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： ISD4004 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，ＩＳＤ４００４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ＩＳＤ４００４系列芯片本身的优点，可以相信，在语音报站器中采用ＩＳＤ４００４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ＩＳＤ４００４的典型应用。
本文讨论的报站器主电路主要由单片机８９Ｃ５２和ＩＳＤ４００４构成。该系统的硬件电路连接图如图１所示。
本系统主要分为三部分：单片机控制部分、放音部分和显示部分。显示电路采用的是通过Ｐ３．０、Ｐ３．１控制的两个７段数码管的静态显示器，在此不作详细介绍；控制部分主要由单片机８９Ｃ５２构成，包含必要的按键电路、复位电路和看门狗电路等外围电路；放音部分主要由ＩＳＤ４００４构成，包含配套的变压电路、功放电路等。
从图１中可以看出８９Ｃ５２和ＩＳＤ４００４之间的连接较少。单片机的Ｐ１．０～Ｐ１．３引脚接按键，控制报站器工作过程中是否放音和放音内容；Ｐ１．６接ＩＳＤ４００４的片选引脚／ＳＳ，控制ＩＳＤ４００４是否选通；Ｐ１．７接ＩＳＤ４００４的串行输入引脚ＭＯＳＩ，从该引脚读入放音的地址；Ｐ３．０和Ｐ３．１控制外围显示电路，在报站器工作过程中显示当前的站号；Ｐ３．２和Ｐ３．３分别接ＩＳＤ４００４的串行时钟引脚ＳＣＬＫ和中断引脚／ＩＮＴ。ＩＳＤ４００４芯片所需要的连接还有音频信号输出引脚ＡＵＤＯＵＴ，该引脚通过一个滤波电容与扬声器连接；ＡＭＣＡＰ为自动静音端，使用时通过一电容接地。此外，由于ＩＳＤ４００４的工作电压为３Ｖ，而单片机所需供电电压为５Ｖ，因此需要采用变压电路得到３Ｖ电压供ＩＳＤ４００４使用。

２ 软件设计
程序流程图如图２所示。
电路上电后，首先完成程序的初始化，随后查询按键状态，进入系统待机状态。如果有按键按下，则转去执行该按键指向的工作程序。按键包括放音键、停止键、加一键、减一键以及特殊语键。在待机状态下，如果放音键首次被按下，程序将首先判断是去还是回（公交车路径一般是既去又回的），并点亮相应的指示灯，自动读出第一站的放音内容，站号显示１。如果不是首次按下，则首先判断当前站号，并以该站号为依据获得存放该站放音内容的首地址；然后调用放音子程序，读入前面获得的本站放音内容首地址，开始放音。每一句放音完毕后，ＩＳＤ４００４的中断引脚（２５脚）会自动送一低电平信号。在硬件设计中，该引脚与单片机的Ｐ３．３连接，因此会引起一次中断，在中断子程序中有一个计数器记录中断次数，从而判断何时当前一站结束，站号加一并刷新显示。加一键按下后，程序放音内容转向下一站；减一键按下后，则使程序放音内容转向上一站，相应的站号显示也将随之刷新；特殊语键按下后，程序转向执行特殊语放音（譬如“拐弯请注意”等语句）；停止键按下，将中止当前的放音状态。
为了便于读者对ＩＳＤ４００４应用的理解，本文给出了部分程序。
该部分程序主要完成放音操作，把获得的放音内容的地址送到ＩＳＤ４００４中，完成放音。
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