基于ISD2560語音芯片的錄放電路設(shè)計(jì)

0 引言

ISD系列語音電路是美國ISD(InformationStorage Device)公司的專利新產(chǎn)品，該器件打破了傳統(tǒng)的先A／D再D／A模式，而采用獨(dú)特的直接存儲模擬信號技術(shù)，從而大大提高了存儲密度，并且可將模擬信號永久保存。ISD系列電路以其音質(zhì)自然、使用方便、單片存儲、反復(fù)錄放、低功耗、抗斷電等眾多優(yōu)點(diǎn)已在語音應(yīng)用領(lǐng)域確立了其不可爭辯的地位，目前，它已在通訊設(shè)備、智能儀表、治安報(bào)警、語音報(bào)站、報(bào)數(shù)報(bào)價(jià)、語音講解、語音記錄、語音復(fù)讀、教學(xué)儀器、智能玩具、電子禮品等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。

本文用單片機(jī)89C2051和ISD2560設(shè)計(jì)了一款微電腦語音板，從而實(shí)現(xiàn)了語音的分段錄取和組合回放。也可通過修改軟件來實(shí)現(xiàn)整段錄取和循環(huán)播放。本產(chǎn)品可作為語音服務(wù)系統(tǒng)的子系統(tǒng)，而不必使用專門的ISD語音開發(fā)設(shè)備。

1 ISD2560的語音錄放電路構(gòu)成

ISD2500系列語音芯片可通過SPI協(xié)議方便地與CPU接口。本文用ISD2560芯片構(gòu)成的單片機(jī)通用開發(fā)板采用國內(nèi)最常用的MCS-51語言單片機(jī)89C51，來與ISD2500系列語音芯片相結(jié)合，可供用戶開發(fā)各種新型智能型數(shù)碼語音產(chǎn)品。

該開發(fā)板上已裝配好的器件包括：

◇AT89C2051單片機(jī)，該器件內(nèi)含8031內(nèi)核、4 KB可反復(fù)擦寫的程序存儲器，以及32條I／O口，并采用5 V電壓工作；

◇ISD2560語音芯片，采用音質(zhì)優(yōu)異的模擬存儲技術(shù)，可反復(fù)錄放60秒；

◇LM386功率放大器，具有0.5 W驅(qū)動(dòng)能力；

AT24C01(選配件)I2C總線串行存儲器；

此外，板上還有駐極體話筒(MIC)、話筒放大器、音量電位器、發(fā)光管等部件。當(dāng)板子工作時(shí)，該板的外接電源電壓為12 V(穩(wěn)壓)，外接喇叭為4～16 Ω／0.5 W，工作電流在錄音時(shí)為25～30mA，在放音時(shí)為50～80 mA，靜態(tài)電流為13 mA，同時(shí)隨板提供有演示程序功能等配套軟件。

2 ISD2560與單片機(jī)的接口電路

ISD2560的A0～A9為地址線，它共有1024種組合狀態(tài)。最前面的600個(gè)狀態(tài)通常作內(nèi)部存儲器的尋址用，最后256個(gè)狀態(tài)用作操作模式。本系統(tǒng)采用對地址直接進(jìn)行操作的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。

在本系統(tǒng)與微處理器的接口中，P／R錄放音控制端在高電平時(shí)，為放音狀態(tài)，低電平時(shí)為錄音狀態(tài)；P3.5、P3.7端用于錄放音時(shí)的啟?？刂疲ǔＥcP／R端配合使用；P3.4端為每段信息結(jié)束信號輸出端，該信號為負(fù)向信號，時(shí)間為12.5ms，其上升沿標(biāo)志信息結(jié)束。

系統(tǒng)中的MIC是話筒前置放大器輸入端；MIC REF為話筒補(bǔ)償端，AGC為自動(dòng)增益控制端；ANA IN與ANA OUT是模擬信號的輸入和輸出端，它們之間連接的耦合電容通常取值為0.22～1μF。

本系統(tǒng)中基于ISD2560的語音錄放電路如圖1所示。一般情況下，可將單片機(jī)的P1口、P3.4和P3.5與ISD2560的地址線相連，用以設(shè)置語音段的起始地址。P3.0～P3.3用以控制錄放音狀態(tài)。P3.7為擴(kuò)展錄音鍵，可供錄音時(shí)使用。