【文章內(nèi)容簡介】 6/+4%內(nèi) ,此時(shí)建議使用穩(wěn)壓電源。若要求更高精度 ,可從本端輸入外部時(shí)鐘 (如前表所列 )。由于內(nèi)部的防混淆及平滑濾波器已設(shè)定 ,故上述推薦的時(shí)鐘頻率不應(yīng)改變。輸入時(shí)鐘的占空比無關(guān)緊要 ,因內(nèi)部首先進(jìn)行了分頻。在不外接地時(shí)鐘時(shí) ,此端必須接地。 13． 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)電平峰值檢測電路的一部分。檢出的峰值電平與內(nèi)部設(shè)定的 閾值作比較 ,決定自動(dòng)靜噪功能的翻轉(zhuǎn)點(diǎn)。大信號(hào)時(shí) ,自動(dòng)靜噪電路不衰減 ,靜音時(shí)衰減 6dB。 1mF 的電容也影響自動(dòng)靜噪電路對(duì)信號(hào)幅度的響應(yīng)速度。本端接 VCCA 則禁止自動(dòng)靜噪。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 14 圖 27 ISD4004 引腳圖 167。 ISD4004 SPI 口（串行外設(shè)接口）工作協(xié)議分析 ISD4004 工作于 SPI 串行接口。 SPI 協(xié)議是一個(gè)同步串行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議 ,協(xié)議假定微控制器的 SPI 移位寄存器在 SCLK 的下降沿動(dòng)作 ,因此對(duì) ISD4004而言 ,在時(shí)鐘止升沿鎖存 MOSI 引腳的數(shù)據(jù) ,在下降沿將數(shù)據(jù)送至 MISO 引腳。協(xié)議的具體內(nèi) 容為 [12]： 1． 所有串行數(shù)據(jù)傳輸開始于 SS 下降沿。 2． SS 在傳輸期間必須保持為低電平 ,在兩條指令之間則保持為高電平。 3． 數(shù)據(jù)在時(shí)鐘上升沿移入 ,在下降沿移出。 4． SS 變低 ,輸入指令和地址后 ,ISD 才能開始錄放操作。 5． 指令格式是 (8 位控制碼 )加 (16 位地址碼 )。 6． ISD 的任何操作 (含快進(jìn) )如果遇到 EOM 或 OVF,則產(chǎn)生一個(gè)中斷 ,該中斷狀態(tài)在下一個(gè) SPI 周期開始時(shí)被清除。 7． 使用 讀 指令使中斷狀態(tài)位移出 ISD 的 MISO 引腳時(shí) ,控制及地址數(shù)據(jù)也應(yīng)同步從 MOSI 端移入。因此要注意移入的數(shù)據(jù)是 否與器件當(dāng)前進(jìn)行的操作兼容。當(dāng)然 ,也允許在一個(gè) SPI 周期里 ,同時(shí)執(zhí)行讀狀態(tài)和開始新的操作 (即新移入的數(shù)據(jù)與器件當(dāng)前的操作可以不兼容 )。 8． 所有操作在運(yùn)行位 (RUN)置 1 時(shí)開始 ,置 0 時(shí)結(jié)束。 9． 所有指令都在 SS 端上升沿開始執(zhí)行。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 表 21 ISD4004 功能控制表 167。 語音輸入電路 ISD4004 的輸入端接的是一個(gè)模擬輸入信號(hào)，通過一個(gè)駐極話筒的連接，從而達(dá)到錄制聲音的目的 [13]，電路圖如圖 28。 10KR9J2AUDIO_INMK1MCQ11KR1110KR71KR5VCC47uFC161KR6300KR8C18 圖 28 語音輸入電路原理圖 位 值 功能 位 值 功能 RUN 允許 /禁止 PU 電源控制 =1 =0 開始 停止 =1 =0 上電 掉電 P/R 錄 /放模式 IAB 操作是否指令地址 =1 =0 放音 錄音 =1 =0 忽略輸入地址寄存器內(nèi)容 使用輸入地址寄存器內(nèi)容 MC 快進(jìn)模式 P15P0 行指針寄存器輸入 =1 =0 允許快進(jìn) 禁止 A15A0 輸入地址寄存器 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 16 駐極體電容話筒 (簡稱 E 伽 )，是一種寬頻高靈敏的話音傳感器，體積小，價(jià)格低。駐極體話筒由聲電轉(zhuǎn)換和阻抗變換兩部分組成。聲電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件是駐極體振動(dòng)膜。它是一片極薄的塑料 膜，當(dāng)遇到聲波振動(dòng)時(shí)，引起電容兩端的電場發(fā)生變化，從而產(chǎn)生了隨聲波變化而變化的交變電壓。使用雙話筒語音輸入可以抵消背景噪聲，兩話筒同用隔音材料填充，錄音時(shí)只將裝有EMC 的任一面朝向人錄音即可。