ISD1700 语音芯片是ISD公司新近推出的单片优质语音录放电路。ISD1700 语音芯片提供多项新功能,包括内置专利的多信息管理系统、新信息提示、双运作模式(按键模式和SPI协议串行工作模式),以及可定制的信息操作指示音效。芯片内部包含有自动增益控制、传声器前置扩大器、扬声器驱动线路、振荡器与内存等的全方位整合系统功能。
ISD1700 实物图如图 2-1 所示。
图 2-1 ISD1700 实物图
ISD1700 是个系列产品,它包括ISD1730、ISD1740、ISD1750、ISD1760、ISD1790、ISD17120、ISD17150、ISD17180、ISD17210、ISD17240 等。
(1)可录/放音 100 000 次,存储内容可以断电保留 100 年;
(2)按键模式和SPI协议串行工作模式;
(3)MIC和ANA IN两种录音模式;
(4)PWM、AUD和AUX三种放音输出方式;
(4)可处理多达 255 段以上信息;
(6)有丰富多样的工作状态提示;
(7)多种采样频率对应多种录放时间;
(8)音质好,电压范围宽,应用灵活。
(1)工作电压:DC2.4~5.5V,最高不能超过 6V。
(2)静态电流:0.5~1μA。
(3)工作电流:20mA。
ISD1700 系列型号列表参见表 2-1。
表2-1 ISD1700 系列型号列表
ISD1700 引脚如图 2-2 所示。
图 2-2 ISD1700 引脚图
ISD1700 引脚引脚功能参见表 2-2。
表2-2 ISD1700 引脚功能
续表
ISD1700 有两种工作模式,即按键模式和SPI协议串行工作模式。为了便于说明,我们制作了一个ISD1700 语音电路模块,如图 2-3 所示。
图 2-3 ISD1700 语音电路模块
ISD1700 语音模块配有J1~J6 共六个插针。
(1)J1:设有VCC和GND两个引脚,用来给模块供电,供电电压为 5V。
(2)J2:设有LINE和GND两个引脚,用来输入线路音频信号。
(3)J3、J4:ISD1700 外引脚端,可将ISD1700 各引脚引出来,以便进行扩展实验。J3 和J4 中的SPK-和SPK+可用来连接扬声器。
(4)J5:线路输出端,在线路输入时,可连接扬声器。
(5)J6:按键模式和SPI协议串行工作模式切换端,在独立按键模式下应用三只短接帽短接,在SPI协议串行工作模式下不短接。
ISD1730 的按键模式录放电路非常简单,而且功能强大。不仅有录、放功能,还有快进、擦除、音量控制、直通放音和复位等功能。这些功能仅仅通过按键就可以完成。
1)录音REC
按住REC键不放,同时LED灯会亮起,此时对着 MIC说话,说话内容就会录进ISD1700语音芯片里了。录完一段后抬起此键,LED会同时熄灭,再次按下则开始第二段录音,以后的各段依次操作。
2)放音PLAY
有两种方式,边沿触发和电平触发。
注:录完音后放音指针会停留在最后一段录完音的起始地址处,此时放音则放最后一段录音。
(1)边沿触发:按一下PLAY键即放当前段,放音期间LED闪烁直到放音结束时熄灭。放音结束后放音指针指向刚放过的一段录音的起始地址处,即再次按PLAY键还会播放刚放完的这段录音。
(2)电平触发:常按PLAY键芯片会把所有的语音信息全部播放,且循环直到松开此按键。
3)快进FWD
执行放音操作前,按一下FWD键放音指针会指向下一段,按两下则指向此段后的第二段起始。放音期间按一下此键则停止播放当前段接着播放下一段,如果当前播放的是最后一段,则停止播放最后一段开始播放第一段。
4)擦除ERASE
单段擦除操作只能对第一段和最后一段有效,当放音指针位于第一段或最后一段时,按此键则会擦除第一段或最后一段。放音指针相应的会跳到擦除前的第二段或倒数第二段。常按此键超过 3s芯片进入“全部擦除操作模式”,同时LED闪烁两下,继续按着此键,LED闪烁 7下后熄灭,此时松开此键,芯片内的语音信息被全部擦除。
5)复位RESET
按此键芯片执行复位操作。复位后,放音和录音指针都指向最后一段,即放音指针指向最后一段起始,录音指针指向最后一段的最后。此时执行放音则播放最后一段,执行录音则接着最后一段开始录新的最后一段。
6)调音VOL
按此键可以调节芯片输出声音的大小。芯片默认输出为声音最大值,每按一下,声音按4dB衰减。直到声音最小后,继续按此键,每按一下,声音增大 4dB
注:执行复位后,声音输出为最大。
7)线录
ISD的 22 引脚为直通控制端,在按键模式下,当该引脚一直为低时,线录被激活。线录信号(J2)被送到ISD1700 的 9 引脚,经由音量控制线路发射到扬声器以及AUD/AUX输出。不过,当在SPI协议串行工作模式下,SPI无视这个输入,而且直通线路被APC寄存器的D0所控制。
操作提示:操作过程中,当按任何按键芯片都不执行相应的操作时,且LED闪烁 7 下后熄灭,确认各处接线正确后还是如此,说明芯片内部程序紊乱。此时需要执行全部擦除操作,擦除完成后再执行录音、放音等操作即可。
1)单片机接口
主控单片机主要通过四线(SCLK、MOSI、MISO和 )SPI协议对ISD1700 进行串行通信。ISD1700 作为从机,几乎所有的操作都可以通过这个SPI协议来完成。为了兼容独立按键模式,一些SPI命令,如PLAY、REC、ERASE、FWD、RESET和GLOBAL_ERASE的运行类似于相应的按键模式的操作。另外,SET_PLAY、SET_REC、SET_ERASE命令允许用户指定录音、放音和擦除的开始和结束地址。此外,还有一些命令可以访问APC寄存器,用来设置芯片模拟输入的方式。
2)SPI协议总述
ISD1700 系列的SPI串行接口操作遵照以下协议:
(1)一个SPI处理开始于 引脚的下降沿。
(2)在一个完整的SPI指令传输周期, 引脚必须保持低电平。
(3)数据在SCLK的上升沿锁存在芯片的MOSI引脚,在SCLK的下降沿从MISO引脚输出,并且首先移出低位。
(4)SPI指令操作码包括命令字节,数据字节和地址字节,这决定于ISD1700 的指令类型。
(5)当命令字及地址数据输入到MOSI引脚时,同时状态寄存器和当前行地址信息从MISO引脚移出。
(6)一个SPI处理在 变高后启动。
(7)在完成一个SPI命令的操作后,会启动一个中断信息,并且持续ATVOC保持为低,直到芯片收到CLR_INT命令或者芯片复位。
有关SPI协议串行工作模式的详细内容,这里不再赘述,详细内容参见ISD1700 语音芯片中文手册。