CN2147579Y - 微机语音开发应用卡 - Google Patents

Abstract

一种用于微型计算机的微机语音开发应用卡由 地址译码、测卡电路，时钟电路，外中断请求电路，语 音录入电路，语音生成电路组成。该结构具有结构简 单，成本低，用途广泛等优点，可使用于计算机语音校 对，语音教学，定时播报，计算机报警等应用领域以及 语音编辑、开发。

Description

本实用新型属于微型计算机（IBM－PC及其兼容机）DOS环境的语音技术开发应用卡。

近年来，计算机语音技术得到广泛重视和应用，国内外已有实现计算机语音技术的产品，美国的JCV－2解码卡，HOTKEY卡，新加坡的“声霸卡”，国内的“汉声卡”等产品使普通微机升级为多媒体微机。但是这类产品在价格上较贵，较难进入国内的家用市场。另外，由于部分产品使用了专用算法，对于用户开发语音产品带来不便。

本实用新型的目的是提供一种结构简单，成本低的微机用语音卡，为实现微机多媒体技术提供语音环境，同时为开发语音技术提供支持。

本实用新型是这样构成的：

微机语音开发应用卡由地址译码、测卡电路，时钟电路，外中断请求电路，语音录入电路，语音生成电路组成。其中外中断请求电路由四与非门U12（74LS00）、或非电路U11：A（74LS02）、反相器U6：C（74LS04）及跳接线开关W2（8PIN）构成。U12：B的输出端产生外中断请求信号，并通过跳接线开关W2接微机总线外中断请求端－IRQ2、－IRQ3、－IRQ5、－IRQ7其中之一。当一批语音数据发送或采集完毕时，产生T／C中断信号，该信号与－DACK3共同产生外中断请求信号，通知系统进行下一批数据的传送或采集。中断服务程序发中断请求复位信号，并进行下一批数据的传送或采集。因此，外中断电路为录放音的后台工作方式提供硬件基础。语音录入电路由晶体三极管N1（9014）、运算放大器U16（LM324）、A／D转换器U1（ADC0809）、电阻R20～R40、电解电容E4、E5、E6、电容C10、C11、C12、稳压二极管Z1、Z2（5V）、电位器RW1构成。语音信号从PHONE1输入，经三极管N1组成的前置放大电路、运放U16：A和U16：B组成的放大电路、运放U16：C和U16：D组成的滤波电路后，送入U1，将模拟信号转换为数字信号。语音信号的线路输入口为从PHONE2，输入的语音信号不通过三极管N1组成的前置放大电路输入到运算放大器U16：B。

工作过程如下：

工作分为两个过程：一是录音过程，二是放音过程。

录音时，声音信号由话筒或线路输入到微机语音开发应用卡的语音录入电路，经放大及A／D转换电路，以数字形式存入计算机内存。

放音时，计算机将数字化的语音信息经D／A转换后，将数字化的语音信息变换为模拟量的语音，经低通滤波器对此信号进行滤波，恢复为失真较小的语音信号，再经音量调整电路，功放电路推动扬声器（或耳机）播放出声音。

本实用新型和现有技术相比所具有的有益效果：

1、结构简单，易于实现，成本低。

2、二次开发简单易行。

3、既可作语音开发卡又可作语音应用卡使用。

4、语音效果好，可用于语音教学。

图1为微机语音开发应用卡框图。

图2为地址译码、测卡电路。

图3为时钟电路。

图4为外中断请求电路。

图5为语音录入电路。

图6为语音生成电路。

结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的框图。T／C、－DACK3、DRQ3、SD0～SD7、SA0～SA9、AEN、－IOW、－IOR为微机I／O总线信号。地址译码、测卡电路接收地址总线SA0～SA9及AEN、－IOW、－IOR进行译码，产生控制语音生成电路中的音量调整、外中断请求电路的复位信号及测卡电路的控制信号。时钟电路提供A／D转换电路所用时钟信号。外中断请求电路根据T／C和－DACK3产生外中断请求输出到－IRQ2、－IRQ3、－IRQ5、－IRQ7其中之一。语音录入电路将话筒输入或线路输入信号经放大及A／D转换等处理后送入微机数据总线SD0～SD7。语音生成电路在DRQ3的控制下将数据总线送来的数据经D／A转换、低通滤波、音量调整、功率放大后推动扬声器发出声音。

