【正文】 Vcc～ Vss）： ～ + （ 2） 輸入電壓范圍（所有引腳）：（ ）～（ Vcc+） （ 3） 輸入電壓范圍（所有引腳，輸入電流不超過177。 1mF 的電容也影響自動靜噪電路對信號幅度的響應速度。檢出的峰值電平與內部設定的閾值作比較 ， 決定自動靜噪功能的翻轉點。 自動靜噪 (AMCAP)： 當錄音信號電平下降到內部設定的某一閾值以下時 ,自動靜噪功能使信號衰弱 ,這樣有助于養(yǎng)活無信號 (靜音 )時的噪聲。輸入時鐘的占空比無關緊要 ， 因內部首先進行了分頻。若要求更高精度 ,可從本端輸入外部時鐘 (如前表所列 )。商業(yè)級芯片在整個溫度和電壓范圍內 ， 頻率變化在 +%內。 外部時鐘 (XCLK)： 本端內部有下拉元件。快進模式下 ， RAC 的 s 是高電平 ， s 為低電平。每個 RAC 周期表示 ISD 存儲器的操作進行了一行 (ISD4004 系列中的存貯器共 2400 行 )。 EOM 標志 ： 只在放音中檢測到內部的 EOM 標志時 ， 此狀態(tài)位才置 1。中斷狀態(tài)也可用 RINT 指令讀取。 ISD 在任何操作 (包括快進 )中檢測到 EOM或 OVF 時 ， 本端變低并保持。數據在 SCLK 上升沿鎖存到 ISD,在下降沿移出 ISD。 ISD 未選中時 ， 本端呈高阻態(tài)。 串行輸入 (MOSI)： 此端為串行輸入端，主控制器應在串行時鐘上升沿之前半個周期將數據放到本端 ， 供 ISD 輸入。 音頻輸出 (AUD OUT)： 提供音頻輸出 ,可驅動 5KΩ 的負載。 反相模擬輸入 (ANA IN)： 差分驅動時 ， 這是錄音信號的反相輸入端。單端輸入時 ,信號由耦合電容輸入 ,最大幅度為峰峰值 32mV,耦合電容和本端的 3KΩ 電阻輸入阻抗決定了芯片頻帶的低端截止頻率。 同相模擬輸入 (ANA IN+)： 這是錄音信號的同相輸入端。 ISD4004 單片實現聲音錄放功能， 主要性能及其特點 如下： （ 1） 采用單一 3V 工作電壓 （ 2） 低功耗：典型的錄音工作電流為 25mA 典型的放音工作電流為 15mA 典型待機節(jié)能狀態(tài)電流為 1uA （ 3） 單片錄放時間為 8min、 10min、 12min 和 16min （ 4） 高質量自然的聲音 /音頻回放 （ 5） 自動靜音電路可以在無聲狀態(tài)時消除背景噪音 （ 6） 不需要考慮實現算法 （ 7） 具有微控制器 SPI 或 Microwire 串行接口 （ 8） 可以對多段信息尋址控制 （ 9） 可以通過 SPI 或 Microwire 控制寄存器控制功耗 （ 10） 語音數據斷電不丟失，可以保存 100 年 12 （ 11） 允許反復錄音 10 萬次 （ 12） 片上帶有時鐘源 （ 13） 有 PDIP、 SOIC、 TSOP 和 CSP 多種封裝形式 （ 14） 使用溫 度范圍有商業(yè)用擴展型和工業(yè)用兩種可供選擇： —— 商業(yè)品擴展型： 20～ +70℃ —— 工業(yè)品： 40～ +85℃ 外部引腳及其說明 如圖 29 所示： 19 NCXCLK1NCNCISD4004ANA IN+SCKJVCCA17212520VSSD612NC18316NC14NCMISOVSSA2825VCCD157232410224RAC26NCNCAMCAP138/SSMOSIVSSAINT27VSSANCAUDOUT9 NC11NCANA IN 圖 29 ISD4004 引腳圖 電源 (VCCA,VCCD)： 為使噪聲最小 ,芯片的模擬和數字電路使用不同的電源總線 ,并且分別引到外封裝的不同管腳上 ,模擬和數字電源端最好分別走線 ,盡可能在靠近供電端處相連 ,而去耦電容應盡量靠近器件。這個系列的新片要求用于微處理器或微控制器系列，通過串行外圍接口 SPI 或Microwire 串行接口進行尋址和控制。按錄放時間又分 ISD400 ISD4003 和 ISD4004 三個子系列。 其中 ISD1100 系列、 ISD1200 系列和 ISD1400 系列都是獨立使用； ISD2500系列是手動切換或則與微控制器兼容，放音時可以用邊沿或電平進行觸發(fā)；ISD4000 系列、 ISD5000 系列都帶有微控制器 SPI 或 Microwire 串行接口。 ISD4000 系列中有 120s、 150s、 180s 和 240s 的單片聲音錄放器件 ISD400ISD400 ISD4003 和 ISD4004。 