基于ISD4004隱蔽化集群電臺(tái)的通信模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘要：在單片機(jī)的統(tǒng)一控制下，將ISD系列語(yǔ)音錄放芯片與集群手車(chē)臺(tái)配合使用，從而以較低的成本實(shí)現(xiàn)了集群電臺(tái)聯(lián)絡(luò)時(shí)的隱蔽化使用。
關(guān)鍵詞：ISD4004；單片機(jī)；集群電臺(tái)

0 引言
集群電臺(tái)包括集群手臺(tái)(對(duì)講機(jī))和集群車(chē)臺(tái)，它們?cè)邳h政機(jī)關(guān)、軍隊(duì)、警察以及工程建設(shè)中應(yīng)用十分廣泛，但是在實(shí)際使用中也存有一定局限。例如在一些特殊場(chǎng)合，如警察對(duì)犯罪分子開(kāi)展秘密調(diào)查跟蹤取證，或是工程人員在嘈雜的建筑工地指揮塔吊工作的時(shí)候，各類(lèi)集群電臺(tái)使用人員都可能遭遇到這類(lèi)尷尬——即需要借助集群電臺(tái)向相關(guān)人員匯報(bào)情況的時(shí)候，卻不便發(fā)出聲音或者因周邊環(huán)境嘈雜造成無(wú)法正常通信。
通過(guò)調(diào)查走訪(fǎng)，這類(lèi)工作的共性通常是語(yǔ)義簡(jiǎn)單卻需要反復(fù)說(shuō)講。例如警察在秘密調(diào)查取證中，經(jīng)常會(huì)重復(fù)“嫌疑人出現(xiàn)，正常跟蹤，嫌疑人停止了腳步，嫌疑人開(kāi)始逃跑”等話(huà)語(yǔ)；工程人員則會(huì)始終重復(fù)“開(kāi)始起吊、向左、向右、向前、向后、結(jié)束起吊”等簡(jiǎn)單信息。鑒于各單位的集群手臺(tái)、車(chē)臺(tái)已經(jīng)大量投入使用，如果能夠在上述各類(lèi)集群電臺(tái)上外接一套通用的控制通信模塊，將能夠在最低的成本增加中實(shí)現(xiàn)特殊情況的集群通信應(yīng)用，從而進(jìn)一步提高各單位集群通信系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)通信和指揮調(diào)度的效能。
本系統(tǒng)以單片機(jī)作為主要控制芯片，ISD4004作為語(yǔ)音錄放芯片，配合相關(guān)外圍電路和控制開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)特殊場(chǎng)合下的隱蔽化通信。用戶(hù)只需事先錄制好所需語(yǔ)音，在工作時(shí)按下相應(yīng)按鈕，即可將該路話(huà)音由集群電臺(tái)發(fā)出。各種集群手臺(tái)車(chē)臺(tái)，只要能夠提供語(yǔ)音輸入、語(yǔ)音輸出、PPT和接地四條接線(xiàn)，都能夠與該模塊配套使用。

1 工作原理
系統(tǒng)主要分為兩大部分。一是在使用前的語(yǔ)音輸入部分。即用戶(hù)可以根據(jù)自己的實(shí)際使用需求，按需進(jìn)行錄音。通過(guò)系統(tǒng)的外圍按鍵，在按動(dòng)錄音按鈕之后，單片機(jī)通過(guò)SPI串行輸入，告訴ISD4004芯片進(jìn)入錄音模式和錄音的起始地址。麥克風(fēng)輸入的聲音經(jīng)過(guò)過(guò)濾和放大輸入到ISD4004，實(shí)現(xiàn)了錄音。另外一個(gè)部分是在使用的過(guò)程中，當(dāng)工作人員需要說(shuō)話(huà)的時(shí)候，可以按動(dòng)相應(yīng)的按鈕播放語(yǔ)音。當(dāng)用戶(hù)動(dòng)作之后，單片機(jī)通過(guò)SPI串行輸入，告訴ISD4004芯片進(jìn)入放音模式和放音的起始地址。同時(shí)單片機(jī)觸發(fā)集群電臺(tái)的PPT控制引腳，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音由ISD4004芯片向集群電臺(tái)的輸入與轉(zhuǎn)發(fā)。圖1工作模式示意圖

2 電路設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)如圖2、3、4所示。

當(dāng)工作在語(yǔ)音輸入模式時(shí)，按下錄音按鈕1，聲音由麥克風(fēng)輸入，輸入至三極管得到有效放大。再經(jīng)過(guò)濾波輸入至ISD4004的ANA IN+引腳中。ISD4004的語(yǔ)音信號(hào)由耦合電容輸入，最大幅度為峰值32mV，耦合電容和本端的電阻輸入阻抗決定了芯片頻帶的低端截止頻率。此時(shí)，SS引腳與單片機(jī)P00引腳相連接，作為片選信號(hào)使用。MOSI(串行輸入)引腳與單片機(jī)P01引腳相連接，單片機(jī)通過(guò)軟件寫(xiě)入0xB0，即命令I(lǐng)SD4004工作在“從指定地址錄音”狀態(tài)，進(jìn)行錄音。錄音完畢后，再次按下按鈕1，將停止錄音。