ISD4004系列语音芯片中文资料
ISD4004按自己所需地址录放音或者按顺序录放音(包含ISD4004资料——绝对好用)
#include <reg52.h>#define unchar unsigned char#define uint unsigned intsbit SS =P1^0; //片选sbit MOSI=P1^1; //数据输入sbit MISO=P1^2; //数据输出sbit SCLK=P1^3; //ISD4004时钟sbit INT =P1^4; //中断sbit LED =P0^1; //指示灯sbit LED1=P0^0; //指示灯:亮是录音/不亮是放音sbit PR =P1^7; //录音和放音选择开关sbit STOP=P1^5; //复位sbit AN =P1^6; //执行unchar code voice[ ]={0x0000,0x000f,0x001e,0x002f,0x003c,0x004b,0x005a,0x0069,0x0078,0x0087,0x0096,0x00a5,0x00b4, 0x00c3,0x00d2};//一共录音15段，1-10段内容为数字0—9,11-15段内容音为：拾、点、分、秒、现在北京时间void delay(unsigned int time) //延迟n微秒{while(time!=0){time--;}}void delayms(unsigned int time) //延迟n毫秒{TMOD=0x01;for(time;time>0;time--){TH0=0xfc;TL0=0x18;TR0=1;while(TF0!=1){;}TF0=0;TR0=0;}void isd_send(unsigned char isdx)//spi串行发送子程序，8位数据{unsigned char isx_counter;SS=0;//ss=0,打开spi通信端SCLK=0;for(isx_counter=0;isx_counter<8;isx_counter++)//先发低位再发高位，依次发送。
ISD4004
ISD4004语音芯片的工作原理及智能控制系统中的应用作者：北方工业大学工学院张常年王振红李洋来源：《国外电子元器件》摘要：ISD4044是一种采用ChipCorder专利技术的语音芯片。
此芯片无须A/D转换和压缩就可以直接储存，没有A/D转换误差，在一个记录位（BIT）可存储250级声音信号，相当于通常的A/D记录的8倍。
片内集成了晶体振荡器、麦克前置放大器、自动增益控制等，只要很少的外围器件，就可以构成个完整声音录放系统。
本文介绍了ISD4004的原理、特点、功能及其在智能控制系统中的应用。
关键词：ISD4004 单片机 89C511 概述ISD4004是美国ISD公司制造的一种新款语音芯片。
与ISD其它系列语音产品不同的是，ISD4004是一种微控制器“从”设备，而“主”控制器可以是内置有SPI兼容接口的微控制器，也可以用I/O仿真SPI 通信协议。
ISD4004系列工作电压为3V，单片录放时间为8～16分钟，音质好，适用于移动电话及其它便携式电子产品中。
该芯片采用CMOS技术，内含振荡器、抗混叠滤波器、平滑滤波器、音频放大器、自动静噪及高密度多电平闪烁存贮陈列。
芯片的所有操作必须由微控制器控制，操作命令可通过串行通信接口（SPI或Microwire）送入。
ISD4004采用多电平直接模拟量存储技术，每个采样值直接存贮在片内闪烁存贮器中，因此能非常真实、自然地再现语音、音调和效果声，避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和“金属声”。
采样频率可为4.0，5.3，6.4，8.0kHz，频率越低，录放时间越长，音质则有所下降，片内信息存于闪烁存贮器中，可在断电情况下保存100年（典型值），反复录音10万次。
2 引脚功能描述ISD4004的引脚排列如图1所示，各引脚功能如下：电源（VCCA，VCCD）：为使噪声最小，芯片的模拟和数字电路使用不同的电源总线，并且分别引到外封装的不同管脚小，模拟和数字电源端最好分别走线。
ISD4004语音合成系统在铁路车辆监控中的应用
能 化 控 制 与 管理 。
【 关键词】ＩＤ ０ ４ Ｓ ４ ０ ；语音合成；车辆监控 【 中图分类号 】Ｔ １ Ｎ９ ２ 【 文献标识码】Ｂ
ｐ ａ ｂ ｃ ｒ ｓ ｅ ｉｌ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ Ｖｏ ｃ ｅ ｍｅ ｔ ａ ｅ ｃ ｍｂ ｎ ｄ ｔ ｇ ｔ ｅ ｎ ｒ ｌｙ ｄ ｂ ｃ ｃ ｏ ｉｇ ｔ ｅ Ｓ Ｉ ｌｙ ａ ｋ ａ ｅ ｐ ｃａｌ ｉ ｔ ｕ ｅ ． ｅ ｙ ｏ ｉ ｅ ｓ ｇ ｎ ｓ ｒ ｏ ｉ ｅ ｏ ｅｈ ｒａ ｄ ａ ｅ ｐ ａ ｅ ａ ｋ ａ ｃ ｒ ｎ ｏ ｔ Ｐ ｄ ｈ ｓ ｒ ｌ ｐ ｏｏ ｏ ｎ ｏ ｔｏｌｄ ｂ ｅ ａ ｒ ｔｃ ｌａ ｄ ｃ ｎ ｒ ｌ ｙ ＭＣＵ． Ｃ ｍｂｎ ｄ ｗｉ Ｃ１ ４ ｍｉｒ ｃ ｍｐ ｔｒ ｉ ｅ ｏ ｉ ｅ ｔ Ｐ ０ ｃ ｏ ｏ ｕｅ ， ｔ ｅ ｓａｅ ａ ｌ ａ ｅ ｉｌ ｎ ｔ ｈ ｈ ｔ ｔｓ ｏ ｒ ｉ ｙ ｖ ｈ ｃｅ ａ ｄ ｉ ｆ ｗ ｓ ｃ ｎ ｒ ｌｅ ｅ ｕ ｉｎ ａ ｅ ｒ ｐ ｒ ｄ ａ ｄ ｒ ｃ ｒ ｅ ｏ ｔ ｘ ｃ ｔ ｒ ｏｔ ｎ ｅ ｏ ｄ ｏ ｏ ｅ ｅ ｄ ．
Ａ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ Ｉ Ｄ４ ０ ｕ ｃｉｎ ， ｃ ｏｄｎ ｏ Ｓ ０ ４ Ｓ ｆｎ ｔ ｓ ｏ ｔ ｅ ａｄ ａ ｅ ｃ ｒｕ ｔ ａ ｄ ｏｔ ｒ ｅ ｄ ｓｇ ｓ ｏ ｍｐｅ ｎ ｖ ｉｅ ｅ ｏ ｄ ｎ ａ ｄ ｈ ｈ ｒ ｗ ｒ ｉｃ ｉ ｎ ｓ ｆ ｗａ ｅ ｉｎ ｔ ｉ ｌｍｅ ｔ ｏｃ ｒｃ ｒ ｉｇ ｎ
