專利名稱：數(shù)字語音數(shù)據(jù)采集器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及語音采集技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種數(shù)字語音數(shù)據(jù)采集器。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)場的各種類型信號中，語音信號是很常見的信號，并且具有實時性、穩(wěn)定性和精確性等特點，所以檢測現(xiàn)場語音信號具有獨特的優(yōu)越性。隨著語音信號處理技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，帶動了語音信號采集處理系統(tǒng)的快速發(fā)展，語音信號采集處理系統(tǒng)是運用數(shù)字信號處理的方法對現(xiàn)場采集的語音信號進行實時分析，為現(xiàn)場狀況的預測提供精確的數(shù)據(jù)分析，現(xiàn)已在故障檢測、災害預防、軍事等方面得到了廣泛的應用，取得良好的效果。隨著語音信號采集和處理在網(wǎng)絡(luò)、通信和工業(yè)控制等領(lǐng)域的應用越來越廣泛，對語音信號采集的速度和處理的精度也越來越高。音頻信號的頻率范圍是20 20KHz，根據(jù)奈奎斯特采樣理論，為了保證聲音不失真，采樣頻率應該在40kHz左右。常用的音頻采樣頻率有8kHz、11. 025kHz,22. 05kHz、 16kHz,37. 8kHz,44. 1 kHz,48kHz等。在音頻信號處理過程中，由于其數(shù)據(jù)量大，語音處理算法復雜，實時性要求比較高，實現(xiàn)成本也較高。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型提供一種數(shù)字語音數(shù)據(jù)采集器，實現(xiàn)對聲音數(shù)據(jù)的采集、傳輸、顯示和存儲。本實用新型是以如下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種數(shù)字語音數(shù)據(jù)采集器，包括一用于信號采集和處理的下位機，用于監(jiān)控和存儲的上位機，所述的下位機與上位機通過串行接口連接；所述的下位機包括一將語音信號進行預處理的信號處理電路，與信號處理電路連接的A/D轉(zhuǎn)換器，與A/D轉(zhuǎn)換器連接用于數(shù)據(jù)處理的微處理器。本實用新型的有益效果是語音處理算法簡單，實現(xiàn)成本較低。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。

圖1是本實用新型原理框圖；圖2是微處理器及外圍電路圖；圖3是信號處理電路圖；圖4是A/D轉(zhuǎn)換器與微處理器間的接口電路圖；圖5是串行接口電路圖；圖6是下位機程序流程圖；圖7是上位機程序流程圖。
具體實施方式
[0016]如圖1所示，數(shù)字語音數(shù)據(jù)采集器有一用于信號采集和處理的下位機，用于監(jiān)控和存儲的上位機，所述的下位機與上位機通過串行接口連接；所述的下位機包括一將語音信號進行預處理的信號處理電路，與信號處理電路連接的A/D轉(zhuǎn)換器，與A/D轉(zhuǎn)換器連接用于數(shù)據(jù)處理的微處理器。如圖2所示，所述的微處理器采用單片機AT89S52。AT89S52單片機是一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52單片機為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52具有以下標準功能8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O 口線，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，三個16位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，AT89S52可降至OHz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。如圖3所示，所述的信號處理電路包括R-C濾波電路，與R-C濾波電路連接的 TDA^22。音頻信號經(jīng)MAC轉(zhuǎn)換后由R-C濾波電路進行信號的濾波，然后送集成功放電路 TDA2822進行信號放大；放大后的信號傳輸至A/D轉(zhuǎn)換器中進行轉(zhuǎn)換，所述的A/D轉(zhuǎn)換器采用AD轉(zhuǎn)換芯片AD7862。如圖4所示，在啟動A/D轉(zhuǎn)換之后。第一個讀信號讀取數(shù)據(jù)的低8位同時把高4 位緩存到74HC573中，第二個讀脈沖讀緩存的高4位數(shù)據(jù)。