集成編解碼和語音錄/放芯片ISD5216的應(yīng)用
ISD5216是華邦電子美洲公司推出的具有語音編解碼和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能的語音錄/放芯片。該芯片具有8至16分鐘的錄音/播放能力和4MB的數(shù)字資料存儲(chǔ)功能。它采用固態(tài)存儲(chǔ)器，并具有先進(jìn)的信息管理功能，如向前/向后略過、無倒帶延遲，可隨意聽取信息等；同時(shí)還可自行選擇取樣頻率（4.0、5.3、6.4或8.0kHz）、具有I2C接口、3V工作電壓；芯片內(nèi)部，包含有AGC、麥克風(fēng)前置放大器、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器、振蕩器、存儲(chǔ)器和PCM編譯碼器等。其數(shù)字信息可以重復(fù)寫入1萬次，模擬信息可以重復(fù)寫入10萬次以上，并可實(shí)現(xiàn)無耗電信息存儲(chǔ)，所存儲(chǔ)的信息可保存100年，共電電源范圍為2.7~3.3V，其工業(yè)級(jí)產(chǎn)品的工作溫度范圍為-40~+85℃。
1 引腳排列及功能
ISD5216具有28腳TSOP、SOIC和PDIP封裝形式。其TSOP封裝的引腳排列如圖1所示，各引腳的功能說明如表1所列。
表1 ISD5216引腳功能表
| 引腳號(hào)（TSOP） | 引腳名稱 | 功 能 | 引腳號(hào)（SOIC） |
| 1，15，21 | VSSA | 模擬地 | 11，14，23 |
| 2 | SDI | PCM語音信號(hào)輸入 | 22 |
| 3 | SDIO | PCM語音信號(hào)輸出或I2S接口輸入/輸出口 | 24 |
| 4 | RAC | 存儲(chǔ)器地址時(shí)鐘 | 25 |
| 5 | INT | 輸出中斷 | 26 |
| 6 | MCLK | 編碼器外接時(shí)鐘 | 27 |
| 7，8 | VCCD | 數(shù)字電源 | 1，28 |
| 9 | SCL | I2C接口串行時(shí)鐘 | 2 |
| 10 | A1 | I2C接口LSB+1位地址 | 3 |
| 11 | SDA | I2C接口串行數(shù)據(jù) | 4 |
| 12 | A0 | I2C接口LSB位地址 | 7 |
| 13，14 | VSSD | 數(shù)字地 | 5，6 |
| 16 | MIC+ | 麥克風(fēng)輸入+ | 10 |
| 17 | MIC- | 麥克風(fēng)輸入- | 9 |
| 18 | MICBS | 麥克風(fēng)偏置電壓 | 8 |
| 19 | ACAP | 外接AGC電容 | 12 |
| 20 | SP- | 喇叭輸出- | 13 |
| 22 | SP+ | 喇叭輸出+ | 15 |
| 23 | VCCA | 模擬電源 | 16 |
| 24 | AUX IN | 輔助模擬輸入 | 17 |
| 25 | AUX OUT | 輔助模擬輸出 | 20 |
| 26 | NC | 空腳 | 21 |
| 27 | SCK | PCM編碼器或I2S接口時(shí)鐘 | 19 |
| 28 | WS | PCM幀同步或I2S接口字同步 | 18 |
2 應(yīng)用特性
2．1 錄音長(zhǎng)度
ISD5216的錄音長(zhǎng)度從8至16分鐘不等，錄音長(zhǎng)度和采樣頻率有關(guān)，其關(guān)系如表2所列。
表2 ISD5216的錄音長(zhǎng)度與采樣頻率的關(guān)系
| 采樣頻率（kHz） | 錄音長(zhǎng)度 |
| 8.0 | 8分3秒 |
| 6.4 | 10分4秒 |
| 5.3 | 12分9秒 |
| 4.0 | 16分6秒 |
2．2 存儲(chǔ)單元
該芯片存儲(chǔ)單元具有一個(gè)新特點(diǎn)，就是在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)可以指定存儲(chǔ)空間是用來存儲(chǔ)數(shù)字信號(hào)還是模擬信號(hào)。該功能是通過系統(tǒng)微控制器事先將存儲(chǔ)空間劃分為數(shù)字和模擬區(qū)域，并形成存儲(chǔ)分區(qū)的地址表來實(shí)現(xiàn)的。