【 摘 要】介绍 了应用于铁路 车辆监控 系统 中的基于 ＩＤ Ｓ删
isd4004电路图和程序
5电压增益为50倍放大电路电压增益200倍放大电路//***************************************************** // ISD4002-89c51开发板演示例程C51版本*// 作者：中青世纪Lell *// 2008.2.27 *// *// 更多ISD4000使用心得请登陆中青世纪论坛*// /bbs *// *//*****************************************************#include <reg51.h>sbit SS = P1^0; //片选sbit SCLK = P1^1; //ISD4003时钟sbit MOSI = P1^2; //数据输入sbit MISO = P1^3; //数据输出sbit LED = P1^7; //指示灯sbit ISD_INT= P3^2; //中断sbit AN = P1^6; //执行sbit STOP = P1^5; //复位sbit PR = P1^4; //PR=1录音PR=0放音void delay(unsigned int time) //延迟n微秒{while(time!=0){time-- ;}}void delayms(unsigned int time) //延迟n毫秒{ TMOD=0x01;for(time;time>0;time--){TH0=0xfc;TL0=0x18;TR0=1;while(TF0!=1){;}TF0=0;TR0=0;}}//************************************//ISD4002 spi串行发送子程序，8位数据//************************************void spi_send(unsigned char isdx){ unsigned char isx_counter;SS=0; //ss=0,打开spi通信端SCLK=0;for(isx_counter=0;isx_counter<8;isx_counter++) //先发低位再发高位，依次发送。
基于ISP技术的ISD4004—16MP的录放音控制
件接 口程序 ， 使用起来方便快捷 。
图 １ ＩＤ ０ ４ １ＭＰ内部结构 Ｓ ４ ０－６
点抗混叠滤波器 ；信号输 出部分——五极点平滑滤 波器和 自动静噪处理 ；存储部分一 非易失性多电 平模拟存储阵列 ；采样时钟部分—— 内部时钟振荡
［ 金 项 目】 基
器和调节器 ；Ｐ—— 录 、放 、快进等操作 的 Ｓ Ｉ ｓＩ Ｐ 接 口； 电源 接 口部 分 。 ＩＤ器件在录音存储操作之前 ，要对信号作调 Ｓ 整。首先将输入信号放大到存储 电路动态范 围要求 的最佳 电平 ，这主要 由内部 电路放大器 （ ｍ ｌ ｅ） Ａ ｐｉ ｒ ｉ ｆ 来完成 。放大后的信号进入五级抗混叠滤波器进行
一
２ ＩＤ ０ ４ １ＭＰ工 作 原 理 Ｓ ４０ － ６
２１ ＩＤ Ｏ ４系列语 音 芯 片的 原 理及 结 构 ． Ｓ ４ｏ
ｏ Ｃ
ＩＤ ０４ １Ｍ Ｓ ４ ０ — ６ Ｐ芯片的工作 电压为 ３ ３ 单 ￣ ．Ｖ， ３ 片录放时间为 １ ｉ， 内部采样频率为 ４ Ｈ 。 ６ ｎ其 ｍ ｚ 执 ｋ 行录 、放音操作 的命令 可通 过串行 通信接 口 Ｓｒ ｌ ｅａ ｉ
维普资讯
基 于 ＩＰ技术 的 Ｓ ＩＤ ０ ４ １ ＭＰ的录放 音控 制 Ｓ ４０—６
王 素珍
．分 电 路
ｏ
Ｏ
∞ ＝
（ 内蒙古师范大学 电化教育 系，内蒙古 呼和浩特 ０ ０ ２） １０ ２
ｏ
１ 引 言
随着数字化信息处理 、 合成技术 和大规模集 成 电路 的发展 ， 各种 语音合成 芯片相应 产生 ， 但对 它 的控制大都采用 Ｐ Ｃ机或微控制器的方法。这些方 法既需要硬件 的支持 ， 又需要软件 的指令控 制。在 系统 可 编 程 技术 ＩＰ Ｉ ｙｔｍ ｒｇａ ｍａｌ） 在 Ｓ （ Ｓ ｓ Ｐｏｒｍ ｂｅ 是 ｎ ｅ
ISD4004语音芯片在电话远程控制系统中的应用
ISD4004语音芯片在电话远程控制系统中的应用摘要: ISD4004语音芯片以其独特的优势广泛应用于各种语音系统。
本文结合ISD4004芯片的特点，介绍了ISD4004芯片在电话远程控制系统中的实际应用，并对其功能和在此系统中硬件电路的实现及软件设计做了简单介绍。
关键词：ISD4004 单片机电话远程控制系统随着通信技术的发展，电话机已成为现代社会生活的必需品，而利用电话机对家用电器进行远程控制也已成为可能。
由AT89系列单片机作为中央处理器，双音多频发送接收器MT8888进行远程通信，ISD4004作为语音处理芯片的电话远程控制系统可应用于智能控制、工业控制等领域。
其主要功能如下：（1）家电远程控制功能：可通过电话异地拨号，经密码验证后，在语音的提示下，可进行远程控制家电。
（2）电话录音功能：通过电话直接录音，操作时均为语音提示。
（3）一键呼出功能：当家里有紧急情况时，通过一键呼出按钮, 主机会自动将已设置好的几组号码循环拨出，发出事先录制好的求救信息。
在电话控制系统中，语音部分使本系统更加人性化，通过语音提示，操作更加方便、快捷。
语音的实现是通过单片机与语音芯片之间的通信来完成的，此系统中采用的语音芯片是ISD4004。
ISD4004 是由美国ISD 公司制造的一种语音芯片，其特点是单片录放时间较长，可长达16分钟；片内信息存于闪烁存贮器中，可在断电情况下保存100年；反复录音可达10万次；拥有高质量、自然的语音还原技术。
