ISD1420語(yǔ)音錄放附帶51控制程序

1、ISD1110/ISD1420系列語(yǔ)音錄放集成電路應(yīng)用說(shuō)明一、 概述u 使用方便的單片8至20秒語(yǔ)音錄放u 高質(zhì)量、自然的語(yǔ)音還原技術(shù)u 邊沿/電平觸發(fā)放音u 自動(dòng)節(jié)電，維持電流0.5uAu 不耗電信息保存100年(典型值)u 100,000次錄音周期（典型值）u 多段信息處理，可分1至80/160段u 片內(nèi)免調(diào)整時(shí)鐘，可選用外部時(shí)鐘u 無(wú)需開(kāi)發(fā)系統(tǒng)u 5V單電源工作u COB，DIP，SOIC封裝及工業(yè)級(jí)圖1、ISD1110/ISD1420內(nèi)部結(jié)框圖ISD1110/ISD1420系列單片錄放時(shí)間8至20秒，音質(zhì)好。芯片采用CMOS技術(shù)，內(nèi)含震蕩器、話筒前置放大、自動(dòng)增益控制、防混淆濾波器、平

2、滑濾波器、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)及EEPROM陣列。最小的錄放系統(tǒng)僅需麥克風(fēng)、喇叭、兩個(gè)按鈕、電源及少數(shù)電阻電容。在錄放操作結(jié)束后，芯片自動(dòng)進(jìn)入低功耗節(jié)電模式、功耗僅0.5uA。ISD1110/ISD1420系列有唯一的錄音控制和邊緣/電平觸發(fā)兩種放音控制。不分段時(shí)外圍線路最簡(jiǎn)，也可按最小段長(zhǎng)為單位任意組合分段，參見(jiàn)表1-1“最大段數(shù)”芯片提供若干操作模式，大大提高了控制的靈活性。芯片采用多電平直接模擬量存儲(chǔ)專利技術(shù)，每個(gè)采樣直接存儲(chǔ)在片內(nèi)單個(gè)EEPROM單元中，因此能夠非常真實(shí)、自然地再現(xiàn)語(yǔ)音、音樂(lè)、音調(diào)各效果，避免了一般固體錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪聲和“金屬聲”。采樣頻率從5.3，6.4到8.

3、0KHz，對(duì)音質(zhì)僅有輕微影響。片內(nèi)信息可保存100年（無(wú)需后備電源），EEPROM單片可反復(fù)錄音十萬(wàn)次。二、 引腳描述Note: NC means Must Not connect.ISD1110/ISD1420封裝引腳步圖注：ISD1110系列的/REC，/PLAYE，A6和A7端內(nèi)部被上拉到VDD，A0A5內(nèi)部被下拉到VSS，上拉/下拉阻值在50K至100K，除此之外，各引腳與ISD1420完全相同。電路設(shè)計(jì)中，這些端的外圍上/下拉電阻可省略，但需要仔細(xì)考慮靜態(tài)電流的影響。電源（VCCA，VCCD）芯片內(nèi)部的模擬和數(shù)字電路使用不同的電源總線，并且分別引到外封裝上， 這樣可使噪聲最小。模擬和

4、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)量靠近芯片。地線（VSSA，VSSD）芯片內(nèi)部的模擬和數(shù)字電路也使用不同的地線，這兩個(gè)腳最好在引腳焊盤(pán)上相連。錄音（/REC）低電平有效。只要/REC變低（不管芯片處在節(jié)電狀態(tài)還是正在放音），芯片即開(kāi)始錄音。錄音期間，/REC必須保持為低。/REC變高或內(nèi)存錄滿后，錄音周期結(jié)束，芯片自動(dòng)寫(xiě)入一個(gè)信息結(jié)束標(biāo)志（EOM），使以后的重放操作可發(fā)及時(shí)停止。之后芯片自動(dòng)進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)。注：/REC的上升沿有50毫秒防顫，防止芯片自動(dòng)進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)。邊沿觸發(fā)放音（/PLAYE）此端出現(xiàn)下降沿時(shí)，芯片開(kāi)始放音。放音持續(xù)到EOM標(biāo)志或內(nèi)存結(jié)束，之后芯片

