專利名稱：壓縮編碼的語音播放裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種通過電子器件存儲信號，實現(xiàn)壓縮編碼的語音播放裝置。
現(xiàn)有的用于語音播放的電子裝置主要有兩種。一種是專用語音芯片，即將語音數據固化在芯片中，播放時，只要通電，即可產生語音信號輸出。這種專用語音芯片采用大規(guī)模集成電路，可播放內部和外部的語音數據。其缺點主要有1、價格較昂貴。2、僅有少數芯片能夠支持外部非易失真性存儲器EPROM，而且，其核心技術掌握在國外大公司手里，大部分人無法對所需語音進行編碼。3、絕大多數情況下都無法獨立構成一個完整的語音播放電路，還需要另加單片機等控制器件，方能實行語音信號的控制輸出。另一種是將語音數據存在存儲器EPROM中，通過計數器電路提供存儲器地址，進行循環(huán)播放，具有了一定的受控性。其缺點主要有1、信號數據無壓縮。同等長度的語音信號需要容量更大的存儲器，造成成本的上升。2、無智能性控制能力，其功能完全由電路確定，修改播放條件、采樣頻率、分段、延時等都需要修改電路。
本實用新型的目的在于提供一種不需要修改電路，只需要更改程序，就能實現(xiàn)壓縮編碼，便于對存儲語音信號進行的不同頻率采樣、分段存儲、壓縮編碼的語音播放裝置。
為實現(xiàn)本實用新型的目的，所述的壓縮編碼的語音播放裝置包括存儲器，D/A轉換電路，用于譯碼的計數器、D鎖存器和一個單片機，所述的單片機有I/O端作為數據端，與所述的D鎖存器的D端、存儲器D端、D/A轉換電路D端之間分別通過數據總線連接，單片機還有I/O端作為控制端，分別與D鎖存器的時鐘端、計數器的時鐘端和復位端以及D/A轉換電路控制端，存儲器的控制端G連接，計數器的Q端與D鎖存器的Q端分別作為低端與高端地址輸出，與存儲器的地址端連接。
為實現(xiàn)本實用新型的目的，所述的壓縮編碼的語音播放裝置還可以包括存儲器，D/A轉換電路，用于譯碼的計數器和一個單片機，所述的單片機有I/O端作為數據端，與存儲器D端、D/A轉換電路D端之間分別通過數據總線連接，單片機還有I/O端作為控制端，分別與計數器的時鐘端和復位端以及D/A轉換電路控制端，存儲器的控制端G連接，計數器的Q端與單片機其它I/O端分別作為低端與高端地址輸出，與存儲器的地址端連接。
附圖的圖面說明如下


圖1為本實用新型壓縮編碼的語音播放裝置的第一種電路原理圖。
圖2為本實用新型壓縮編碼的語音播放裝置的第二種電路原理圖。
圖3為本實用新型壓縮編碼的語音播放裝置的第三種電路原理圖。
下面將結合附圖，對本實用新型壓縮編碼的語音播放裝置的實施例作進一步詳述
如
圖1中所示，本實施例所公開的壓縮編碼的語音播放裝置包括一個存儲器U3，型號為AM27C080,D/A轉換電路，一個計數器U2，型號4040，一個8D鎖存器U4，型號為374和一個單片機U1，型號為89C2051。所述的單片機P1.0、P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1.5、P1.6、P1.7腳為I/O端，這8個I/O端作為數據輸入輸出端，與D鎖存器的D端、存儲器D端、D/A轉換電路D端之間分別通過8條數據總線連接，單片機U1還有P3.5、P3.1、P3.3、P3.7、P3.2腳I/O端作為控制端，與作為譯碼的D鎖存器的時鐘端CLK、計數器的時鐘端CLK和復位端RST以及D/A轉換電路控制端，即D鎖存器U5的CLK端，存儲器U3的控制端G分別連接。由于存儲器U3的地址端有20個腳，為充分利用存儲器內的資源，需要為其提供20個地址提供信號，計數器U2和8D鎖存器U4構成地址提供電路，計數器的Q1～12端與D鎖存器的Q0～7端分別作為低端與高端地址輸出，與存儲器的地址端A0～19連接。單片機U1腳P3.0、P3.4為剩余的I/O端，作為外接I/O口線，可與外部設備連接，便于使本裝置作為一個電路模塊使用。
如圖3中所示，單片機U1的P3.5腳I/O端作為控制端，與作為譯碼的D鎖存器的時鐘端CLK、計數器的復位端RST連接，這樣可少用一個I/O，省去
