【正文】 LK) 本端內(nèi)部有下拉元件。商業(yè)級(jí) 芯片在整個(gè)溫度和電壓范圍內(nèi) , 頻率變化在 +%內(nèi)。若要求更高精度 ,可從本端輸入外部時(shí)鐘 (如前表所列 )。輸入時(shí)鐘的占空比無(wú)關(guān)緊要 ,因內(nèi)部首 先進(jìn)行了分頻。 12 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(wú)信號(hào) (靜音 )時(shí)的噪聲。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)。 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。 SPI(串行外設(shè)接口 ) 協(xié)議介紹 ISD4004 工作于 SPI 串行接口 。協(xié)議的具體內(nèi)容為： 1 所有串行數(shù)據(jù)傳輸開(kāi)始于 SS 下降沿。 3 數(shù)據(jù)在時(shí)鐘上升沿移入 ,在下降沿移出。 5 指令格式是 (8 位控 制碼 )加 (16 位地址碼 )。 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。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(kāi)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 )。 14 9 所有指 令都在 SS 端上升沿開(kāi)始執(zhí)行。信 息快進(jìn) 只用 于放音 模式 。 上電順序 器件延時(shí) TPUD(8kHz 采樣時(shí) ,約為 25 毫秒 )后才能開(kāi)始操作。參見(jiàn)表 。 2 等 待 TPUD(上電延時(shí) )。 4 發(fā) PLAY 命令。 如果從 00 處錄音 ,則按以下時(shí)序 : 1 發(fā) POWER UP 命令 。 3 發(fā) POWER UP 命令 。 5 發(fā)地址值為 00 的 SETREC 命令 。器件便從 00 地址開(kāi)始錄音 ,一直到出現(xiàn) OVF(存貯器末尾 )時(shí) ,錄音停止。后跟 PLAY 指令可使放音繼續(xù)進(jìn)行下去 PLAY 11110XXXXXXXXXXXXXXXXXXX 從當(dāng)前地址開(kāi)始放音 (直至 EOM 或 OVF) SET REC 10100XXXA15 A0 從指定地址開(kāi)始錄音。后跟 MC 指令可使快進(jìn)繼續(xù)進(jìn)行下去 MC 11111XXXXXXXXXXXXXXXXXXX 執(zhí)行快進(jìn) ,直到 ,則進(jìn)入 OVF 狀態(tài) STOP 0X110XXXXXXXXXXXXXXXXXXX 停止當(dāng)前操作 STOP WRDN 0X01XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 停止當(dāng)前操作 并掉電 RINT 0X110XXXXXXXXXXXXXXXXXXX 讀狀態(tài) :OVF 和 EOM 注：快進(jìn)只能在放音操作開(kāi)始時(shí)選擇。詳見(jiàn)圖 圖 各端口功能 16 SPI 控制寄存器 SPI控制寄 存 器控制器件的每個(gè)功能 ,如錄放 、 錄音 、 信息檢索 (快進(jìn) )、 上電 /掉電 、開(kāi)始和停止操 作、忽略地址指針等。 為了能連貫地錄 、 放到后續(xù)的存儲(chǔ)空間 ,在操作到達(dá) 該 行末之前 ,應(yīng)發(fā)出第二個(gè) SPI 指令將 IAB 置 1,否 則 器件在同一地址上反復(fù)循環(huán)。 RAC 腳和 IAB 位可用于信息管理 。假設(shè)下面的 8位寄存器裝的是待發(fā)送的17 數(shù)據(jù) 10101010，上升沿發(fā)送、下降沿接收、高位先發(fā)送。下降沿到來(lái)的時(shí)候， sdi 上的電平將所存到寄存器中去，那么這時(shí)寄存器 =0101010sdi，這樣在 8個(gè)時(shí)鐘脈沖以后，兩個(gè)寄存器的內(nèi)容互相交換一次。 表 SPI 時(shí)序參數(shù) Symbol Parameters Min Typ Max Units TSSS /SS Setup Time 500 nsec TSSH /SS Hold Time 500 nsec TDIS Data in Setup Time 200 nsec TDIH Data in Hold Time 200 nsec TPD Output Delay 500 nsec TDF Output Delay to Hiz 500 nsec TSSmin /SS HIGH 1 181。該語(yǔ)音錄放電路主要由單片機(jī) AT89C51， ISD4004 構(gòu)成，本系統(tǒng)可以主要分為三部分單片機(jī)控制部分、錄音部分和放音部分。 硬件電路圖 本文討論的主要由單片機(jī) 89C52 和 ISD4004 構(gòu)成 。 單片機(jī)控制部分 、錄音部分、 放音部分。 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。 19 圖 ISD4004原理圖 軟件設(shè)計(jì) 語(yǔ)音芯片的內(nèi)部信息尋址機(jī)制 ISD4004語(yǔ)音芯片具有能夠準(zhǔn)確控制語(yǔ)音錄放地址的功能 ， 這種功能使我們能夠方便靈活地對(duì)語(yǔ)音 信 息進(jìn)行處理以達(dá)到我們對(duì)語(yǔ)音信息的要求。 