语音播报模块设计-简易教程

2023-11-04 理论教育版权反馈

【摘要】：ISD1420系列工作电压5V，单片录放时间长，音质好，适用于移动电话及其他便携式电子产品中。回放过程中PLAYE变化不会影响回放过程。表16-2 ISD1420引脚功能ISD1420的工作模式主要分为操作模式和地址模式。②当PLAYL、PLAYE或REC变为低电平，同时A6，A7为高电平时，执行对应操作模式。如果A6、A7同为高电平时，它们即为模式位。地址输入端A0～A7有效值范围为00000000～10011111，这表明最多可被划分为160个存储单元，可录放多达160段语音信息。

ISD1420系列工作电压5V，单片录放时间长，音质好，适用于移动电话及其他便携式电子产品中。芯片采用直接模拟存储技术（DAST TM），内含振荡器、语音存储单元、前置放大器、自动增益控制电路、抗干扰滤波器、音频输出放大器。一个最小的录放系统仅由一个传声器、一个扬声器、一个电源、两个按钮、少数电阻电容组成。芯片采用多电平直接模拟量存储技术，每个采样值直接存贮在片内闪存中，因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声。其中ISD1420语音芯片引脚说明如下：

A0～A7：地址输入端，当A6和A7不全为高电平时，A0～A7为分段录音信息地址线，不同的地址对应不同的录音片断，A6和A7全为高电平时，A0～A5用于选择操作模式。

MIC：传声器输入端，传声器输入信号通过电容交流耦合并传给片上预放大器，片上自动增益控制（AGC）电路控制预放大器的增益在15～24dB之间。耦合电容值和该端内阻（10kΩ）决定语音信号通频带下限频率。

MIC REF：传声器参考输入端，MIC REF是预放大器的反相输入端，配合外电路可使片上预放大器具有较高的噪声抑制比和共模抑制比。

ANA IN：模拟信号输入端，对于传声器输入，ANA IN引脚应通过外部电容与ANAOUT引脚连接，若为外部输入信号，则要直接通过电容耦合到此端。耦合电容决定片上控制预放大器通频带的下限频率。

ANA OUT：预放大器的输出端，预放大器的电压增益取决于AGC电平，对于小信号输入电平，其增益最大为24dB，对于强信号，增益较低。

AGC：自动增益控制端，AGC动态地调整预放大器增益，使加至MIC输入端的非失真信号的范围扩展。内阻抗（5kΩ）和外部电容决定AGC的响应时间，外部电容和外部电阻的RC时间常数决定AGC的释放时间。

SP+、SP-：扬声器输出端，该端可直接驱动16Ω扬声器。可采用双端输出驱动扬声器，也可采用单端输出驱动扬声器，不过双端输出信号的功率是单端的4倍，单端输出需要该脚与扬声器之间串接100μF的交流耦合电容，录音期间该输出端保持高阻状态。

XCLK：外接时钟输入端，ISD1420具有内部时钟，一旦接入外部时钟，内部时钟会自动失去作用，如果不用外部时钟该引脚应当接地，一般不推荐使用外部时钟，除非要求时钟信号特别精确。

RECLED：工作状态指示端，在录音或放音时该端输出低电平，可驱动一个LED来指示状态。

PLAYE：边沿触发放音控制端，该端输入一低脉冲，芯片即进入放音状，直至遇到信息结束标记（EOM）或到存储空间的末尾时回放过程结束，电路自动进入准备状态。回放过程中PLAYE变化不会影响回放过程。

PLAYL：电平触发放音控制端，该端电平变为低电平并保持，芯片进入放音状态，放音过程持续到该端电平由低变高或遇到信息结束标记（EOM），结束后电路进入准备状态。

REC：录音触发端，REC一旦变为低电平，芯片就进入录音状态，REC的权限优先于PLAYE和PLAYL，在放音期间若遇REC接低电平时，放音就会立即停止并转入录音状态开始录音。录音期间REC应始终保持低电平，REC变高或存储空间变满时录音过程结束，这时在录音截止的地方会记录一个信息结束标记（EOM）。