圖1中的單片機U1腳P3.1，而將該腳用于外接I/O口線。此時單片機U1腳P3.0、P3.1、P3.7均為外接I/O口線。單片機U1腳P3.0、P3.1配合，可與外界進行雙向串行通信，這樣可增加兩個功能，1、除了播放存儲在存儲器EPROM內的固定語音數據外，還可以播放外界輸入的語音數據。這樣，它能播放的語音就不再是固定的那幾句，而是外界想要它播放什么語音，只要給它送什么語音數據就行了，其作用類似與PC機的聲卡。2、存儲器EPROM內的固定語音數據可供外部單片機使用。存儲器U3其中的一個地址輸入端NC接電源正VCC，這樣計數器U2與存儲器U3的地址總線相連的只有腳Q1～11，少了腳Q12，在語音分段時，相同容量的存儲器內存儲的語音可以分更多的段。
在以上電路中，通電后，單片機CPU讀出存儲器內語音編碼數據的數據頭，來決定接受什么樣的外部觸發(fā)信號，如通電播放，按鍵觸發(fā)，串行輸入信號觸發(fā)，并行輸入信號觸發(fā)等多種觸發(fā)方式?？梢愿鶕斍暗慕泳€方式在數據頭中靈活定義，再修改單片機中軟件即可。單片機CPU接收到外部觸發(fā)信號后，從數據頭或者外部觸發(fā)信號中獲取播音起始段地址及播音的連續(xù)段數，再從存儲器內取出相應地址語音編碼數據，先根據數據頭確定該段語音的采樣頻率，再將其后的語音編碼數據經CPU內部運算解壓縮后按采樣頻率的速率送到D/A轉換電路轉換成語音信號后輸出。根據存儲語音信息數據的數量，決定選用存儲器U3的型號和存儲容量。若采用兩個存儲器U3，則同樣是存儲器D端接數據總線，同時增加一個或若干個計數器U2，新增的計數器的Q端對應接存儲器A端，即地址端，計數器的時鐘端CLK和復位端RST分別接單片機剩余的I/O端，提供串行方式使計數器為存儲器提供地址，此時只需要改變軟件即可實現(xiàn)語音控制輸出。提供增加8D鎖存器也可為存儲器提供地址，此時8D鎖存器的D端接數據總線，其Q端對應接存儲器A端，鎖存器的時鐘端CLK接單片機剩余的I/O端，通過相應的軟件實行整體控制，進行語音播放。
如圖2中所示，這是另一種壓縮編碼的語音播放裝置，包括存儲器U3，型號為AM27C080,D/A轉換電路，計數器U2，型號為4040和一個單片機U1，型號為8951。所述的單片機U1的P20～27腳I/O端作為數據端，與存儲器U3的D端、D/A轉換電路中8D鎖存器U5的D端之間分別通過數據總線連接，單片機U1還有腳P10、P12、P15、P11作為I/O控制端，分別與計數器U2的時鐘端CLK和復位端RST，以及D/A轉換電路控制端，即8D鎖存器U5的CLK端，存儲器U3的控制端G分別連接。計數器的Q端與單片機其它I/O端分別作為低端與高端地址輸出，與存儲器的地址端連接。該結構的特點是由于單片機I/O端的數量較前一個實施例中的多，因此可以利用多余的I/O端直接接于存儲器A端，省去8D鎖存器，通過相應的軟件實行整體控制，進行語音播放。至于其與前述相同連接結構在此不再贅述。
所述的D/A轉換電路包括D端接數據總線的8D鎖存器U5,8D鎖存器的Q0～7端分別接有電阻R1、R3、R5、R7、R9、R11、R13、R15，在電阻R1、R3、R5、R7、R9、R11、R13、R15與地之間分別跨接有電阻R2、R4、R6、R8、R10、R12、R14、R16構成的T型電阻網絡，電阻R1與電阻R2的連接點作為輸出端，接運算放大器U6-1、U6-2作為音頻信號輸出。
