单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,10,*,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。,1,10,第十章 ISD1420 语音接口芯片及其应用110,10.1 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,。,2,10,10.1 ISD1420 语音接口芯片 210,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。,3,10,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,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05 A），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0125s/段，可分段数160段；,4,10,一、ISD1420芯片的特点410,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。,5,10,录放次数达10万次；510,二、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）。,6,10,二、内部结构介绍610,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,（A0A7）,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,。,7,10,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,ISD1420语音芯片内部结构框图,8,10,ISD1420语音芯片内部结构框图810,三、,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：,A0A7（16、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816扬声器；,9,10,三、ISDl420封装及引脚介绍910,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；,10,10,VCCA（16脚），模拟电源；1010,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。,11,10,PLAYL（23脚），电平放音控制（低电平有效）；1110,四、,ISD1420,基本技术指标（均为典型值）,工作电源+5V,静态电流10A；,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。,12,10,四、ISD1420基本技术指标（均为典型值）1210,10.2,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信息的语音报警提示，提高系统的整体水平，增强报警效果。,13,10,10.2 ISDI420与单片机接口举例1310,一、硬件联接,如图10.2-1所示，单片机8031通过一片74LS377锁存器实现对ISDI420的多种控制操作，其语音接口地址为7FFFH。D6控制放音开始，D7控制录音、放音选择，A0、A1固定接地，8031输出数据D0D7与ISD1420录放控制码对应关系见表10.2-1，本例共分40段，每段时间长度05s。,14,10,一、硬件联接1410,74LS377,D7,D6,D5,D4,D3,D2,D1,D0,分 段,段控制码,ISD1420,RD,PL,A7,A6,A5,A4,A3,A2,录 音,0,1,0,0,0,0,0,0,第0段,40H,0,1,0,0,0,0,0,1,第1段,41H,0,1,1,0,0,1,1,0,第38段,66H,0,1,1,0,0,1,1,1,第39段,67H,放 音,1,0,0,0,0,0,0,0,第0段,80H,1,0,0,0,0,0,0,1,第1段,81H,1,0,1,0,0,1,1,0,第38段,A6H,1,0,1,0,0,1,1,1,第39段,A7H,15,10,74LS377D7D6D5D4D3D2D1D0分 段段控,二、录入语言信息,本系统以语音方式报温度值、压力值、流量值。需录入的单字有数字“09”，及“千”、“百”、“十”、“度”、“点”、“帕”等，05s一个单字。词段有“当前时间”，15s；“当前温度”，需15s。,假设段码值放入40H单元，子程序如下：,16,10,二、录入语言信息 1610,RECORD:MOV DPTR，7FFFH ；语音接口地址,MOV A，0FFH,MOV DPTR，A ；送停止录放音码,MOV A，40H ；录音控制码由40H送入A,ACALL TIMA ；延时20ms,MOVX DFTR，A,ACALL TIMB ；延时05s对麦克风发音,;录单字，如数字“1”，“千”,MOV A，0FFH,MOVX DPTR，A ；停止录音,RET,17,10,RECORD:MOV DPTR，7FFFH,此子程序段可反复调用。,当录入词段时，则根据词段长度增加延时及地址段长度。如录入“当前时间”字段需155，占用三个地址段长；,首地址为42H，下一字段地址码则为45H。,18,10,此子程序段可反复调用。1810,三、,放音程序,（1）放音子程序,PLAY：MOV DFTR，#7FFFH,MOV A，0FFH ；复位信号,MOV DPTR，A,MOV A，40H；放音地址及控制码由40H送A,ACALL TIMA ；延时20MS,MOVX DPTR，A,ACALL TIMB ；延时放音时间,;（单字时05s，词段时1.5s）,MOV A，0FFH ；停止放音,MOVX,DPTR，A,RET,19,10,三、放音程序1910,（2）放音实例,例 放音内容为“当前水压,285kPa,”，各字段录入顺序如下表,。,语 音,信 息,0,1,8,9,千,百,十,帕,当前水压,当前时间,录音段控制码（H）,40,41,48,49,4A,4B,4C,4D,4E,51,放音段控制码（H）,80,81,88,89,8A,8B,8C,8D,8E,91,20,10,（2）放音实例语 音 0189千百十帕当前水压当前时间,程序,入,口,：百位数、十位数、个位数的控制码,分别存放在R0、Rl、R2。,程序如下,：,ALARM：MOV 40H，8EH ；“当前水压为”字码,ACALL PLAY ；调放音（子程序延时15s）,MOV 40H，R0 ；“2”,ACALL PLAY,MOV 40H，8BH ；“百”,ACALL PLAY,21,10,程序入口：百位数、十位数、个位数的控制码2110,MOV 40H，R1 ；“8”,ACALL PLAY,MOV 40H，8CH ；“十”,ACALL PLAY,MOV 40H，R2 ；“5”,ACALL PLAY,MOV 40H，8AH ；“千”,ACALL PLAY,MOV 40H，8DH ；“帕”,ACALL PLAY,END,22,10,MOV 40H，R1,问题,上例中的,百位数、十位数、个位数的控制码,为什么,存放在R0、Rl、R2？,40H,在程序中起何作用？,23,10,问题2310,语音程序设计要点,：,录音编码设计,录音子程序设计,录音编码地址表,放音编码设计,放音子程序设计,放音编码地址表,主程序设计,结 论：,各段语音存放在,ISD1420,由A7A2决定的地址单元中；,各段语音的录音由录音编码RD=0、PL=1和A7A2决定；,各段语音的放音由放音编码RD=1、PL=0和A7A2决定；,录音编码/放音编码可以以表格的形式存放在各类存储器中；,编写相应的录音/放音子程序。,24,10,语音程序设计要点：2410,例1,黄山诗一首,黄山巍巍劲松翠，,石猴观海游人醉。,一望无际好风景，,乐在天涯展心扉。,试将此诗语音编码存入程,序存储器，控制录音/播放。,25,10,例1 黄山诗一首2510,技术路线,硬件设计（同上）,P1.0控制录音,P1.1控制播音,P1.2控制录/放,录音编码设计,录音子程序设计,录音编码地址表,放音编码设计,放音子程序设计,放音编码地址表,主程序设计,26,10,技术路线2610,程序设计,录音子程序将“黄山”语音录入,STARTR：MOV DPTR，#RTABAL,MOV R7，#NN（1CH）,NEXTR：CLR A,MOVC A，A+DPTR,MOV 50H，A,LCALL,RECORD0,INC DPTR,DJNZ R7，NEXTR,RET,RTABL：DB 40H，41H，42H，43H，44H，45H，46H,（8040H）,黄 山 巍 巍 劲 松 翠,27,10,程序设计2710,RECORD0,：,PUSH DPH ；,保护现场,PUSH DPL,MOV DPTR，7FFFH ；语音接口地址,MOV A，0FFH,MOVX DPTR，A ；送停止录放音码,MOV A，,50H,；录音控制码由50H送入A,ACALL TIMA ；延时20ms,MOVX DFTR，A,ACALL TIMB ；延时05s对麦克风发音录单,；字，如“,黄,”，“,山,”,等,MOV A，0FFH,MOVX DPTR，A ；停止录音,POP DPL,；恢复现场,POP DPH,RET,28,10,RECORD0：PUSH DPH,放音子程序将“黄山”语音播放,PSTART:MOV DPTR，#PTABAL,MOV R7，#NN（1CH）,NEXTP：CLR A,MOVC A，A+DPTR,MOV 50H，A,LC