1 硬件电路设计在电话远程控制系统中，ISD4004与单片机及其他器件的硬件电路连接，单片机P2.0接ISD4004的串行输入引脚MOSI，从该引脚读入放音的地址，P2.1接ISD4004的片选引脚SS，控制ISD4004的选通与否，P2.2接ISD4004的串行时钟引脚SCLK。
音频信号输出引脚AUDOUT通过音频功放LM386与扬声器连接。
麦克风的两端分别与录音信号同相和反相输入端连接。
ISD4004语音芯片在语音报站器中的应用
ISD4004 语音芯片在语音报站器中的应用 摘要ＩＳＤ４００４语音系列芯片是美国ＩＳＤ公司推出的产品，具 有可多次重复录放、存储时间长、使用时不需扩充存储器、所需外围电路 简单等特点。
介绍了ＩＳＤ４００４芯片在语音报站器中的一个实际应用，并说明 了其功能和使用方法，从而使读者对ＩＳＤ４００４系列语音芯片的使用 有个初步的了解。
关键词 4004 单片机语音报站器 ＩＳＤ４００４语音芯片是由美国ＩＳＤ公司推出的新产品。
关于该语音芯片的引脚说明以及内部电路等，很容易在ＩＳＤ公司提 供的芯片资料中查到，笔者就不进行过多的描述，只简单地对其特点做一 介绍。
与普通的录音／重放芯片相比，ＩＳＤ４００４具有如下特点首先， 记录声音没有段长度限制， 并且声音记录不需要Ａ／Ｄ转换和压缩； 其次， 将快速闪存作为存储介质，无需电源即可保存数据长达１００年，重复记 录１００００次以上；此外，ＩＳＤ４００４具有记录时间长可达１６分 钟，本文采用的为８分钟的ＩＳＤ４００４语音芯片的优点；最后，ＩＳ Ｄ４００４的开发应用具有所需外围电路简单的优点，这一点从本文介绍 的其在语音报站器中的实际应用可以体会到。
１语音报站器硬件电路设计 目前市场上流通的语音报站器，大多采用的不是ＩＳＤ４００４系列 的芯片，这与其刚推出不久以及价格偏高有关。
但随着ＩＳＤ４００４应用的增多以及价格的回落，再加上ＩＳＤ４ ００４系列芯片本身的优点，可以相信，在语音报站器中采用ＩＳＤ４０ ０４系列语音芯片是完全可行的。
笔者设计了该装置的硬件电路，并进行了上车调试，取得了较为满意 的效果。
图 1 报站器硬件电路连接图 本文讨论的语音报站器主要是指装在车上的放音电路，不包含录音电 路。
而在实际应用中，录音电路则完成报站内容的录音工作，并收录内容 存储到语音芯片中。
本文主要结合ＩＳＤ４００４在放音电路中的使用介绍ＩＳＤ４０ ０４的典型应用。
本文讨论的报站器主电路主要由单片机８９Ｃ５２和ＩＳＤ４００ ４构成。
ISD4004系列语音芯片中文资料
ISD4004系列单片语音录放电路一、简述●单片8至16分钟语音录放●内置微控制器串行通信接口●3V单电源工作●多段信息处理●工作电流25-30mA,维持电流1μA●不耗电信息保存100年(典型值)●高质量、自然的语音还原技术●10万次录音周期(典型值)●自动静噪功能●片内免调整时钟,可选用外部时钟ISD4004系列工作电压3V,单片录放时间8至16分钟,音质好,适用于移动电话及其他便携式电子产品中。
芯片采用CMOS技术,内含振荡器、防混淆滤波器、平滑滤波器、音频放大器、自动静噪及高密度多电平闪烁存贮陈列。
芯片设计是基于所有操作必须由微控制器控制,操作命令可通过串行通信接口(SPI或Microwire)送入。
芯片采用多电平直接模拟量存储技术, 每个采样值直接存贮在片内闪烁存贮器中,因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声,避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和"金属声"。
采样频率可为4.0,5.3,6.4,8.0kHz,频率越低,录放时间越长,而音质则有所下降,片内信息存于闪烁存贮器中,可在断电情况下保存100年(典型值),反复录音10万次。
二、引脚描述电源:(VCCA,VCCD)为使噪声最小,芯片的模拟和数字电路使用不同的电源总线,并且分别引到外封装的不同管脚上,模拟和数字电源端最好分别走线,尽可能在靠近供电端处相连,而去耦电容应尽量靠近器件。
地线:(VSSA,VSSD)芯片内部的模拟和数字电路也使用不同的地线。
同相模拟输入(ANA IN+)这是录音信号的同相输入端。
输入放大器可用单端或差分驱动。
单端输入时,信号由耦合电容输入,最大幅度为峰峰值32mV,耦合电容和本端的3KΩ电阻输入阻抗决定了芯片频带的低端截止频率。
差分驱动时,信号最大幅度为峰峰值16mV，为ISD33000系列相同。
反相模拟输入(ANA IN-)差分驱动时,这是录音信号的反相输入端。
ISD4004语音器件信息快进功能的巧妙应用
微 处 理 机M I CROPROCESS ORSI S D4004语音器件信息快进功能的巧妙应用周志勇,徐家恺,刘 兵(南京大学电子科学与工程系,南京210093) 摘 要:简单介绍了I S D4004系列单芯片语音录放器件的工作原理,提出了利用单片机对I S D 器件进行操作控制,特别是利用I S D信息快进功能进行快速搜索语音段的地址,实现语音段的随机录音和组合放音。
