【文章內(nèi)容簡介】 技術(shù)，內(nèi)含晶體振蕩器、防混疊濾波器、平滑濾波器、自動(dòng)靜噪、音頻功率放大器及高密度多電平閃爍存儲(chǔ)陣列等 ， 因此只需很少的外圍 器件就可構(gòu)成一個(gè)完整的聲音錄放系統(tǒng)。芯片設(shè)計(jì)是基于所有操作由微控制器控制，操作命 7 令通過串行通信接口（ SPI或 Microwire）送入。采樣頻率可為 、 、 、頻率越低，錄放時(shí)間越長，而音質(zhì)則有所下降。片內(nèi)信息存于內(nèi)爍存儲(chǔ)器中，可在斷電情況下保存 100 年（典型值）反復(fù)錄音 10 萬次。器件工作電壓 3V，工作電流25～ 30mA，維持電流 1uA， 單片錄放語音時(shí)間 8～ 16min，音質(zhì)好，適用于移動(dòng)電話機(jī)及其它便攜式電子產(chǎn)品中。 的主要性能及其特點(diǎn) （ 1） 單片實(shí)現(xiàn)聲音錄 放功能 （ 2） 單片錄放時(shí)間為 8min、 10min、 12min 和 16min （ 3） 自動(dòng)靜音電路可以在無聲狀態(tài)時(shí)消除背景噪音 （ 4） 具有微控制器 SPI 或 Microwire 串行接口 （ 5） 可以對(duì)多段信息尋址控制 （ 6） 可以通過 SPI 或 Microwire 控制寄存器控制功耗 （ 7） 語音數(shù)據(jù)斷電不丟失，可以保存 100年 （ 8） 允許反復(fù)錄音 10萬次 （ 9） 有 PDIP、 SOIC、 TSOP 和 CSP 多種封裝形式 ，如圖 圖 ISD4004 引腳圖 電源 (VCCA， VCCD)： 為使噪聲最小 ， 模擬和數(shù)字電源端最好分別走線 ， 盡可能在靠近供電端 處相連 ， 而去耦電容應(yīng)盡量靠近器件。 地線 (VSSA， VSSD)： 芯片內(nèi)部的模擬和數(shù)字電路使用不同的地線。 同相模擬輸入 (ANA IN+)： 這是錄音信號(hào)的同相輸入端。輸入放大器可用單端或差分驅(qū)動(dòng)。 反相模擬輸入 (ANA IN)： 差分驅(qū)動(dòng)時(shí) ， 這是錄音信號(hào)的反相輸入端。信號(hào)通過耦合電容輸入 ， 最大幅度為峰峰值 16mV 音頻輸出 (AUD OUT)： 提供音頻輸出 ， 可驅(qū)動(dòng) 5KΩ 的負(fù)載。 8 片選 (SS)： 此端為低 ， 即向該 ISD4004 芯片發(fā)送指令，兩條指令之間為高電平。 串行輸入 (MOSI)： 此端為串行輸入端，主控制器應(yīng)在 串行時(shí)鐘上升沿之前半個(gè)周期將數(shù)據(jù)放到本端 ， 供 ISD 輸入。 串行輸出 (MISO)： ISD的串行輸出端。 ISD 未選中時(shí) ， 本端呈高阻態(tài)。 串行時(shí)鐘 (SCLK)： ISD的時(shí)鐘輸入端 ， 由主控制器產(chǎn)生 ， 用于同步 MOSI 和 MISO 的數(shù)據(jù)傳輸。 中斷 (/INT)： 本端為漏極開路輸出。 ISD 在任何操作 (包括快進(jìn) )中檢測(cè)到 EOM 或 OVF時(shí) ， 本端變低并保持。中斷狀態(tài)在下一個(gè) SPI 周期開始時(shí)清除。中斷狀態(tài)也可用 RINT指令讀取。 行地址時(shí)鐘 (RAC)： 漏極開路輸出。每個(gè) RAC 周期表示 ISD 存儲(chǔ)器的操作進(jìn)行了一行 (ISD4004 系列 中的存貯器共 2400 行 )。該端可用于存儲(chǔ)管理技術(shù)。 外部時(shí)鐘 (XCLK)： 本端內(nèi)部有下拉元件。芯片內(nèi)部的采樣時(shí)鐘在出廠前已調(diào)校 ， 誤差在 +1%內(nèi)。在不外接地時(shí)鐘時(shí) ， 此端必須接地。 自動(dòng)靜噪 (AMCAP)： 當(dāng)錄音信號(hào)電平下降到內(nèi)部設(shè)定的某一閾值以下時(shí) ， 自動(dòng)靜噪功能使信號(hào)衰弱 ， 這樣有助于養(yǎng)活無信號(hào) (靜音 )時(shí)的噪聲。通常本端對(duì)地接 1mF 的電容 ，構(gòu)成內(nèi)部信號(hào)電平峰值檢測(cè)電路的一部分。 4．功放電路的設(shè)計(jì) ISD4004 芯片的音頻輸出引腳 AUD OUT 可以驅(qū)動(dòng)一個(gè) 5k? 的負(fù)載，當(dāng)器件上電后，該引腳輸出的電源為 。本設(shè)計(jì)中選用的放大器是 LM386， LM386 是為低電壓應(yīng)用設(shè)計(jì)的音頻功率放大器，其工作電壓為 6V，最大失真度為 ，功率頻響為 20～ 100kHz。功放電路連線圖如圖 。 圖 功放電路 9 連線圖如圖 ， MIC是麥克風(fēng)，即語音信號(hào)的輸入端，輸出的模擬語音信號(hào)經(jīng)過三極管組成的放大器放大后加到 ISD4004 語音芯片的 ANA IN反向模擬輸入端，隨后 ISD4004 語音芯片把傳送的 信息 儲(chǔ)存下來。 圖 錄音電路 （五） LED 顯示電路 發(fā)光二極管與普通二極管一樣具有單向?qū)щ娦?，但是其使用的半?dǎo)體材料不同 ， 其導(dǎo)通電壓較高 。 對(duì)小功率 LED，支流工作電流以 115mA 為宜，最大電流不得超過 50mA，最大平均電流不超過 30mA，所以使用中必須要加限流電阻。中功率 LED的電流工作電流可達(dá) 200mA 左右。 LED其正向壓降變化不大，有一定的穩(wěn)定作用，其發(fā)光強(qiáng)度隨工作電流增大而增大。 