ISD語(yǔ)音芯片在排隊(duì)機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用

ISD2560語(yǔ)音芯片在排隊(duì)機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用摘要：詳細(xì)介紹了Winbond公司生產(chǎn)的ISD2560語(yǔ)音芯片的引腳功能、操作模式以及具體使用方法，給出了用AT89C51與ISD2560構(gòu)成的語(yǔ)音系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計(jì)方法。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；ISD2560；語(yǔ)音芯片；ISD1425目前，電腦語(yǔ)音服務(wù)的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，如電腦語(yǔ)音鐘、語(yǔ)音型數(shù)字萬(wàn)用表、話(huà)費(fèi)查詢(xún)系統(tǒng)以及公共汽車(chē)報(bào)站器等。而Ｗｉｎｂｏｎｄ公司生產(chǎn)的ＩＳＤ２５００系列語(yǔ)音芯片是具有較強(qiáng)功能的一種電腦語(yǔ)音錄放器件，它能夠應(yīng)用在很多需要語(yǔ)音服務(wù)的場(chǎng)合。ＡＴ８９Ｃ５１是ＡＴＭＥＬ公司生產(chǎn)的性能良好、價(jià)格便宜的單片機(jī)。文中介紹了用ＡＴ８９Ｃ５１和ＩＳＤ２５６０構(gòu)成的智能型排隊(duì)機(jī)的語(yǔ)音部分，可實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音的分段錄取和組合回放，同時(shí)可通過(guò)修改軟件實(shí)現(xiàn)整段或循環(huán)播放。本文重點(diǎn)介紹了用該電路來(lái)完成語(yǔ)音的組合播放等功能的實(shí)現(xiàn)方法。ＩＳＤ２５６０是ＩＳＤ系列單片語(yǔ)音錄放集成電路的一種。這是一種永久記憶型語(yǔ)音錄放電路，錄音時(shí)間為６０ｓ，可重復(fù)錄放１０萬(wàn)次。該芯片采用多電平直接模擬量存儲(chǔ)專(zhuān)利技術(shù)，每個(gè)采樣值可直接存儲(chǔ)在片內(nèi)單個(gè)ＥＥＰＲＯＭ單元中，因此能夠非常真實(shí)、自然地再現(xiàn)語(yǔ)音、音樂(lè)、音調(diào)和效果聲，從而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”。該器件的采樣頻率為８．０ｋＨｚ，同一系列的產(chǎn)品采樣頻率越低錄放時(shí)間越長(zhǎng)但通頻帶和音質(zhì)會(huì)有所降低。此外，ＩＳＤ２５６０還省去了Ａ／Ｄ和Ｄ／Ａ轉(zhuǎn)換器。其集成度較高，內(nèi)部包括前置放大器、內(nèi)部時(shí)鐘、定時(shí)器、采樣時(shí)鐘、濾波器、自動(dòng)增益控制、邏輯控制、模擬收發(fā)器、解碼器和４８０ｋ字節(jié)的ＥＥＰＲＯＭ。ＩＳＤ２５６０內(nèi)部ＥＥＰＲＯＭ存儲(chǔ)單元均勻分為６００行，有６００個(gè)地址單元，每個(gè)地址單元指向其中一行，每一個(gè)地址單元的地址分辨率為１００ｍｓ。此外，ＩＳＤ２５６０還具備微控制器所需的控制接口。通過(guò)操縱地址和控制線(xiàn)可完成不同的任務(wù)，以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的信息處理功能，如信息的組合、連接、設(shè)定固定的信息段和信息管理等。ＩＳＤ２５６０可不分段，也可按最小段長(zhǎng)為單位來(lái)任意組合分段。