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一種基于單片機(jī)控制的ISD4004語(yǔ)音芯片應(yīng)用電路.doc
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一種基于單片機(jī)控制的ISD4004語(yǔ)音芯片應(yīng)用電路
馮志慧 許利軍 薛鵬濤 翁梅 余華 周志強(qiáng)
feng zhi hui xv li jun xue peng tao weng mei yu hua zhou zhi qiang
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)。本文將結(jié)合ISD4004芯片在語(yǔ)音報(bào)站器中的一個(gè)實(shí)際應(yīng)用，對(duì)其功能和使用方法做一簡(jiǎn)單介紹，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)鍵字：1SD4004 單片機(jī)89C52
中圖分類號(hào)：TP302.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
An Application Circuit of Phonetic Chip ISD4004 Based on the
Control of Single Board Computer
Abstract:ISD4004 is a phonetic chip produced by ISD company of America. It has many advantages including recording and playing for many times , using without expansion of the storage. The assistant circuit that the chip needs is simple and the time that the chip can store is long. Combining with the actual application of ISD4004 chip in phonetic machine for station reporting, this paper introduce simply about the function and method of using. It is helpful for reader to understand the application of phonetic chip ISD4004. Keywords: ISD4004 phonetic chip 89C52 singlechip
1 前言
ISD4004語(yǔ)音芯片是由美國(guó)ISD公司推出不久的新產(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，因?yàn)楹苋菀自贗SD公司提供的芯片資料中查到，筆者就不在本文作過(guò)多的描述。只簡(jiǎn)單對(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)：首先是記錄聲音沒(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，快速閃存作為存儲(chǔ)介質(zhì)，無(wú)需電源可保存數(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)用中可以體會(huì)到。
2 硬件電路設(shè)計(jì)
在目前市場(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。這固然由于ISD4004推出不久以及其價(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系列芯片本身又具有的多次重復(fù)錄放、自帶存儲(chǔ)器、使用簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。可以相信，在語(yǔ)音報(bào)站器中采用ISD4004系列語(yǔ)音芯片也是完全可行的。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。
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，在實(shí)際應(yīng)用中由錄音電路完成報(bào)站內(nèi)容的錄音工作，并存儲(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來(lái)介紹ISD4004的典型應(yīng)用。 2.1 硬件電路圖
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
var script = document.createElement('script'); script.src = 'http://static.pay.baidu.com/resource/baichuan/ns.js'; document.body.appendChild(script); 本系統(tǒng)可以主要分為三部分。單片機(jī)控制部分、放音部分和顯示部分。本文的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，在此不作詳細(xì)介紹。控制部分則主要由單片機(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)程中的放音與否和放音內(nèi)容。P1.6接ISD4004的片選引腳/SS，控制ISD4004的選通與否。P1.7接ISD4004的串行輸入引腳
1
2
3
3
2
1
Y112.000MHZ
C120p
C2
20p
P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56
P1.67P1.78
P3.0(RXD)10P3.1(TXD)11
P3.2(/INT0)12P3.3(/INT1)13
P3.4(T0)14P3.5(T1)15
P3.6(/WR)16
P3.7(/RD)17
XTAL118XTAL219
RST/VPD9
VSS20
VCC40
P0.039P0.138P0.237P0.336P0.435P0.534P0.633P0.732/EA(VPP)31ALE(/PROG)30/PSEN29P2.728P2.627P2.526P2.425P2.324P2.223P2.122P2.021
U1
89C52
1234567
J1
10K
K1
K2K3K4K5TXDRXDINSIDEOUTSIDEVCCVCC
SSMISCLRSETTIMEINT
2344
32AMCAP14
AUDOUT13VSSA12VSSA11NC10NC9NC8NC7NC6NC5VSSD4MISO3MOSI2/ss1NC
15
NC19NC20NC21NC22NANIN+17NANIN-16VSSA23RAC24/INT25XCLK26VCCA18VCCD27SCLK28isd4004
U2V3
SSMI
SCLC31.0uf
C4
I.0UF
INPUT
INT
VIN
3
ADJ
1
OUT
2
U3LM317
R8200
VCC
V3
R5330
C25220ufC130.1ufC140.1uf
圖1
MOSI，從該引腳讀入放音的地址。P3.0，P3.1控制外圍顯示電路，在報(bào)站器工作過(guò)程中顯示出當(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。對(duì)于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)一個(gè)電容接地。此外由于ISD4004的工作電壓為3伏，而單片機(jī)所需供電電壓為5伏，因此需要采用變壓電路得到3伏電壓供ISD4004使用。
var script = document.createElement('script'); script.src = 'http://static.pay.baidu.com/resource/baichuan/ns.js'; document.body.appendChild(sc3.2 程序工作思想
電路上電后，程序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，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，程序則首先判斷當(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。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，在中斷子程序中會(huì)有一個(gè)計(jì)數(shù)器記錄中斷次數(shù)，從而判斷何時(shí)一站結(jié)束，站號(hào)加一并刷新顯示。加一鍵按下后則
N Y
Y
Y
Y
Y
N
N
N
N 上電
初始化 按鍵查詢 執(zhí)行放音鍵 對(duì)應(yīng)子程序
放音鍵按下？
加一鍵按下？ 特殊語(yǔ)鍵按下？ 停止鍵按下？ 減一鍵按下？
執(zhí)行加一鍵 對(duì)應(yīng)子程序
執(zhí)行減一鍵 對(duì)應(yīng)子程序
執(zhí)行特殊語(yǔ)鍵
對(duì)應(yīng)子程序 執(zhí)行停止鍵
對(duì)應(yīng)子程序
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使程序放音內(nèi)容轉(zhuǎn)向下一站，減一鍵則使程序放音內(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）。停止鍵被按下將中止當(dāng)前的放音狀態(tài)。 3.3 部分工作子程序
為了便于讀者對(duì)ISD4004應(yīng)用的理解，本文給出了部分操作程序。
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。下面給出的就是放音部分程序。放音子程序： 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 NOP
SETB P3.2 ;時(shí)鐘上升沿到 NOP NOP NOP
DJNZ R1,OUTBIT1 RET
3.4 編程以及調(diào)試時(shí)要注意的一些問(wèn)題
在放音程序中，要嚴(yán)格按照ISD4004的要求編程。首先要送上電指令，然后等待25毫秒的延遲，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3伏，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1.2伏則說(shuō)明可以讀入放音地址。隨后測(cè)量是否能夠放音，可以測(cè)量AUDOUT引腳電壓，若為1.2伏，則說(shuō)明ISD4004芯片工作正常，應(yīng)該可以放音。如果還沒(méi)有聽(tīng)到放音，則可以調(diào)試后級(jí)放音電路，看是否后級(jí)電路的 結(jié)束語(yǔ)
本文通過(guò)對(duì)ISD4004語(yǔ)音芯片在語(yǔ)音報(bào)站器中的一個(gè)實(shí)際應(yīng)用的簡(jiǎn)單介紹，使讀者熟悉了1SD4004的基本應(yīng)用。同時(shí)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，能夠可靠穩(wěn)定工作。
參考文獻(xiàn)
1 李華 《MCS-51系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù)》 北京航空航天大學(xué)出版社 1993年 2 薛鈞義 張彥斌 《MCS-51/96系列單片微型計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用》 西安交通大學(xué)出版社 1997年第2版 3 王振紅 李洋 郝承祥 《ISD4004語(yǔ)音芯片的工作原理及其在智能控制系統(tǒng)中的應(yīng)用》 電子器件 2002年3月第25卷第1期
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