ISD1800 系列中有 8s、 10s、 12s 和 16s 的單片單段聲音錄放器件 ISD1810。 11 ISD1200 系列中有 10s 和 12s 的單片聲音錄放器件 ISD1210 和 ISD1212。 ISD 系列語音芯片有 ISD1100 系列、 ISD1200 系列、 ISD1400 系列、 ISD2500系列、 ISD4000 系列和 ISD5000 系列幾種 [7]。 語音輸出電路的設計 關于語音芯片 ISD— Winbond 語音芯片概述 美國 ISD（ Information Storsge Devices）公司是專業(yè)研制和生產先進的半導體語音芯片的著名廠家和領導者，其開發(fā)的高密度 “ 多級 ” 存儲方法稱作“ ChipCorder” 的專業(yè)技術，可以在一個存儲單元存儲 256 級的不同電平，即存儲相同信息僅需要用傳統(tǒng)存儲技術 1/8 的存儲空間。內部 RAM 的狀態(tài)不受復位的影響，在系統(tǒng)上電時， RAM 的內容是不定的。 如果系統(tǒng)在上電時得不到有效的復位，則在程序計數器 PC 中將得不到一個合適的初值，因此， CPU 可能會從一個未被定義的位置開始執(zhí)行程序。 在圖 27 的復位電路中，當 Vcc 掉電時，必然會使 RST 端電壓迅速下降到0V 以下，但是，由于內部電路的限制作用，這個負電壓將不會對器件產生損害。 上電復位的過程是在加電時，復位電路通過電容加給 RST 端一個短暫的高電平信號，此高電平信 號隨著 Vcc 對電容的充電過程而逐漸回落，即 RST 端的高電平信號必須維持足夠長的時間。 9 圖 27 手動復位電路 （ 4） 上電復位 STC89C52 的上電復位電路如圖 28 所示，只要在 RST 復位輸入引腳上接一電容至 VCC 端，下接一個電阻到地即可。由于人的動作很快也會使按鈕保持接通達數十毫秒，所以，保證能滿足復位的時間要求。一般采用的辦法是在RST 端和正電源 VCC 之間接一個按鈕。如果在系統(tǒng)復位期間將 ALE 和 /PSEN 引腳拉成低電平，則會引起芯片進入不定狀態(tài)。當在 RST 端采樣到“ 1”信號且該信號維持 19 個振蕩周期以后，將 ALE 和 /PSEN 接成高電平 ，使器件復位。當系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時，且振蕩器穩(wěn)定后，如 RST 引腳上有一個高電平并維持 2 個機器周期（ 24個振蕩周期），則 CPU 就可以響應并將系統(tǒng)復位。 復位電路的設計 89 系列單片機與其他微處理器一樣，在啟動的時候都需要復位，使 CPU 及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初始狀態(tài)開始工作。 通常，其誤差及溫度變化的范圍要按系統(tǒng)的要求來確定 [6]。 C0（并聯電容）：最大 。如果使用陶瓷振蕩器，則電容 C1， C2 的值取 47pF。在電路中，對電容 C1 和 C2 的值要求不是很嚴格，如果用高質的晶振，則不管頻率為多少， C1， C2 通常都選擇 30pF。 振蕩器的等效電路如圖 23 上部所示 [5]。 圖 22 STC89C52單片機內部振蕩器電路 XTAL2 XTAL1 內部定時 /PD 400? D1 D2 Q1 Rf Q2 VCC Q3 Q4 6 圖 23 片內振蕩器等效電路 另一種使用方法如圖 24 所 示，由外部時鐘源提供一個時鐘信號到 XTAL1端輸入，而 XTAL2 端浮空。XTAL1 為反相器的輸入， XTAL2 為反相器的輸出。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程 。 /EA/VPP：當 /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是 否有內部程序存儲器。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。此時， ALE 只有在執(zhí)行MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出 。然而要注意的是：每當用作外部數據存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖 。