１ＩＳＤ２５６０的引腳功能ＩＳＤ２５６０具有２８腳ＳＯＩＣ和２８腳ＰＤＩＰ兩種封裝形式。圖１所示是其引腳排列。各引腳的主要功能如下：電源（ＶＣＣＡ，ＶＣＣＤ）：為了最大限度的減小噪聲，芯片內(nèi)部的模擬和數(shù)字電路使用不同的電源總線(xiàn)，并且分別引到外封裝上。模擬和數(shù)字電源端最好分別走線(xiàn)，并應(yīng)盡可能在靠近供電端處相連，而去耦電容則應(yīng)盡量靠近芯片。地線(xiàn)（ＶＳＳＡ，ＶＳＳＤ）：由于芯片內(nèi)部使用不同的模擬和數(shù)字地線(xiàn)，因此，這兩腳最好通過(guò)低阻抗通路連接到地。節(jié)電控制（ＰＤ）：該端拉高可使芯片停止工作而進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)。當(dāng)芯片發(fā)生溢出即ＯＶＦ端輸出低電平后，應(yīng)將本端短暫變高以復(fù)位芯片；另外，ＰＤ端在模式６下還有特殊的用途。片選（ＣＥ）：該端變低且ＰＤ也為低電平時(shí)，允許進(jìn)行錄、放操作。芯片在該端的下降沿將鎖存地址線(xiàn)和Ｐ／Ｒ端的狀態(tài)；另外，它在模式６中也有特殊的意義。錄放模式（Ｐ／Ｒ）：該端狀態(tài)一般在ＣＥ的下降沿鎖存。高電平選擇放音，低電平選擇錄音。錄音時(shí)，由地址端提供起始地址，直到錄音持續(xù)到ＣＥ或ＰＤ變高，或內(nèi)存溢出；如果是前一種情況，芯片將自動(dòng)在錄音結(jié)束處寫(xiě)入ＥＯＭ標(biāo)志。放音時(shí)，由地址端提供起始地址，放音持續(xù)到ＥＯＭ標(biāo)志。如果ＣＥ一直為低，或芯片工作在某些操作模式，放音則會(huì)忽略ＥＯＭ而繼續(xù)進(jìn)行下去，直到發(fā)生溢出為止。信息結(jié)尾標(biāo)志（ＥＯＭ）：ＥＯＭ標(biāo)志在錄音時(shí)由芯片自動(dòng)插入到該信息段的結(jié)尾。當(dāng)放音遇到ＥＯＭ時(shí)，該端輸出低電平脈沖。另外，ＩＳＤ２５６０芯片內(nèi)部會(huì)自動(dòng)檢測(cè)電源電壓以維護(hù)信息的完整性，當(dāng)電壓低于３．５Ｖ時(shí)，該端變低，此時(shí)芯片只能放音。在模式狀態(tài)下，可用來(lái)驅(qū)動(dòng)ＬＥＤ，以指示芯片當(dāng)前的工作狀態(tài)。圖2溢出標(biāo)志（ＯＶＦ）：芯片處于存儲(chǔ)空間末尾時(shí)，該端輸出低電平脈沖以表示溢出，之后該端狀態(tài)跟隨ＣＥ端的狀態(tài)，直到ＰＤ端變高。此外，該端還可用于級(jí)聯(lián)多個(gè)語(yǔ)音芯片來(lái)延長(zhǎng)放音時(shí)間。話(huà)筒輸入（ＭＩＣ）：該端連至片內(nèi)前置放大器。片內(nèi)自動(dòng)增益控制電路（ＡＧＣ）可將增益控制在－１５～２４ｄＢ。外接話(huà)筒應(yīng)通過(guò)串聯(lián)電容耦合到該端。耦合電容值和該端的１０ｋΩ輸入阻抗決定了芯片頻帶的低頻截止點(diǎn)。話(huà)筒參考（ＭＩＣＲＥＦ）：該端是前置放大器的反向輸入。當(dāng)以差分形式連接話(huà)筒時(shí)，可減小噪聲，并提高共模抑制比。自動(dòng)增益控制（ＡＧＣ）：ＡＧＣ可動(dòng)態(tài)調(diào)整前置增益以補(bǔ)償話(huà)筒輸入電平的寬幅變化，這樣在錄制變化很大的音量（從耳語(yǔ)到喧囂聲）時(shí)就能保持最小失真。響應(yīng)時(shí)間取決于該端內(nèi)置的５ｋΩ電阻和從該端到ＶＳＳＡ端所接電容的時(shí)間常數(shù)。釋放時(shí)間則取決于該端外接的并聯(lián)對(duì)地電容和電阻設(shè)定的時(shí)間常數(shù)。選用標(biāo)稱(chēng)值分別為４７０ｋΩ和４．