关键词:I S D4004;信息快进;单片机;F LASH;串行通信接口中图分类号:TP368.1 文献标识码:A 文章编号:1002-2279(2007)05-0104-03I SD4004Vo i ce D evi ce s’M e s sage C ue i ng and its I ngen i o u s App li ca ti o nZHOU Zhi-Yong,XU J ia-kai,L I U B ing(D epart m ent of Electronic Science and Engineering,N anjing U niversity,N anjing210093,China) Abstract:This article intr oduces the p rinci p le of I S D4004series single-chi p voice record/p layback devices;bring up an ingeni ous way t o realize address quick search,random recording and combined p layback f or voice seg ments with the contr ol of a single-chi p M icr ocomputer.The article als o gives hard ware design bl ock diagra m,circuit diagra m and fl ow chart of s oft w are.Key words:I S D4004;Message Cueing;Single-chi p M icr ocomputer;F LASH;SP I1 引 言近年来,语音存储大量使用数字技术,将模拟信号经过A/D转换和压缩处理后存储到EEPROM或F LASH中,在量化和压缩过程中容易造成量化噪声和“金属声”。
基于ISD4004的语音报值交直流电压表的设计
摘要：本文介绍了基于语音芯片ISD4004的语音报值交直流电压表的设计。
电路由数据采集部分，A/D转换部分，键盘与显示部分，单片机控制部分，语音报值部分和扩展功能部分组成。
电路使用了并行与串行总线相结合的方式，使设计与编程灵活简便。
创意新颖有趣，富于人性化，避免了频繁观察仪器显示之苦，对减轻工程技术人员的工作量和提高工作效率现实意义。
关键词：单片机，SPI串行总线，I2C串行总线，双积分A/D转换一、设计任务与要求设计一个可以实现数字显示和语音报数双功能的简易交直流数字电压表，基本框图如下：基本要求：1、测量范围：直流0～12V，交流最大允许输入10V；2、频率测量范围：10Hz～100kHz；3、三位半数码管显示电压值；4、分辨率：0.1V;5、准确度:±1%±1字;6、带显示的数字稳定后同时用语音报出所显示的电压值。
发挥部分：1、测量直流电流的数字式电流表，最大测量值为200mA;2、能根据数字显示的测量值，用语音报出数据。
二、方案论证与设计根据题目要求，各模块方案论证如下：（一）数据采集部分直流电压测量采用简单的电阻分压方式实现分档，电流测量采用取固定电阻两端电压的方法实现，这是一种。
交流电压与电流测量部分方案论证如下：方案一：采用简单的二极管半波或全波整流实现。
电路简单，频率响应较好，但是二极管会有0.7V或1.4V的压降，导致电压表无法测量0.7V以下的小信号，故没有采用此方案。
方案二:采用由高性能运算放大器LF353构成的精密检波电路实现。
运放构成的电路可以避免0.7V或1.4V的压降，采用高频性能比较好的检波二极管，能够在克服非线性失真的基础上保证频率响应。
我们最终选择了这个方案。
（二）A/D转换部分方案一：采用常用的逐次比较式A/D转换芯片,电路成熟，与单片机接口简单，转换速率快，但是如果要满足任务要求中的3位半精度必须选用12位以上分辨率的器件，这种器件抗干扰性能较差，而且成本很高购买比较困难，故没有采用。
ISD4004语音器件信息快进功能的巧妙应用
Ｉ ４０ Ｓ ０４的 ＳＩ Ｄ Ｐ 协议是一个 同步串行数据传输 协议 ， Ｄ在串行时钟 Ｓ Ｌ Ｉ Ｓ Ｃ Ｋ上升沿输入 Ｍ Ｓ 引脚 ＯＩ
的数 据 ， Ｓ Ｌ 在 Ｃ Ｋ下 降沿输 出数 据至 Ｍ Ｓ ＩＯ引脚 。指 令码 在时 钟 作 用 下 从 ＭＯ Ｉ 逐 位 移 人 到 片 内 的 Ｓ端 ＳＩ 制 寄存器 中 ， １ 出了指令码 的格式 。 Ｐ控 图 给 指 令码 中 的前 ８位 是 控 制 码 （ 有 前 ５位 有 只 效 ）各控 制位 决定 了 ＩＤ 的操 作 类型 ：Ｕ ， Ｓ Ｒ Ｎ位用 于 允许 和禁止操 作 的 控制 ；／ Ｐ Ｒ位 用 于 选择 录 音或放 音 操作 ；Ｕ位用 于上 电 、 电控 制 ；Ａ Ｐ 掉 Ｉ Ｂ位用 于忽略
Ｉ ４ ０ ｉｅ Ｄｅ ｉｅ ＳＤ ０ ４ Ｖｏｃ ｖｃ ｓ’Ｍｅ ｓ ｇ ｅｎ ｎ ｔ ｎ ｅ ｉ ｕ ｐｉａ ｉｎ ｓ ａ ｅ Ｃｕ ｉ ｇ ａ ｄ ｉ Ｉ ｇ ｎｏ ｓ Ａｐ ｌ ｔ ｓ ｃ ｏ
Ｚ ＨＯＵ Ｚ ｉ ｈ —Ｙｏ ｇ ＸＵ Ｊａ—ｋ ｉＬ Ｕ Ｂ ｎ ｎ ， ｉ ａ ， Ｉ ｉｇ
１ 引
言
３ ＩＩ ０ ＳＭ０ ４工 作原 理
Ｉ ４０ Ｓ ０４采用 串行方式输入指令和数据 ， Ｄ 只需 要／ Ｓ ＭＯ ＩＭＩＯ、Ｃ Ｋ、 ＩＴ共 ５个 引脚 和微处 Ｓ 、 Ｓ 、 Ｓ Ｓ Ｌ ／Ｎ 理器相连 ， 大大节省了微处理器的 ＩＯ资源 ， ／ 笔者在
下述 的设计 中 只用 了 ４个 引脚 ， 成 功 实现 了 ＩＤ 也 Ｓ
近年来 ， 语音存储大量使用数字技术 ， 将模拟信 号 经过 Ａ Ｄ转换 和压 缩 处理 后 存储 到 Ｅ Ｐ Ｏ 或 ／ ＥＲ Ｍ
Ｆ Ｓ 中 ， 量化和 压缩过 程 中容易 造 成量 化 噪声 Ａ Ｌ Ｈ 在
ISD4004语音模块
ye=0;
adl=0x00;
adh=0x00;
}
if(dz_jia==2)
{
ye=1;
adl=0x80;
adh=0x80;
}
}
}*/
void in_stc()//单片机初始化函数
{
P0=0xff;
P1=0xff;
P2=0xff;
P3=0xff;
adl=0x00;
adh=0x00;
}
void main(void)//主程序
//sbit xian=P2^6;//录音地址二
//sbit cheng=P2^5;//录音地址三
void delay(uint t)//延时函数-毫秒级
{
uint i,j;
for(i=t;i>0;i--)
for(j=110;j>0;j--);
}
