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ISD4004語(yǔ)音芯片在語(yǔ)音報站器中的應用
摘要：ＩＳＤ４００４語(yǔ)音系列芯片是美國ＩＳＤ公司推出的產(chǎn)品，具有可多次重復錄放、存儲時(shí)間長(cháng)、使用時(shí)不需擴充存儲器、所需外圍電路簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。介紹了ＩＳＤ４００４芯片在語(yǔ)音報站器中的一個(gè)實(shí)際應用，并說(shuō)明了其功能和使用方法，從而使讀者對ＩＳＤ４００４系列語(yǔ)音芯片的使用有個(gè)初步的了解。 ＩＳＤ４００４語(yǔ)音芯片是由美國ＩＳＤ公司推出的新產(chǎn)品。關(guān)于該語(yǔ)音芯片的引腳說(shuō)明以及內部電路等，很容易在ＩＳＤ公司提供的芯片資料中查到，筆者就不進(jìn)行過(guò)多的描述，只簡(jiǎn)單地對其特點(diǎn)做一介紹。
與普通的錄音／重放芯片相比，ＩＳＤ４００４具有如下特點(diǎn)：首先，記錄聲音沒(méi)有段長(cháng)度限制，并且聲音記錄不需要Ａ／Ｄ轉換和壓縮；其次，將快速閃存作為存儲介質(zhì)，無(wú)需電源即可保存數據長(cháng)達１００年，重復記錄１００００次以上；此外，ＩＳＤ４００４具有記錄時(shí)間長(cháng)（可達１６分鐘，本文采用的為８分鐘的ＩＳＤ４００４語(yǔ)音芯片）的優(yōu)點(diǎn)；最后，ＩＳＤ４００４的開(kāi)發(fā)應用具有所需外圍電路簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，這一點(diǎn)從本文介紹的其在語(yǔ)音報站器中的實(shí)際應用可以體會(huì )到。
１ 語(yǔ)音報站器硬件電路設計
目前市場(chǎng)上流通的語(yǔ)音報站器，大多采用的不是ＩＳＤ４００４系列的芯片，這與其剛推出不久以及價(jià)格偏高有關(guān)。但隨著(zhù)ＩＳＤ４００４應用的增多以及價(jià)格的回落，再加上ＩＳＤ４００４系列芯片本身的優(yōu)點(diǎn)，可以相信，在語(yǔ)音報站器中采用ＩＳＤ４００４系列語(yǔ)音芯片是完全可行的。筆者設計了該裝置的硬件電路，并進(jìn)行了上車(chē)調試，取得了較為滿(mǎn)意的效果。
圖1 報站器硬件電路連接圖
本文討論的語(yǔ)音報站器主要是指裝在車(chē)上的放音電路，不包含錄音電路。而在實(shí)際應用中，錄音電路則完成報站內容的錄音工作，并收錄內容存儲到語(yǔ)音芯片中。本文主要結合ＩＳＤ４００４在放音電路中的使用介紹ＩＳＤ４００４的典型應用。
本文討論的報站器主電路主要由單片機８９Ｃ５２和ＩＳＤ４００４構成。該系統的硬件電路連接圖如圖１所示。
本系統主要分為三部分：?jiǎn)纹瑱C控制部分、放音部分和顯示部分。顯示電路采用的是通過(guò)Ｐ３．０、Ｐ３．１控制的兩個(gè)７段數碼管的靜態(tài)顯示器，在此不作詳細介紹；控制部分主要由單片機８９Ｃ５２構成，包含必要的按鍵電路、復位電路和看門(mén)狗電路等外圍電路；放音部分主要由ＩＳＤ４００４構成，包含配套的變壓電路、功放電路等。
