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第十章 ISD1420语音接口芯片及其应用
近几年语音电路发展极为迅速,在单片机系统中的应用越来越广。
语音接口作为输出口时,主要用于报告运行状态、运行结果、提示系统操作过程及故障报答等;
作为输入时、则主要是语音的记录、语音库的建立和语音的识别。
;§10.1 ISD1420 语音接口芯片
在单片机应用系统中,语音接口有如下特点:
第一,语音输出的基本词汇都是确定的,且数量有限,如故障提示、操作提示、运行结果报告等;
第二,充分发挥单片机灵活的控制功能,根据系统的实时状态结果,选择合适的语音词汇或语言段随时组合输出;
第三,写入后不易遗失,修改方便。
; 现在语音处理合成芯片很多,大多均是先将语音经A/D转换后存入存贮器中,放音时取出再经D/A转换输出。
美国信息存贮器件公司推出的ISD系列语音电路采用直接模拟存贮技术,不需要专用开发工具、编程器,它操作简单,接口灵活,因此深受广大单片机应用人员的欢迎。
国内许多厂家在生产语音板,大多以该公司ISD系列芯片为核心构成。现以ISD1400系列中ISD1420芯片为例,介绍语音电路与单片机的应用接口。
;一、ISD1420芯片的特点
外围元件简单,仅需少量阻容元件、麦克风即可组成一完整录放系统;
模拟信息存贮重放音质极好,并有一定混响效果;
待机时低功耗(仅0.5 μA),典型放音电流15mA;
放音时间20s,可扩充级联;
可持续放音,也可分段录放,最小分段20s/160段=0.125s/段,可分段数160段;;录放次数达10万次;
断电信息存贮,无需备用电池,信息可保存100(年);
操作简单,无需专用编程器及语音开发器;
高优先级录音,低电平或负边沿触发放音;
单电源供电,典型电压十5V。
;二、内部结构介绍
ISD1420语音芯片内部结构框图如图10.1-1所示。
前置放大器对通过麦克风(MIC)送入的语音信号进行放大,并受自动增益电路AGC控制,保证输入信号大小变化时不失真。前置放大器输出(ANOUT)的信号可通过电容耦合送入(ANIN)信号放大器,也可通过电容耦合直接输入其它模拟信号,如录音机等的线路输出,输入信号典型值为50mV??峰一峰)。
; 信号放大器输出送入(五阶)滤波器,在采样时钟和模拟收发器控制下进行比较采样,存入不易失真模拟存贮器单元。
录入信号输出经滤波器、输出放大器送到扬声器引脚SP+、Sp-,从而完成语音的重放。
地址线(A0~A7)经缓冲器、译码器控制管理存贮单元,控制逻辑控制芯片(PLAYL、PLAYE、REC、RECLED)的录、放和触发控制以及输出指示等。
内部时钟及定时器、采样时钟为采样等提供时钟脉冲信号。
;
;三、ISDl420封装及引脚介绍
ISD1420DIP硬封装和COB软封装均为28管脚器件,其引脚如图10.1-2所示。
各引脚功能如下:
·A0~A7(1~6、9、10脚),地址或操作模式控制端;
·NC(7、8、11、22脚),空脚;
·VSSD(12脚),数字地;
·VSSA(13脚),模拟地
·SP+、SP-(14、15脚),音频信号输出端,驱动8~16Ω扬声器; ?
; ·VCCA(16脚),模拟电源;
·MIC(17脚),话筒输入端,可用驻极体话简,通过电容耦合;
·MICRef(18脚),话筒输入参考端,若不用,浮空;
·AGC(19脚),自动增益控制端,调整芯片内部前置放大器增益,使录入信号不失真;
·ANAIN、ANAOUT(20、21脚),模拟信号输入、输出端,两端间接电容,该端可用于模拟信号的直接输入;
; PLAYL(23脚),电平放音控制(低电平有效);
PLAYE(24脚),边沿触发放音控制;
RECLED(25脚),录音指示
XCLK(26脚),外部时钟或接地;
REC(27脚),录音/放音控制,高电平为放音,低电平为录音。
VCCD(28脚),数字电源。
;四、ISD1420基本技术指标(均为典型值)
工作电源+5V
静态电流〈10ΜA;
工作电流15mA
信噪比S/N=43DB
录音时间:20s
每基本段时间长度:20s/160段=0.125s/段。 ; §10.2 ISDI420与单片机接口举例
以MCS-51系列单片机为核心的一般工业控制系统均以亮灯或响铃报警提示,而配上语音接口后可实现多路
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