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2024年3月22日发(作者：datetimepicker文档)
毕业论文文献综述
电子信息工程
语音播报系统
摘要：随着单片机功能集成化的发展，其运用领域也逐渐由传统的控制扩展为控制处理、数
据处理以及数字信号处理等领域。本文主要阐述了语音芯片、语音播报系统的实现和语音播报技
术以及发展。本文主要阐述了语音芯片、语音播报系统的实现，语音播报系统运用领域。
关键字：语音芯片；语音播报；语音播报系统运用领域。
一、语音芯片简介
随着社会的发展，人们物质生活水平迅速提高，对生活质量的要求也越来越高。因此，对服
务行业来说，语音播报的出现为他们带来了新的机遇。目前，语音播报已用的非常广泛，如一些
带语音提示的仪器、仪表。高档玩具、公交车上的报站器等。语音芯片则是语音播报系统中不可
或缺的成员之一。语音芯片已是开发人员必须掌握的知识。下面，就介绍下目前市场上的语音芯
片。
ISD语音芯片系列： ISD公司的专利技术成功实现了模拟数据在半导体存储器中存储，在文
献[1]中，作者也指出这种突破性的EEPROM存储方法可以将模拟语音数据直接写入单个存数单
元，不需要进过数/模转换或者模/数转换。ISD语音芯片采用直接存放模拟音频的技术，语音音
质好，但是价格高。因为是存储模拟音频信号，所以烧录语音的时间也长。ISD系列还具有使用
方便、单片存储、反复录放、低功耗、抗断电等许多特点，因此在通讯设备、电话机、智能仪器
仪表、治安报警系统等场合获得了广泛应用。
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API语音芯片系列：API语音芯片系列是由APLUS公司推出的。在文献[2]中作者指出该系
列产品高音质、低功效、电路简单、价格低廉等优点。但是由于APLUS公司的语音芯片通过硬
件选择控制方式、用户较难控制。
WTV语音芯片系列：WTV系列语音芯片其音质接近ISD，但价格比ISD低很多。WTV040
系列语言芯片采用数字音频存储技术，减少了语音烧录时间，从开发到生产出样品只需2-3天，
大大缩短了开发周期。WTV系列语言芯片内置DSP高速处理内核，是一款功能强大的速度快语
音单片机。WTV系列语言芯片采用统一的标准控制平台，用户可以根据标准的控制方式控制，
也可以定制特定的功能，使其具有人性化特点。
二、语音播报系统的实现
语音处理大致可以分为A/D、编码处理、存储、解码处理、以及D/A等。而语音播报系统
就需要将系统所对应的提示语音先进行压缩、存储，然后才能在适当的时候通过DAC1通道输出
语音资料并且播放。我们知道，麦克风输入生成的的wava文件，其占用的存储空间很大，对于
单片机来说想要存储大量信息显然是不可能的，而SPCE061A却为此提供了可能。在文献[3]中
作者指出SPCE061A拥有SACM_LIB，该库将A/D、编码、解码、存储、及D/A做成相应的模
块，对于每个模块都有API接口，所有只需了就每个模块所要实现的功能及其参数的内容，然后
调用API函数即可实现该功能。SACM是音频压缩算法的缩写。文献[4]中，作者提到了SPCE061A
有三种语音压缩与解压缩的算法：SACM_A2000、SACM_S480、SACM_S240。在文献[5]中，
作者指出三种编码算法的区别在于压缩比、资源占用和音质：SACM_A2000压缩比小，音质相
对较小；SACM_S240压缩比大、音质相对较差，可容纳210s的语音数据，适用于廉价、低保
真场合；SACM_S480则介于两者之间。一般来说，都是用SACM_A2000算法。
语音播报系统并不仅仅只有SPCE061A可以运用，DSP和FPGA同样可以。DSP通过操纵
地址和控制线可完成不同的任务，以实现复杂的信息处理功能。如信息的组合、连接、设定固定
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的信息段和信息管理。在文献[6]中，作者指出就是基于DSP的语音系统进行了设计，给出了用
DSP与ISD2560语音芯片构成的语音系统的硬件结构和软件设计方法。FPGA具有高速处理能
力，可以快速成品，且可以修改，方便改正程序中的错误并且FPGA还具有便宜的造价。在文献
[7]中，作者就研究了基于FPGA的语音录制和回放系统。该系统用FPGA实现了I
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C总线控制器，
以Altera公司的NiosII嵌入式软件处理器为核心，结合高品质数字信号音频编码/解码芯片
WM8731成功地实现了语音的录制与回放功能。作者指出该设计充分利用了FPGA的高速并行