從圖１中可以看出８９Ｃ５２和ＩＳＤ４００４之間的連接較少。單片機的Ｐ１．０～Ｐ１．３引腳接按鍵，控制報站器工作過(guò)程中是否放音和放音內容；Ｐ１．６接ＩＳＤ４００４的片選引腳／ＳＳ，控制ＩＳＤ４００４是否選通；Ｐ１．７接ＩＳＤ４００４的串行輸入引腳ＭＯＳＩ，從該引腳讀入放音的地址；Ｐ３．０和Ｐ３．１控制外圍顯示電路，在報站器工作過(guò)程中顯示當前的站號；Ｐ３．２和Ｐ３．３分別接ＩＳＤ４００４的串行時(shí)鐘引腳ＳＣＬＫ和中斷引腳／ＩＮＴ。ＩＳＤ４００４芯片所需要的連接還有音頻信號輸出引腳ＡＵＤＯＵＴ，該引腳通過(guò)一個(gè)濾波電容與揚聲器連接；ＡＭＣＡＰ為自動(dòng)靜音端，使用時(shí)通過(guò)一電容接地。此外，由于ＩＳＤ４００４的工作電壓為３Ｖ，而單片機所需供電電壓為５Ｖ，因此需要采用變壓電路得到３Ｖ電壓供ＩＳＤ４００４使用。
２ 軟件設計
程序流程圖如圖２所示。
電路上電后，首先完成程序的初始化，隨后查詢(xún)按鍵狀態(tài)，進(jìn)入系統待機狀態(tài)。如果有按鍵按下，則轉去執行該按鍵指向的工作程序。按鍵包括放音鍵、停止鍵、加一鍵、減一鍵以及特殊語(yǔ)鍵。在待機狀態(tài)下，如果放音鍵首次被按下，程序將首先判斷是去還是回（公交車(chē)路徑一般是既去又回的），并點(diǎn)亮相應的指示燈，自動(dòng)讀出第一站的放音內容，站號顯示１。如果不是首次按下，則首先判斷當前站號，并以該站號為依據獲得存放該站放音內容的首地址；然后調用放音子程序，讀入前面獲得的本站放音內容首地址，開(kāi)始放音。每一句放音完畢后，ＩＳＤ４００４的中斷引腳（２５腳）會(huì )自動(dòng)送一低電平信號。在硬件設計中，該引腳與單片機的Ｐ３．３連接，因此會(huì )引起一次中斷，在中斷子程序中有一個(gè)計數器記錄中斷次數，從而判斷何時(shí)當前一站結束，站號加一并刷新顯示。加一鍵按下后，程序放音內容轉向下一站；減一鍵按下后，則使程序放音內容轉向上一站，相應的站號顯示也將隨之刷新；特殊語(yǔ)鍵按下后，程序轉向執行特殊語(yǔ)放音（譬如“拐彎請注意”等語(yǔ)句）；停止鍵按下，將中止當前的放音狀態(tài)。
為了便于讀者對ＩＳＤ４００４應用的理解，本文給出了部分程序。
該部分程序主要完成放音操作，把獲得的放音內容的地址送到ＩＳＤ４００４中，完成放音。
ＰＬＡＹ?
ＡＣＡＬＬ ＰＯＷＥＲＵＰ ?上電子程序
ＡＣＡＬＬ ＤＥＬＡＹ２５ ?延遲子程序，至少延
遲２５ｍｓ
ＣＬＲ Ｐ１．６ ?選中ＩＳＤ４００４
ＭＯＶ ＰＬＡＹ２?＃１１１０００００Ｂ ?存放ＳＥＴＰＬＡＹ命令
ＭＯＶ Ａ?ＰＬＡＹ０ ?送放音地址低８位
ＡＣＡＬＬ ＳＥＮＤ ?調用送地址子程序
ＭＯＶ Ａ?ＰＬＡＹ１ ?送放音地址高８位
ＡＣＡＬＬ ＳＥＮＤ
ＭＯＶ Ａ?ＰＬＡＹ２ ?送ＳＥＴＰＬＡＹ命令
ＡＣＡＬＬ ＳＥＮＤ
ＳＥＴＢ Ｐ１．６
ＣＬＲ Ｐ１．６
ＭＯＶ ＰＬＡＹＩＮＧ?＃１１１１００００Ｂ ?送入放音指令
ＭＯＶ Ａ?ＰＬＡＹＩＮＧ
ＡＣＡＬＬ ＳＥＮＤ
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