ISD4004語(yǔ)音芯片在語(yǔ)音報站器中的應用

摘要：ＩＳＤ４００４語(yǔ)音系列芯片是美國ＩＳＤ公司推出的產(chǎn)品，具有可多次重復錄放、存儲時(shí)間長(cháng)、使用時(shí)不需擴充存儲器、所需外圍電路簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。介紹了ＩＳＤ４００４芯片在語(yǔ)音報站器中的一個(gè)實(shí)際應用，并說(shuō)明了其功能和使用方法，從而使讀者對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 語(yǔ)音報站器 ＩＳＤ４００４語(yǔ)音芯片是由美國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(cháng)度限制，并且聲音記錄不需要Ａ／Ｄ轉換和壓縮；其次，將快速閃存作為存儲介質(zhì)，無(wú)需電源即可保存數據長(cháng)達１００年，重復記錄１００００次以上；此外，ＩＳＤ４００４具有記錄時(shí)間長(cháng)（可達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)音報站器中的實(shí)際應用可以體會(huì )到。 １ 語(yǔ)音報站器硬件電路設計 目前市場(chǎng)上流通的語(yǔ)音報站器，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(zhù)ＩＳＤ４００４應用的增多以及價(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)音報站器中采用ＩＳＤ４００４系列語(yǔ)音芯片是完全可行的。筆者設計了該裝置的硬件電路，并進(jìn)行了上車(chē)調試，取得了較為滿(mǎn)意的效果。圖1 報站器硬件電路連接圖本文討論的語(yǔ)音報站器主要是指裝在車(chē)上的放音電路，不包含錄音電路。而在實(shí)際應用中，錄音電路則完成報站內容的錄音工作，并收錄內容存儲到語(yǔ)音芯片中。本文主要結合ＩＳＤ４００４在放音電路中的使用介紹ＩＳＤ４００４的典型應用。 本文討論的報站器主電路主要由單片機８９Ｃ５２和ＩＳＤ４００４構成。該系統的硬件電路連接圖如圖１所示。 本系統主要分為三部分：?jiǎn)纹瑱C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段數碼管的靜態(tài)顯示器，在此不作詳細介紹；控制部分主要由單片機８９Ｃ５２構成，包含必要的按鍵電路、復位電路和看門(mén)狗電路等外圍電路；放音部分主要由ＩＳＤ４００４構成，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。單片機的Ｐ１．０～Ｐ１．３引腳接按鍵，控制報站器工作過(guò)程中是否放音和放音內容；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，在報站器工作過(guò)程中顯示當前的站號；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輸出引腳ＡＵＤＯＵＴ，該引腳通過(guò)一個(gè)濾波電容與揚聲器連接；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 軟件設計 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(xún)按鍵狀態(tài)，進(jìn)入系統待機狀態(tài)。如果有按鍵按下，則轉去執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。在待機狀態(tài)下，如果放音鍵首次被按下，程序將首先判斷是去還是回（公交車(chē)路徑一般是既去又回的），并點(diǎn)亮相應的指示燈，自動(dòng)讀出第一站的放音內容，站號顯示１。如果不是首次按下，則首先判斷當前站號，并以該站號為依據獲得存放該站放音內容的首地址；然后調用放音子程序，讀入前面獲得的本站放音內容首地址，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。在硬件設計中，該引腳與單片機的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)計數器記錄中斷次數，從而判斷何時(shí)當前一站結束，站號加一并刷新顯示。加一鍵按下后，程序放音內容轉向下一站；減一鍵按下后，則使程序放音內容轉向上一站，相應的站號顯示也將隨之刷新；特殊語(yǔ)鍵按下后，程序轉向執行特殊語(yǔ)放音（譬如“拐彎請注意”等語(yǔ)句）；停止鍵按下，將中止當前的放音狀態(tài)。為了便于讀者對ＩＳＤ４００４應用的理解，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 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。 在放音電路的調試過(guò)程中，首先測量ＩＳＤ４００４的工作電壓是否是３Ｖ，如果是則進(jìn)入下級調試。再看是否可以送入放音地址，對此可以測量ＡＵＤＯＵＴ引腳的電壓，若為１．２Ｖ則說(shuō)明可以讀入放音地址。再后測量是否能夠放音，可以測量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)到放音則調試后級放音電路，看是否是后級電路有問(wèn)題。 本文介紹的報站器電路已經(jīng)經(jīng)過(guò)上車(chē)實(shí)驗調試，能夠穩定可靠工作。