ISD4004語(yǔ)音芯片在語(yǔ)音報(bào)站器中的應(yīng)用

摘要：ＩＳＤ４００４語(yǔ)音系列芯片是美國(guó)ＩＳＤ公司推出的產(chǎn)品，具有可多次重復(fù)錄放、存儲(chǔ)時(shí)間長(zhǎng)、使用時(shí)不需擴(kuò)充存儲(chǔ)器、所需外圍電路簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。介紹了ＩＳＤ４００４芯片在語(yǔ)音報(bào)站器中的一個(gè)實(shí)際應(yīng)用，并說(shuō)明了其功能和使用方法，從而使讀者對(duì)ＩＳＤ４００４系列語(yǔ)音芯片的使用有個(gè)初步的了解。 關(guān)鍵詞： ISD4004 單片機(jī) 語(yǔ)音報(bào)站器 ＩＳＤ４００４語(yǔ)音芯片是由美國(guó)ＩＳＤ公司推出的新產(chǎn)品。關(guān)于該語(yǔ)音芯片的引腳說(shuō)明以及內(nèi)部電路等，很容易在ＩＳＤ公司提供的芯片資料中查到，筆者就不進(jìn)行過(guò)多的描述，只簡(jiǎn)單地對(duì)其特點(diǎn)做一介紹。 與普通的錄音／重放芯片相比，ＩＳＤ４００４具有如下特點(diǎn)：首先，記錄聲音沒(méi)有段長(zhǎng)度限制，并且聲音記錄不需要Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換和壓縮；其次，將快速閃存作為存儲(chǔ)介質(zhì)，無(wú)需電源即可保存數(shù)據(jù)長(zhǎng)達(dá)１００年，重復(fù)記錄１００００次以上；此外，ＩＳＤ４００４具有記錄時(shí)間長(zhǎng)（可達(dá)１６分鐘，本文采用的為８分鐘的ＩＳＤ４００４語(yǔ)音芯片）的優(yōu)點(diǎn)；最后，ＩＳＤ４００４的開(kāi)發(fā)應(yīng)用具有所需外圍電路簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，這一點(diǎn)從本文介紹的其在語(yǔ)音報(bào)站器中的實(shí)際應(yīng)用可以體會(huì)到。 １ 語(yǔ)音報(bào)站器硬件電路設(shè)計(jì) 目前市場(chǎng)上流通的語(yǔ)音報(bào)站器，大多采用的不是ＩＳＤ４００４系列的芯片，這與其剛推出不久以及價(jià)格偏高有關(guān)。但隨著ＩＳＤ４００４應(yīng)用的增多以及價(jià)格的回落，再加上ＩＳＤ４００４系列芯片本身的優(yōu)點(diǎn)，可以相信，在語(yǔ)音報(bào)站器中采用ＩＳＤ４００４系列語(yǔ)音芯片是完全可行的。筆者設(shè)計(jì)了該裝置的硬件電路，并進(jìn)行了上車調(diào)試，取得了較為滿意的效果。圖1 報(bào)站器硬件電路連接圖本文討論的語(yǔ)音報(bào)站器主要是指裝在車上的放音電路，不包含錄音電路。