图2为地址译码、测卡电路。地址译码电路由地址总线反相电路U14（74LS04）、跳接线开关W1（12PIN）、8输入与非门U7（74LS30）、3－8译码器U10（74LS138）、或非门U11：B（74LS02）构成。测卡电路由2输入端或非门U11：C（74LS02）、三态输出四总线缓冲门U17（74LS126）构成。地址总线反相电路U14：A、U14：B、U14：C、U14：D、U14：E、U14：F的输入端与微机地址总线的SA8～SA3相连；跳接线开关W1引脚分别与U7的四条输入端、U14：A、U14：B、U14：C、U14：D的输入和输出端相连，以实现对微机I／O地址总线保留地址的选择（可选范围：220～24F，278～27F，2F0～2F7，3A0～3AF，3C0～3CF，3E0～3E7）。U7的其余输入端还分别与U14：E、U14：F的输出端以及地址总线SA9和正电源VCC相连。地址译码电路对微机总线SA0～SA9进行译码，配合AEN、－IOW、－IOR产生控制U2、U17：A～U17：D以及外中断请求电路U11：A的信号。该译码电路中各元件之间及与其它电路的连接为：微机地址总线SA0～SA2以及AEN、正电源VCC、U7的输出顺序与3－8译码器U10的输入端A、B、C及使能端E2、E3、E1相连，U10的输出端Y0与U11：B和U11：C的一输入端相连，U10的输出端Y1与U11：A的一输入端相连，U11：C的另一输入端与总线的－IOR信号相连，其输出端与测卡电路U17：A～U17：D的所有控制输入端相连，U11：B的另一输入端与总线的－IOW信号相连，其输出端接语音生成电路U2的E01、E23端。测卡电路U17：A、U17：B、U17：C、U17：D（74LS126）的四条输出线分别接于数据总线的SD3、SD2、SD1、SD0，其四条输入线分别接于地、地、正电源VCC、正电源VCC。

图3为时钟电路。时钟电路由电容C7、C8、电阻R16、R17、R18、R19、反相器电路U6：A（74LS04）、U6：B（74LS04）、晶体振荡器C9以及分频器U4：A（74LS393）构成。晶体振荡器C9的固有频率为8M，它与U6：A、U6：B，电阻R16～R19、电容C7、C8组成8M基准时钟电路，经U4：A分频后产生500KHz的时钟供给A／D转换电路。晶体振荡器C9的一端接电容C8，另一端与U6：B输出、电阻R18一端及U4：A时钟输入端相连。电容C8的另一端与电阻R19、R16及反相器U6：A的输入端相连，R16另一端接地，U6：A输出与电阻R19的另一端、电容C7的一端相连，电容C7的另一端与电阻R17、R18及反相器U6：B的输入端相连，电阻R17的另一端接地，U6：B的输出端与分频器U4：A的时钟输入端相连，U4：A的Q3输出端接U1－CLOCK端。

图4为外中断请求电路。它由四与非门U12（74LS00）、或非电路U11：A（74LS02）、反相器U6：C（74LS04）及跳接线开关W2（8PIN）构成。U11：A的两输入分别来自微机总线的－IOW和地址译码电路U10的Y1。U11：A的输出经反相器U6：C反相后，输入到U12：A的一输入端，U12：A的输出端与U12：B的一输入相连，U12：B的输出又与U12：A的一输入相连，这样U12：A和U12：B构成RS触发器。U12：B的输出通过跳接线开关与微机总线的外中断请求－IRQ2、－IRQ3、－IRQ5、－IRQ7之一相连。U12：C的两输入来自微机总线的－DACK3。U12：C起反相作用，其输出接至U12：D的一输入端，U12：D的另一输入来自微机总线T／C端。U12：D的输出端与U12：B的一输入端相连，当U12：D输出为低电平时，复位中断请求。中断请求由T／C和－DACK3联合产生，并由RS触发器锁存。该请求将DMA传送完毕信息通知微机的CPU。

图5为语音录入电路。它由晶体三极管N1（9014）、运算放大器U16（LM324）、A／D转换器U1（ADC0809）、电阻R20～R40、电解电容E4、E5、E6、电容C10、C11、C12、稳压二极管Z1、Z2（5V）、电位器RW1构成。话筒输入经PHON1输入到晶体管N1构成的前置放大电路。晶体管前置放大电路接法与厂家提供的标准电路相同。晶体管集电极与电解电容E6的正端相接，负端通过电阻R36接到U16：B的负端，U16：B的正端接电阻R31后接地。U16：B的负输入端与输出端之间跨接一电阻R32，U16：B输出端与电阻R40、R32、R29相连，R40另一端接地。电阻R29另一端与电阻R28和U16：A的负端相连。U16：A的正端接电阻R30后接地，U16：A的输出端与电阻R28、R27相连，R27的另一端与电阻R26、电容C10相连，电阻R26的另一端与电容C11和U16：C正端相连。电容C11另一端接地，电容C10另一端与U16：C的负端及输出端相连，U16：C的输出端经电阻R24接于U16：D的正端，同时接电阻R23。R23的另一端接地。U16：D的负端与电阻R22、R21相连，电阻R22的另一端接电位器RW1的中心头，电位器一端接地，另一端接稳压二极管Z2的正端和电阻R25一端，电阻R25另一端接负12伏电源，稳压二极管Z2的负端接地。U16：D的输出接电阻R20以及R21的另一端。电阻R20的另一端接A／D转换器的IN－0输入端和稳压二极管Z1的负极，Z1的正极接地。A／D转换器U1的MSB2－1～MSB2－8与微机数据总线的SD7～SD0相连。U1的EOC与微机总线DRQ3相连。CLOCK接U4：A的Q3输出，U1的ALE端与START端相连后接U6：D的输出，U6：D输入端接微机总线的－DACK3，U11：D输出端接U1的ENABLE端，U1的ADD－A、ADD－B、ADD－C均接地。线路输入通过插孔PHON2与电阻R38、R37相连，电阻R37与电解电容E5正极相连，并与电阻R39相连，R39另一端接地。电容E5负极与U16：B负端相连，电阻R38另一端接电容C12，C12另一端接至音量控制电路U3的X7端。