void delay_us(uint time)//延时函数-微妙级
if(key0 == 0)
{//等待key0停止键释放
while(!key0);
play_flag = 0;//key0按下play_flag = 0，则停止放音
}
}
}
while(play_flag);//等待放音完毕的EOM中断信号
led2=1;//关放音指示灯
stop();//放音完毕，发送stop指令
play(adl,adh);
}
}
}
/*void keyscan1()
{
dz_jia=0;
ye=1;
while(1)
{
if(key3==0)//变换地址
{
delay(20);
ISD4004
１，２２ Ｖ ｓ ｌ１ ，３ ｓＡ
Ｎ ｃ
ｌ ９～２ ２
数字 、 模拟信号地线
空脚
５～１ ． ０１ ５ １ ３ １ ４
ｌ ６ ｌ ７
Ａ Ｄ０ Ｔ 音 频 信 号 输 出端 ， 驱 动 ５ Ｄ 负 载 Ｕ Ｕ 能 Ｋ， Ａ ０ 自动 静 噪 端 ， 信 号 下 不 衰 碱 ， 音 时 衰 减 ６ｂ Ｍ ’ 大 静 ｄ Ｎ Ｃ 空 脚 录音信号差动输＾端 ， Ｉ Ｎ＋端输入 阻抗 ３ ｆ，Ｎ一端输 入 阻抗 ５Ｋ 两输 人端的耦 Ｋ＇Ｉ ｚ ６ Ｏ， ＾ 一 合 电 容须 相 同 琳 电容值挟定低端 截止频率 ， 典型值 ０ ｌ ． ｕ 单端输人最大信号幅度 Ｖ ｐ ｐ Ａ ＋ 为３ Ｎ ２ ｍＶ 差分输＾ 时 １ｍＶ 单端输＾时 Ｉ ， ６ ， Ｎ一端 的耦合电容接 Ｖ Ｓ ＳＡ
４２ Ｐ 控制寄存器 ． ＳＩ 控制放 、 信息检索、 录、 上电 、 电、 掉 启动和停 止、 略地址指示等功能 忽
位 名称 ｌ 功 能 审 平 １ 时 电平 为 ０时
２ ．删阱０ ｏ ０ 系列产品性能参数表 型号
ＩＤ ０ ４—０ Ｓ ４０ ８ ＩＤ ０ ４— １ Ｓ ４０ ０ 珏Ｄ４ｏ — １ ０４ ２
珏Ｄ４ ｏ —１ ０４ ６
・ 内置傲控制器 申行通信接 口 ・ｖ单屯源工作 ３ ・ 多段信息处理 ・ 工作电流 ２ —３ｍ 维持电流 ｌＡ ５ ０ Ａ， ・ 不耗电信 息保存 １０年（ ０ 舆型值 ） ・ 高质 量、 自然的语音还原技术 ・０万次录音周期（ ｌ 舆型值 ） ・ 自动静噪 功能 片 内免调整 时钟 ， 可选用外部时钟
尊 够罄
茸硝 珊
苏州 ，１０ １ ２５ １）
１ＩＤ ０４ 音电路特点 ． ４０ 语 Ｓ ・ 单片 ８ １ 分钟 语音录放 至 ６
基于ISD4004芯片的电梯智能语音系统的设计
基于ISD4004芯片的电梯智能语音系统的设计作者：靖大同吴向前司志泽来源：《电子世界》2012年第21期【摘要】针对ISD系列语音芯片“直接模拟量存贮”的特点，以单片机AT89C51和ISD4004语音芯片为核心，设计一种电梯语音服务系统，能够进行实时信号处理和自动控制，实现电梯语音服务的智能化和自动化，以适应各种对服务要求比较高的电梯，具有较高的实用价值。
【关键词】ISD4004；AT89C51；接口电路；放音；录音；电梯1.引言随着城市文明化和现代化建设步伐的加快，对建筑中电梯的服务要求也越来越高，现代电梯技术已朝着更快、更稳、更安全及更人性化的方向迅速发展。
电梯语音报站器就是体现其人性化设计的一个具体表现。
用语音报告电梯将要到达或已经到达的楼层信息、电梯的运行状态、欢迎词和音乐等，可避免乘客搭错电梯或楼层、消除人们乘坐电梯的孤独感。
ISD4004是Winbond公司的ISD4000系列语音芯片。
它采用了“直接模拟量存储”（DAST）专利技术，信号无需经过D/A、A/D转换，数字压缩和语音合成等复杂的数字信号处理过程，减少了失真，使其声音存储效果较以前产品有大幅度提高，实际试听主观评价可以达到磁带录音机的水平，是目前市场上录放效果较好的语音电路之一。
本文以ATMEL公司的AT89C51和Winbond公司的ISD4004语音芯片为核心，设计了一种电梯语音服务系统，实现了电梯语音服务的智能化和自动化，以适应各种对服务要求比较高的电梯中。
2.硬件电路设计本系统由信号采集与隔离电路、单片机及其外围电路、语音芯片电路和电源电路四大部分组成。
电梯的楼层信号经过采集隔离处理后送至单片机，单片机分析、判断、提取出有效信息，再经过运算处理输出控制信号控制语音芯片电路实时播报。
系统整体结构如下图1所示。
2.1 ISD4004语音芯片介绍及接口电路ISD4004语音芯片采用CMOS技术，内含内部时钟、采样时钟、平滑滤波器、自动静噪、音频放大器、高密度多电平Flash ROM存储器及防混叠滤波器等，通过串行通信接口（SPI或Microwire总线协议）与微控制器（如MCS-51芯片）相连，所有操作均由微控制器控制。
ISD4004控制命令总结
ISD4004 控制命令ISD4004使用三字节的命令字(三字节控制寄存器)SPI 控制寄存器SPI 控制寄存器控制器件的每个功能,如录放、录音、信息检索(快进)、上电/掉电、开控制命令举例：如三字节命令为：E7 F0 00H表示：RUN=1,P/R=1, PU=1, IAB=0(不忽略地址),MC=0, D12~D0=0~0 即从0地址开设放音。
指令表(P/R)(P/U) (IAB 忽略地址)(MC 信息检索)注：快进只能在放音操作开始时选择。
ISD英文资料（PDF文件）的EXAMPLE以4003（指令与4004不同，4003为两字节指令）为例列举了各种命令。
ISD4004信息管理见英文资料（PDF文件）Applications Note 7ISD4004有2400行*160列=3840K，用12位地址寻址行（要采用两个字节16位给出地址），总共可存储960秒（16分钟）语音，每行存储(16分钟)960S/2400=400ms。
如果要存放20段语音，2400/20=120, 则每段语音占120行（78H），120*400=48000=48s 寻址只能寻址行地址。