而在實(shí)際應(yīng)用中，錄音電路則完成報(bào)站內(nèi)容的錄音工作，并收錄內(nèi)容存儲(chǔ)到語(yǔ)音芯片中。本文主要結(jié)合ＩＳＤ４００４在放音電路中的使用介紹ＩＳＤ４００４的典型應(yīng)用。 本文討論的報(bào)站器主電路主要由單片機(jī)８９Ｃ５２和ＩＳＤ４００４構(gòu)成。該系統(tǒng)的硬件電路連接圖如圖１所示。 本系統(tǒng)主要分為三部分：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制部分、放音部分和顯示部分。顯示電路采用的是通過(guò)Ｐ３．０、Ｐ３．１控制的兩個(gè)７段數(shù)碼管的靜態(tài)顯示器，在此不作詳細(xì)介紹；控制部分主要由單片機(jī)８９Ｃ５２構(gòu)成，包含必要的按鍵電路、復(fù)位電路和看門狗電路等外圍電路；放音部分主要由ＩＳＤ４００４構(gòu)成，包含配套的變壓電路、功放電路等。 從圖１中可以看出８９Ｃ５２和ＩＳＤ４００４之間的連接較少。單片機(jī)的Ｐ１．０～Ｐ１．３引腳接按鍵，控制報(bào)站器工作過(guò)程中是否放音和放音內(nèi)容；Ｐ１．６接ＩＳＤ４００４的片選引腳／ＳＳ，控制ＩＳＤ４００４是否選通；Ｐ１．７接ＩＳＤ４００４的串行輸入引腳ＭＯＳＩ，從該引腳讀入放音的地址；Ｐ３．０和Ｐ３．１控制外圍顯示電路，在報(bào)站器工作過(guò)程中顯示當(dāng)前的站號(hào)；Ｐ３．２和Ｐ３．３分別接ＩＳＤ４００４的串行時(shí)鐘引腳ＳＣＬＫ和中斷引腳／ＩＮＴ。ＩＳＤ４００４芯片所需要的連接還有音頻信號(hào)輸出引腳ＡＵＤＯＵＴ，該引腳通過(guò)一個(gè)濾波電容與揚(yáng)聲器連接；ＡＭＣＡＰ為自動(dòng)靜音端，使用時(shí)通過(guò)一電容接地。此外，由于ＩＳＤ４００４的工作電壓為３Ｖ，而單片機(jī)所需供電電壓為５Ｖ，因此需要采用變壓電路得到３Ｖ電壓供ＩＳＤ４００４使用。２ 軟件設(shè)計(jì) 程序流程圖如圖２所示。 電路上電后，首先完成程序的初始化，隨后查詢按鍵狀態(tài)，進(jìn)入系統(tǒng)待機(jī)狀態(tài)。如果有按鍵按下，則轉(zhuǎn)去執(zhí)行該按鍵指向的工作程序。按鍵包括放音鍵、停止鍵、加一鍵、減一鍵以及特殊語(yǔ)鍵。在待機(jī)狀態(tài)下，如果放音鍵首次被按下，程序?qū)⑹紫扰袛嗍侨ミ€是回（公交車路徑一般是既去又回的），并點(diǎn)亮相應(yīng)的指示燈，自動(dòng)讀出第一站的放音內(nèi)容，站號(hào)顯示１。如果不是首次按下，則首先判斷當(dāng)前站號(hào)，并以該站號(hào)為依據(jù)獲得存放該站放音內(nèi)容的首地址；然后調(diào)用放音子程序，讀入前面獲得的本站放音內(nèi)容首地址，開(kāi)始放音。每一句放音完畢后，ＩＳＤ４００４的中斷引腳（２５腳）會(huì)自動(dòng)送一低電平信號(hào)。在硬件設(shè)計(jì)中，該引腳與單片機(jī)的Ｐ３．