ISD4004簡述

●單片8 至16 分鐘語音錄放

●內(nèi)置微控制器串行通信接口

●3V 單電源工作

●多段信息處理

●工作電流25-30mA,維持電流1μA

●不耗電信息保存100 年(典型值)

●高質(zhì)量、自然的語音還原技術

●10 萬次錄音周期(典型值)

●自動靜噪功能

●片內(nèi)免調(diào)整時鐘,可選用外部時鐘

ISD4004 系列工作電壓3V,單片錄放時間8 至16 分鐘,音質(zhì)好,適用于移動電話及其他便攜式電子產(chǎn)品中。芯片采用CMOS 技術,內(nèi)含振蕩器、防混淆濾波器、平滑濾波器、音頻放大器、自動靜噪及高密度多電平閃爍存貯陳列。芯片設計是基于所有操作必須由微控制器控制,操作命令可通過串行通信接口(SPI 或Microwire)送入。芯片采用多電平直接模擬量存儲技術, 每個采樣值直接存貯在片內(nèi)FLASH存貯器中,因此能夠非常真實、自然地再現(xiàn)語音、音樂、音調(diào)和效果聲,避免了一般固體錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪聲和"金屬聲"。采樣頻率可為 4.0,5.3,6.4,8.0kHz,頻率越低,錄放時間越長,而音質(zhì)則有所下降,片內(nèi)信息存于FLASH存貯器中,可在斷電情況下保存100 年(典型值),反復錄音10 萬次。

電源:(VCCA,VCCD) 為使噪聲最小,芯片的模擬和數(shù)字電路使用不同的電源總線,并且分別引到外封裝的不同管腳上,模擬和數(shù)字電源端最好分別走線,盡可能在靠近供電端處相連,而去耦電容應盡量靠近器件。

地線:(VSSA,VSSD) 芯片內(nèi)部的模擬和數(shù)字電路也使用不同的地線。

同相模擬輸入(ANA IN ) 這是錄音信號的同相輸入端。輸入放大器可用單端或差分驅動。單端輸入時,信號由耦合電容輸入,最大幅度為峰峰值32mV,耦合電容和本端的3KΩ電阻輸入阻抗決定了芯片頻帶的低端截止頻率。差分驅動時,信號最大幅度為峰峰值16mV，為ISD33000 系列相同。

反相模擬輸入(ANA IN-) 差分驅動時,這是錄音信號的反相輸入端。信號通過耦合電容輸入,最大幅度為峰峰值16mV

音頻輸出(AUD OUT) 提供音頻輸出,可驅動5KΩ的負載。

片選(SS) 此端為低,即向該ISD4004 芯片發(fā)送指令，兩條指令之間為高電平。

串行輸入(MOSI) 此端為串行輸入端，主控制器應在串行時鐘上升沿之前半個周期將數(shù)據(jù)放到本端,供ISD 輸入。

串行輸出(MISO) ISD 的串行輸出端。ISD 未選中時,本端呈高阻態(tài)。

串行時鐘(SCLK) ISD 的時鐘輸入端,由主控制器產(chǎn)生,用于同步MOSI 和MISO 的數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)在SCLK上升沿鎖存到ISD,在下降沿移出ISD。

中斷(/INT) 本端為漏極開路輸出。ISD 在任何操作(包括快進)中檢測到EOM 或OVF 時,本端變低并保持。中斷狀態(tài)在下一個SPI 周期開始時清除。中斷狀態(tài)也可用RINT 指令讀取。OVF 標志----指示ISD的錄、放操作已到達存儲器的未尾。EOM 標志----只在放音中檢測到內(nèi)部的EOM 標志時,此狀態(tài)位才置1。

行地址時鐘(RAC) 漏極開路輸出。每個RAC 周期表示ISD 存儲器的操作進行了一行(ISD4004 系列中的

存貯器共2400 行)。該信號175ms 保持高電平,低電平為25ms?？爝M模式下,RAC 的218.75μs 是高電平,31.25μs 為低電平。該端可用于存儲管理技術。

外部時鐘(XCLK) 本端內(nèi)部有下拉元件。芯片內(nèi)部的采樣時鐘在出廠前已調(diào)校,誤差在 1%內(nèi)。商業(yè)級芯片在整個溫度和電壓范圍內(nèi), 頻率變化在 2.25%內(nèi)。工業(yè)級芯片在整個溫度和電壓范圍內(nèi),頻率變化在-6/ 4%內(nèi),此時建議使用穩(wěn)壓電源。若要求更高精度,可從本端輸入外部時鐘(如前表所列)。由于內(nèi)部的防混淆及平滑濾波器已設定,故上述推薦的時鐘頻率不應改變。輸入時鐘的占空比無關緊要,因內(nèi)部首先進行了分頻。在不外接地時鐘時,此端必須接地。

