有休眠功能，不合成时可节约能耗。XF-S3011芯片接口电路设计TTS语音合成芯片通过UART异步通用串口接收上位机LPC2138微处理器的命令和数据，命令和数据以帧的方式进行封装和发送，允许发送数据的最大长度为200KB，通讯波特率为9600kps，芯片逻辑电平为TTL电平。ARM微处理器可通过芯片的RDY引脚查询语音合成芯片当前的工作状态，RDY为高电平有效。芯片有两路10bitDAC模拟音频输出AUD1和AUD2，使用其中一路即可，但需要注意的是音频输出的时候需要必要的滤波电路以及

27、正确的接地，否则会出现音量小或是噪音大的问题。TTS语音合成单元电路如下：图3.5 TTS语音合成单元电路图3.5语音处理芯片ISD4004ISD4004系列语音芯片是由美国ISD公司推出的新产品，是一种采用了CchipCorder 专利技术的语音芯片，也就是说此芯片不需要 A/D 转换和压缩就可以进行直接的储存，没有A/D 转换误差，它在一个记录位可存储250 级声音信号，是平常的A/D 记录的8 倍。芯片采用CMOS 技术，它集成了晶体振荡器、麦克前置放大器以及自动增益控制等，只需要很少的外围器件，就可以组合成为一个完整的声音录放系统，具有多次重复录放、存储时间长、使用时不需扩充存储器和所

28、需外围电路简单等特点。3.5.1 ISD4004工作原理和功能特性（1）SPI（串行外设接口）ISD4004 工作于SPI 串行接口。SPI 协议是同步串行数据传输协议，此协议假定微控制器的SPI 移位寄存器在SCLK的下降沿动作，所以对ISD4004 而言，在时钟上升沿会锁存MOSI引脚的数据，然后在下降沿将数据送至MISO引脚。（2）SPI 接口指令(如图3.6)指令8位控制码 操作摘要POWERUP00100XXX上电：等待TPUD后器件可以工作SETPLAY11100XXX从指定地址开始放音，必须后跟PLAY指令使放音继续PLAY11110XXX从当前地址开始放音（直至EOM或OVF）

29、SETREC10100XXX从指定地址开始录音，必须后跟RES指令录音继续REC10110XXX从当前地址录音（直至OVF或停止）SETMC1101XXX从指定地址开始快进，必须后跟MC指令快进继续MC11111XXX执行快进，直到EOM若再无信息，则进去OVF状态STOP0X110XXX停止当前操作STOP WRDN0X01XXXX停止当前操作并掉电RINT0X110XXX读状态：OVF和EOM 图3.6 SPI 接口指令（3）SPI 端口的控制位(图3.7)MISOMOSI OVFEOMP0P1P2P3P4P5P6P7P8P9P10000C4C3C2C1C0A10A9A8A7A6A5A4A

30、3A2A1A0 Message Cueing(MC) Lgnore Address Bit(LAB) Power UP(PU) Play Record(PR) RUN 图3.7 SPI 端口的控制位（4）SPI 控制寄存器SPI 控制寄存器控制器件的每个功能,如录放、录音、信息检索(快进)、上电/掉电、开始和停止操作、忽略地址指针等，详见图3.8位值功能位值 功能RUN= 1 0允许/禁止操作开始停止 PU = = 1 0电源控制上电掉电P/-R = = 1 0录/放模式 放音 录音LAB = = 1 0操作是否使用指令地址忽略输入地址寄存的内容使用输入地址寄存的内容 1 0快进模式允许快进

31、禁止P15-P0A15-A0行指针寄存器输出输入地址寄存器 图3.8 SPI 控制寄存器控制器件的功能3.5.2语音芯片应用电路设计语音芯片ISD4004采用奈奎斯特采样定律对声音进行采集。一般人的声音频率在20到3400Hz之间，为计算方便，取声音的最大频率为4000Hz。根据2，则采样频率为8kHz，即一秒钟采样8000次，每样值采用8bit编码，也就是一秒钟采样8000字节，语音芯片内部共有十六根地址线。 图3.9语音芯片电路设计图3.6信号的固化ISD4004芯片和该公司的其他的品种也一样,都是采用“直接模拟量存储”专利技术,信号无需经过D/A、A/D转换、数字压缩以及语音合成等复杂的