３連接，因此會(huì)引起一次中斷，在中斷子程序中有一個(gè)計(jì)數(shù)器記錄中斷次數(shù)，從而判斷何時(shí)當(dāng)前一站結(jié)束，站號(hào)加一并刷新顯示。加一鍵按下后，程序放音內(nèi)容轉(zhuǎn)向下一站；減一鍵按下后，則使程序放音內(nèi)容轉(zhuǎn)向上一站，相應(yīng)的站號(hào)顯示也將隨之刷新；特殊語(yǔ)鍵按下后，程序轉(zhuǎn)向執(zhí)行特殊語(yǔ)放音（譬如“拐彎請(qǐng)注意”等語(yǔ)句）；停止鍵按下，將中止當(dāng)前的放音狀態(tài)。為了便于讀者對(duì)ＩＳＤ４００４應(yīng)用的理解，本文給出了部分程序。 該部分程序主要完成放音操作，把獲得的放音內(nèi)容的地址送到ＩＳＤ４００４中，完成放音。 ＰＬＡＹ ＡＣＡＬＬ ＰＯＷＥＲＵＰ 上電子程序 ＡＣＡＬＬ ＤＥＬＡＹ２５ 延遲子程序，至少延 遲２５ｍｓ ＣＬＲ Ｐ１．６ 選中ＩＳＤ４００４ ＭＯＶ ＰＬＡＹ２＃１１１０００００Ｂ 存放ＳＥＴＰＬＡＹ命令 ＭＯＶ ＡＰＬＡＹ０ 送放音地址低８位 ＡＣＡＬＬ ＳＥＮＤ 調(diào)用送地址子程序 ＭＯＶ ＡＰＬＡＹ１ 送放音地址高８位 ＡＣＡＬＬ ＳＥＮＤ ＭＯＶ ＡＰＬＡＹ２ 送ＳＥＴＰＬＡＹ命令 ＡＣＡＬＬ ＳＥＮＤ ＳＥＴＢ Ｐ１．６ ＣＬＲ Ｐ１．６ ＭＯＶ ＰＬＡＹＩＮＧ＃１１１１００００Ｂ 送入放音指令 ＭＯＶ ＡＰＬＡＹＩＮＧ ＡＣＡＬＬ ＳＥＮＤ ＳＥＴＢ Ｐ１．６ ＲＥＴ ＰＯＷＥＲＵＰ 送上電指令子程序 ＭＯＶ ＰＯＷＩＮＧ＃００１０００００Ｂ 送入語(yǔ)音芯片上電信號(hào) ＭＯＶ ＡＰＯＷＵＰＩＮＧ ＣＬＲ Ｐ１．６ ＡＣＡＬＬ ＳＥＮＤ ＳＥＴＢ Ｐ１．６ ＲＥＴ ＳＥＮＤ： 向ＩＳＤ４００４送指令、 地址等的子程序 ＣＬＲ ＭＯＳＩ ＣＬＲ Ｐ３．２ ＭＯＶ Ｒ１＃８ ＯＵＴＢＩＴ１ ＣＬＲ Ｐ３．２ 時(shí)鐘下降 ＲＲＣ Ａ ＭＯＶ ＭＯＳＩＣ 輸出１位 ＮＯＰ ＮＯＰ ＳＥＴＢ Ｐ３．２ 時(shí)鐘上升沿到 ＮＯＰ ＮＯＰ ＮＯＰ ＤＪＮＺ Ｒ１ＯＵＴＢＩＴ１ ＲＥＴ 放音程序中，要嚴(yán)格按照ＩＳＤ４００４的要求編程。首先要送上電指令，然后等待２５μｓ的延遲，再送１６位放音起始地址，最后送８位的開(kāi)始放音指令。 在放音電路的調(diào)試過(guò)程中，首先測(cè)量ＩＳＤ４００４的工作電壓是否是３Ｖ，如果是則進(jìn)入下級(jí)調(diào)試。再看是否可以送入放音地址，對(duì)此可以測(cè)量ＡＵＤＯＵＴ引腳的電壓，若為１．２Ｖ則說(shuō)明可以讀入放音地址。再后測(cè)量是否能夠放音，可以測(cè)量ＡＵＤＯＵＴ引腳電壓，若為１．２Ｖ則說(shuō)明ＩＳＤ４００４芯片工作正常，可以放音。如果沒(méi)有聽(tīng)到放音則調(diào)試后級(jí)放音電路，看是否是后級(jí)電路有問(wèn)題。 本文介紹的報(bào)站器電路已經(jīng)經(jīng)過(guò)上車實(shí)驗(yàn)調(diào)試，能夠穩(wěn)定可靠工作。