语音系统设计 48

（1）、地址模式 当A7 A6 至少有一位为0时，器件进入地址模式。在地址模式中，A0-A7 由低位向高位排列， 每位地址代表125毫秒的寻址，160 个地址覆盖20 秒的语音范围（160*0.125s=20s），录音及放音功能均从设定的起始地 址开始，录音结束由停止键操作决定，芯片内部自动在该段的结束位置 插入结束标志（EOM）；而放音时芯片遇到（EOM）标志即自动停止放 音。 （2）、操作模式 当A7 A6 全部为1 时，器件进入操作模式。ISD1420 内部具备有多种操 作模式，并能以最少的组件实现较多的功能，下面将详细描述。操作模 式的选择使用地址管脚来实现，但实际的地址在ISD1420 的有效地址外 部。当地址的最高两位A7 A6 为高电平时，其余的地址位将被成为状态 标志位而不再是地址位。因此，操作模式和寻址模式不能兼容，也就是 说不能同时使用。 在使用操作模式时必须注意两点。第一，所有的操作开始于地址0，也 就是ISD1420 的起始地址。以后的操作根据操作模式的不同可以从其它 地址开始。另外，在操作模式中当A4=1， 从录音变换到放音而不是从 放音到录音，器件地址指针复位到0。第二，操作模式的执行必须是A7 A6 为高电平，在PALYL，PLAYE 或REC 变为低电平时开始执行。当前的 操作模式将一直有效，直到下一次的控制信号变低，并取样地址线上的 信息开始新的操作。 （3）、操作模式描述 可以使用微处理器来控制操作模式，也可以直接使用直接联机来实现需 要的功能。 A0 – 信息检索：信息检索允许用户在内容跳转浏览，而不必关系每个 信息的实际物理位置。每个控制信号的低电平脉冲将内部地址指针转移 到下一个信息位置。这种模式只能在放音中使用，通常与A4 操作同时 应用。 A1 – 删除EOM 结尾标志：A1 操作模式允许多次记录的信息组合成一 个信息，结束标志只出现在最后录制信息的结尾。当配置成这种模式 后，多次录制的信息在放音时会形成连续的信息。 A2 – 没有使用。 A3 – 循环播放：A3 操作模式能够实现自动连续的信息播放，播放的 信息处于的地址空间的开始。如果一个信息充满了ISD1420， 则用循环 模式可以从头到尾连续的播放。PALYE 脉冲可以启动播放，PLAYL 脉冲 可以结束播放。 A4 – 连续寻址：在通常的操作中，当放音操作遇到结尾标志（EOM） 时，地址指针将复原到0。A4 操作模式将禁止地址指针的复位，允许信 息能连续录制和播放。当电路处于静止状态，不是处于录音或放音状
读取第二段语音地址 显示“2” 调用放音子程序
否
是
否
读取第三段语音地址 显示“3” 调用放音子程序
判断3按键
是
2、实验连线
用导线对应连接语音接口模块的REC、PLAYE、PLAYL到CPU模块的P32、P33、P34。 用导线对应连接语音接口模块的A0～A7到CPU模块的P10～P17。P3.1、P3.分别接静态数码管的 CLK 、DIN。
A1
删除结尾 标志
将结尾标志置为 最后
A3，A4
A2
没使用
A3
循环
从地址0 音
连续放 A1
A4
连续寻址
录音/放音连续 执行
A0，A1
A5
没使用
6、编程指南
在录音时，为防止开关抖动引起重复触发，应在信号启动后有一定
的延时。
本实验需要用到CPU模块（F3区）和语音接口模块（C2区）。语音 接口电路原理图参见图29-3。
列语音电路采用直接模拟存储技术，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 厂家的生产语音板，大多以该公司的ISD系列芯片为核心构成。现在以 系列中的ISD1420芯片为例，介绍语音电路与单片机的应用接口。其它 系列型号芯片与此基本相同。
1、ISD1420芯片的特点 ①．外围组件简单，仅需少量阻容组件、麦克风即可组成一完整录 放系统。 ②．模拟信息存储重放音质极好，并有一定混响效果。 ③．待机时低功耗(0.5uA)，典型放音电流15mA。 ④．放音时间20s，可扩充级联。 ⑤．可持续放音，也可分段放音，最小分段20s/160段=0.125s/ 段，可分段数160段。 ⑥．录放次数达10万次。 ⑦．断电信息存储，无需备用电池，信息可保100年。 ⑧．操作简单，无需专用编程器及语音开发器。 ⑨．高优先级录音，低电平或负边沿触发放音。 ⑩．单电源供电，典型电压+5v 2、ISD1420的内部逻辑结构 ISD1420系列语音集成电路的内部结构由内部时钟电路，自动增益 控制电路，前置控制电路，滤波器，差动功率放大电路，电源电路，内 存EEPROM，地址译码电路，存储控制电路等组成。 3、ISD1420的封装引脚及含义 ISD1420系列语音芯片最后2位数字表示语音录放时间的长度，录放 时间最长为20s。 ISD1420系列语音芯片的封装引脚如图29-1所示。它是有28条引脚 的双列直插式芯片。各条引脚的功能含义说明如下。