图6为语音生成电路。它由D／A转换器U8（DAC0832）、四D触发器U2（74LS75）、8选1模拟开关U3（4051）、运算放大器U15（LM324）、功率放大器U9（LM386）及电阻R1～R15、电容C1～C6、电解电容E1～E3构成。D／A转换电路由U8完成数据信息转换为模拟信息的功能。U8的VCC端接＋12V。U8的D10～D17端与微机数据总线SD0～SD7相连，U8的片选－CS与－XFER端相连后接微机总线的－DACK3，即有－DACK3信号时才允许对U8输入数据进行D／A变换。U8的－WR1、－WR2与微机总线－IOW相连，作为写入U8的选通信号，U8的VREF参考电压接正电源VCC，U8的模拟输出IOUT1接运算放大器U15：A的负端，U15：A的正端接地。U8的Rfb端与U15：A的输出端相连，U8的ILE端接正电源VCC，IOUT2端接地，U15：A的输出经电阻R3接电阻R1、R2及U15：B的负端，U15：B的输出端与U15：C的正端相连，U15：B的正端接地。U15：C的输出端与自身的负端相连，同时接R4。电阻R4的另一端接电阻R5、电容C1，电阻R5的另一端接U15：D的正端和电容C2，电容C2另一端接地；电容C1另一端接U15：D的负端和输出端。U15：D与电容C1、C2、电阻R5在这里起到低通滤波的作用，U15：D输出为失真较小的模拟信号，该信号通过电容C3、电阻R6输入到音量调整电路中的8选1模拟开关。音量调整电路采用了电子开关的形式，它由四D触发器U2、8选1模拟开关U3、电阻分压电路R7～R13构成。微机数据总线的SD0～SD2与U2的D0～D2相连；E01、E23并联后接于U11：B的输出，微机可将预置的音量信息通过SD0～SD2写入U2，U2的输出Q0、Q1、Q2分别与8选1模拟开关的控制端A、B、C相连，以控制U3中X0～X7八个通道之一与U3的输出X相通。U3的X0～X7分别与分压电阻R7～R13相连，其输出X端经电容C5输入到功率放大器U9的输入端，同时接电容C4后再接地。分压电阻由R13接地。微机送来的音量调节码，选择8选1模拟开关U3的通路，从而选择分压比，达到调整音量的效果。U3的VEE及INH端接地。功率放大电路由U9、电解电容E1、E2、E3、电容C6、电阻R14、R15构成。电路接法与生产厂家的电路接法一致。扬声器插孔PHON3与电解电容E3的负极相连。

Claims (1)

1、微机语音开发应用卡由地址译码、测卡电路，时钟电路，外中断请求电路，语音录入电路，语音生成电路组成，其特征是：

①语音录入电路由晶体三极管N1(9014)、运算放大器U16(LM324)、A/D转换器U1(ADC0809)、电阻R20～R40、电解电容E4、E5、E6、电容C10、C11、C12、稳压二极管Z1、Z2(5V)、电位器RW1构成；晶体管N1、电阻R33、R34、R35组成前置放大电路，其输出接运算放大器U16∶B，四个运算放大器U16∶A、U16∶B、U16∶C、U16∶D组成的电路将PHON1、PHON2输入的信号放大到0～5V变化范围内的语音信号，并输入到A/D转换器U1的IN-0，A/D转换器U1的MSB2-1至MSB2-8与微机数据总线的SD7～SD0相连，U1的EOC与微机总线DRQ3相连，CLOCK接U4∶A的Q3输出，U1的ALE端与START端相连后接U6∶D的输出，U6∶D输入端接微机总线的-DACK3，-DACK3与-IOR通过U11∶D相与产生的信号输出到U1的ENABLE端，U1的ADD-A、ADD-B、ADD-C均接地，线路输入通过插孔PHON2与电阻R38、R37相连，电阻R37与电解电容E5正极相连，并与电阻R39相连，R39另一端接地，电容E5负极与U16∶B负端相连，电阻R38另一端接电容C12，C12另一端接至音量调整电路U3的X7端；

②外中断请求电路由四与非门U12（74LS00）、或非电路U11：A（74LS02）、反相器U6：C（74LS04）及跳接线开关W2（8PIN）构成；微机在向微机语音开发应用卡发送完一批语音数据或采集完一批数据后，便输出T／C中断信号，T／C信号与－DACK3共同产生外中断请求信号，通知微机进行下一批数据的传送或采集；中断服务程序通过发外设地址，使地址译码、测卡电路产生一使中断请求复位的信号，并可进行下一批数据的传送或采集，外中断请求电路为计算机语音录放音的后台工作方式提供了硬件基础。

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