及每段录音完毕跳过120行（地址+120）4004为12位地址，因为11位地址211=2048，不能表示2400个行地址，所以需要12位地址但是12位地址没有完全用完。
4003位1200行，总共可存储480S信息，10位地址210=1024也不够，所以用11位地址单也地址没完全用完。
每段的录音由定时器定时控制录音的时间，超出每段的时间指示灯闪烁提示每段放音的结束通过语音芯片的INT引脚变为低电平来判断。
每段的录放结束都要发出stop命令，录音完成的STOP 0001 0000, 必须IAB=1忽略地址（见英文资料），才能将EOC放在录音结束处。
放音结束的STOP0000 0000.在STOP后大约需50ms左右放音和录音结束。
录音的指令顺序：1.发SETREC 16位从指定地址录音三字节10100X X X X ， A16 …A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 >,其中IAB=0，不忽略地址。
ISD4004芯片资料及看法
关于ISD4004的一些心得ISD系列语音芯片是美国ISD公司推出的产品。
该系列语音芯片采用多电平直接接模拟存储（Chip Corder）专利技术，声音不需要A/D转换和压缩，每个采样值直接存储在片内的闪烁存储器中，没有A/D转换误差，因此能够真实、自然地再现语音、音乐及效果声。
避免了一般固体录音电路量化和压缩造成的量化噪声和金属声。
ISD4004语音芯片采用CMOS技术，内含晶体振荡器、防混叠滤波器、平滑滤波器、自动静噪、音频功率放大器及高密度多电平闪烁存储阵列等（见图1），因此只需很少的外围器件就可构成一个完整的声音录放系统。
芯片设计是基于所有操作由微控制器控制，操作命令通过串行通信接口（SPI或Microwire）送入。
采样频率可为 4.0Hz、5.3Hz、6.4Hz、8.0kHz，频率越低，录放时间越长，而音质则有所下降。
片内信息存于内烁存储器中，可在断电情况下保存100年（典型值）反复录音10万次。
器件工作电压3V，工作电流25～30mA，维持电流1μA?单片录放语音时间8～16min，音质好，适用于移动电话机及其它便携式电子产品中。
1.1 引脚描述ISD4004系列芯片引脚图如图2所示。
二、引脚描述电源:(VCCA,VCCD) 为使噪声最小, 芯片的模拟和数字电路使用不同的电源总线, 并且分别引到外封装的不同管脚上, 模拟和数字电源端最好分别走线, 尽可能在靠近供电端处相连, 而去耦电容应尽量靠近器件。
地线:(VSSA,VSSD) 芯片内部的模拟和数字电路也使用不同的地线。
同相模拟输入(ANA IN+) 这是录音信号的同相输入端。
输入放大器可用单端或差分驱动。
单端输入时,信号由耦合电容输入, 最大幅度为峰峰值32mV, 耦合电容和本端的3KΩ电阻输入阻抗决定了芯片频带的低端截止频率。
差分驱动时, 信号最大幅度为峰峰值16mV，为ISD33000 系列相同。
反相模拟输入(ANA IN-) 差分驱动时, 这是录音信号的反相输入端。
ISD4004 中文资料与基本程序
ISD4004 中文资料与基本程序-语音芯片1.ISD4000系列语音录放电路分为以下三个系列：2.4002-120/150/180/240 2、2.5、3、4分钟3.4003-04/05/06/08M 4、5、6、8分钟4.4004-08/10/12/16M 8、10、12、16分钟4004系列独有的特性除前面介绍的ISD语音电路主要特性外，4000系列独有的特性为：1. 3v单电源供电。
2.内置微机串行通信接口。
五、典型应用线路图/********************************************************************ISD4004基本程序 AVR meag16Pafone SPI端口 1M内部晶振13th April 2007 It took me about 3 days********************************************************************/＃i nclude<iom16v.h>＃i nclude<macros.h>#define uchar unsigned char#define DDR_SPI DDRB#define DD_MOSI 5#define DD_SCK 7#define DD_SS 4//*******************************延时100ms*****************************void delay100ms(){unsigned char i,j;for(j = 0;j<316;j++)for(i = 0;i<316;i++);//1MHz的晶振}//************************初始化SPI***********************************void SPI_MasterInit(){DDR_SPI = (1<<DD_MOSI)|(1<<DD_SCK)|(1<<DD_SS);//设置MOSI,SCK,SS为OUTPUT,其它为INPUTSPCR = (1<<SPE)|(1<<MSTR)|(1<<SPR0)|BIT(SPR1)|BIT(DORD);//SPI使能,主机方式,设置SCK为fosc/1 28,上升沿,LSB First}//****************************数据传送函数**********************************void SpiTransmit(unsigned char data){SPDR = (unsigned char)data;while(!