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ISD4004語音芯片在語音報站器中的應用
摘要：ＩＳＤ４００４語音系列芯片是美國ＩＳＤ公司推出的產品，具有可多次重復錄放、存儲時間長、使用時不需擴充存儲器、所需外圍電路簡單等特點。介紹了ＩＳＤ４００４芯片在語音報站器中的一個實際應用，并說明了其功能和使用方法，從而使讀者對ＩＳＤ４００４系列語音芯片的使用有個初步的了解。關鍵詞：ISD4004單片機語音報站器
�。桑樱模矗埃埃凑Z音芯片是由美國ＩＳＤ公司推出的新產品。關于該語音芯片的引腳說明以及內部電路等，很容易在ＩＳＤ公司提供的芯片資料中查到，筆者就不進行過多的描述，只簡單地對其特點做一介紹。
與普通的錄音／重放芯片相比，ＩＳＤ４００４具有如下特點：首先，記錄聲音沒有段長度限制，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，無需電源即可保存數據長達１００年，重復記錄１００００次以上；此外，ＩＳＤ４００４具有記錄時間長（可達１６分鐘，本文采用的為８分鐘的ＩＳＤ４００４語音芯片）的優點；最后，ＩＳＤ４００４的開發應用具有所需外圍電路簡單的優點，這一點從本文介紹的其在語音報站器中的實際應用可以體會到。
１語音報站器硬件電路設計
目前市場上流通的語音報站器，大多采用的不是ＩＳＤ４００４系列的芯片，這與其剛推出不久以及價格偏高有關。但隨著ＩＳＤ４００４應用的增多以及價格的回落，再加上ＩＳＤ４００４系列芯片本身的優點，可以相信，在語音報站器中采用ＩＳＤ４００４系列語音芯片是完全可行的。筆者設計了該裝置的硬件電路，并進行了上車調試，取得了較為滿意的效果。
圖1報站器硬件電路連接圖
本文討論的語音報站器主要是指裝在車上的放音電路，不包含錄音電路。而在實際應用中，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：單片機控制部分、放音部分和顯示部分。顯示電路采用的是通過Ｐ３．０、Ｐ３．１控制的兩個７段數碼管的靜態顯示器，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，在報站器工作過程中顯示當前的站號；Ｐ３．２和Ｐ３．３分別接ＩＳＤ４００４的串行時鐘引腳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，該引腳通過一個濾波電容與揚聲器連接；ＡＭＣＡＰ為自動靜音端，使用時通過一電容接地。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。
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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，隨后查詢按鍵狀態，進入系統待機狀態。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、減一鍵以及特殊語鍵。在待機狀態下，如果放音鍵首次被按下，程序將首先判斷是去還是回（公交車路徑一般是既去又回的），并點亮相應的指示燈，自動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，開始放音。每一句放音完畢后，ＩＳＤ４００４的中斷引腳（２５腳）會自動送一低電平信號。在硬件設計中，該引腳與單片機的Ｐ３．３連接，因此會引起一次中斷，在中斷子程序中有一個計數器記錄中斷次數，從而判斷何時當前一站結束，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；特殊語鍵按下后，程序轉向執行特殊語放音（譬如“拐彎請注意”等語句）；停止鍵按下，將中止當前的放音狀態。
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。
�。校蹋粒�?
�。粒茫粒蹋蹋校希祝牛遥眨�?上電子程序
ＡＣＡＬＬＤＥＬＡＹ２５?延遲子程序，至少延
遲２５ｍｓ
�。茫蹋遥校保�?選中ＩＳＤ４００４
�。停希郑校蹋粒伲�?＃１１１０００００Ｂ?存放ＳＥＴＰＬＡＹ命令
�。停希郑�?ＰＬＡＹ０?送放音地址低８位
ＡＣＡＬＬＳＥＮＤ?調用送地址子程序
�。停希郑�?ＰＬＡＹ１?送放音地址高８位
�。粒茫粒蹋蹋樱牛危�
ＭＯＶＡ?ＰＬＡＹ２?送ＳＥＴＰＬＡＹ命令
�。粒茫粒蹋蹋樱牛危�
ＳＥＴＢＰ１．６
�。茫蹋遥校保�
�。停希郑校蹋粒伲桑危�?＃１１１１００００Ｂ?送入放音指令
�。停希郑�?ＰＬＡＹＩＮＧ
ＡＣＡＬＬＳＥＮＤ
�。樱牛裕拢校保�
�。遥牛�
�。校希祝牛遥眨�??送上電指令子程序
�。停希郑校希祝桑危�?＃００１０００００Ｂ?送入語音芯片上電信號
�。停希郑�?ＰＯＷＵＰＩＮＧ
ＣＬＲＰ１．６
�。粒茫粒蹋蹋樱牛危�
�。樱牛裕拢校保�
ＲＥＴ
ＳＥＮＤ：?向ＩＳＤ４００４送指令、
地址等的子程序
�。茫蹋遥停希樱�
ＣＬＲＰ３．２
�。停希郑遥�?＃８
�。希眨裕拢桑裕�?
ＣＬＲＰ３．２?時鐘下降
ＲＲＣＡ
ＭＯＶＭＯＳＩ?Ｃ?輸出１位
ＮＯＰ
�。危希�
�。樱牛裕拢校常�?時鐘上升沿到
ＮＯＰ
ＮＯＰ
�。危希�
�。模剩危冢遥�?ＯＵＴＢＩＴ１
�。遥牛�
放音程序中，要嚴格按照ＩＳＤ４００４的要求編程。首先要送上電指令，然后等待２５μｓ的延遲，再送１６位放音起始地址，最后送８位的開始放音指令。
在放音電路的調試過程中，首先測量ＩＳＤ４００４的工作電壓是否是３Ｖ，如果是則進入下級調試。再看是否可以送入放音地址，對此可以測量ＡＵＤＯＵＴ引腳的電壓，若為１．２Ｖ則說明可以讀入放音地址。再后測量是否能夠放音，可以測量ＡＵＤＯＵＴ引腳電壓，若為１．２Ｖ則說明ＩＳＤ４００４芯片工作正常，可以放音。如果沒有聽到放音則調試后級放音電路，看是否是后級電路有問題。
本文介紹的報站器電路已經經過上車實驗調試，能夠穩定可靠工作。
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