语音系统设计 48
(1)、地址模式 当A7 A6 至少有一位为0时,器件进入地址模式。在地址模式中,A0-A7 由低位向高位排列, 每位地址代表125毫秒的寻址,160 个地址覆盖20 秒的语音范围(160*0.125s=20s),录音及放音功能均从设定的起始地 址开始,录音结束由停止键操作决定,芯片内部自动在该段的结束位置 插入结束标志(EOM);而放音时芯片遇到(EOM)标志即自动停止放 音。 (2)、操作模式 当A7 A6 全部为1 时,器件进入操作模式。ISD1420 内部具备有多种操 作模式,并能以最少的组件实现较多的功能,下面将详细描述。操作模 式的选择使用地址管脚来实现,但实际的地址在ISD1420 的有效地址外 部。当地址的最高两位A7 A6 为高电平时,其余的地址位将被成为状态 标志位而不再是地址位。因此,操作模式和寻址模式不能兼容,也就是 说不能同时使用。 在使用操作模式时必须注意两点。第一,所有的操作开始于地址0,也 就是ISD1420 的起始地址。以后的操作根据操作模式的不同可以从其它 地址开始。另外,在操作模式中当A4=1, 从录音变换到放音而不是从 放音到录音,器件地址指针复位到0。第二,操作模式的执行必须是A7 A6 为高电平,在PALYL,PLAYE 或REC 变为低电平时开始执行。当前的 操作模式将一直有效,直到下一次的控制信号变低,并取样地址线上的 信息开始新的操作。 (3)、操作模式描述 可以使用微处理器来控制操作模式,也可以直接使用直接联机来实现需 要的功能。 A0 – 信息检索:信息检索允许用户在内容跳转浏览,而不必关系每个 信息的实际物理位置。每个控制信号的低电平脉冲将内部地址指针转移 到下一个信息位置。这种模式只能在放音中使用,通常与A4 操作同时 应用。 A1 – 删除EOM 结尾标志:A1 操作模式允许多次记录的信息组合成一 个信息,结束标志只出现在最后录制信息的结尾。当配置成这种模式 后,多次录制的信息在放音时会形成连续的信息。 A2 – 没有使用。 A3 – 循环播放:A3 操作模式能够实现自动连续的信息播放,播放的 信息处于的地址空间的开始。如果一个信息充满了ISD1420, 则用循环 模式可以从头到尾连续的播放。PALYE 脉冲可以启动播放,PLAYL 脉冲 可以结束播放。 A4 – 连续寻址:在通常的操作中,当放音操作遇到结尾标志(EOM) 时,地址指针将复原到0。A4 操作模式将禁止地址指针的复位,允许信 息能连续录制和播放。当电路处于静止状态,不是处于录音或放音状
读取第二段语音地址 显示“2” 调用放音子程序
否
是
否
读取第三段语音地址 显示“3” 调用放音子程序
判断3按键
是
2、实验连线
用导线对应连接语音接口模块的REC、PLAYE、PLAYL到CPU模块的P32、P33、P34。 用导线对应连接语音接口模块的A0~A7到CPU模块的P10~P17。P3.1、P3.分别接静态数码管的 CLK 、DIN。
A1
删除结尾 标志
将结尾标志置为 最后
A3,A4
A2
没使用
A3
循环
从地址0 音
连续放 A1
A4
连续寻址
录音/放音连续 执行
A0,A1
A5
没使用
6、编程指南
在录音时,为防止开关抖动引起重复触发,应在信号启动后有一定
的延时。
本实验需要用到CPU模块(F3区)和语音接口模块(C2区)。语音 接口电路原理图参见图29-3。
列语音电路采用直接模拟存储技术,不需要专用开发工具、编程器,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 厂家的生产语音板,大多以该公司的ISD系列芯片为核心构成。现在以 系列中的ISD1420芯片为例,介绍语音电路与单片机的应用接口。其它 系列型号芯片与此基本相同。
1、ISD1420芯片的特点 ①.外围组件简单,仅需少量阻容组件、麦克风即可组成一完整录 放系统。 ②.模拟信息存储重放音质极好,并有一定混响效果。 ③.待机时低功耗(0.5uA),典型放音电流15mA。 ④.放音时间20s,可扩充级联。 ⑤.可持续放音,也可分段放音,最小分段20s/160段=0.125s/ 段,可分段数160段。 ⑥.录放次数达10万次。 ⑦.断电信息存储,无需备用电池,信息可保100年。 ⑧.操作简单,无需专用编程器及语音开发器。 ⑨.高优先级录音,低电平或负边沿触发放音。 ⑩.单电源供电,典型电压+5v 2、ISD1420的内部逻辑结构 ISD1420系列语音集成电路的内部结构由内部时钟电路,自动增益 控制电路,前置控制电路,滤波器,差动功率放大电路,电源电路,内 存EEPROM,地址译码电路,存储控制电路等组成。 3、ISD1420的封装引脚及含义 ISD1420系列语音芯片最后2位数字表示语音录放时间的长度,录放 时间最长为20s。 ISD1420系列语音芯片的封装引脚如图29-1所示。它是有28条引脚 的双列直插式芯片。各条引脚的功能含义说明如下。