(SPSR&(1<<SPIF)));//Wait for transmission finish}//****************cmdSend*********************************void cmdSend(unsigned int Addr,unsigned char cmd){PORTB = PORTB&(~(1<<DD_SS));//变低SSNOP();//为保证那个500nsSpiTransmit(Addr); //传地址低位SpiTransmit(Addr>>8); //传地址高字节SpiTransmit(cmd); //传命令PORTB = PORTB|(1<<DD_SS);//变高SSNOP();//为保证那个500ns}//*************************放音函数**********************void play(unsigned int addrs){cmdSend(0x0000,0x20);//Power updelay100ms();//上电延时cmdSend(addrs,0xe0);//发地址值为addr的Setplay命令cmdSend(0x0000,0xf0);//发Play命令}//************录音函数*******************************void rec(unsigned int addrs){cmdSend(0x0000,0x20);//发POWER UP命令;delay100ms();//等待TPUD(上电延时);cmdSend(0x0000,0x20);//发POWER UP命令cmdSend(addrs,0xa0);//发地址值为00的SETREC命令;cmdSend(0x0000,0xb0);//发REC命令。
isd4004操作说明
语言学习机电路主要由显示单元、键盘阵列、录放电路、音频控制、音频放大等电路单元组成，这里主要介绍音频控制部分和微控制器的接口电路，如图1所示，电路主要由单片机AT89C52和ISD4004组成，其中89C52的P0、P2口分别用作键盘显示和其它控制口。
ISD4004芯片的工作电压是3V，而89C52是的供电电压是5V，图中用7805提供5V电源，经LM317降压提供3V电压；两者之间的信号连接要考虑电平匹配，其中ISD4004的3V电平输入引脚可直接连接到89C52的5V的I/O引脚，如MOSI、/SS、SCLK；而其输出引脚（除MISO引脚外）都是漏极开路信号，连接到89C52时都必须加上5V上拉电阻，如/INT、RAC引脚；其中MISO（串行输出端）要求较特殊，需增加电平转换电路，图中简单地用三极管Q1实现的3V-5V的电平转换，这里要注意的是5V信号从Q1的集电极引出，引起信号反相，89C52读入信号后应进行反相处理以恢复信号MISO,代表从ISD4004读出的状态和地址数据。
P1.4接ISD4004的片选引脚/SS,以便与89C52进行SPI通信时控制选通ISD4004芯片。
P1.1（SOUT）接ISD4004的SPI串行输入引脚MOSI,从该引脚给出放音和录音的起始地址。
由89C52的P1.2提供SPI接口的时钟脉冲到ISD4004的SCLK引脚。
ISD4004的中断信号/INT接P3.1(OVF)，作放音结束的触发信号。
ISD4004的行地址时钟RAC输出到P1.5，因ISD4004芯片不提供控制放音结束的预置地址，用RAC可控制放音的长度以及定位，从而实现语言学习机的句子或段落的重复功能。
录音输入信号从AN IN+、AN IN-引入；音频输出信号由ADUOUT引出，一路信号可经功放电路LM386输出到扬声器或耳机，另一路经电阻分压后送到比较器LM339的同相端，检测到音频信号中的静音区时输出低电平到P3.5(T1)引脚，给自动断句功能提供触发判断信号,标准语言教学的语音信号句子之间一般可提供1.0至1.5秒的静音区。
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ISD4004系列单片语音录放电路
一、 简述
●单片8至16分钟语音录放 ●内置微控制器串行通信接口
●3V 单电源工作 ●多段信息处理
●工作电流25-30mA,维持电流1μA ●不耗电信息保存100年(典型值)
●高质量、自然的语音还原技术 ●10万次录音周期(典型值)
●自动静噪功能 ●片内免调整时钟,可选用外部时钟
SS 1 28 SCLK Vssd 4 25 INT NC PDIP/SOIC
NC NC Vcca ANAIN+ ANAIN-NC AMCAP NC AUDOUT NC Vssa Vssa NC NC
28-PIN TSOP
ISD4004系列工作电压3V,单片录放时间8至16分钟,音质好,适用于移动电话及其他便携式电子产品中。
芯片采用CMOS 技术,内含振荡器、防混淆滤波器、平滑滤波器、音频放大器、自动静噪及高密度多电平闪烁存贮陈列。
芯片设计是基于所有操作必须由微控制器控制,操作命令可通过串行通信接口(SPI 或Microwire)送入。
芯片采用多电平直接模拟量存储技术, 每个采样值直接存贮在片内闪烁存贮器中,因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声,避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和"金属声"。
采样频率可为 4.0,5.3,6.4,8.0kHz,频率越低,录放时间越长,而音质则有所下降,片内信息存于闪烁存贮器中,可在断电情况下保存100年(典型值),反复录音10万次。
二、引脚描述
电源:(VCCA,VCCD) 为使噪声最小,芯片的模拟和数字电路使用不同的电源总线,并且分别引到外封装的不同管脚上,模拟和数字电源端最好分别走线,尽可能在靠近供电端处相连,而去耦电容应尽量靠近器件。