本實用新型具有以下優(yōu)點1、其地址提供電路可以采用計數器類元件提供低端地址(A0～A11)，再鎖存數據總線提供高端地址A12～A19或A12～A27，若用一片8D鎖存器時，可以提供多達20根地址線，若用二片8D鎖存器時，甚至可以提供多達28根地址線，而且只需要很少的I/O端口資源。2、其D/A轉換電路可以采用一片8D鎖存器、T型電阻網絡與一片運算放大器組成，上述三種元件來源廣泛，而且價格低廉，在保證一定音質的前提下大大地降低了成本。3、該電路的通用性強，語音數據的解碼全都是由單片機CPU內部軟件實現(xiàn)，而無需更改電路，因此，以后可以不斷地升級單片機內部的軟件，采用更優(yōu)的壓縮方案而無需改變電路。4、通過修改單片機內部軟件或更改語音編碼數據的數據頭，可以利用單片機富余的I/O端口實現(xiàn)觸發(fā)、控制等功能，這樣對于很多應用它的設備，都基本上將其作為一個獨立的部件或獨立電路使用，而無需再增加額外的單片機等控制電路。5、它作為一個電路模塊時，控制它播放信息，如播放存儲在存儲器中的第N段信息，或者連續(xù)播放在存儲器中的若干段信息，可以通過選用不同的單片機或者修改單片機內部軟件來實現(xiàn)串行、USB、并行或者其它自定義的驅動方式，最少只需要一根I/O端口即可驅動。6、其支持的語音采樣頻率范圍很廣，可達1～300KHz，因為其工作原理與計算機的聲卡近似，所以其存儲器內的語音編碼數據可以從PC機上的聲音文件(.WAV文件)用軟件直接轉換而得到，因而可以使用PC機的錄音、編輯功能，無須特殊的錄入工具。
權利要求1．一種壓縮編碼的語音播放裝置，包括存儲器，D/A轉換電路，其特征是有用于譯碼的計數器、D鎖存器和一個單片機，所述的單片機有I/O端作為數據端，與所述的D鎖存器的D端、存儲器D端、D/A轉換電路D端之間分別通過數據總線連接，單片機還有I/O端作為控制端，分別與D鎖存器的時鐘端、計數器的時鐘端和復位端以及D/A轉換電路控制端，存儲器的控制端G連接，計數器的Q端與D鎖存器的Q端分別作為低端與高端地址輸出，與存儲器的地址端連接。
2．根據權利要求1所述的壓縮編碼的語音播放裝置，其特征是在所述的D/A轉換電路包括D端接數據總線的D鎖存器，D鎖存器的Q端分別接有電阻R1、R3、R5、R7、R9、R11、R13、R15，在電阻R1、R3、R5、R7、R9、R11、R13、R15與地之間分別跨接有電阻R2、R4、R6、R8、R10、R12、R14、R16構成的T型電阻網絡，電阻R1與電阻R2的連接點作為輸出端，接運算放大器作為音頻信號輸出。
3．根據權利要求1或2所述的壓縮編碼的語音播放裝置，其特征是所述的計數器的復位端與D鎖存器的時鐘端共接一個單片機I/O控制端。
4．根據權利要求1或2所述的壓縮編碼的語音播放裝置，其特征是在所述的數據總線上設有接至電源的上拉電阻R15～18。
5．一種壓縮編碼的語音播放裝置，包括存儲器，D/A轉換電路，其特征是有用于譯碼的計數器和一個單片機，所述的單片機有I/O端作為數據端，與存儲器D端、D/A轉換電路D端之間分別通過數據總線連接，單片機還有I/O端作為控制端，分別與計數器的時鐘端和復位端以及D/A轉換電路控制端，存儲器的控制端G連接，計數器的Q端與單片機其它I/O端分別作為低端與高端地址輸出，與存儲器的地址端連接。
6．根據權利要求5所述的壓縮編碼的語音播放裝置，其特征是在所述的D/A轉換電路包括D端接數據總線的D鎖存器，D鎖存器的Q端分別接有電阻R1、R3、R5、R7、R9、R11、R13、R15，在電阻R1、R3、R5、R7、R9、R11、R13、R15與地之間分別跨接有電阻R2、R4、R6、R8、R10、R12、R14、R16構成的T型電阻網絡，電阻R1與電阻R2的連接點作為輸出端，接運算放大器作為音頻信號輸出。
7．根據權利要求5或6所述的壓縮編碼的語音播放裝置，其特征是在所述的高端地址上設有接至電源的上拉電阻R15～18。
專利摘要本實用新型壓縮編碼的語音播放裝置。克服現(xiàn)有技術中無法對所需語音進行編碼,獨立構成一個完整的語音播放電路,信號數據無壓縮,無智能性控制能力的缺陷。包括存儲器,D/A轉換電路,計數器,鎖存器和單片機,或者存儲器,D/A轉換電路,計數器和單片機。具有只需要很少的I/O端口資源,元件來源廣泛,價格低廉,成本低,通用性強,無需更改電路,能作為一個獨立的部件或獨立電路使用,支持的語音采樣頻率范圍很廣的優(yōu)點。
文檔編號G10L19/00GK2453512SQ00240470
公開日2001年10月10日 申請日期2000年12月13日 優(yōu)先權日2000年12月13日
發(fā)明者宋軼俊 申請人:宋軼俊