該話筒靈敏度典型值為 (66)56dB 或515Mv/Pa，頻率響應(yīng)典型值為 59HZ21HZ，輸出阻抗典型值小于 2K，工作電壓為 。 167。 語音輸出電路 LW386 是一種集成音頻功放，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)。盡管 LM386 的應(yīng)用非常簡單，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)帶來的瞬態(tài)沖擊，在輸出喇叭上會(huì)產(chǎn)生噪聲。 ISD4004 的輸出端接一個(gè) LM386 的功率放大器增強(qiáng)聲音輸出信號(hào) [14]。 VS6GND4GAIN8325BYP7GAIN1U3LM386M110uFC11104C10104C95R4VCCJ1AUDIO_OUT100uFC6LS1Speaker 圖 29 語音輸出功率放大原理圖 167。 變壓電路 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 由于 ISD4004 的工作電壓為 3 伏，而單片機(jī)所需要供電電壓為 5 伏，因此需要采用變壓電路得到 3 伏的電壓供 ISD4004 使用， 如圖 210。 AMS1117 是一個(gè)低漏失電壓調(diào)整器，它的穩(wěn)壓調(diào)整管是一個(gè) PNP 驅(qū)動(dòng)的 NPN 管組成，漏失電壓： VDROP=VBE+VSAT。為確保穩(wěn)定性，輸出要連接一個(gè)至少 22uf 鉭電容，通常線性調(diào)整器穩(wěn)定性隨著輸出電流增加而降低。 Vin VoutGNDVR1AMS111722uFC510uFC7VCC104C8 圖 210 變壓電壓原理圖 167。 錄音電路及放音電路 （ 1） 錄音工作原理： ISD 器件采用錄音時(shí)間為 8 分鐘的 ISD4004— 8 器件，以單片機(jī) AT89c52為微控制器，外接語音段錄放控制鍵盤和 LED 顯示器，外部存儲(chǔ)器 24C02用于保存各語音段首地址及總語音段數(shù)，為了改善語音量，要提高輸入端信噪比，因此在 ISD 語音輸入端采用放大電路單端輸入 [15]。 AT89C52 是主控制器，當(dāng)功能鍵處于高電平時(shí)．啟動(dòng)錄音 /放 音按鍵通過話筒將語音存儲(chǔ)在 ISD4004 語音芯片中，地址存儲(chǔ)在 24C02 中， 如圖 211。 圖 211 錄音電路原理圖 按鍵 AT89C52 語音 錄音模塊 24C02 ISD4004 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 18 （ 2） 放音電路工作原理： SS1MOSI2MISO3Vssd4NC5NC6NC7NC8NC9NC10Vssa11Vssa12ANDOUT13AMCAP14NC15ANA IN16ANA IN+17Vcca18NC19NC20NC21NC22Vssa23RAC24INT25XCLK26Vccd27SCLK28ISD4004U4 ISD4004SS MOSI MISO10uFC1510uFC1410uFC1310uFC1710KR1010KR9VS6GND4GAIN8325BYP7GAIN1U3 LM386M110uFC11104C10104C95R4VCCJ1 AUDIO_OUTJ2 AUDIO_IN100uFC6MK1MCLS1 SpeakerQ11KR1110KR71KR5VCC47uFC161KR6 300KR8VinVoutGNDVR1AMS111722uFC510uFC7VCC104C8SCK 圖 212 放音電路原理圖 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 本文的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。 AT89C52 和 ISD4004 之間的連接較少，單片機(jī)的 的引腳接按鍵，控制工作過程中的放音與否和放音的內(nèi)容。 接 ISD4004 的片選引腳/ss，以便與 AT89C52 進(jìn)行 SPI 通信時(shí)控制選通 ISD4004 芯片。 接 ISD4004的串行輸入引腳 MOSI，從該引腳給出錄音和放音的起始地址。 接ISD4004 的串行時(shí)鐘引腳 SCLK。 接 ISD4004 的中斷信號(hào) /INT，做放音結(jié)束的觸發(fā)信號(hào)。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)通過一個(gè)電容接地。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 20 第 3章 軟件電路設(shè)計(jì) 167。 SPI 口設(shè)計(jì)思想 外圍模擬元件正常連接后，對(duì) 芯片內(nèi)部信息進(jìn)行分段管理的操作。