VCCD、VCCA：数字电源正端和模拟电源正端，为了减小片内噪声，芯片中模拟电路和数字电路在内部是分开的，应用时两个电源引脚应离电源尽可能的近，而且电源的去耦电容应离引脚越近越好。

VSSD、VSSA：数字地和模拟地。

将ISD1420引脚功能见表16-2。

表16-2 ISD1420引脚功能

ISD1420的工作模式主要分为操作模式和地址模式。

1.操作模式

地址输入有双重功能，根据地址中的A6，A7的电平状态决定A0～A7的功能。如果A6，A7有一个是低电平，A0～A7输入为地址位，作为起始地址用。地址位仅作为输入端，在操作过程中不能输出内部地址信息。根据PLAYL、PLAYE或REC的下降沿信号，地址输入被锁定。如果A6，A7同为高电平时，它们即为模式位。

使用操作模式有两点要注意：

①所有初始操作都是从0地址开始，0地址是1420存储空间的起始端，以后的操作可根据模式的不同，而从不同的地址开始工作。当电路中录放音转换或进入省电状态时，地址计数器复位为0。(www.chuimin.cn)

②当PLAYL、PLAYE或REC变为低电平，同时A6，A7为高电平时，执行对应操作模式。这种操作模式一直执行到下一个低电平控制输入信号出现为止，该地址/模式信号被取样并执行。

操作模式可以与微控制器一起使用，也可用硬件连线得到所需系统操作。

A0——信息检索，不知道每个信息的实际地址，A0可使操作者快速检索每条信息，A0每输入一个脉冲，可使得内部地址计数器跳到下一个信息。这种模式仅用于放音，通常与A4操作同时应用。

A1——删除标志可使录入的分段信息成为连续的信息，用A1可删除掉每段中间信息后的标志，仅在所有信息后留一个标志。当这个操作模式完成时，录入的所有信息就作为一个连续的信息放出。

A3——循环重放信息可使存于存储空间开始端的信息自动地连续重放。一条信息可以完全占满存储空间，那么循环就可以从头至尾进行工作，并由始至终反复重放。

A4——连续寻址，在正常操作中，当一个信息放出，遇到一个标志时，地址计数器会复位，A4可防止地址计数器复位，使得信息连续不断地放出。

A2、A5——未用。

2.地址模式

ISD1420地址输入端具有双重功能，根据地址中的A6、A7的电平状态决定A0～A7的功能。如果A6、A7有一个低电平，A0～A7输入为地址位，作为起始地址用，此时地址线仅作为输入端，在操作过程中不能输出内部地址信息。根据PLAYE、PLAYL或REC的下降沿信号，地址输入被锁定。如果A6、A7同为高电平时，它们即为模式位。

在这里只用到地址功能来分段控制，所以需要保证A6、A7不可同时为1，可以用软件进行保护。

地址输入端A0～A7有效值范围为00000000～10011111，这表明最多可被划分为160个存储单元，可录放多达160段语音信息。由A0～A7决定每段语音的起始地址，而起始地址又直接反映了录放的起始时间。其关系见公式：

TQ=0.125s×（128A7+64A6+32A5+16A4+8A3+4A2+2A1+0）

例如：

第一段语音从0s开始，地址设置为00000000；

第二段语音从2s开始，地址设置为00010000；

第三段语音从5s开始，地址设置为00100000；

第四段语音从12s开始，地址设置为01010000。

ISD1420与单片机连接的电路如图16-7所示。

图16-7 ISD1420与单片机连接图

语音播报模块采用ISD1420语音芯片，由振荡电路、语音存储单元、前置放大器、自动增益控制电路、抗干扰滤波器、输出放大器组成。输入端接单片机的P1口，ISD1420引脚17和引脚18分别接传声器和放大电路，语音芯片工作前，首先用锁存按键触发REC，通过传声器对语音预先录制，完成后触发PLAY键进行语音播放。电路工作时，单片机先采集温度，通过P1口转送到A0～A7口，根据预先录制的语音，触发播报按键进行语音播报。

语音播报模块设计-简易教程

相关推荐