5、自動(dòng)進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)。開(kāi)始放音后，可以釋放/PLAYE。電平觸發(fā)放音（/PLAYL）此端出現(xiàn)下降沿時(shí)，芯片開(kāi)始放音。放音持續(xù)至端回到高電平，遇到EOM標(biāo)志，或內(nèi)存結(jié)束。放音結(jié)束后芯片自動(dòng)進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)。注：放音過(guò)程中當(dāng)遇到EOM或內(nèi)存結(jié)束時(shí)，如果/PLAYE或/PLAYL仍處在高電平，芯片雖然也進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)（內(nèi)部震蕩器和時(shí)鐘停止工作），但是由于芯片沒(méi)有對(duì)/PLAYE和/PLAYL的上升沿進(jìn)行消顫，隨后在這兩個(gè)引腳上出現(xiàn)的下隆沿（例如釋放按鍵時(shí)的抖動(dòng)）都會(huì)觸發(fā)放音。錄音指示（/RECLED）處于錄音狀態(tài)時(shí)，此端為低，可驅(qū)動(dòng)LED。此外，放音遇到EOM標(biāo)志時(shí)，此端輸出低電平脈沖。話筒輸入（MIC）此端邊

6、至片內(nèi)前置放大器。片內(nèi)自動(dòng)增益控制電路（AGC）將前置增益控制在-15至24dB。外接話筒應(yīng)通過(guò)串聯(lián)電容耦合到此端。耦合電容值和此端的10K輸入阻抗決定了芯片頻帶的低頻截止點(diǎn)。話筒參考（MIC REF）此端是前置放大器的反向輸入。當(dāng)以差分形式連接話筒時(shí)，可減小噪聲，提高共模抑制比。自動(dòng)增益控制（AGC） AGC動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)器整前置境益以補(bǔ)償話筒輸入電平的寬幅變化，使得錄制變化很大的音量（從耳語(yǔ)到喧嘩囂聲）時(shí)失真都能保持最小。響應(yīng)時(shí)間取決于此端的5K輸入阻抗和外接的對(duì)地電容（即線路圖中的C6）的時(shí)間常數(shù)。釋放時(shí)間取決于此端外接的并聯(lián)對(duì)地電容和電阻（即線路圖中R5和C6）的時(shí)間常數(shù)。470K和4.7u

7、F的標(biāo)稱值在絕對(duì)大多數(shù)場(chǎng)合下可獲得滿意的效果。模擬輸出（ANA OUT）前置放大器輸出。前置電壓增益取決于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3K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)16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

8、調(diào)校，保證了標(biāo)稱的最小錄音時(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+2.25%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2-1“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（A0A7）地址端有兩個(gè)作用，取決于最高（MSB）兩位A7、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

9、過(guò)程的內(nèi)部地址信息。地址在/PLAYE、/PLAYL、或/REC的下降沿鎖存。三、操作模式ISD1110/ISD1420系列內(nèi)置了若了干操作模式，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)A7和A6都為1時(shí)，其它地址端置高就選擇某個(gè)（或某幾個(gè)）模式。因?yàn)椴僮髂Ｊ胶椭苯訉ぶ坊ハ嗯懦?。操作模式可由微控制器，也可由硬件?shí)現(xiàn)。使用操作模式有兩點(diǎn)注意：（1）所有操作最初都是從0地址，即存儲(chǔ)空間的起始端開(kāi)始。后續(xù)操作根據(jù)所選用的模式可從其它的地址開(kāi)始。此外，A4模式中，當(dāng)電路由錄轉(zhuǎn)為放時(shí)地址計(jì)數(shù)器復(fù)位為0，而由放轉(zhuǎn)為錄則不復(fù)位。（2）當(dāng)控制信號(hào)（/PLAYL、/PLAYE或/REC）變低