從上面的分析可知，只要給語音芯片的 MOSI 弓 [腳輸入 8 位控制命令就可使 ISD芯片從當(dāng)前地址執(zhí)行相應(yīng)的錄放操作；同樣使用 8 位的讀指令，就能在串行輸出 MlSO 引腳獲得 VOF 和 EOM 信息。在時(shí)鐘輸入 SCLK 引腳端輸入 8 個(gè)串行時(shí)鐘就能保證 5 位指令的輸入和芯片內(nèi)部 8 位信息的輸出。但是， MOSI、MISO、 SCLK、 Ss 的各引腳，必須滿足 sP 的時(shí)序關(guān)系 [15]。 由前面的分析和硬件原理圖可看到，在整個(gè)系統(tǒng)中，要多次實(shí)現(xiàn)語音的錄音、放音功能，這些功能的實(shí)現(xiàn)是靠單片機(jī) 89C52 與 ISD4004 之問的通訊來完成的。其軟件部分主要涉及啟動(dòng)錄音和停止錄音、啟動(dòng)放音和停止放音、檢測 EOM 和 OV F 信號(hào)的外部中斷 0 等子程序模塊。主程序主要完成初始化、LED 顯示語音段數(shù)、掃描鍵盤識(shí)別按鍵功能，選擇不同按鍵調(diào)用相應(yīng)子程序可完成重新錄音、循環(huán)順序放音、隨機(jī)組合放音、放音暫停等功能。錄音時(shí)啟動(dòng)單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器并清 0 內(nèi)部計(jì)數(shù)器，由 ISD4004 地址時(shí)鐘信號(hào) RAC觸發(fā)定時(shí)器計(jì)數(shù)，停止錄音時(shí)讀計(jì)數(shù)器結(jié)果即為語音段長度，從而可以記錄各語音段首、尾地址。定時(shí)器工作在方式 0 計(jì)數(shù)狀態(tài)，不需產(chǎn)生中斷。錄音過程中若產(chǎn)生 OVF 中斷 ，則停止錄音，另外此信號(hào)還可用于級(jí)聯(lián)。放音過程中遇到 EOM 標(biāo)志， ISD4004 產(chǎn)生中斷，再有單片機(jī)發(fā)送 STOP 命令停止放音作。 167。 上電順序 器件延時(shí) (81dtz 采樣時(shí)，約為 25 毫秒 )后 TPUD 才能開始操作。因此，用戶發(fā)完上電指令后，必須等待。 TPUD 才能發(fā)出一條操作指令。 一、從 00 從處發(fā)音，應(yīng)遵循如下時(shí)序。 1． 發(fā) POWERUP 命令。 2． 等待 TPUD(上電延時(shí) )。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 3． 發(fā)地址值為 00 的 SETPLAY 命令。 4． 發(fā) PLAY 命令。器件會(huì)從此 00 地址開始放音，當(dāng)出現(xiàn) EOM 時(shí)，立即中斷，停止放音。 二、從 00 處錄音，則按以 下時(shí)序。 1． 發(fā) POWER lIP 命令。 2． 等待 TPUD(上電延時(shí) )。 3． 發(fā) POWER UP 命令。 4． 等待 2 倍 TPUD。 5． 發(fā)地址值為 00 的 SETRPC 命令。 6． 發(fā) REC 命令。器件便從 00 地址開始錄音，一直到出現(xiàn) OVF(存貯器末尾 )時(shí)。錄音停止。 167。 程序工作思想及程序流程圖 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)行按鍵指向的工作程序。按鍵包括放音鍵，程序?qū)⑹紫扰袛嗍侨ミ€是回，并點(diǎn)亮相應(yīng)的指示燈。自動(dòng)讀出第一段的放音內(nèi)容．如果不是首次按下，程序則首先判斷當(dāng)前位置 ，并以該位置為依據(jù)獲得存放該站放音內(nèi)容的首地址。調(diào)用放音子程序，讀入前面獲得的本次放音內(nèi)容首地址，開始放音。每一句放音完畢后， ISD400 的中斷引腳會(huì)自動(dòng)送一次中斷，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)一段錄音結(jié)束，地址加一并刷新顯示．加一鍵按下后則使程序放音內(nèi)容轉(zhuǎn)向下一站，減一鍵則使程序放音內(nèi)容轉(zhuǎn)向上錄音內(nèi)容。流程圖如圖 31 所示。 167。 子程序模塊 167。 錄音子程序 程序流程如 圖 31 32，上電然后按鍵查詢?nèi)缓筮M(jìn)入錄音模塊運(yùn)行。 void rec(unsigned int addrs) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 22 { cmdSend(0x0000,0x20)。 //發(fā) POWER UP 命令 。 delay100ms()。 //等待 TPUD(上電延