自動靜噪(AMCAP) 當錄音信號電平下降到內(nèi)部設定的某一閾值以下時,自動靜噪功能使信號衰弱,這樣有助于養(yǎng)活無信號(靜音)時的噪聲。通常本端對地接1mF 的電容,構成內(nèi)部信號電平峰值檢測電路的一部分。檢出的峰值電平與內(nèi)部設定的閾值作比較,決定自動靜噪功能的翻轉點。大信號時,自動靜噪電路不衰減,靜音時衰減6dB。1mF 的電容也影響自動靜噪電路對信號幅度的響應速度。本端接VCCA 則禁止自動靜噪。

ISD4004 工作于SPI 串行接口。SPI 協(xié)議是一個同步串行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,協(xié)議假定微控制器的SPI 移位寄存器在SCLK 的下降沿動作,因此對ISD4004 而言,在時鐘上升沿鎖存MOSI 引腳的數(shù)據(jù),在下降沿將數(shù)據(jù)送至MISO 引腳。協(xié)議的具體內(nèi)容為：

1.所有串行數(shù)據(jù)傳輸開始于SS 下降沿。

2.SS 在傳輸期間必須保持為低電平,在兩條指令之間則保持為高電平。

3.數(shù)據(jù)在時鐘上升沿移入,在下降沿移出。

4.SS 變低,輸入指令和地址后,ISD 才能開始錄放操作。

5.指令格式是(8 位控制碼)加(16 位地址碼)。

6.ISD 的任何操作(含快進)如果遇到EOM 或OVF,則產(chǎn)生一個中斷,該中斷狀態(tài)在下一個SPI 周期開始時被清除。

7.使用"讀"指令使中斷狀態(tài)位移出ISD 的MISO 引腳時,控制及地址數(shù)據(jù)也應同步從MOSI 端移入。因此要注意移入的數(shù)據(jù)是否與器件當前進行的操作兼容。當然,也允許在一個SPI 周期里,同時執(zhí)行讀狀態(tài)和開始新的操作(即新移入的數(shù)據(jù)與器件當前的操作可以不兼容)。

8.所有操作在運行位(RUN)置1 時開始,置0 時結束。

9.所有指令都在SS 端上升沿開始執(zhí)行。

ISD4004信息快進

用戶不必知道信息的確切地址,就能快進跳過一條信息。信息快進只用于放音模式。放音速度是正

常的160 倍,遇到EOM 后停止,然后內(nèi)部地址計數(shù)器加1,指向下條信息的開始處。

ISD4004上電順序

器件延時TPUD(8kHz 采樣時,約為25 毫秒)后才能開始操作。因此,用戶發(fā)完上電指令后,必須等待

TPUD,才能發(fā)出一條操作指令。

例如,從00 從處發(fā)音,應遵循如下時序:

1. 發(fā)POWERUP 命令;

2. 等待TPUD(上電延時);

3. 發(fā)地址值為00 的SETPLAY 命令;

4. 發(fā)PLAY 命令。

器件會從此00 地址開始放音,當出現(xiàn)EOM 時,立即中斷,停止放音。

如果從00 處錄音,則按以下時序:

1. 發(fā)POWER UP 命令;

2. 等待TPUD(上電延時);

3. 發(fā)POWER UP 命令

4. 等待2 倍TPUD;

5. 發(fā)地址值為00 的SETREC 命令;

6. 發(fā)REC 命令。

器件便從00 地址開始錄音,一直到出現(xiàn)OVF(存貯器末尾)時,錄音停止。

　ISD4002/4003/4004芯片參數(shù)表

************

ISD4004ISD4004操作流程

// 主程序

//

// 功能：1.錄音時，按住AN鍵，LED點亮開始錄音，松開AN即可停止錄音

// 再次按下AN鍵，LED點亮開始錄第二段音，依次類推，直到芯片溢出。

// 按stop鍵芯片復位

// 2.放音時，按一下AN鍵，即播放一段語音。 按stop鍵芯片復位。

//************************************************************************

#include

sbit SS =P1^0; //片選

sbit MOSI=P1^1; //數(shù)據(jù)輸入

sbit MISO=P1^2; //數(shù)據(jù)輸出

sbit SCLK=P1^3; //ISD4004時鐘

sbit INT =P1^4; //中斷

sbit LED =P1^7; //指示燈

sbit LED1=P1^6; //指示燈:亮是錄音/不亮是放音

sbit PR =P3^3; //錄音和放音選擇開關

sbit STOP=P3^4; //復位

sbit AN =P3^5; //執(zhí)行

void delay(unsigned int time) //延遲n微秒

{

while(time!=0)

{

time--;

}

}

void delayms(unsigned int time) //延遲n毫秒

{

TMOD=0x01;

for(time;time>0;time--)

{

TH0=0xfc;

TL0=0x18;

TR0=1;

while(TF0!=1)

{;}

TF0=0;

TR0=0;

