【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 益取決于 AGC 端的電平。 模擬輸入（ ANA IN）此端即芯片錄音的輸入信號(hào)。對(duì)話(huà)筒輸入來(lái)說(shuō)， ANA OUT 端應(yīng)通過(guò)外接電容 連至本端。該電容和本端的 3KΩ輸入阻抗給出了芯片頻帶的附加低端截止頻率。其它音源可通過(guò)交流耦合直接連至本端。 喇叭輸出（ SP+、 SP）這對(duì)輸出端能驅(qū)動(dòng) 16Ω以上的喇叭。單端使用時(shí)必須在輸出端和喇叭間接 耦合電容，而雙端輸出既不用電容又能將功率提高 4 倍。錄音時(shí)，它們都呈高阻態(tài)；節(jié)電模式下，它們保持為低電平。 外部時(shí)鐘（ XCLK）此端內(nèi)部有下拉元件，不用時(shí)應(yīng)接地。芯片內(nèi)部的 采樣時(shí)鐘在出廠前已調(diào)校， 7 保證了標(biāo)稱(chēng)的最小錄音時(shí)間。商業(yè)級(jí)芯片在整個(gè)溫度各電壓范圍內(nèi)，頻率變化在 +%內(nèi) ,并保證最小錄放時(shí)間，所以有些芯片的錄放時(shí)間比標(biāo)稱(chēng)的值稍大。工業(yè)級(jí)芯片在整個(gè)溫度和電壓范圍內(nèi)， 頻率變化在 +5%內(nèi)，建議使用穩(wěn)壓電源。若要求更高精度或系統(tǒng)同步，可從本端輸入外部時(shí)鐘，頻率如表 21“外部鐘頻”所示。由于內(nèi)部的防混淆及平滑濾波器已設(shè)定，幫上述持薦的時(shí)鐘頻率不應(yīng)改變。輸入時(shí)鐘的占空比無(wú)關(guān)緊要，因?yàn)閮?nèi)部首先進(jìn)行了分頻。 地址（ A0~A7）地址端有兩個(gè)作用，取決于最高（ MSB）兩位 A A6 的狀態(tài)。當(dāng) A7 或 A6 有一個(gè) 為 0 時(shí)，所有輸入均釋放為地址位，作為當(dāng)前錄放操作的起始地址。地址端只用輸入，不輸出操作過(guò)程的內(nèi)部地址信息。地址在 /PLAYE、 /PLAYL、或 /REC 的下降沿鎖存。 ISD1420 的操作模式 由于 ISD1420 內(nèi)置了若干種操作模式，因而可用最少的外圍器件實(shí)現(xiàn)最多的功能。操作模式也由地址端控制，當(dāng)最高兩位（ A A9）都為 1 時(shí)，其它地址端置高可選擇某個(gè)（或某幾個(gè)）特定模式。因此操作模式和直接尋址相互排斥。具體操作模式如表 12 所示。操作模式可由微控制器也可由硬件實(shí)現(xiàn)。 表 12 模式控制說(shuō)明表 模式控制 功能 典型應(yīng)用 A0/M0 信息檢索 快速檢索信息 A1/M1 刪除 EOM標(biāo)志 在全部語(yǔ)音錄放結(jié)束時(shí)，給出 EOM標(biāo)志 A2/M2 未用 當(dāng)工作模式 操作時(shí)，此端應(yīng)接低電平 A3/M3 循環(huán)放音 從 0地址開(kāi)始連續(xù)重復(fù)放音 A4/M4 連續(xù)尋址 可錄放連續(xù)的多段信息 A5/M5 CE電平觸發(fā) 允許信號(hào)中止 A6/M6 按鈕控制 簡(jiǎn)化器件接口 使用操作模式時(shí)需要注意兩點(diǎn)： (1) 所有操作模式下的操作都是從 0 地址開(kāi)始，以后的操作根據(jù)模式的不同，而從相應(yīng)的地址 開(kāi)始工作。當(dāng)電路中錄音轉(zhuǎn)放音或進(jìn)入省電狀態(tài)時(shí)，地址計(jì)數(shù)器復(fù)位為 0。當(dāng) CE 變低且最高兩地址位同為高時(shí)，執(zhí)行操作模式。這種操作模式將一直有效，直到 CE 再次由高變低，芯片重新鎖存當(dāng)前的地址／模式端電平并執(zhí)行相應(yīng)的操作為止。 (2) 操作模式位不加鎖定，可以在 MSB（ A A9）地址位為高電平時(shí)， CE 電平變低的任何時(shí)間執(zhí)行操作模式操作。如果下一片選周期 MSB（ A A9）地址位中有一個(gè) (或兩個(gè) )變?yōu)榈碗娖?，則執(zhí)行信息地址，即從該地址錄音或放音，原來(lái)設(shè)定的操作模式狀態(tài)丟失。 8 ISD1420 的應(yīng)用電路 ISD1420 集成度較高，內(nèi)部包括前置放大器、內(nèi)部時(shí)鐘、定時(shí)器、采樣時(shí)鐘、濾波器、自動(dòng)增益控制、邏輯控制、模擬收發(fā)器、解碼器和 480KB 的 EEPROM 等。