语音芯的片.doc

器件应用 语音录放芯片ISD4003 及其应用 摘　要　文章介绍了美国ISD 公司的语音录放芯片ISD4003 ,该芯片具有存储语音时间长(4～8min) 、抗断电、低能耗、可反复录放等特点。在微控制器的控制下,组成简单的语音录放系统。 关键词　ISD4003 语音录放芯片　串行外设接口　多媒体语言学习系统 1 　ISD4003 系列芯片简介 ISD4003 系列语音录放芯片是美国ISD 公司的新一代产品,适用蜂窝电话及其他便携式语音产品。这个基于CMOS 的芯片由片内晶振、抗混叠滤波器、自动静音功能、音频放大器和高密度的多层闪烁存储阵列等部分组成。它采用了ISD 公司的专利技术:多级存储技术,不需A/ D 转换、D/ A 转换,直接把语音信号以接近原始模拟语音的形式存储在片内存储器中,较好地保持了语音信号中的有效成分,从而具有很高的录放音质量。同时,由于采用了不挥发的EPROM 来存储录音信号,使得此芯片具有抗断电, 可反复改写内容, 耗电小等特ISD4003 系列语音芯片采用了3V 单电源供电,其工作电流的典型值为:录音时, ICC = 25mA ;放音时,ICC = 15mA ; 节电状态下, ICC = 1μA。存储录音信息可保持100 年,可重复录音10 万次。具有安静(无信号输入) 时背景噪音衰减的自动静音功能。通过串行外设接口SPI 或微传输线控制接口与外部微处理器或微控制器连接,可实现对语音芯片的更加灵活的控制,同时也减少了芯片的引出端数量,提高了芯片使用的灵活性和通用性。ISD4003 系列芯片根据存储时间的不同,可分为ISD400324M ( 4min ) 、ISD400325M ( 5min ) 、ISD400326M(6min) 和ISD400328M(8min) 等4 种型号,其封装类型分为28 引脚PDIP/ SOIC 和TSOP两种,如图1 所示。 2 　ISD4003 引脚功能及SPI 控制接口 2. 1 　引脚功能简介 VCCA、VCCD :模拟、数字信号电源。 VSSA、VSSD :模拟、数字信号地线。 图1 　ISD4003 系列引脚排列图 　　ANA IN + 、ANA IN - :录音信号输入端。可选择单端输入和差动输入两种方式。 AUD OU T :音频信号输出端,可驱动5kΩ 的负 载。 SS :器件片选端,低电平时,芯片被选中。 MOSI :串行输入端,外部微处理器必须在时钟的上升沿之前半个周期把数据放在MOSI 上。54 (182) 上海贝尔有限公司　021 - 5854 1240 《电子技术》2000 年第3 期 MISO:串行输出端,当器件未被选中时,为高阻态。 SCL K:输入端, 信号由微处理器产生,用于同步串行数据的传输。数据在时钟的上升沿通过MOSI 锁存进芯片,在时钟的下降沿通过MISO 移出芯片。 INT :中断输出端,当产生溢出标志(OVF) 或遇到一个信息段结束标志( EOM) 时,输出低电平并保持。下一个周期初始化时,清除上一个中断。中断状态可以通过指令RINT 读出(OVF 为溢出标志,在录放过程中,当到达芯片存储器的尾部时产生;EOM 为信息结束标志,在录音时,每个语音段的结尾自动加上一个标志) 。 RAC:行地址时钟,当操作到达行末时,输出一 个低电平脉冲。 XCL K:外部时钟输入端,不用时必须接地。 AM CAP :自动静音端,当信号低于一个内部设置的信号门限时,自动衰减信号6dB。这有助于在没有信号时减少噪声,在大信号时则不衰减(0dB) 。 2. 2 　串行外部接口 ISD4003 系列芯片提供了串行的微处理器控制接口(SPI) ,通过它,用户对芯片的操作、工作模式的设置及寻址,都可依照以下数据传输协议,通过微处理器来完成。 协议假设微处理器的串行移位寄存器在串行时钟SCL K的下降沿输出数据。对于ISD4003 系列芯片,数据在串行时钟SCL K 的上升沿输入到引脚MOSI 上,在串行时钟SCL K 的下降沿输出到引脚MISO 上。具体如下: (1) 所有的串行数据在SS的下降沿开始传输。 (2) SS在整个串行通信过程中保持低电平,在指令之间保持高电平。 (3) 在串行时钟上升沿输入数据,在串行时钟下降沿输出数据。 (4) 录放操作在引脚SS变低时开始,并通过引脚MOSI 给芯片输入操作码和地址,操作码如表1所列(表1 中, ×表示为任意状态) 。 (5) 操作码和地址段描述为:5 位控制位和11位地址位。 (6) 每次操作(包括快速消息检索) 在以EOM或OVF 结束时,将产生一个中断,在下一个SPI 周期开始时清除该中断。 (7) 当中断数据从引脚MISO 移出时,控制和地址数据同时从引脚MOSI 输入。这样可以在一个