}

}

void isd_send(unsigned char isdx)//spi串行發(fā)送子程序，8位數(shù)據(jù)

{

unsigned char isx_counter;

SS=0;//ss=0,打開spi通信端

SCLK=0;

for(isx_counter=0;isx_counter<8;isx_counter )//先發(fā)低位再發(fā)高位，依次發(fā)送。

{

if((isdx&0x01)==1)

MOSI=1;

else

MOSI=0;

isdx=isdx>>1;

SCLK=1;

delay(2);

SCLK=0;

delay(2);

}

}

void isd_stop()//stop指令（停止當前操作）

{

delay(10);

isd_send(0x30);

SS=1;

delayms(50);

}

void isd_powerup()//發(fā)送上電指令

{

delay(10);

SS=0;

isd_send(0x20);

SS=1;

delayms(50);

}

void isd_stopwrdn()//發(fā)送掉電指令

{

delay(10);

isd_send(0x10);

SS=1;

delayms(50);

}

void isd_play()//發(fā)送play指令

{

LED=0;

isd_send(0xf0);

SS=1;

}

void isd_rec()//發(fā)送rec指令

{

LED=0;

isd_send(0xb0);

SS=1;

}

void isd_setplay(unsigned char adl,unsigned char adh)//發(fā)送setplay指令

{

delayms(1);

isd_send(adl); //發(fā)送放音起始地址低位

delay(2);

isd_send(adh); //發(fā)送放音起始地址高位

delay(2);

isd_send(0xe0); //發(fā)送setplay指令字節(jié)

SS=1;

}

void isd_setrec(unsigned char adl,unsigned char adh)//發(fā)送setrec指令

{

delayms(1);

isd_send(adl); //發(fā)送放音起始地址低位

delay(2);

isd_send(adh); //發(fā)送放音起始地址高位

delay(2);

isd_send(0xa0); //發(fā)送setplay指令字節(jié)

SS=1;

}

void isd_overflow()//芯片溢出，LED閃爍提醒停止錄音

{

while(AN==0)

{

LED=1;

delayms(300);

LED=0;

delayms(300);

}

}

unsigned char chk_isdovf()//檢查芯片是否溢出(讀OVF,并返回OVF值)

{

SS=0;

delay(2);

SCLK=0;

delay(2);

SCLK=1;

SCLK=0;

delay(2);

if(MISO==1)

{

SCLK=0;

SS=1; //關閉spi通信端

isd_stop(); //發(fā)送stop指令

return 1; //OVF為1，返回1

}

else

{

SCLK=0;

SS=1; //關閉spi通信端

isd_stop(); //發(fā)送stop指令

return 0; //OVF為0，返回0

}

}

void main(void)

{

unsigned char ovflog;

while(1)

{

if(PR==0) {delayms(8);LED1=~LED1;while(PR==0);}

if(LED1==0)//如果PR=0則轉入錄音部分

{

if(AN==0)

{

isd_powerup(); //AN鍵按下，ISD上電并延遲50ms

isd_stopwrdn();

isd_powerup();

LED1=0;//表示錄音模式

delayms(500); //延遲500ms錄音

isd_setrec(0x00,0x00); //發(fā)送0x0000h地址的setplay指令

do

{

isd_rec(); //發(fā)送rec指令

while(AN==0) //等待錄音完畢

{

if(INT==0) //如果芯片溢出，進行LED閃爍提示，

isd_overflow(); //如果取消錄音（松開AN鍵）則停止錄音，芯片復位

}

if(INT==0)

break;

LED=1; //錄音完畢，LED熄滅

isd_stop(); //發(fā)送停止命令

while(AN==1) //如果AN再次按下，開始錄制下一段語音

{

if(isd_stop==0) //如果按下STOP按鍵，則芯片復位

break;

if(AN==0)

delayms(500);

}

}

while(AN==0);

}

}

if(LED1==1)//如果PR=0則轉入放音部分 //如果PR==1則轉入放音部分

{

if(AN==0)

{

isd_powerup(); //AN鍵按下，ISD上電并延遲50ms

isd_stopwrdn();

isd_powerup();

LED1=1;//表示錄音模式

while(AN==0)

{;}

isd_setplay(0x00,0x00); //發(fā)送setplay指令，從0x0000地址開始放音

do

{

isd_play(); //發(fā)送放音指令

delay(20);

while(INT==1) //等待放音完畢的EOM中斷信號

{;}

LED=1;

isd_stop(); //放音完畢，發(fā)送stop指令

if (ovflog=chk_isdovf()) //檢查芯片是否溢出 ，如溢出則停止放音，芯片復位

break;

while(AN==1) //等待AN鍵再次按下

{

if(isd_stop==0)

break;

if(AN==0)

delayms(20);

}

}

while(AN==0); // AN鍵再次按下，播放下一段語音

// isd_stop();

// isd_stopwrdn();

}

}

}