10、，同時(shí)A6和A7為高時(shí)，執(zhí)行操作模式。這種操作模式一直有效，除非控制信號(hào)再次由高變低，芯片重新鎖存當(dāng)前的地址/模式端電平，然后執(zhí)行相應(yīng)操作。表12操作模式簡(jiǎn)表模式功能典型應(yīng)用可組合使用的模式A0信息檢索快進(jìn)信息A4A1刪除EOM要最后一條信息的結(jié)束處放置EOMA3、A4A3循環(huán)從0地址循環(huán)放音A1A4連續(xù)尋址錄放連續(xù)的多段信息A0、A1A0（信息檢索）快速跳過(guò)信息而不必知道其確切的地址?？刂贫嗣枯斎胍粋€(gè)低脈沖，內(nèi)部地址計(jì)數(shù)器就跳到下一條信息。此模式僅用于放音，通常與A4同時(shí)使用A1（EOM刪除） 使分段信息變?yōu)橐粭l信息，僅在信息最后留一個(gè)EOM標(biāo)志。這個(gè)模式完成后，錄入的所有信息就作為一條連續(xù)

11、的信息。A3（信息循環(huán)） 循環(huán)重放位于存儲(chǔ)空間起始處的那條信息。一條信息可以完全占滿存儲(chǔ)空間，那么循環(huán)就從頭至尾進(jìn)行。給/PLAYE發(fā)低脈沖后循環(huán)開(kāi)始，給/PLAYL發(fā)低脈沖后循環(huán)結(jié)束。A4（連續(xù)尋址） 正常操作中，重放遇到WOM標(biāo)志時(shí)，地址計(jì)數(shù)器會(huì)復(fù)位。A4模式禁止地址計(jì)數(shù)器復(fù)位，使得信息可連續(xù)錄入或重放。當(dāng)芯片既非錄音又非放音時(shí)，將A4短暫拉低可使地址計(jì)數(shù)器復(fù)位為0。A2、A5 末用。注：ISD1110-系列只在將A3接高就可實(shí)現(xiàn)循環(huán)，操作同上。控制循環(huán)的另一種方法是只用/PLAYL端；接低開(kāi)始循環(huán)，變高循環(huán)結(jié)束。四、時(shí)序圖Notes:1. rec must be HIGH for the

12、 entire duration of a playback cycle.2. recled functions as an EOM during playback.五、應(yīng)用電路注：ISD1110系列的三個(gè)按鍵腳及A7和A6內(nèi)部有上拉電阻，A5A0有下拉電阻，因此不需R6、R7和R8，不分段時(shí)地址線也不必接地。按鍵和A7、A6接地會(huì)產(chǎn)生100微安電流。地址輸入端A0A7有效范圍是0000000010011111，所以最多可被劃分為160個(gè)存儲(chǔ)單元，可錄放多達(dá)160段語(yǔ)音。0.125s一個(gè)地址的錄放速度，公式：TQ=0.125（128A7+64A6+32A5+16A4+8A3+4A2+2A1+0

13、);STC89C52控制，將A2-A7、PLAYL、REC接到I/O口上（這里是P1口且A1，A0接地）。按順序P10P17.錄放程序：#include"reg52.h"sbit REC=P17;sbit PLAYL=P16;void Delaynms(unsigned int di) /延時(shí)0.1msunsigned int da,db; for(da=0;da<di;da+) for(db=0;db<10;db+);/播放一個(gè)字程序void PlaySound( index) PLAYL=0; P1=index; Delaynms(20000); /與下面延時(shí)要一致 PLAYL=1; Delaynms(20000);/錄音程序void RecSound() REC=0; Delaynms(20000); REC=1; Delaynms(