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 5 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。 RST：復位輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收 輸出 4 個TTL 門電流。在給出地址 “ 1” 時，它利用內部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數據存儲器進行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內容。這是由于內部上拉的緣故。 P2 口： P2 口為一個內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個 TTL 門電流，當 P2 口被寫 “ 1” 時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。 P1 口： P1 口是一個內部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P0 能夠用于外部程序數據存儲器，它可以被定義為數據 /地址的 低 八位。 P0 口： P0 口為一個 8 位漏級開路雙 向 I/O 口，每腳可吸收 8 個 TTL 門電流。 圖 21 STC89C52 引腳圖 4 VCC：供電電壓。最高運作頻率 35Mhz， 6T/12T 可選。空閑模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時器 /計數器、串口、中斷繼續(xù)工作。 具有以下標準功能： 8k 字節(jié) Flash， 512 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時器，內置 4KB EEPROM， MAX810 復位電路，三個 16 位 定時器 /計數器，一個 6 向 量 2 級中斷結構，全雙工串行口。 主控電路的設計 關于 STC89C52 單片機 STC89C52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器 [3]。 3 2 硬件電路的設計 客運汽車報站系統(tǒng)主要由三 個部分組成，即主控電路、語音電 路 及 LED 點陣漢字顯示電路 和鍵盤控制電路 。軟件方面，先將自己所需路線進行錄音，每到一個站點時，按下相應的按鍵，將 ISD4004中的 Data 傳送給 MCU，通過 MCU 的處理在 LCD12864 液晶上顯示該站點的信息并用小喇叭播放聲音。硬件方面，首先是元器件的選取，經過反復測試與對比，最后決定語音采用 ISD400液晶用 LCD12864。 本文 所做的工作 本文主要介紹了本課題在研發(fā)和設計 中的思路與過程 。本設計要求利用 SCT89C52 作為主控芯片完成主控電路的設計，輔助電路要求包括語音電路、漢字點陣顯示電路、電源電路等 。 目前語音報站器技術主要有以下幾種 [2]： 一般語音報站器，到站前由乘務人員按動進站按鈕開始報站，出站時由乘務人員按下出站按鈕，開始預報下站的站名，通過序號來記錄各個站點 ；第二種是門控語音報站器，將開門、關門時轉換信號和語音報站器連接，開門和關門時自動報站；第三種是無線信標語音報站器，它是在每個客運車站點設置發(fā)射信標點，客運汽車臨近到站點左右會收到信標信號，開始自動報站， 出站后信號消失，開始預報下一站，此 報站器報站準確，但 2 需要為每個站點組 提供序號。到目前為止，其它任何一個單片機系列均未發(fā)展到如此的規(guī)模。 報站器的動態(tài)發(fā)展趨勢 從 1831英國人沃爾特 ?漢考克為他的國家制造出了世界上第一輛裝有發(fā)動機的汽車起，到今天，客運汽車已經歷經了將近 200 年的發(fā)展過程 ；從人工報站到半自動語音報站，客運汽車向著越來越人性化的方向發(fā)展 。主要表現為：傳統(tǒng)報站方式是由乘務人員進行人工報站，因方言或擁擠等情況，該方式工作強度太大其效果往往也太差?？瓦\汽車應用系統(tǒng)帶給公交企業(yè)的將不僅是形象的提升，也是效益的增長。在計算機還未普及之前客運汽車報站管理都是由工作人員人工報站的方式來操作的。 關鍵詞 ： STC89C52 單片機 ； ISD4004 語音芯片 ； LCD12864