內(nèi)部 EEPROM 存儲(chǔ)單元，均勻分為 600 行，具有 600 個(gè)地址單元，每個(gè)地址單元指向其中一行，每一個(gè)地址單元的地址分辨率為 100ms。 ISD1420 控制電平與 TTL 電平兼容。接口簡(jiǎn)單，使用方便。圖13 是 ISD1420 基本電路原理。 錄音時(shí)按下錄音鍵 S S3 接地，使節(jié)電控制鍵 PD 端、錄放模式鍵 RP/ 端為低電平。此時(shí)啟動(dòng)錄 音；結(jié)束時(shí)松開(kāi)按鍵，單片機(jī)又讓錄放模式鍵 RP/ 端回到高電平，即完成一段語(yǔ)音的錄制。同樣的，按下錄放模式鍵 RP/ 接高電平，使節(jié)電控制鍵 PD 端為低電平啟動(dòng)放音功能；結(jié)束時(shí)，松開(kāi)按鍵，即完成一段語(yǔ)音的播放。 圖 13 ISD1420 基本電路原理 LM386 集成功率放大器芯片說(shuō)明 LM386 是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的音頻功率放大器，主要應(yīng)用于低電壓消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品。為使外圍元件最少，電壓增益內(nèi)置為 20。但在 1 腳和 8 腳之間增加一只外 接電阻和電容，便可將電壓增益調(diào)為任意值，直至 200。 LM386 電子特性 LM386 芯片的電子特性如表 13 所示。輸入端以地位參考，同時(shí)輸出端被自動(dòng)偏置到電源電壓的一半，在 6V 電源電壓下，它的靜態(tài)功耗僅為 24mW，使得 LM386 特別適用于電池供電的場(chǎng)合。輸入電壓范圍可由 4V~12V，無(wú)作動(dòng)時(shí)僅消耗 4mA 電流，且失真低。 9 表 13 LM386 電子特性表 項(xiàng)目 測(cè)試環(huán)境 規(guī)格 工作電壓 Vs（ V） 4~5 輸入電壓 Vin（ V） ~+ 輸入阻抗 Ri（ kΩ） 50 靜電流 Iq（ mA） Vs=6V,Vin=0V 4~8 輸出功率 Pout（ mW） Vs=6V， Rl=8Ω， THD=10% 250~325 電壓增益 (dB) Pin 8開(kāi)路 26 Pin 8以 10μF連接 46 頻寬（ kHz） Pin 8開(kāi)路 300 Pin 8以 10μF連接 60 LM386 的引腳說(shuō)明 LM386 的引腳排列見(jiàn)附錄 1。引腳 2 為反相輸入端， 3 為同相輸入端，引腳 5 為輸出端，引腳 6 和 4 分別為電源和地，引腳 1 和 8 為電壓增益設(shè)定端。使用時(shí)在引腳 7 和地之間接旁路電容，通常取 10μF。 LM386 的電源電壓為 4~12V；靜態(tài)消耗電流為 4mA；電壓增益為 20200dB；在 8 腳開(kāi)路時(shí)，帶寬為 300KHz；輸入阻抗為 50K；音頻功率 。 盡管 LM386 的應(yīng)用非常簡(jiǎn)單，但稍不注意，特別是器件上電、斷電瞬間，甚至工作穩(wěn)定后，一些操作（如插拔音頻插頭、旋音量調(diào)節(jié)鈕）都會(huì)帶來(lái)的瞬態(tài)沖擊，在輸出喇叭上會(huì)產(chǎn)生非常討厭的噪聲。 各引腳外圍電路的接法介紹如下： (1) 通過(guò)接在 1 腳、 8 腳間的電容（ 1 腳接電容 “+”極）來(lái)改變?cè)鲆?，斷開(kāi)時(shí)增益為 20dB。 (2) 選好調(diào)節(jié)音量的電位器。阻值不要太大， 10K 最合適，太大也會(huì)影響音質(zhì)。 (3) 盡可能采用雙音頻輸入 /輸出。好處是： “＋ ”、 “－ ”輸出端可以很好地抵消共模信號(hào)，故能有效抑制共模噪聲。 (4) 第 7 腳（ BYPASS）的旁路電容不可少。實(shí)際應(yīng)用時(shí)， BYPASS 端必須外接一個(gè)電解電容到地，起濾除噪聲的作用。工作穩(wěn)定后，該管腳電壓值約等于電源電壓的一半。增大這個(gè)電容的容值，減緩直流基準(zhǔn)電壓的上升、下降速度，有效抑制噪聲。在器件上電、掉電時(shí)的噪聲就是由該偏置電壓的瞬間跳變所致。 (5) 減少輸出耦合電容。此電容的作用有二：隔直與耦合。隔斷直流電壓，直流電 壓過(guò)大有可能會(huì)損壞喇叭線(xiàn)圈；耦合音頻的交流信號(hào)。