LED 的發(fā)光強(qiáng)度還一環(huán)境溫度有關(guān)，溫度越低發(fā)光強(qiáng)度越高，隨溫度升高，發(fā)光強(qiáng)度呈準(zhǔn)線性下降，在 75℃時(shí)發(fā)光強(qiáng) 度僅為 25℃時(shí)的一半，在 80℃時(shí)， LED幾乎就不能工作， LED的最大工作電流也隨溫度升高而線性下降。 2． LED顯示器 LED 顯示器是用發(fā)光二極管構(gòu)成的顯示器。有筆段字符式 和 點(diǎn)陣字符式兩大類。為了適應(yīng)不同電路的需要，根據(jù)構(gòu)成 LED 顯示器的發(fā)光二極管公共極的極性，有共陰極和共陽極兩種形式。對(duì)共陰極數(shù)碼管，公共陰極接地，當(dāng)各段陽極上的電平為高電平時(shí)，該段接通亮，電平為 0時(shí)，該段關(guān)斷不亮。對(duì)共陽極數(shù)碼管則剛好相反，高電平時(shí)不亮，低電平時(shí)亮。 10 顯示譯碼方式 要驅(qū)動(dòng) LED 顯示器顯示相應(yīng)字符，必須通過接口向其 提供字符的筆段字形碼和數(shù)位代碼。如何得到字符的筆段字形碼，可以通過硬件譯碼方式，也可以通過軟件譯碼方式。 （ 1）硬件譯碼 常用的硬件譯碼器有 BCD— 7 段譯碼器 MC14558，把譯碼器與驅(qū)動(dòng)電路集成在一起的BCD— 7段譯碼驅(qū)動(dòng)器 MC14547，進(jìn)一步把鎖存器、譯碼器和驅(qū)動(dòng)器集成在一起的 BCD— 7段鎖存譯碼驅(qū)動(dòng)器 MC14513 和十六進(jìn)制輸出的鎖存譯碼驅(qū)動(dòng)器 MC14495 等。 （ 2）軟件譯碼 當(dāng) LED 顯示器用于微處理器或微控制器應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，利用微處理器的強(qiáng)大功能，通過軟件查表方式對(duì)所需要顯示的字符到筆段字形碼的變 換實(shí)現(xiàn)譯碼不是一件困難的事，所以目前大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用都是采用這種軟件譯碼方式。 顯示器驅(qū)動(dòng)方式 LED 顯示器驅(qū)動(dòng)方式可以分成靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)和動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)兩種。靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)一般是通過數(shù)字集成電路對(duì)所需要顯示的字符筆段連續(xù)施加電壓；而動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)則是利用矩陣少秒方式間斷向所需要顯示的字符筆段輪流施加電壓。 （ 1）靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng) 當(dāng) LED 顯示器工作于靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)方式時(shí)，不同數(shù)位 LED 數(shù)碼管的公共極（共陰極或共陽極）將被連接在一起并接地或 +5V，而每個(gè)數(shù)位的 8段筆段分別與一個(gè) 8位鎖存器相連。不同數(shù)位的數(shù)碼 管相互獨(dú)立，分別用不同的驅(qū)動(dòng)器件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，它們的顯示字符一旦確定，只要不改變顯示字符，相應(yīng)的鎖存器的輸出就將一直維持不變。 這種驅(qū)動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)是編程容易、管理簡單、顯示亮度高、穩(wěn)定性好，占用 CPU時(shí)間較少；但缺點(diǎn)是占用硬件電路和微處理器系統(tǒng)接口資源較多、引線多、印刷板布線復(fù)雜、硬件投入成本高。 （ 2）動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng) 當(dāng) LED 顯示器工作于動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)方式時(shí)，通常把不同數(shù)位的同名筆段互連起來，共用一個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)器。每一個(gè)數(shù)位上的字符顯示都需要靠筆段字形驅(qū)動(dòng)和數(shù)位驅(qū)動(dòng)相配合，如果數(shù)位顯示該位字符，持續(xù)施加一段時(shí)間的電 壓，然后再顯示下一個(gè)數(shù)位的字符。這樣輪回掃描所有的數(shù)位，利用人眼的視覺暫留現(xiàn)象，只要掃描時(shí)間恰當(dāng)，就會(huì)感覺到不同數(shù)位上在同時(shí)穩(wěn)定地顯示不同的字符。 動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)是引線少、線路簡單、硬件成本相對(duì)較低。其缺點(diǎn)是需要不斷刷新，當(dāng)采用軟件掃描時(shí)，占用 CPU的時(shí)間較多；當(dāng)采用硬件掃描時(shí)，又會(huì)增加硬件成本， LED 顯示數(shù)位越多，顯示亮度越低，若處理不好或數(shù)位太多，將會(huì)引起顯示閃爍。 （ 1）并行輸入 11 數(shù)據(jù)并行輸入方式是以并行方式傳送數(shù)據(jù)，其優(yōu)點(diǎn)是傳送數(shù)據(jù)速度快，其缺點(diǎn)是需要占用較多的 I/O 接 口線。 （ 2）串行輸入