语音接口芯片及其应用.

·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；
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·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
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74LS377 ISD1420
D7 RD
D6 PLBiblioteka Baidu
1
D5 A7
0
D4 A6
0
D3 A5
0
D2 A4
0
D1 A3
0
D0 分 段 A2
0
段控制码
0 0
录 音
第0段 第1段
… …
40H 41H
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0
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0
0
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…
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…
0
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0
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0
第38段
第39段 第0段 第1段
…
66H
67H 80H 81H

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。
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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；
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。
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1
§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：
•
•
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

10
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四 、 ISD1420 基 本 技 术 指 标
（均为典型值）

工作电源+5V 静态电流〈10Μ A； 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。
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§10.2 ISDI420与单片机接
口举例
以 MCS-51 系 列 单 片 机
信号。
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ISD1420语音芯片内部结构框图
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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；
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。
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5
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
…
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1
放
音
…
…
…
…
…
…
…
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1
0
第38段 第39段
A6H A7H
1
1
0
0
1
1
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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“ 0 ～ 9”，及“千”、
“百”、“十”、“度”、 “点”、“帕”等， 0 ． 5s 一个 单字。词段有“当前时间”， 1．5s；“当前温度”，需1．5s。
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）。
10
6
•
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。
出端，两端间接电容，该端可用于模拟信号的直接输
入；
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10
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。

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。
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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

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 μ 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 ＝
0．125s/段，可分段数160段；
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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。
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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 D0 ～ D7 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0．5s。