PLAYL。
图29-2 简单操作方式电路 放音:放音有两种方式触发放音和电平放音。 (1)、触发放音:按一次PLAYE 按键,这样给PLAYE 脚一个低电平脉 冲,电路进入放音状态,直到放音结束。 (2)、电平放音:按下PLAYL 按键(PLAYL 脚保持为低电平),电路 进入放音状态,直到PLAYL 变高或放音结束,电路重新进入准备状态。 (二)、复杂操作方法 根据A6 A7 的电平不同,电路可以进入两种不同的工作模式:地址模式 和操作模式。如果A7 A6 至少有一位为低电平,则电路认为A0-A7 全部 为地址位,A0-A7 的数值将作为本次录音或放音操作的起始地址。A0A7 全部为纯输入引脚,不会象操作模式中A0-A7 还可能输出内部地址 信息。输入的A0-A7 的信息在PALYE,PLAYL 或REC 的下降沿被电路锁 存到内部使用。
( 语音系统设计 ) 课程设计说明书
目录
一.设计内容及要求
二.设计原始资料
三、课程设计目的
四、课程设计内容
五、课程设计要求
六、设计说明和电路原理图
七.课程设计步骤
八、设计参考程序 九.具体程序设计及原理图
、 十、结果分析
十一 课程设计总结与分析
一、设计内容及要求
利用ZY1420A语言芯片实现任意三段话的任意播放,三段话通过三个按 键实现程序控制 二、设计原始资料
单片机原理及应用教程 范立南 2006年 1月
单片机原理及应用教程 刘瑞新 2003年07月
《电子设计自动化技术基础》马建国、孟宪元编 清华大学出版 2004年 4月 《实用电子系统设计基础》 姜威 2008年1月 《单片机系统的PROTEUS设计与仿真》 张靖武 2007年4月 三、课程设计目的
1.掌握采用单片机控制语音芯片(ISD1420)的硬件接口技术。 2.掌握语音芯片(ISD1420)驱动程序的设计和调试方法。 四、课程设计内容
态,即可设置该脚为低电平,将地址指针复位。 A5 – 没有使用。 表29-1和表29-2为ZY1420地址功能范例表和操作模式表。
表29-1 ZY1420地址功能范例表:
表29-2 ZY1420 操作模式表:
地址控制 (高有 效)
功能 典型应用
可以同时使 用的模式
A0 信息检索 正向信息快进 A4
使用系统提供的语音录放电路,实现单片机控制语音的录制和播 放。 五、课程设计要求
根据实验内容编写一个程序,并在实验仪上调试和验证。 六、设计说明和电路原理图
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 操作过程及故障报警等;作为输入时,则主要是语音的记录、语言库的 建立和语音的识别。
1、程序流程图
设定第一段语音录音地址 显示“1”
启动录音(持续三秒)
停止录音(持续一秒)
设定第二段语音录音地址 显示“2”
启动录音(持续三秒)
停止录音(持续一秒)
设定第三段语音录音地址 显示“3”
启动录音(持续三秒)
停止录音(持续一秒)
判断1按键
读取第一段语音地址 显示“1” 调用放音子程序
是
否
判断2按键
MIC REF: 引脚18,话筒参考输入端。
AGC:
引脚!9,自动增益控制端。
ANA IN: 引脚20,模拟信号输入端。
ANA OUT: 引脚21,模拟信号输出端。
图
29-1
PLAYL/: 引脚23,放音控制电平触发端。当该端为低电平时,芯片进入放音
周期;当该端为高电平时,停止放音。
PLAYE/: 引脚24,放音控制脉冲触发端。该端输入由高电平向低电平跳变的
3、源程序
;//************************************************************ ;文件名: 语音芯片控制程序1420 FOR 51MCU ;功能: 单片机控制语音芯片的录制和播放 ;//***********************************************************
图29-3 ZY1420语音接口电路 七.课程设计步骤 1)系统各跳线器处在初始设置状态,C2模块的JT3C短路帽接至右 端、JT2C短路帽接至2、3端。简单录音放音操作应用:A0~A7全部接 地,分别按REC、PLAYE、PLAYL进行录音、电平放音、脉冲放音操 作。 2)用导线对应连接语音接口模块的REC、PLAYE、PLAYL到CPU模块 的P32、P33、P34。 用导线对应连接语音接口模块的A0~A7到CPU模块的P10~P17。 3)启动PC机,打开Keil uVision2软件,加载程序,编译,下载, 运行。 4)根据录放音子程序进行录音和放音操作。 八、设计参考程序 本实验参考程序“29_1420.ASM”位于program文件夹下MCS-51文 件夹。 九.具体程序设计及原理图