论文总字数：29403字

摘 要

本系统以单片机微控制器和ISD系列语音芯片为核心，对语音信号进行处理，并且了实现多种不同的功能：语音的录入、播放和删除；自动用语音播放所处环境的实时温度；时钟的显示和调整，设置闹钟，当闹钟时间到时还可以语音提示并报时。除此之外，改变语音芯片外接振荡电阻的阻值，也能够一定程度的改变输出语音的音调，实现变音输出。系统设计中，为了更好的实现人机交互，使用了一块QC12864B显示屏来完成相应的显示输出。工作过程中，用户可根据显示信息和语音提示来操作系统，语音提示的加入为使用者提供了更加直接高效和智能的交互方式。本系统将多个功能集成在一起，最终的效果表明此设计成功实现了预期的功能，系统能够稳定工作，具有较强的实用性和推广性。

关键词：单片机 语音播放 温度播报 音调变换

The design of a tone transformation system based on STC microcontroller

Abstract

The speech signal will be processed by this system with single-chip microcontroller and the ISD series voice chip as the core, which can also achieve a variety of different functions. For example, we can choose to input, play or delete our voice. Besides, the system also can broadcast real-time temperature automatically in our environment; and the part of clock can display and adjust time and set the alarm clock. It has voice prompt and then tell the time when reaching the alarm clock time. In addition, through the change of oscillation resistance of voice chip, we can also make some changes to the tone of output voice. We use a piece of QC12864B screen to complete the corresponding display output for making human-computer interaction feel better. Users can operate the system easily according to the display information and voice prompt in the process of work. The addition of voice prompt for users provides a more direct, efficient and smart way of interaction. This system integrates the multiple functions together and works stably. The final results also show that the expected functions of this design have been achieved, which has strong practicability and popularization.

Key Words: Microcontroller; Voice broadcast; Temperature broadcast; Tone

transformation

目录

摘 要 I

Abstract II

目录 III

第一章 绪 论 1

1.1 课题研究的背景 1

1.2 本文所做的工作 2

第二章 系统设计概述 3

2.1 系统的内容和要求 3

2.1.1 基本设计思路 3

2.1.2 系统主要功能 3

2.2 系统的方案选择 4

2.2.1 主控芯片模块 4

2.2.2 语音模块 4

2.2.3 温度测量方案 5

2.2.4 时钟实现方案 5

2.2.5 系统显示模块 6

第三章 硬件系统设计 7

3.1 系统设计框图 7

3.2 单片机最小系统 7

3.3 电源模块 9

3.3.1 供电电路 9

3.3.2 电压转换电路 10

3.4 语音模块 11

3.4.1 工作方式 11

3.4.2 语音模块电路图 12

3.4.3 变声原理 14

3.5 显示模块 14

3.6 时钟模块 15

3.7 温度模块 16

3.8 键盘设置模块 17

3.9 整机系统 19

第四章 软件设计 20

4.1 主程序 20

4.2 语音程序 21

4.3 温度测量程序 23

4.4 时钟程序 24

4.5 显示程序 25

第五章 系统调试及总结 26

5.1 系统调试 26

5.2 总结 28

结束语 30

参考文献 31

致谢 32

附录一 33

附录二 34

第一章 绪 论

1.1 课题研究的背景

随着中国经济建设的快速发展,语音记录的需求将会在公安、铁路、民航、金融等各个方面占据愈发重要的地位。将语音生成技术完美的应用于生产监控系统、多媒体查询系统、治安报警系统、车载信息终端语音播报系统或者办公自动化系统中，使它们具有语音输出功能。可以对系统的提示信息、工作状态、相关的解释说明或警告信息等进行实时报告，十分有利于加强人机交互能力、快速发现并处理系统错误、增强系统运行的安全性、提高人们的工作效率等。

在语音的发展过程中用磁带记录、还原模拟声音信号的方法经历了很长的时间，许多电子产品都是根据这种手段制造的，然而这却导致这些产品都具有很大的体积，一定程度上限制了其应用的领域。

如今，把集成数字语音电路作为基础，并通过它来实现声音信号的存储、记录、还原等任务的单片机语音录放系统发展迅猛。这与单片机得到快速发展和广泛应用密不可分。单片机具有的优点是高性价比、高可靠性、低功耗和低工作电压等，这使它在数据采集系统、工业控制系统、通信设备、智能化仪表、家用电子产品上得到了大范围的应用。因此，以单片机为控制核心来录制和播放语音具有很大的研究和市场价值。

虽然语音合成集成电路发展历史比较短，但其快速的研究速度，规模宏大的电路体系，宽广的应用领域，无论哪一个集成电路系列产品都没办法与之相提并论。当前，过去比较单一的只读型语音电路已经完成了向价格低廉、功能强大、集约式、微型化、智能化的语音集成电路的重大变革。语音集成电路及其众多相关产品、技术即将支撑起更加人性化、理想、便捷的人机交互手段。 

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