一、简述

   所谓语音芯片，就是在人工或者控制器的控制下可以录音和放音的芯片。语音信号是模拟量，语音芯片存储播放声音的基本工作方式为：声音-模拟量-A/D-存储-D/A-模拟量-播放。采用此种方式语音芯片外围电路比较复杂，声音质量也有一定的失真。而另一类语音芯片采用EEPROM存储方式，将模拟语音数据直接写入半导体存储单元中，不需另加A/D和D/A转换电路，而且语音音质自然。

◆使用方便的单片32至120秒语音录放

◆多段信息处理，可分1至320/600段

◆高质量、自然的语音还原技术

◆不耗电信息存100年（典型值）

◆边沿/电平触发放音

◆100000次录音周期（典型值）

◆手动操作/微控制器控制兼容

◆片内免调整时钟，可选外部时钟

◆多片直接级联，延长录放时间

◆无需开发系统

◆5V单电源工作，维持电流1uA

◆DIP，SOLC，TSOP封装及工业级

表1~1型号与性能对照

图1~1、ISD2560／90／120内部框图

ISD2500系列具备微控制器所需控制接口。通过操纵地址和控制线可完成不同的任务，实现复杂的信息处理，如信息的组合，连接，设定固定的信息段，信息管理等。ISD2500可不分段，也可按最小段长为单位任意组合分段，参见表1~1“最大段数”。

芯片采用多电平直接模拟量存储专利技术，每个采样值接存储在片内单个EEPROM单元中，因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声，避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和“金属声”。采样频率从4.0，5.3，6.4到8.0KHz,同一第列的产品休样频率越低,录放时间越长, 但通频带和音质有所降低。片内信息可保存100年(无需后备电源)，EEPROM单元可反复录音十万次

图1~2、ISD2560／90／120硬封装引脚图

二、引脚描述

电源（VCCA，VCCD）模拟和数字电源。芯片内部的模拟和数字电路使用不同的电源总线，并且分别引到外封装上，这样可使口若悬河最小。模拟和数字电源端最好分别走线，尽可能在靠近供电端处相连，而去耦电容应尽量靠近芯片。

地线（VSSA，VSSD）芯片内部的模拟和数字也可使用不同的地线，这两脚最好在引脚焊盘上相连，因此这两脚最好通过低阻抗通路连接到地。

节电控制（PD）本端拉高使芯片停止工作， 进入不耗电的节电状态，芯片发生溢出，即/OVF端输出低电平后，要将本端短暂变高复位到录/放空间的开始位置，才能使之再次工作，另外，此引脚在模式6下还有特殊用途。

片选（/CE）本端变低后（而且PD为低），允许进行录放操作。芯片在本端的下降沿锁存地址线和P/-R端的状态，另外，此引脚在模式6下还有特殊用途。

录放模式（P/-R）本端状态在/CE的下降沿锁存。高电平选择放音，低电平选择录音。录音时，由地址端提供起始地址，录音持续到/CE或PD变高，或内存溢出；如果是前一种情况，芯片自动在录音结束处写入EOM标志。放音时由地址端提供起始地址，放音持续到EOM标志。如果/CE一直为低，或芯片工作在某些操作模式，放音则会忽略EOM，继续进行下去，直到发生溢出为止。

信息结尾标志（/EOM） EOM标志在录音时由芯片自动插入到该信息的结尾。放音遇到EOM时，

本端输出低电平脉冲。芯片内部会检测电源电压以维护信息的完整性，当电压低于3.5V时，本端变低，芯片只能放音。在模式状态下，可用来驱动LED，以指示芯片当前的工作状态。

溢出标志（/OVF）芯片处于存储空间末尾时本端输出低电平脉冲表示溢出，之后本端状态跟随/CE端的状态，直到PD端变高复位。本端可用于级联多个ISD2560系列器件以增加录音存储的时间。

话筒输入（MIC IN）本端连至片内前置放大器。片内自动增溢控制电路（AGC）将置增益控制在-15至24dB。外接话筒应通过串联电容耦合到本端。耦合电容值和本端的10KΩ输入阻抗决定了芯片频带的低频截止点。

话筒参考（MIC REF）本端是前置放大器的反向输入。当以差分形式连接话筒时，可减小噪声，提高共模抑制比。

自动增益控制（AGC） AGC动态调整前置增益以补偿话筒输入电平的宽幅变化，使得录制变化很大的音量（从耳语到喧嚣声）时失真都能保持最小。响应时间取决于本端的5KΩ输入阻抗外接的对地电容（即线路图中C2）的时间常数。释放是境取决于本端外接的并联对地电容和电阻（即线路图中R2和C2）的时间常数。470KΩ和4.7uF的标称值在绝大多数场合下可获得满意的效果.

