ISD2560語(yǔ)音芯片在排隊(duì)機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、ISD2560語(yǔ)音芯片在排隊(duì)機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用摘要：詳細(xì)介紹了Winbond公司生產(chǎn)的ISD2560語(yǔ)音芯片的引腳功能、操作模式以及具體使用方法，給出了用AT89C51與ISD2560構(gòu)成的語(yǔ)音系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計(jì)方法。 關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；ISD2560；語(yǔ)音芯片；ISD1425目前，電腦語(yǔ)音服務(wù)的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，如電腦語(yǔ)音鐘、語(yǔ)音型數(shù)字萬(wàn)用表、手機(jī)話費(fèi)查詢系統(tǒng)以及公共汽車(chē)報(bào)站器等。而公司生產(chǎn)的系列語(yǔ)音芯片是具有較強(qiáng)功能的一種電腦語(yǔ)音錄放器件，它能夠應(yīng)用在專(zhuān)門(mén)多需要語(yǔ)音服務(wù)的場(chǎng)合。是公司生產(chǎn)的性能良好、價(jià)格廉價(jià)的單片機(jī)。文中介紹了用和構(gòu)成的智能型排隊(duì)機(jī)的語(yǔ)音部分，可實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音的分段錄用和組合回放

2、，同時(shí)可通過(guò)修改軟件實(shí)現(xiàn)整段或循環(huán)播放。本文重點(diǎn)介紹了用該電路來(lái)完成語(yǔ)音的組合播放等功能的實(shí)現(xiàn)方法。是系列單片語(yǔ)音錄放集成電路的一種。這是一種永久經(jīng)歷型語(yǔ)音錄放電路，錄音時(shí)刻為，可重復(fù)錄放萬(wàn)次。該芯片采納多電平直接模擬量存儲(chǔ)專(zhuān)利技術(shù)，每個(gè)采樣值可直接存儲(chǔ)在片內(nèi)單個(gè)單元中，因此能夠特不真實(shí)、自然地再現(xiàn)語(yǔ)音、音樂(lè)、音調(diào)和效果聲，從而幸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”。該器件的采樣頻率為，同一系列的產(chǎn)品采樣頻率越低錄放時(shí)刻越長(zhǎng) 但通頻帶和音質(zhì)會(huì)有所降低。此外，還省去了和轉(zhuǎn)換器。其集成度較高，內(nèi)部包括前置放大器、內(nèi)部時(shí)鐘、定時(shí)器、采樣時(shí)鐘、濾波器、自動(dòng)增益操縱、邏輯操縱、模擬

3、收發(fā)器、解碼器和 字節(jié)的。內(nèi)部存儲(chǔ)單元均勻分為行，有個(gè)地址單元，每個(gè)地址單元指向其中一行，每一個(gè)地址單元的地址分辨率為 。此外，還具備微操縱器所需的操縱接口。通過(guò)操縱地址和操縱線可完成不同的任務(wù)，以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的信息處理功能，如信息的組合、連接、設(shè)定固定的信息段和信息治理等?？刹环侄?，也可按最小段長(zhǎng)為單位來(lái)任意組合分段。 的引腳功能具有腳和腳兩種封裝形式。圖所示是其引腳排列。各引腳的要緊功能如下：電源（，）：為了最大限度的減小噪聲，芯片內(nèi)部的模擬和數(shù)字電路使用不同的電源總線，同時(shí)分不引到外封裝上。模擬和數(shù)字電源端最好分不走線，并應(yīng)盡可能在靠近供電端處相連，而去耦電容則應(yīng)盡量靠近芯片。地線（，）：由

4、于芯片內(nèi)部使用不同的模擬和數(shù)字地線，因此，這兩腳最好通過(guò)低阻抗通路連接到地。節(jié)電操縱（）：該端拉高可使芯片停止工作而進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)。當(dāng)芯片發(fā)生溢出即端輸出低電平后，應(yīng)將本端短暫變高以復(fù)位芯片；另外，端在模式下還有專(zhuān)門(mén)的用途。片選（） ：該端變低且也為低電平常，同意進(jìn)行錄、放操作。芯片在該端的下降沿將鎖存地址線和 端的狀態(tài)；另外，它在模式中也有專(zhuān)門(mén)的意義。錄放模式（ ）：該端狀態(tài)一般在的下降沿鎖存。高電平選擇放音，低電平選擇錄音。錄音時(shí)，由地址端提供起始地址，直到錄音持續(xù)到或變高，或內(nèi)存溢出；假如是前一種情況，芯片將自動(dòng)在錄音結(jié)束處寫(xiě)入標(biāo)志。放音時(shí)，由地址端提供起始地址，放音持續(xù)到標(biāo)志。假如一直為

5、低，或芯片工作在某些操作模式，放音則會(huì)忽略而接著進(jìn)行下去，直到發(fā)生溢出為止。信息結(jié)尾標(biāo)志（）：標(biāo)志在錄音時(shí)由芯片自動(dòng)插入到該信息段的結(jié)尾。當(dāng)放音遇到時(shí)，該端輸出低電平脈沖。另外，芯片內(nèi)部會(huì)自動(dòng)檢測(cè)電源電壓以維護(hù)信息的完整性，當(dāng)電壓低于時(shí)，該端變低，現(xiàn)在芯片只能放音。在模式狀態(tài)下，可用來(lái)驅(qū)動(dòng)，以指示芯片當(dāng)前的工作狀態(tài)。 HYPERLINK http:/21/info/images/iie/200408/11b.gif 圖2 溢出標(biāo)志（）：芯片處于存儲(chǔ)空間末尾時(shí)，該端輸出低電平脈沖以表示溢出，之后該端狀態(tài)跟隨端的狀態(tài)，直到端變高。此外，該端還可用于級(jí)聯(lián)多個(gè)語(yǔ)音芯片來(lái)延長(zhǎng)放音時(shí)刻。話筒輸入（）：該端