32、数字信号处理过程,减少了失真,因此音质好。由于4004内含大容量的闪速存储器(2840K),电路能实现长达16 min的录单或放音;可无限分段,反复录音次数达10万次10。ISD4004芯片的语音输入连接方式很简单,它提供了同向和反向模拟输入端(ANAIN+、ANAIN-),输入放大器可用单端或差分驱动,本系统采用单端输入方式,其特点是输入幅度大,连接简便。输入部分的硬件连接图及原理图见图3.10和3.11。 图3.10语音信号固化硬件连接图 图3.11语音信号固化原理图3.7语音库输出语音信号ISD4004芯片提供音频输出端AUDOUT,可驱动5 k的负载,若需更大功率输出时可外接功率放大器

33、。语音库输出硬件连接图及原理图见图3.12和3.13 图3.12语音库输出硬件连接图 图3.13语音库输出原理图4系统的软件设计4.1软件设计概述单片机和语音芯片的通讯是通过SPI串行口实现的，单片机控制语音芯片的工作，所有操作命令都必须遵循SPI串行数据传输协议。SPI协议是同步串行数据传输协议，协议假定微控制器的SPI移位寄存器在SCI K的下降沿动作，因此对ISD4004而言，在时钟上升沿锁存MOSI引脚的数据，在下降沿将数据送至MISO引脚。协议的具体内容为：(1)所有串行数据传输开始于SS下降沿。(2)SS在传输期间必须保持为低电平，在两条指令之间则保持为高电平。(3)数据在时钟上升

34、沿移人，在下降沿移出。(4)SS变低，输入指令和地址后，ISD才能开始录放操作。(5)指令格式是(5位控制码)加(11位地址码)引。(6)ISD的任何操作(含快进)如果遇到EOM 或OVF，则产生一个中断，该中断状态在下一个SPI周期开始时被清除。(7)使用“读”指令使中断状态位移出ISD的MISO引脚时，控制和地址数据也应该同步从MOSI端移人。所以要注意移人的数据是否和器件当前进行的操作兼容。当然，也允许在一个SPI周期里，同时执行读状态以及开始新的操作(即新移人的数据与器件当前的操作可以不兼容)。(8)所有操作在运行位(RUN)置1时开始，置0时结束(9)所有指令都在SS端上升沿开始执行

35、4.2单片机控制程序流程图整个系统的流程图包括录音过程和放音过程，图4.1就是整体的流程图：上电初始化START？ N REC？ Y执行录音子程序 Y N执行放音子程序 Y 图4.1语音信号固化时,控制命令要遵循SPI串行数据传输协议,如上电命令(POWERUP),录音命令(REC)等。将语音信号固化到语音库时,首先根据芯片的时序发送上电命令并相应地进行延时处理,再将地址信息发送给ISD4004芯片,接着发送录音设置及录音命令,直到出现录音结束标志OVF后结束录音。录音过程程序流程图见图4.2。ISD4004芯片可以无限分段,本系统中语音段相对较短,系统采用了ISD4004-8M芯片,在语音库

36、中录制了“1”、“2“9”、“0”、“.”、“十”、“百”、“负”等数字信息,以及“现在温度是:”、“现在湿度是:”等提示信息,还有“度”等单位信息。发POWERUP命令 开始等待TPUD发POWERUP命令等待2倍TPUD将欲录数据的地址赋给A15-A0发SETREC命令发REC命令是否出现结束标志OVF N Y 结束 图4.2录音过程流程图同语音信号固化一样,语音库输出信号时,控制命令要遵循SPI串行数据传输协议。将语音库中的语音信号输出时,首先根据芯片的时序发送上电命令并相应地进行延时处理,再将地址信息发送给ISD4004芯片,接着发送播放设置及播放命令,直到出现播放结束标志EOM后结束

37、播放。播放过程程序流程图见图4.3.使用播放函数,并以相应地址信息作为参数,即可播放相应地址信息内存储的语音信息,如“现在温度是:”、“负”、“1”、“度”等。发POWERUP命令 开始等待TPUD将欲录数据的地址赋给A15-A0发SETPLAY命令发PLAY命令是否出现结束标志EOM N Y结束 图4.3放音过程流程图数据读取过程由数据的获得和数据的阅读两部分组成,其中数据获得是由RS232串口得到。串口协议如下:经过串口每一次发送6位十六进制数据,例如“F0 01 010B 02 0F”。其中第1位是头信息,标志数据的开始;第2位标志信息类型,如“01”代表的是“现在温度是:”,“02”代

