一、概述
目前，语言集成电路的应用已越来越广泛，在一些需要经常性语言提醒的场合，比如公共汽车的报站、铁路信号的提醒、机场和车站的问询处等，已相继出现语音电脑。诸如此方面应用的语言产品，其语音合成部分大多是采用微处理器加语言处理芯片加EPROM的结构形式。语音数据固化到EPROM的过程，一般先要通过一定的设备将所要求的语音数字化，然后对数据进行切割、联合等所谓的编辑操作，最后才是语言数据的固化操作。本文介绍的语言开发器，是以8031单片机为微处理器，以UM5100为语言处理芯片。它可以满足语言产品开发过程中对语言进行录音、放音、编辑、固化和复制等操作的要求。其主要功能框图见下图。
二、硬件结构
开发器的原理线路图及显示部分的线路图参见上图、下图。
有关硬件部分的几点说明；
l、本开发器的开发对象是UM5100语言处理芯片，这是在目前的语亩产品中使用最广泛的一种语言处理芯片。
2、在有关UMol00使用的数据手册中．UM5100的时钟是外接RC元件来实现的，在本开发器中，采用8031的定时器为UM5100提供方波信号。这主要是因为。(1)RC元件由于其参数的离散性以及其受环境温度的影响·使得UM5100的时钟频率受到影响，这样就可能使语言的音调产生变化；(2)通过8031的定时器为UM5100提供时钟，使得我们在不改动硬件的情况下很容易通过软件来修改UM5100的采样频率。这在语言产品的开发初期，对获得一个较理想的采样频率来说是比较方便的。
3、开发器具有64KBYTE的外部数据RAM和64KBYTE程序ROM。这样就保证了本开发器一次连续录音时间可以较长（录音时间还因所选采样频率的不同而变化）。64KBYTE的程序ROM除了小部分是本开发器的监控程序外，在其中还固化了为本开发器操作服务的提示性的语言数据，例如开机时语言提示：“欢迎您使用语言开发器”等等。
4、开发器的显示部分是采用6位8段LED静态显示。它用来指示开发器所处的状态以及部分输入操作的提示。显示器通过8255的PA口和PC口与系统总线相连，其段选码由PA口输出到74LS377锁存，位选码由PC口(PCO．PC1．PC2)输出，经过74LS138译码后获得。
5、UM5100的功能选择及控制由8031的P1口(P14，Pl5．P16)提供，其数据口则通过8255的双向口PA口与系统总线相连。在录音时．PA口设定为输入口．UM5100输出的语言数据通过PA口读到开发器的数据RAM中；放音时，PA口被指定为输出口，要放音的语育数据通过PA口送到UM5100的数据端口。由于8255的PA口同时又作为显示器的段选码输出口，因此在放音时，必须将显示器的位选设置在无效状态。
6、本开发器将8031的RXD和TXD通过1489和1488转换成标准的RS232C电平，使开发器通过串行口可以与PC机等计算机相连，因此本开发器既可以由小键盘、显示器自成一体，又可以与微机相连，构成一个操作更方便的语言开发设备。
7、本开发器采用4×4小键盘，利用功能切换键，可以较方便地向系统输入O～F十六进制的数字以及诸如“录音”、“放音”、EPROM操作、内部RAM设置（IS和1RS）和外部数据RAM设置(xs和XRS)……等操作命令。
OLEDK图2中，LED,1和LED2分别为放音、录音状态指示；LEDK为键盘状态指示。J3-2为一外接驻极体话筒插座．J2-6为音频输入插座。
9、本开发器的EPROM操作部分采用复旦教科仪器厂生产的“快速EPROM固化／读出器”，开发器通过40芯插座与其相连。
三、软件结构
1、开发器的监控程序框图见上图．放音子程序以及T1的中断服务程序框图见下图。
2、有关放音子程序和Tl中断服务程序的说明。
如前所述，在本开发器中由8031的定时器为UM5100提供时钟源，在硬件上，将8031的Tl端（15号引脚）与UM5100的Cl端（14号引脚）相连；软件上，将8031的定时器TO设定在自动重装定时器工作方式，8031的定时器Tl设置在计数器方式。系统进入录音／放音状态时，将定时器中断开放，TO中断时，使8031的Tl端复位一次，然后置位，目的是使Tl端输出一个方波，而定时器Tl由于是处于计数器方式，将对Tl端上的方波进行计数（即对TO的中断次数计数），计数器Tl计数满8次产生一次中断，而在Tl的中断服务程序中，根据系统的录、放音状态，将完成从8255读取一个字节或者向8255送数一次的操作。
3、录音子程序，由于其与放音子程序相近，框图在此略去。在录音程序中：(1)UM5100设置在录音状态；(2)8255的PA口指定为输入口。
4、有关EPROM操作的诸如固化、读出、检查的子程序，以及其它例如内部RAM、外部RAM设置等子程序属于一般性的，在有关单片机应用的文献中可以很容易找到，限于篇幅，在此将其略去。四、开发器部分功能操作举例：
1、录音
所谓“录音”是指语音信号经过A/D变换存储到开发器外部RAM的过程。语音信号可以是话简或者是放音机的输出信号（通过开发器面板上的MIC1或MIC2输入到系统）。
开机或系统复位后，系统进入监控状态，并在显示器上显示“HI．”。在此状态下·如要进入录音状态，应先按入主机箱面板上的SPEAKER按钮（关闭扬声器，以防啸叫）．然后输入“录音”功能键，此时，机箱面板上RECORDLED点亮，同时将显示器关闭，表明可以进行语音输入。
经过大约20秒时间，面板上RECORDLED熄灭，同时PLAYLED点亮，这时按出面板上SPEAKER按钮，通过扬声器可以听到已经录入的语音效果。如果要反复试昕录音的效果·可以输入功能键“放音”键。
如果录音的效果并不理想，可以重复上述过程，直到获得较理想结果为止。
每次录音之后，系统自动将内存单元(内部RAM)2ZH--27H设置成下述值。
22H=11H；23H=OOH；24H=OOH；25H=OOH；26H=FFH;27H=FFH。
上述单元参数所表示的意义是：放音时只放音一个词语，该词语的起始地址为OOOOH，结束地址为FFFFH，即整个64K的外部数据RAM区。
2、词语编辑以及放音
我们将一个词语用“开始地址”到“结束地址”的一段数据RAM的数据来定义。由此可见，所谓对词语的编辑即是对词语的开始和结束地址的编辑。词语的开始地址和结束地址均为16位的二进制地址，用4位16进制数表示，并分别用2个内存单元（即内部RAM．下同）来记录之。本开发器一次可以放音7个不同的词语。
由于在编辑或放音时要用到一些内存单元进行标记，在此先介绍一下内存单元所取值的定义：
22H:高4位为放音的次数，取值从I到F（即最多可放音15次）：低4位为一次放音的词语数，取值从1到7．即一个词到7个词。22H内存中一定不能取OOH。举例说明，如22H=24H，其意义为：一次放音4个词，共放音2遍。
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