6、連至片內(nèi)前置放大器。片內(nèi)自動(dòng)增益操縱電路（）可將增益操縱在。外接話筒應(yīng)通過(guò)串聯(lián)電容耦合到該端。耦合電容值和該端的輸入阻抗決定了芯片頻帶的低頻截止點(diǎn)。話筒參考（ ）：該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，并提高共模抑制比。自動(dòng)增益操縱（）：可動(dòng)態(tài)調(diào)整前置增益以補(bǔ)償話筒輸入電平的寬幅變化，如此在錄制變化專(zhuān)門(mén)大的音量（從耳語(yǔ)到喧囂聲）時(shí)就能保持最小失真。響應(yīng)時(shí)刻取決于該端內(nèi)置的電阻和從該端到端所接電容的時(shí)刻常數(shù)。釋放時(shí)刻則取決于該端外接的并聯(lián)對(duì)地電容和電阻設(shè)定的時(shí)刻常數(shù)。選用標(biāo)稱值分不為和的電阻、電容能夠得到中意的效果。模擬輸出( )：前置放大器輸出。其前置電壓增益取決于端

7、電平。模擬輸入( )：該端為芯片錄音信號(hào)輸入。對(duì)話筒輸入來(lái)講， 端應(yīng)通過(guò)外接電容連至該端，該電容和本端的輸入阻抗決定了芯片頻帶的附加低端截止頻率。其它音源可通過(guò)交流耦合直接連至該端。揚(yáng)聲器輸出（、）：可驅(qū)動(dòng)以上的喇叭（內(nèi)存放音時(shí)功率為 放音時(shí)功率為）。單端輸出時(shí)必須在輸出端和喇叭間接耦合電容而雙端輸出則不用電容就能將功率提高至倍。 HYPERLINK http:/21/info/images/iie/200408/11c.gif 圖3 輔助輸入( )：當(dāng)和 為高，不進(jìn)行放音或處入放音溢出狀態(tài)時(shí)該端的輸入信號(hào)將通過(guò)內(nèi)部功放驅(qū)動(dòng)喇叭輸出端。當(dāng)多個(gè)芯片級(jí)聯(lián)時(shí)后級(jí)的喇叭輸出將通過(guò)該端連接到本級(jí)的輸出放

8、大器。為防止噪聲建議在存放內(nèi)存信息時(shí)該端不要有驅(qū)動(dòng)信號(hào)。外部時(shí)鐘()：該端內(nèi)部有下拉元件，不用時(shí)應(yīng)接地。地址模式輸入（） ：地址端的作用取決于最高兩位（，即和）的狀態(tài)。當(dāng)最高兩位中有一個(gè)為時(shí)，所有輸入均作為當(dāng)前錄音或放音的起始地址。地址端只作輸入，不輸出操作過(guò)程中的內(nèi)部地址信息。地址在的下降沿鎖存。當(dāng)最高兩位全為時(shí)，可用于模式選擇。操作模式由于內(nèi)置了若干種操作模式，因而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操縱；當(dāng)最高兩位都為時(shí)，其它地址端置高可選擇某個(gè)（或某幾個(gè)）特定模式。因此操作模式和直接尋址相互排斥。具體操作模式見(jiàn)表所列。操作模式可由微操縱器也可由硬件實(shí)現(xiàn)。使用操作模式要注

9、意兩點(diǎn)：（）所有操作最初差不多上從地址即存儲(chǔ)空間的起始端開(kāi)始。后續(xù)的操作依照選用的模式可從其它地址開(kāi)始。然而，電路由錄轉(zhuǎn)放或由放轉(zhuǎn)錄（模式除外），或都執(zhí)行了掉電周期后，地址計(jì)數(shù)器將復(fù)位為。（）當(dāng)變低且最高兩地址位同為高時(shí)，執(zhí)行操作模式。這種操作模式將一直有效，直到再次由高變低，芯片重新鎖存當(dāng)前的地址模式端電平并執(zhí)行相應(yīng)的操作為止。表1 操作模式簡(jiǎn)表模 式功 能典 型 應(yīng) 用可組合使用的模式M0信息檢索快進(jìn)入信息M4、M5、M6M1刪除WOM在最后一條信息結(jié)束處放EOMM3、M4、M5、M6M2未用保留N/AM3循環(huán)從0地址連續(xù)放音M1、M5、M6M4連續(xù)尋址錄放連續(xù)的多段信息M0、M1、M5M5CE電平有效同意暫停M0、M1、M3、M4M6按鍵模式簡(jiǎn)化外圍電路M0、M1、M3 基于的語(yǔ)音播放電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件電路圖所示為與連接示意圖。圖中，單片機(jī)系統(tǒng)的晶振為，直接接到，接到，接到，接地。是地址鎖存器，為音頻功率放大器。本系統(tǒng)中的語(yǔ)音芯片工作在放音狀態(tài)下，其片內(nèi)的信息可通過(guò)專(zhuān)用的高級(jí)語(yǔ)音編程拷貝機(jī)拷貝，因此放音質(zhì)量特不行，也能夠通過(guò)它來(lái)讀取每段語(yǔ)音的存儲(chǔ)地址。圖所示是的放音時(shí)序圖。 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)基于的語(yǔ)音系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖如圖所示。假設(shè)要播放的語(yǔ)音段有段，那么，把一個(gè)數(shù)送到對(duì)應(yīng)的地址中去時(shí)，必須先等待語(yǔ)音芯片的腳電平變低，然后再等待腳電平變高，才能夠接著讀其