第三個讀脈沖讀取vA2數(shù)據(jù)低 8位并把高4位緩存到74HC573中，第四個讀脈沖讀取高4位數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換結(jié)果存儲到單片機系統(tǒng)，讀取結(jié)束。 由于AD7862是12位數(shù)據(jù)，單片機需分兩次進行讀取12位數(shù)據(jù)，采用一個鎖存器 74HC573鎖存高4位數(shù)據(jù)，AD7862的選通和低8位數(shù)據(jù)地址8000H，高4位地址為4000H。 地址資源分配的電路圖如圖所示。如圖5所示，單片機與PC機通過串口進行通信，軟件程序的設(shè)計和硬件電路的連接相對較簡單。硬件電路采用MAX232芯片作為電平轉(zhuǎn)換芯片。如圖6所示，下位機程序采用C語言編寫，提高了開發(fā)效率；利用KeilC編譯工具， 可以實現(xiàn)單步執(zhí)行和仿真調(diào)試。具有復位命令、采集命令和上傳數(shù)據(jù)命令三個命令處理，微處理器讀取命令，按照讀取到的命令進行相應的處理。如圖7所示，如果讀取的采取數(shù)據(jù)有效就將數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C，如果無效，繼續(xù)判斷。上位機程序采用Visual C++設(shè)計，主程序采用的是對話框形式，界面友好，操作容易。程序采用鏈表的方式存儲聲音文件，方便對聲音文件刪除、新建等操作。同時采用動態(tài)存儲方式存儲聲音數(shù)據(jù)，減少了資源浪費，上位機還可將采集到的聲音文件以文本方式進行文件保存。串口通信利用ActiveX控件MScomm，極大地方便了上位機的串口編程。數(shù)據(jù)的接收采用OnCommO函數(shù)，這個函數(shù)用來處理串口消息事件，每當串口接收到數(shù)據(jù)，就會
4產(chǎn)生一個串口接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中有字符的消息事件，串行通訊口可自行設(shè)置參數(shù)和打開關(guān)閉串口設(shè)置。本通信協(xié)議是用于上位機軟件與聲音采集終端之間進行傳送數(shù)據(jù)和命令的通訊協(xié)議。協(xié)議包括物理層，數(shù)據(jù)鏈路層和應用層的定義。上位機與聲音采集終端之間采用RS232標準，由雙絞線連接，傳輸距離最大為 10m，傳輸最大波特率為115200bps。通訊的基本單元稱為“報文”(Message)。通訊協(xié)議中采用了累加和校驗方式，具有高傳輸效率和高可靠性。上位機作為系統(tǒng)的主站(Msater)負責控制聲音采集終端的操作和發(fā)布數(shù)據(jù)傳輸命令，聲音采集終端作為子站(SUB)負責采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)和實現(xiàn)控制操作。
權(quán)利要求1.一種數(shù)字語音數(shù)據(jù)采集器，其特征在于包括一用于信號采集和處理的下位機，用于監(jiān)控和存儲的上位機，所述的下位機與上位機通過串行接口連接；所述的下位機包括一將語音信號進行預處理的信號處理電路，與信號處理電路連接的A/D轉(zhuǎn)換器，與A/D轉(zhuǎn)換器連接用于數(shù)據(jù)處理的微處理器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字語音數(shù)據(jù)采集器，其特征在于所述的信號處理電路包括R-C濾波電路，與R-C濾波電路連接的集成功放電路TDA^22。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字語音數(shù)據(jù)采集器，其特征在于所述的微處理器采用單片機 AT89S52。
專利摘要本實用新型公開了一種數(shù)字語音數(shù)據(jù)采集器，涉及語音采集技術(shù)領(lǐng)域。該采集器有一用于信號采集和處理的下位機，用于監(jiān)控和存儲的上位機，所述的下位機與上位機通過串行接口連接；所述的下位機包括一將語音信號進行預處理的信號處理電路，與信號處理電路連接的A/D轉(zhuǎn)換器，與A/D轉(zhuǎn)換器連接用于數(shù)據(jù)處理的微處理器。優(yōu)點是語音處理算法簡單，實現(xiàn)成本較低。
文檔編號G05B19/418GK202189270SQ20112030810
公開日2012年4月11日 申請日期2011年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月17日
發(fā)明者婁志剛, 李黎, 楊東, 湯相平, 王端義, 蘇珊 申請人:江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學院