它與揚(yáng)聲器負(fù)載構(gòu)成了一階高通濾波器。減 小 該 電 容 值 ， 可 使 噪 聲 能 量 沖 擊 的 幅 度 變 小 、 寬 度 變 窄 ； 太 低 還 會(huì) 使 截 止 頻 率 10 （ )2/(1 C ou tRLf c ??? ? ）提高。分別測(cè)試，發(fā)現(xiàn) 10uF/ 最為合適。 2 硬件電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件電路總體設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)主要可分為三個(gè)部分：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制部分、語(yǔ)音錄放部分、功放部分。采用 51 單片機(jī)作為主控制芯片，利用 ISD1420 實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音錄放，采用 LM386 集成功放使聲音放大，簡(jiǎn)單易行且控制方便。 系統(tǒng)采用的微控制器是美國(guó) STC 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含4k bytes 的可反復(fù)擦寫(xiě)的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器和 128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM）。器件采用 STC 公司的高密度、非易失性存技術(shù)生產(chǎn)，與標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及 8051 產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器（ CPU）和 Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大。 AT89C51 單片機(jī)適合于許多較為復(fù)雜控制應(yīng)用場(chǎng)合。 數(shù)碼語(yǔ)音芯片選用的是 ISD1400 系列單片語(yǔ)音錄放集成電路 ISD1420，它具有抗斷電、音質(zhì)好，使用方便，無(wú)須專(zhuān)用的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)。 功放采用 LM386 音頻集成功放，具有自身功耗低、電壓增益可調(diào)整、電源電壓范圍大、外接元件少和總諧波失真小等優(yōu)點(diǎn)。 ISD1420 與單片機(jī) AT89C51 的接口電路以及外圍電路見(jiàn)附錄 1。單片機(jī)的 P1 口、 和 分別與 ISD1420 的地址線(xiàn)相連，用以設(shè)置語(yǔ)音段的起始地址和控制操作模式；~ 以控制錄放音狀態(tài)； 、 連接按鍵，供錄放音使用； ~ 接發(fā)光二極管，用以提示當(dāng)前錄放音狀態(tài)。 STC89C52 的外圍電路設(shè)計(jì) 晶振電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)是一種時(shí)序電路 ，必須給它提供時(shí)鐘脈沖信號(hào)才能正常工作。系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)是單片機(jī)內(nèi)部各種操作的時(shí)間基準(zhǔn)，為各種指令的執(zhí)行提供時(shí)鐘節(jié)拍。通常單片機(jī)可通過(guò)內(nèi)部振蕩或外部振蕩兩種方式得到系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)。 本系統(tǒng)采用的是 12MHz 的晶振，電容采用 22pF 的陶瓷電容，具體設(shè)計(jì)如圖 21 所示。 11 圖 21 晶振電路設(shè)計(jì)圖 復(fù)位電路設(shè)計(jì) 當(dāng)任何一個(gè)復(fù)位信號(hào)產(chǎn)生時(shí)， C51 的所有 I/O 端口都會(huì)立即復(fù)位成它們的初始值，并不需要時(shí)鐘源處于運(yùn)行狀態(tài)。在復(fù)位信號(hào)撤消后，硬件系統(tǒng)將調(diào)用一個(gè)計(jì)數(shù)延時(shí)過(guò)程，經(jīng)過(guò)一定的