PLAYL。
图29-2 简单操作方式电路 放音：放音有两种方式触发放音和电平放音。 （1）、触发放音：按一次PLAYE 按键，这样给PLAYE 脚一个低电平脉 冲，电路进入放音状态，直到放音结束。 （2）、电平放音：按下PLAYL 按键（PLAYL 脚保持为低电平），电路 进入放音状态，直到PLAYL 变高或放音结束，电路重新进入准备状态。 （二）、复杂操作方法 根据A6 A7 的电平不同，电路可以进入两种不同的工作模式：地址模式 和操作模式。如果A7 A6 至少有一位为低电平，则电路认为A0-A7 全部 为地址位，A0-A7 的数值将作为本次录音或放音操作的起始地址。A0A7 全部为纯输入引脚，不会象操作模式中A0-A7 还可能输出内部地址 信息。输入的A0-A7 的信息在PALYE，PLAYL 或REC 的下降沿被电路锁 存到内部使用。
（ 语音系统设计 ） 课程设计说明书
目录
一．设计内容及要求
二．设计原始资料
三、课程设计目的
四、课程设计内容
五、课程设计要求
六、设计说明和电路原理图
七．课程设计步骤
八、设计参考程序 九．具体程序设计及原理图
、 十、结果分析
十一 课程设计总结与分析
一、设计内容及要求
利用ZY1420A语言芯片实现任意三段话的任意播放，三段话通过三个按 键实现程序控制 二、设计原始资料
单片机原理及应用教程 范立南 2006年 1月
单片机原理及应用教程 刘瑞新 2003年07月
《电子设计自动化技术基础》马建国、孟宪元编 清华大学出版 2004年 4月 《实用电子系统设计基础》 姜威 2008年1月 《单片机系统的PROTEUS设计与仿真》 张靖武 2007年4月 三、课程设计目的
1．掌握采用单片机控制语音芯片（ISD1420）的硬件接口技术。 2．掌握语音芯片（ISD1420）驱动程序的设计和调试方法。 四、课程设计内容
态，即可设置该脚为低电平，将地址指针复位。 A5 – 没有使用。 表29-1和表29-2为ZY1420地址功能范例表和操作模式表。
表29-1 ZY1420地址功能范例表：
表29-2 ZY1420 操作模式表：
地址控制 （高有 效）
功能 典型应用
可以同时使 用的模式
A0 信息检索 正向信息快进 A4
使用系统提供的语音录放电路，实现单片机控制语音的录制和播 放。 五、课程设计要求
根据实验内容编写一个程序，并在实验仪上调试和验证。 六、设计说明和电路原理图
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 操作过程及故障报警等；作为输入时，则主要是语音的记录、语言库的 建立和语音的识别。
1、程序流程图
设定第一段语音录音地址 显示“1”
启动录音（持续三秒）
停止录音（持续一秒）
设定第二段语音录音地址 显示“2”
启动录音（持续三秒）
停止录音（持续一秒）
设定第三段语音录音地址 显示“3”
启动录音（持续三秒）
停止录音（持续一秒）
判断1按键
读取第一段语音地址 显示“1” 调用放音子程序
是
否
判断2按键
MIC REF: 引脚18，话筒参考输入端。
AGC:
引脚!9，自动增益控制端。
ANA IN: 引脚20，模拟信号输入端。
ANA OUT: 引脚21，模拟信号输出端。
图
29-1
PLAYL/: 引脚23，放音控制电平触发端。当该端为低电平时，芯片进入放音
周期；当该端为高电平时，停止放音。
PLAYE/: 引脚24，放音控制脉冲触发端。该端输入由高电平向低电平跳变的
3、源程序
;//************************************************************ ;文件名: 语音芯片控制程序1420 FOR 51MCU ;功能: 单片机控制语音芯片的录制和播放 ;//***********************************************************
图29-3 ZY1420语音接口电路 七．课程设计步骤 1）系统各跳线器处在初始设置状态，C2模块的JT3C短路帽接至右 端、JT2C短路帽接至2、3端。简单录音放音操作应用：A0～A7全部接 地，分别按REC、PLAYE、PLAYL进行录音、电平放音、脉冲放音操 作。 2）用导线对应连接语音接口模块的REC、PLAYE、PLAYL到CPU模块 的P32、P33、P34。 用导线对应连接语音接口模块的A0～A7到CPU模块的P10～P17。 3）启动PC机，打开Keil uVision2软件，加载程序，编译，下载， 运行。 4）根据录放音子程序进行录音和放音操作。 八、设计参考程序 本实验参考程序“29_1420.ASM”位于program文件夹下MCS-51文 件夹。 九．具体程序设计及原理图