還有 ，我們可以通過(guò)程序控制做到語(yǔ)音的定時(shí)放音和循 環(huán) 放音。 我 們 需要知道每一時(shí)刻的錄音信息 在 芯片存儲(chǔ)器中所處的位置 ， 這樣有利于我們實(shí)時(shí)地監(jiān) 控 ISD4004語(yǔ) 音 芯片工作的位置 ， 從而能夠知道所錄的每段信息的開(kāi)頭和結(jié)尾的準(zhǔn)確地址 ， 便于我 們對(duì)已錄入的信息 進(jìn) 行 管理 。 ISD40048MP 內(nèi)置了特殊的信息尋址機(jī)制，即行地址時(shí)鐘 (以下簡(jiǎn)稱(chēng) RAC)。 20 ISD4004的存儲(chǔ)器分為 2400行。每一行的所有操作都從第一列開(kāi)始。其中每行有 175ms的高電平， 25ms的低電平。 還以 ISD40048MP為例， RAC在行末前 25ms變低， 在恰好到達(dá)行末時(shí)變高 ,這就類(lèi)似一個(gè)時(shí)鐘，幫助 你確定錄放操作已到何處。因此，微控制器 很容易通過(guò)軟件查詢(xún) RAC的方法來(lái)確定何時(shí)已到達(dá) 圖 錄放時(shí)序 行末。延時(shí)的時(shí)間必須大于 RAC低電平的時(shí)間，而小于 RAC的周期。 同樣，在放音時(shí)我們也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)語(yǔ)音信息的準(zhǔn)確放音。如果需要的話，我們還可以對(duì) ISD4004的放音地址進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，其方法與錄音時(shí)類(lèi)似。如圖 示，當(dāng) AN鍵按下時(shí)則開(kāi)始錄音，放開(kāi)則停止錄音，可檢測(cè) INT引腳看 ISD芯片是否到末。 21 圖 硬件原理圖 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(xún)按鍵狀態(tài) ， 進(jìn)入系統(tǒng)待機(jī)狀態(tài) 。 按鍵包括錄音鍵看 ,放音鍵 . 22 圖 程序流程圖 23 第 4 章 測(cè)試實(shí)例 測(cè)試內(nèi)容 本次測(cè)試將應(yīng)用程序下載到 89C52 單片機(jī)中，然后用杜邦線連接 ISD4004 開(kāi)發(fā)板，進(jìn)行功能測(cè)試。 測(cè)試 2： 當(dāng)按下 鍵時(shí)，從 0XE0 地址開(kāi)始放音，能夠回放錄音內(nèi)容。 基于 ISD4004 的家庭語(yǔ)音報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 現(xiàn)代家庭的防盜方式主要以安裝防盜門(mén)、防盜鎖為主，但是這類(lèi)設(shè)備主要是以增加盜賊入室的難度來(lái)達(dá)到防盜目的的。市場(chǎng)上的不少門(mén)禁系統(tǒng)雖說(shuō)性能優(yōu)良，保險(xiǎn)系數(shù)較高，但是由于其高昂的價(jià)格讓一般的家庭感到難以接受，不少系統(tǒng)是在門(mén)窗被破壞，非法人員入侵后才報(bào)警，且安裝這些防盜設(shè)備會(huì)對(duì)原有的門(mén)窗有較大破壞性。所以，安防的最好方法是在不法分子有入侵企圖時(shí)就通過(guò)給出語(yǔ)音警告，增加其心理壓力，使其主動(dòng)離開(kāi)。 本系統(tǒng)主要由報(bào)警子系統(tǒng)和語(yǔ)音服務(wù)子系統(tǒng)兩大部分組成，如圖 所示。 圖 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖 系統(tǒng)工作時(shí)，熱釋電紅外傳感器對(duì)警戒區(qū)的紅外信號(hào)不斷地進(jìn)行采集，當(dāng)在警戒范圍內(nèi)出現(xiàn)人體時(shí)，信號(hào)處理電路向單片機(jī)輸出高電平。設(shè)置完畢后，單片機(jī)將根據(jù)報(bào)警響應(yīng)時(shí)間對(duì)經(jīng)信號(hào)處理電路處理過(guò)的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行采集處理，判斷是否啟動(dòng)報(bào)警。 語(yǔ)音錄放模塊設(shè)計(jì) 語(yǔ)音錄放模塊的硬件電路如圖 所示。在放音電路中，輸出端選用低電壓通用集成功率放大器 LM386M 一 1 的典型應(yīng)用電路作為揚(yáng)聲器 LSl 的驅(qū)動(dòng)電路。 ISD4004的工作電壓是 3V，可以通過(guò)變壓電路將 5V 電壓轉(zhuǎn)變?yōu)?3 V。軟件流 程如圖。本文以單片機(jī)和 ISD 語(yǔ)音芯片為核心，設(shè)計(jì)了一種醫(yī)院語(yǔ)音服務(wù)系統(tǒng)．實(shí)現(xiàn)了醫(yī)院語(yǔ)音服務(wù)的智能化和自動(dòng)化．它可以提供信息發(fā)布功能：醫(yī)院介紹 (醫(yī)院背景、醫(yī)學(xué)力量、科室情況等 )、醫(yī)生介紹 (科室醫(yī)生、知名專(zhuān)家 )、藥品介紹、就醫(yī)流程介紹、保健常識(shí)疾病防知識(shí)的傳達(dá)以及對(duì)特殊情況進(jìn)行廣播．