38、表的是“现在湿度是:”,同时表示相关的单位量,例如温度单位为“摄氏度”等;第3位表示数据的正负,其中“01”表示数据为正数,“02”表示数据为负数;而第4位为数据的整数部分,十六进制表示;第5位为数据的小数部分,十六进制表示;最后一位是尾信息,标志数据的结束。单片机从串口中得到数据后,就会向语音芯片发送相应命令。数据的阅读需要遵循一定的规则,如数据“-20.5”应读成“零下二十点五摄氏度”,而不能读成“零下二十零点五摄氏度”。读取出来的信息完全按照人的阅读习惯。程序整数读取部分流程图见图4.4,小数部分和整数部分的读取与之相类似。 图4.4数据读取流程图5结论此次毕业设计之前，我对语音芯片这从

39、来没有认真的学习过，我通过浏览网页和查阅书籍资料，我对语音芯片有了比较深刻的认识，学习了它的原理以及功能。设计过程中也遇到了很多困难，但最终都能静下心来慢慢的解决了这些问题。本文介绍了环境信息的语音提示系统的设计，并着重介绍了ISD4004系列语音芯片。本文的设计目的是希望能够设计出便捷低成本的具有语音提示功能的机器，为农业的温室作业带来方便。由于设计系统的经验和时间有限，我虽然顺利按时完成了毕业设计，但是我知道，系统还有很多不完善的地方，还有很多我没有考虑到的地方，而我也需要进一步提高自己的设计创新思维和实践动手能力。通过这次毕业设计，我充分体会到理论知识的重要性，但更加体会到实践的重要性。

40、只有通过实践，我们才能发现并解决问题，才能真正掌握一项技术。我会在将来的软件设计、开发过程中进一步学习，不断提高自己的专业技能。 参考文献1 乔晓军,沈佐锐,陈青云,等.农业设施环境通用监控系统的设计与实现J.农业工程学报,2000,16(3):77-81.2 李川香,沈俊杰.语音提示及应用系统的研制J.电子技术,2001(7):51-54.3马明建,汪遵元,郭志东,等.多媒体温室环境测控系统的设计及应用J.农机化研究,2000(4):77-81.4 史红梅,余祖俊,李忠晶.ISD系列语音芯片的开发与应用J.电子产品世界,2001(9):34-37.5 陈至坤,马晓峰,刘振东.数码语音芯片录音

41、系统及其应用J.河北理工学院学报,2002,24(5):1-6.6 王宗义,李怀宇.数字显示仪表的语音输出功能实现J.电测与仪表,1995(12):12-16.7 张友德单片微型机原理、应用与实践M上海：复旦大学8 Richard Nass,承 慧.值得开发的语音技术J.电子产品世界,2002(12):36-37.9 杨国田.基于串行口的微型语音开发系统J.计算机应用,1998(2):31-34.10 张常年,王振红,李 洋.ISD4004语音芯片的工作原理及其在智能控制系统中的应用J.电子元件与材料,2001,20(6):22-25.11 万平英,毋茂盛,刘润生.监控系统的语音识别与语音提示

42、J.电子技术应用,1999(10):17-18.12 师 军,董雪平.即时语音提示器的设计与实现J.计算机应用,2000,20(12):72-73.13 李华MCS-51系列单片机实用接口技术 北京航空航天大学出版社 1993年14 薛钧义 张彦斌 MCS-51/96系列单片微型计算机及其应用 西安交通大学出版社 1997年第2版15 王振红 李洋 郝承祥 ISD4004语音芯片的工作原理及其在智能控制系统中的应用 电子器件 2002年3月第25卷第1期致谢本文的全部工作是在雷进辉老师的精心指导下完成的，雷老师精益求精的治学态度、渊博的学识和一丝不苟、孜孜以求的钻研精神深深的感染并教育着我，同时，雷老师不辞辛苦、爱岗敬业、忘我奉献的精神也使我深受感动，这必将对我以后的工作和生活产生深远的影响。从开始进入课题到论文的顺利完成，有很多可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！最后，还要感谢即将分别的