ISD33000型语音芯片及其应用

文章摘要：引言 语音记录芯片有很多种，但美国ISD公司的ISD系列芯片倍受广大用户的青睐，它采用直接模拟存储专利技术，把语音信号以原始的模拟形式直接存储在片内的EEPROM存储器中，无需进行A/D转换和压缩处理，没有大多数固态数字化声音存储技术对声音质量的影响，从而减少了失真，大大提高了录放音质量，并具有抗断电、音质好、使用方便、可反复录放，无需专用的语音开发工具，能随意更改内容和耗电省等优点，很适合于现场录放音系统。 ISD系列语音记录芯片广泛应用于自动化通信系统、移动电话、智能仪器及其他需要语音提示的各种电子产品中。本文介绍了ISD33180在一种可以进行心音记录的电子听诊器中的应用。图

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引言

    语音记录芯片有很多种，但美国ISD公司的ISD系列芯片倍受广大用户的青睐，它采用直接模拟存储专利技术，把语音信号以原始的模拟形式直接存储在片内的EEPROM存储器中，无需进行A/D转换和压缩处理，没有大多数固态数字化声音存储技术对声音质量的影响，从而减少了失真，大大提高了录放音质量，并具有抗断电、音质好、使用方便、可反复录放，无需专用的语音开发工具，能随意更改内容和耗电省等优点，很适合于现场录放音系统。

    ISD系列语音记录芯片广泛应用于自动化通信系统、移动电话、智能仪器及其他需要语音提示的各种电子产品中。本文介绍了ISD33180在一种可以进行心音记录的电子听诊器中的应用。

图1 ISD33000系列封装图

ISD33000的介绍

    ISD33120/150/180/240系列是采用3伏电源供电的单片语音录/放设备，可存储2.0、2.5、3.0至4分钟的语音信息。四种型号的不同录放时间是靠不同的输入采样率来实现的，他们分别是8.0、6.4、5.3、4.0kHz。该CMOS工艺芯片包含一个内部时钟振荡器、抗混迭滤波器、平滑滤波器、自动选择器、音频放大器和高密度多层存储阵列。ISD33000系列的EEPROM的容量都为960K，可存储800行语音信息。

    ISD33000系列具有TSOP和DIP/SOIC两种封装形式，如图1所示。

SS 片选信号(低电平允许芯片工作)；
MOSI 串行数据输入端；
MISO 串行数据输出端；
SCLK 串行时钟信号；
VCCA、VCCD模拟和数字电路电源端；
VSSA、VSSD模拟地和数字地；
AUD OUT 音频信号输出端，可驱动5kΩ负载；
AM CAP 自动静噪控制端；
ANA IN-、ANA IN+ 模拟信号输入端，模拟信号可以采用单端输入和差分输入两种方式；
RAC 行寻址时钟，当达到存储器每一行的末尾时该引脚保持137.5ms的高电平和12.5ms的低电平，可用于信息管理；
INT 中断端(低电平有效)；
XCLK 外部时钟输入端。

    一组四线(SCLK，MOSI，MISO，SS)SPI接口提供了ISD33000系列的控制和寻址功能。ISD33000系列产品的构成就如在操作一个基于微控制器SPI总线接口的外围设备。对于所有的内部记录器的读写允许操作都是通过SPI接口实现的。数据转换方面的约定是，微控制器的SPI转换锁存器在SCLK的下降沿处锁定，对于ISD33000设备，MOSI引脚上的数据在SCLK的上升沿处被锁定，内部数据在SCLK的下降沿处被锁定输出到MISO引脚上。中断信号(INT)和内部的只读状态记录器是为了提供握手信号的目的。控制位和地址位的分布如下：〈5位控制位〉和〈11位地址位〉。需要说明的是ISD33120/150/180/240设备只需要10位地址位，但为了录音时间更长产品的需要保留了第11位。对于每一个以EOM和OVF结束的操作，包括信息检索周期，都将产生一个中断。这个中断将在下一个SPI周期有效时被清除。

表1 控制位摘要应用举例

    所设计的电子听诊器对拾取心音的操作与普通的录音机相似，可以播放、记录，还可以在各段记录间搜索。这里采用89C51型单片机作为语音芯片的控制器，用户的意图通过按键来表达。

    各指令与控制位的关系如表1所示。ISD33000设备启动要经过TPUD时间后才可进行操作(对于采样频率位8kHz的产品来说，约为25ms)。用户在发出操作命令之前要等待TPUD的时间。以播放操作为例，从地址address开始的播放操作应按下述的步骤进行：

发出POWERUP命令；
等待TPUD时间(启动延迟时间)；
发出从地址address的SETPLAY命令；
发出PLAY命令。
当发现EOM标记时产生一个中断，然后停止播放操作。

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