模拟输出(ANA OUT)前置放大器的输出.前置电压增益取决于AGC端电平.

模拟输入(ANA IN )本端为芯片录音信号输入.对话筒输入来说ANA OUT端应通过外接电容连至本端.该电容和本端的3KΩ输入阻抗给出了芯片频带的附加低端截止频率.其它音源可通过交流耦合直接连至本端(绕过了TER的前置)。

喇叭输出（SP+、SP-）可对输出端级驱动16Ω以上的喇叭（内存放音时功率为12.2mW,AUX IN 放音时功率为50mW）.单端使用时必须在输出端和喇叭间接耦合电容,而双端输出既不用电容又能将功率提高至4倍.ISD2569系列器件都有一个在芯片上的差分扬声器驱动器。录音和节电模式下,它们保持为VSSA电平.注意:多个芯片的喇叭输出端绝对不能并联,否则可能损坏芯片!不用的喇叭输出端绝对不能接地!

辅助输入(AUX IN)当/CE和P/-R为高,放音不进行或处入放音溢出状态时,本端的输入信号过内部功放驱动喇叭输出端.当多个2500芯片级联时,后级的喇叭输出通过本端连接到本级的输出放大器,为防止噪声,建议在放内存信息时,本端不要有驱动信号。

外部时钟(XCLK)本端内部有下拉元件,不用时应接地。芯片内部的采样时钟在出厂前已调节器校,误差在+1%内.商业级芯片在整个温度和电压范围内,频率变化在+2.25%内.工业级芯片在整个温度和电压范围内，频率变化在+5%内，建议使用稳压电源。若要求更高精度或系统同步，可从本端输入外部时钟，频率如表2~3“外部钟频”所示。由于内部的防混淆及增滑滤波器已设定，故上述推荐的时钟频率不应改变。输入时钟的占空比无关紧要，因内部首先了进行分频。

地址/模式输入（AX/MX）地址端有个作用，取决于最高两位（MSB，即2532/2548的A7和A8，或2560/2590/25120的A8和A9）的状态。当最高两位中有一个为0时，所有输入均解释为地址位，作为当前录入操作的起始地址。地址端只作输入，不输出操作过程中的内部地址信息。地址在/CE的下降沿锁存。

三、操作模式

ISD2560／90／120系列内置了若干操作模式，可用最少的外围器件实现最多的功能。操作模式也由地址端控制；当最高两位都为1时，其它地址端置高就选择某个（或某几个）模式。因此操作模式和直接寻址相互排斥。操作模式可由微控制器也可由硬件实现。使用操作模式有两点要注意：（1）所有操作最初都是从0地址，即存储空间的起始端开始。后续操作根据选用的模式可从其它地址开始。但是，电路由录转为放，或由放转为录时（M6模式除外），或执行了掉电周期后，地址计数器复位为0。（2）当/CE变低，最高两地址位同高时，执行操作模式。这种操作模式一直有效，除非/CE再次由高变低，芯片重新锁存当前的地址/模式端电平，然后执行相应操作。

表1~2 操作模式简表

M1（删除EOM标志）——使分段信息变为一条信息，仅在信息后保留一个EOM标志.这个模式完成后， 录入的所有信息就变成一条连续的信息。

M2（未用）——保留。

M3（信息循环）——循环重入位于存储空间起始处的那条信息。一条信息可以完全占满存储空间，那么循环就从头至尾进行，这进/OVF不变低。

M4（连续寻址）——正常操作中，重放遇到EOM标志时， 地址计数器会复位。M4禁止地址计数器复位，使得信息可连续录放或重放。

M5（/CE电平有效）——通常，录音时/CE为电平触发，放音时/CE为边沿触发。本模式将放音时/CE设置为电平触发，特别适用于需用/CE终止放音的场合。操作为：/CE变低时，芯片从内存起始放音，/CE变高放音即刻停止。/CE再变低后。仍从内存起处开始放音，除非M4也是高。

