初学单片机，单片机“说话”的具体实现（一）制作数据文件

昨天我们谈到了用单片机播放语音的一种原理，今天继续分析实现的方法。

听说单片机会说话，说来听听趣图
昨天文末总结了一句话：“按照记录数据的速度还原记录的数据”，那么这里面包含两个参数：时间和数据。

• 时间：指的是采样率。一般有很多种，我们这里为了方便，采用8000Hz。就是说每秒均匀输出8000次数据，表现在波形上就是阶梯型的。单位台阶的宽度就是125微妙。这个将由定时器来设定。
  
• 数据：指的是声音的幅度（电平值）。标准的输出是模拟量的电平值，我们选择8位的。
  假如数据文件里有3个数据值分别是“0，128，255”，那么当单片机系统板输出信号电平的最大值是5V时，对应的信号电平值是：“0v，2.5v ，5v”。（5v / 256 * 128 = 2.5v）
  

• 第一个问题，如何得到数据文件？
  

在各种音频格式文件中，wav格式文件是最容易读取的，我们需要先得到声音的wav文件。
声音的内容可以是一段音乐，也可以是一段语音。
可以利用“语音生成软件”制作一段语音文件，也可以直接采用录制好的或者已有的音频文件。
首先利用音频编辑软件（例如GoldWave）对其进行格式转换，把格式转换成“wave PCM，8位，mono（单声道）”格式。
由于单片机的容量相对于语音文件显得不够宽裕，就需要剪辑出一段文件来，把多余舍弃。例如前面我们采用的STC15W408AS单片机的程序空间是8K，那么留给程序一些空间，剩下的作为语音文件的空间。
转换方法很简单，用GoldWave打开文件，然后点“File”、“Save As”，弹出的对话框最下面选择格式，如下图：


语音文件格式转换截图
上面转换后的语音文件占用了6K多字节，却只有“春天说”三个字。
接着用UltraEdit软件打开刚才的数据：

文件分析截图
上图中可以看出我们首先在地址0x0023h以后找到“data”（64 61 74 61），然后把后面的4位中的有效值“0x1900”作为数据的长度（length），（注意：在文件里显示的多字节数是低位在前，高位在后。）紧接着的“80 80 80”这些都是8位的数据代码。有些音乐文件在“data”之前有一些附加信息，因此“data”的位置不是固定的。我们可以删除前面不用的内容，也可以保留备用。
到这里数据文件就准备好了。关于第二个问题：“如何输出模拟量电平？”我们下次再分析。

今天我们聊了实现单片机“说话”的准备工作——制作数据文件，后面我们再继续聊如何用单片机输出语音，感谢您的阅读，如果感兴趣，欢迎关注头条号/春天说，也欢参与评论交流，下次见。。。