地线:(VSSA,VSSD) 芯片内部的模拟和数字电路也使用不同的地线。
同相模拟输入(ANA IN+)这是录音信号的同相输入端。
输入放大器可用单端或差分驱动。
单端输入时,信号由耦合电容输入,最大幅度为峰峰值32mV,耦合电容和本端的3KΩ电阻输入阻抗决定了芯片频带的低端截止频率。
差分驱动时,信号最大幅度为峰峰值16mV，为ISD33000系列相同。
反相模拟输入(ANA IN-)差分驱动时,这是录音信号的反相输入端。
信号通过耦合电容输入,最大幅度为峰峰值16mV
音频输出(AUD OUT)提供音频输出,可驱动5KΩ的负载。
片选(SS)此端为低,即向该ISD4004芯片发送指令，两条指令之间为高电平。
串行输入(MOSI)此端为串行输入端，主控制器应在串行时钟上升沿之前半个周期将数据放到本端,供ISD输入。
串行输出(MISO)ISD的串行输出端。
ISD未选中时,本端呈高阻态。
串行时钟(SCLK) ISD的时钟输入端,由主控制器产生,用于同步MOSI和MISO的数据传输。
数据在SCLK 上升沿锁存到ISD,在下降沿移出ISD。
中断(/INT)本端为漏极开路输出。
ISD在任何操作(包括快进)中检测到EOM或OVF时,本端变低并保持。
中断状态在下一个SPI周期开始时清除。
中断状态也可用RINT指令读取。
OVF标志----指示ISD 的录、放操作已到达存储器的未尾。
EOM标志----只在放音中检测到内部的EOM标志时,此状态位才置1。
行地址时钟(RAC)漏极开路输出。
每个RAC周期表示ISD存储器的操作进行了一行(ISD4004系列中的存贮器共2400行)。
该信号175ms保持高电平,低电平为25ms。
快进模式下,RAC的218.75μs是高电平,31.25μs为低电平。
该端可用于存储管理技术。
200ms
25ms
外部时钟(XCLK)本端内部有下拉元件。
芯片内部的采样时钟在出厂前已调校,误差在+1%内。
商业级芯片在整个温度和电压范围内, 频率变化在+2.25%内。
工业级芯片在整个温度和电压范围内,频率变化在-6/+4%内,此时建议使用稳压电源。
若要求更高精度,可从本端输入外部时钟(如前表所列)。
由于内部的防混淆及平滑滤波器已设定,故上述推荐的时钟频率不应改变。
输入时钟的占空比无关紧要,因内部首先进行了分频。
在不外接地时钟时,此端必须接地。
自动静噪(AMCAP)当录音信号电平下降到内部设定的某一阈值以下时,自动静噪功能使信号衰弱,这样有助于养活无信号(静音)时的噪声。
通常本端对地接1mF的电容,构成内部信号电平峰值检测电路的一部分。
检出的峰值电平与内部设定的阈值作比较,决定自动静噪功能的翻转点。
大信号时,自动静噪电路不衰减,静音时衰减6dB。
1mF的电容也影响自动静噪电路对信号幅度的响应速度。
本端接VCCA则禁止自动静噪。
三、SPI(串行外设接口)
ISD4004工作于SPI串行接口。
SPI协议是一个同步串行数据传输协议,协议假定微控制器的SPI移位寄存器在SCLK的下降沿动作,因此对ISD4004而言,在时钟止升沿锁存MOSI引脚的数据,在下降沿将数据送至MISO引脚。
协议的具体内容为：
1.所有串行数据传输开始于SS下降沿。
2.SS在传输期间必须保持为低电平,在两条指令之间则保持为高电平。
3.数据在时钟上升沿移入,在下降沿移出。
4.SS变低,输入指令和地址后,ISD才能开始录放操作。
5.指令格式是(8位控制码)加(16位地址码)。
6.ISD的任何操作(含快进)如果遇到EOM或OVF,则产生一个中断,该中断状态在下一个SPI周期开始时被清除。
7.使用"读"指令使中断状态位移出ISD的MISO引脚时,控制及地址数据也应同步从MOSI端移入。
因此要注意移入的数据是否与器件当前进行的操作兼容。
当然,也允许在一个SPI周期里,同时执行读状态和开始新的操作(即新移入的数据与器件当前的操作可以不兼容)。
8.所有操作在运行位(RUN)置1时开始,置0时结束。
9.所有指令都在SS端上升沿开始执行。
(一)信息快进
用户不必知道信息的确切地址,就能快进跳过一条信息。
信息快进只用于放音模式。
放音速度是正常的1600倍,遇到EOM后停止,然后内部地址计数器加1,指向下条信息的开始处。
(二)上电顺序
器件延时TPUD(8kHz采样时,约为25毫秒)后才能开始操作。
因此,用户发完上电指令后,必须等待TPUD,才能发出一条操作指令。
例如,从00从处发音,应遵循如下时序:
1.发POWERUP命令;
2.等待TPUD(上电延时);
3.发地址值为00的SETPLAY命令;
4.发PLAY命令。
器件会从此00地址开始放音,当出现EOM时,立即中断,停止放音。
如果从00处录音,则按以下时序:
1.发POWER UP命令;
2.等待TPUD(上电延时);
3.发POWER UP命令
4.等待2倍TPUD;
5.发地址值为00的SETREC命令;
6.发REC命令。
器件便从00地址开始录音,一直到出现OVF(存贮器末尾)时,录音停止。
(三)SPI端口的控制位
(四)SPI 控制寄存器
SPI控制寄存器控制器件的每个功能,如录放、录音、信息检索(快进)、上电/掉电、开始和停止操作、忽略地址指针等。
详见下表：
注：IAB置0时,录、放操作从A9-A0地址开始。
为了能连贯地录、放到后续的存储空间,在操作到达该行末之前,应发出第二个SPI指令将IAB置1,否则器件在同一地址上反复循环。
这个特点对语音提示功能很有用。
RAC脚和IAB位可用于信息管理。
SPI端口简单框图如下：
四、时序SPI时序参数
注意一：国内用户多习惯使用8031系列芯片，与ISD33000、4000系列均可以方便地连接，ISD芯片需要3V稳压电源，信号线可直接使用5V电平。
注意二：ISD4004的控制方式与ISD33000系列完全相同，可相互参阅。