M6（按键模式）——本模式的外围电路最简，成本大为降低；在录放结束，/CE变高后，芯片自动进入节电模式。而且，/CE、PD、/EOM的作用重新定义如下：

/CE（开始/暂停，低脉冲有效）——/CE端的下降沿控制操作的开始和暂停。当芯片不录不放时，/CE端的下降沿就启动录/放操作。之后，如果在芯片没遇到EOM标志（放音时）或没发生溢出疥，再来一个/CE下降沿将暂停当操作。暂停后，地址并不复位，再来一个/CE下降沿后从暂停处继续操作。

PD（停止/复位，高脉冲有效）——PD端的上升沿停止妆前录/放操作，并复位地址。

/EOM（运行指示）——/EOM变高表示录/放操作正在进行，可驱动LED等。

四、典形应用电路

图1~3、ISD2560／90／120常规应用

图1~4、ISD2560／90／120微控制器控制

图1~5、ISD2560／90／120按键模式

程序要实现下面的过程。

    “开始”键按下后，单片机控制PD、P/R引脚为高电平，并指定录音地址，启动录音过程。在预先  设定的时间内(60s内)结束录音，松开“开始”键，单片机控制P/R引脚回到高电平，即完成一段语音的录制。之后打开外部中断0，指定存放地址，启动放音程序，每次放音结束时，EOM输出会触发单片机的外部中断0，经过适当的延时后，重新启动第二次放音，这样重复3次关闭外部中断0，流程结束，等待下一次录音。EOM标志在录音时由芯片自动插入到录音信息的结尾处，放音遇到EOM时，会产生低电平脉冲（约12.5ms），触发单片机中断，单片机必须在检测到此输出的上升沿后才播放的录音，否则播放的语音就不连续，而且会产生“啪啪声”。

五、程序说明：

Uchar conut;                    //重复播放次数计数器

UcharStartFlag;                 //开始键按下标志

Uchar IdleFlag;                 //系统是否处于空闲状态标志

/*定义语音芯片的控制引脚*/

Sbit START = P1^0;

Sbit EOM = P1^4;

Sbit PR = P1^5;

Sbit PD = P1^6;

Sbit CE = P1^7;

Void delay(uint t)

{

Uint i;

While (t--)

{

For (i=0;i<120;i++)

{}

 }

}

/*外部中断0服务子程序*/

Void out_0() interrupt 0 using 1

{

EX0 = 0;           //关外部中断0

PD =1;             //进入节电状态

If(count<2)         //再重播2次，共3次重播

{

Count ++;       

Delay(500);     //延时500ms

P2 = P2&0xFC;  //A8=A9=0;

P0 = P0&0x00;  //起始地址为0；

Playback();     //从地址0处播放；

EX0 = 1;       //开外部中断0；

}

Else

{

IdleFlag = 1;        //变为空闲状态

Count = 0;          

}

}

/*主程序*/

Void main()

{

EA = 1;                 //开CPU中断

Count = 0;

StasrtFlag =0;

IdleFlag = 1;

While(IdleFlag ==1)

{

If(START)

{

Delay(10);       //延时去抖动

If(START)

StartFlag = 1;    //开始键按下标志

}

If(StrartFlag == 1)

{

Do

{

P2 = P2&0xFC;  //A8=A9=0;

P0 = P0&0x00;  //起始地址为0；

Record();          //录音开始，存放在地址0处；

}

While(START);     //开始键松开；

StartFlag = 0;

PR = 1;            //结束录音；

PD =1;             //进入节电状态；

Delay(500);         //延时500ms再播放录音；

EX0 = 1;           //开外部中断0；

P2 = P2&0xFC;     //A8=A9=0;

P0 = P0&0x00;     //起始地址为0；

Playback();        //从地址0处第一次播放；

IdleFlag = 0;       //当前不空闲，按开始键无效；

}

}

}

}

/*录音函数*/

Void record(void)

{

CE = 0;                 //片选有效；

PD = 0;                 //非节电模式；

PR = 0;                 //录音；

}

/*播放函数*/

Void playback(void)

{

CE = 0;                       //片选有效；

PD = 0;                 //非节电模式；

PR = 1;                 //录音；

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