７μＦ的電阻、電容可以得到滿(mǎn)意的效果。模擬輸出(ＡＮＡＯＵＴ)：前置放大器輸出。其前置電壓增益取決于ＡＧＣ端電平。模擬輸入(ＡＮＡＩＮ)：該端為芯片錄音信號(hào)輸入。對(duì)話(huà)筒輸入來(lái)說(shuō)，ＡＮＡＯＵＴ端應(yīng)通過(guò)外接電容連至該端，該電容和本端的３ｋΩ輸入阻抗決定了芯片頻帶的附加低端截止頻率。其它音源可通過(guò)交流耦合直接連至該端。揚(yáng)聲器輸出（ＳＰ＋、ＳＰ－）：可驅(qū)動(dòng)１６Ω以上的喇叭（內(nèi)存放音時(shí)功率為１２．２ｍＷＡＵＸＩＮ放音時(shí)功率為５０ｍＷ）。單端輸出時(shí)必須在輸出端和喇叭間接耦合電容而雙端輸出則不用電容就能將功率提高至４倍。圖3輔助輸入(ＡＵＸＩＮ)：當(dāng)ＣＥ和Ｐ／Ｒ為高，不進(jìn)行放音或處入放音溢出狀態(tài)時(shí)該端的輸入信號(hào)將通過(guò)內(nèi)部功放驅(qū)動(dòng)喇叭輸出端。當(dāng)多個(gè)ＩＳＤ２５６０芯片級(jí)聯(lián)時(shí)后級(jí)的喇叭輸出將通過(guò)該端連接到本級(jí)的輸出放大器。為防止噪聲建議在存放內(nèi)存信息時(shí)該端不要有驅(qū)動(dòng)信號(hào)。搭外部汁時(shí)鐘耀(Ｘ鋪ＣＬ籠Ｋ)唯：該述端內(nèi)火部有掌下拉般元件率，不乞用時(shí)傲應(yīng)接昂地。沙地址于／模壓式輸劃入（克ＡＸ為／Ｍ距Ｘ）溫：葛地址傾端的勤作用殲取決炸于最柜高兩撐位（騰ＭＳ宏Ｂ，帳即Ａ餐８和旨Ａ９叛）的竊狀態(tài)圓。當(dāng)斧最高窮兩位沫中有唇一個(gè)舒為０取時(shí)，租所有老輸入反均作汁為當(dāng)命前錄塊音或池放音遼的起努始地例址。肌地址闊端只脹作輸跳入，杠不輸擔(dān)出操襖作過(guò)演程中罩的內(nèi)儲(chǔ)部地技址信眼息。除地址獸在Ｃ渾Ｅ的筑下降獅沿鎖忙存?？h當(dāng)最掙高兩恩位全卻為１洲時(shí)，抗Ａ０浴～Ａ編６可沖用于棉模式戰(zhàn)選擇攻。副２駐操作組模式俘由于千ＩＳ郵Ｄ２矛５６細(xì)０內(nèi)治置了聯(lián)若干狗種操震作?；厥剑瑖娨蚨罂捎霉~最少刺的外均圍器圍件實(shí)繩現(xiàn)最左多的咳功能亮。操思作模賞式也張由地偵址端準(zhǔn)控制售；當(dāng)別最高漁兩位鍛都為拔１時(shí)開(kāi)，其恨它地匹址端翼置高坑可選墾擇某志個(gè)（格或某跳幾個(gè)育）特伍定?；焓健e因此抓操作壯模式頃和直術(shù)接尋啟址相布互排艇斥。楚具體碌操作性模式足見(jiàn)表菌１所假列。賀操作豎模式虛可由驅(qū)微控筐制器辣也可達(dá)由硬紀(jì)件實(shí)物現(xiàn)。薪使用更操作舅模式高要注災(zāi)意兩撲點(diǎn)：徐（１慢）所慈有操琴作最創(chuàng)初都餅是從鵲０地謙址述即存歷儲(chǔ)空未間的理起始勸端閣開(kāi)始昏。后獄續(xù)的近操作遣根據(jù)攤選用窗的模憂(yōu)式可運(yùn)從其傅它地診址開(kāi)嗽始。蔑但是越，電卡路由豐錄轉(zhuǎn)接放或務(wù)由放忠轉(zhuǎn)錄窯（Ｍ鋸６模肺式除估外）舞，或獄都執(zhí)捕行了耽掉電凈周期績(jī)后，摧地址掃計(jì)數(shù)永器將搞復(fù)位勾為０顛。（挑２）蹦當(dāng)Ｃ裳Ｅ變霞低且顫最高兇兩地蕉址位久同為陰高時(shí)釋?zhuān)瑘?zhí)飲行操蓋作模叢式。私這種峰操作吩模式朱將一多直有洋效，皮直到段ＣＥ滑再次律由高污變低概，芯攝片重傻新鎖連存當(dāng)投前的尸地址扛／模收式端流電平蒸并執(zhí)直行相般應(yīng)的熄操作帳為止活。懷表1躁操鑼作模斥式簡(jiǎn)艱表本模

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