和Avalon总线自定义硬件外设的优势，从而构建了一个高集成度、高性能的系统。
三、语音播报系统分类比较
语音播报系统一般分为两类，一类是传统的人工语音广播系统；另一类是智能语音播报系统。
传统的人工语音广播系统一般都有以下几个缺点：1.发音不规范。比如具有严重的地方化口音，
抑扬顿挫不规则。2.易出错。比如在候车大厅，每日需播报的车次到达和出发信息以及找人寻物
等临时信息，容易看错、念错、错播、漏播。3.语音播报状态不佳。播音员天天从事大量重复性
的工作，因而容易产生疲惫，精神状态不佳，导致语音播放状况不良。4.浪费人力。需要安排多
人专职轮流播音，耗费管理成本。而智能语音播报系统则与之相反，它完全解决了这些问题。智
能语音播报系统需要先对播报的语音进行输入、压缩、存储、然后在系统要播报的时候再从语音
资源中提取并通过数模转换输出播报。因而智能语音播报系统可以进行优化、提升。因为人们对
服务质量的要求越来越高，传统的人工语音播放系统已经越来越难以满足人们的需求。因此，在
文献[8]中，作者提出了打造高效有特色和专业化的智能语音播报系统，尽管它是一个极大的挑战。
四、语音播报系统应用领域
随着语音与信号处理技术的迅速发展，语音播报应用在各个领域得到了充分展示。例如，银
行营业厅的叫号系统、车载计费系统、候车大厅的广播系统等。语音播报也可以与别的技术相结
合，以便更好的位人们生活工作服务。比如嵌入式语音交互系统。在文献[9]中，作者就提出了嵌
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入式语音交互系统的研究，并且致力于实现基于SPCE061A微控制器的整个交互式语音系统，提
出它是具有成本效益的。为了介绍语音播报系统的实际应用，下面我们来用两个例子在做详细阐
述,分别是基于SPCE061A的电子语音播报称重系统和基于SPCE061A单片机的语音播报温度计
的设计。
电子语音播报称重系统是把电子语音技术应用在电子称重系统上，在原有电子系统称重的基
础上，设计一个语音发声装置，增加发音功能，从而实现操作人员各项操作和所称物品重量的及
时播报，利用其视听双重功能提醒来监督操作人员的误操作，从而保证称重的准确性。该系统由
重量检测、核心处理器、重量输出和系统电源四部分组成。本系统应用的是SPCE061A芯片，所
有处理都在其上运行。在文献[10]中，作者指出该16位单片机SPCE061A芯片集单片机、语音
芯片、模/数转换、数/模转换等功能与一身，可以使电子语音称重设备简化为“模拟称重传感器
+SPCE061A单片机+扬声器”的结构，从而大大提高电路的性能。由此可见SPCE061A单片机
在语音处理上有很大优点，有一定推广价值。
在文献[11]中，语音播报温度计是把电子语音播报功能引入电子温度计当中。这项技术可以
是盲人或者视力低弱者方便的掌握环境温度，正因为如此，该技术更需要完善、优化以及推广。
一种具有语音播报功能的温度计，由集成温度传感器、单片机电路、LED接口电路、半导体数字
显示电路、音频放大电路和控制开关组成，具有线路简单、功耗低、体积小等特点。该设计中，
当按下“温度语音播报”开关的时，单片机可将检测到的温度数据进行数字语音处理、再进行温
度语音播报。作者指出该温度计电路结构简单，集成度高、器件大众化，而且具有语音播报功能，
显得更加人性化，值得推广。
上面两个语音播报设计很明显显示了语音播报在实际生活当中的作用，他不仅仅可以帮助普
通人减少工作量，缓解工作压力，而且还可以帮助身有残疾的人更好的生活。因此，语音播报在
未来的生活当中是必不可缺的，而我们学习语音播报也就更加有意义。
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五、语音播报系统应用前景
随着社会的发展，人们对生活的品质要求也越来越高，近几年来，语音播报以逐渐深入到日
常生活当中。比如语音型的数字仪表、手机话费查询系统、医院排队叫号系统等。在文献[12]中，
作者也指出近几年来语音电路发展极为迅速，在单片机系统中的应用也越来越广泛。其实语音播
报系统并仅仅是用在日常生活当中，在科技上，语音播报系统同样用到。比如超声波测距系统。
在文献[13]中作者就提出了语音播报的测距系统。并且还指出语音播报技术可以应用在任何需要
语音播报的仪器和设备中，比如导航系统。文献[14]就是研究汽车语音导航，作者指出其研究目
的是为了找出在目前汽车导航系统中语音提示功能的盲点并加以改善。由此可见，语音播报系统
的应用将会越来越广泛，语音播报会是智能生活空间一个不可或缺的元素，语音播报系统的前景
一片光明。
参考文献
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