以適應(yīng)各種服務(wù)要 求．減輕了患者的精神壓力。單片機(jī)處于等待紅外中斷．紅外接收一體模塊接收到遙控器發(fā)來(lái)命令．經(jīng)過(guò)單片機(jī)解碼后．根據(jù)命令類(lèi)型進(jìn)行相應(yīng)處理。 LCD 液晶顯示模塊可以顯示放音或錄音的當(dāng)前段和滾動(dòng)的廣27 播詞，系統(tǒng)框圖如圖 所示。整個(gè)電路由單片機(jī)控制，硬件電路包括語(yǔ)音錄放模塊、話筒輸入和音頻功放模塊等。 圖 系統(tǒng)原理圖 28 語(yǔ)音錄放模塊 操作命令是由單片機(jī)通過(guò) SPI 口向 ISD4004 語(yǔ)音芯片發(fā)送．單片機(jī)的輸人輸出數(shù)據(jù)分別通過(guò) MOSI 和 MISO 2 根數(shù)據(jù)線來(lái)傳輸，對(duì)于 MOSI 來(lái)說(shuō)，先發(fā)送地址信息，然后發(fā)送控制位，數(shù)據(jù)的發(fā)送從低位開(kāi)始。錄、放音操作流程如圖 所示。同時(shí)本文介紹的錄放系統(tǒng)已經(jīng)經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)調(diào)試，能夠可靠穩(wěn)定工作，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。體會(huì)到理論知識(shí)對(duì)實(shí)踐有很大的指導(dǎo)作用，只有在正確理論的指引下才能設(shè)計(jì)出合乎實(shí)際需要的硬件電路。 30 致 謝 在兩個(gè)多月的課題研究和論文撰寫(xiě)過(guò)程中，我非常感謝我的指導(dǎo)教師 —— 曹領(lǐng)老師。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的這段時(shí)間中，曹老師不僅使我的在學(xué)業(yè)上有很大的提高，而且言傳身教，使我學(xué)到了作為一名大學(xué)生所應(yīng)具備的那種踏實(shí)勤懇、一絲不茍的優(yōu)良品質(zhì)和學(xué)習(xí)作風(fēng)。衷心地謝謝您，曹老師！ 最后，對(duì)所有在這三年里的學(xué)習(xí)和生活中，給予我各種關(guān)心幫助的人們，我僅表達(dá)我最衷心的謝意！謝謝你們！ 31 參考文獻(xiàn) [1]何立民．單片機(jī)應(yīng)用技術(shù) 選編 9[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 20xx. [2]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 [J].國(guó)外電子元器件， 20xx 年 03月第 25 卷 第 1 期 . [3] 李華 .MCS51 系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù) [M].北京 :北京航空航天大學(xué)出版社 ,1993 年 . [4] 薛鈞義 , 張彥斌 .MCS51/96 系列單片微型計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用 [M]. 西安 :西安交通大學(xué)出版社 ,1997 年 . [5]楊海東，陳高平． ISD4004— 16M 語(yǔ)音芯片的循環(huán)錄放電 路設(shè)計(jì) [J]．單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用， 20xx年 12 月 . [6]高紅亮，張同忠，楊杰，等．采用 ISD4004 的電梯語(yǔ)音系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [J]．電子技術(shù)， 20xx 年 9 月 . [7]樓然苗，李光飛 . 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo) [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 20xx. [8]秦龍 . MSP430 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)應(yīng)用實(shí)例 [M].北京 :中國(guó)電力出版社， 20xx. [9] 譚浩強(qiáng) .C 程序設(shè)計(jì)教程 .清華大學(xué)出版社 . [10] 邱關(guān)源，電路 .高等教育出版社 . [11]童詩(shī)白 .模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) .高等教育出版社 第 2 版 . [12]齊向東，劉立群 .單片機(jī)控制技術(shù) .中國(guó)電力出版社， 20xx 年 06 月 . [13]趙廣林 .新型語(yǔ)音芯片應(yīng)用戶(hù)手冊(cè) .電子工業(yè)出版社， 20xx 年 08 月 . [14]王南陽(yáng) .單片優(yōu)質(zhì)語(yǔ)音錄放集成電路應(yīng)用手冊(cè) .機(jī)械工業(yè)出版社， 20xx 年 01 月 . [15]萬(wàn)光毅 .單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教程 .北京航天航空大學(xué)出版社， 20xx 年 05 月 .