2．3 與微控制器（單片機(jī)）的接口
ISD5216的控制是通過一個(gè)2線的I2C接口實(shí)現(xiàn)的
?？刂浦噶畹膫魉鸵约暗刂沸盘?hào)、數(shù)據(jù)信息的寫入與讀出都是通過該同步串行通信口實(shí)現(xiàn)的。
在微控制器的配合下，可以利用ISD5216在錄音電路機(jī)中完成話音的錄制、播放，也可將用戶事先存入的字、詞組合播放從而在語音電路中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)時(shí)、報(bào)溫度等語音會(huì)話、提示功能。
2．4 編譯碼器
編譯碼器的接口是和I2S接口共用的復(fù)用接口。ISD5216的編譯碼器接口符合A律、μ律壓擴(kuò)的ITU G.712/G.714建議要求，編譯碼器工作時(shí)需要外部時(shí)鐘信號(hào)（可以是13.824MHz、20.48MHz、27.648MHz或40.96MHz），其采樣頻率范圍為8kHz~48kHz。
3 典型應(yīng)用
ISD5216可用于便攜式通訊設(shè)備中，圖2是用華邦公司推出的4位通用電話控制器W742C814和ISD5216構(gòu)成的一個(gè)具有信息存儲(chǔ)功能的典型錄音電路電路。W742C814是帶有32×4LCD驅(qū)動(dòng)電路的高性能4位專用單片機(jī)，它有5個(gè)4位I/O接口（包括1個(gè)LED驅(qū)動(dòng)接口）。
W742C814對(duì)ISD5216的控制是通過I2C接口實(shí)現(xiàn)的，控制ISD5216實(shí)現(xiàn)錄音和重放只需通過I2C接口寫入命令字91H和A9H即可，而向ISD5216讀出和寫入數(shù)據(jù)則相對(duì)較為復(fù)雜，其數(shù)據(jù)傳送格式如圖3所示。下面是W742C814從ISD5216讀出一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的子程序：
RDBYTE
MOV ACC，SLAVE；讀取從地址
MOV TXBUF，ACC；將從地址傳送到發(fā)送程序緩沖寄存器等待發(fā)送
CALL BSTART ；調(diào)用啟動(dòng)總線通信子程序
CALL TX ；調(diào)用發(fā)送數(shù)據(jù)子程序
MOV ACC，ADDR ；獲取數(shù)據(jù)格式
MOV TXBUF，ACC ；將數(shù)據(jù)地址傳送到發(fā)送程序緩沖寄存器等待發(fā)送
CALL TX ；調(diào)用發(fā)送數(shù)據(jù)子程序
MOV ACC，SLAVE ；獲取從地址
MOV TXBUF，ACC ；將從地址傳送到發(fā)送程序緩沖寄存器等待發(fā)送
CALL BSTART ；調(diào)用啟動(dòng)總線通信子程序
圖2
CALL TX ；調(diào)用發(fā)送數(shù)據(jù)子程序
CALL RX ；調(diào)用讀入數(shù)據(jù)子程序
CALL BSTOP ；調(diào)用結(jié)束總線通信子程序
MOV ACC，RXBUF ；從讀入數(shù)據(jù)寄存器獲得數(shù)據(jù)
MOV DATAI，ACC ；將數(shù)據(jù)保存
JMP wrt-end
ISD5216集成編碼和語音錄/放芯片以多層次存儲(chǔ)（MLS）ChipCorder專利技術(shù)為基礎(chǔ)，同時(shí)上有低功耗、非易失性信息存儲(chǔ)及高語音品質(zhì)等特點(diǎn)。ISD5216芯片對(duì)于尋求具有多樣化功能且又經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的嵌入式語音解決方案的客戶來說是個(gè)非常好的產(chǎn)品，因此這個(gè)集成了PCM編譯碼器的語音錄音/放音芯片為電路和便攜式通訊設(shè)備市場(chǎng)提供了一種很好的選擇。
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