串行接口單片語音錄放電路及其應(yīng)用

ＩＳＤ公司的串行ＳＰＩ接口單片語音錄放電路有ＩＳＤ３３００／４００２／４００３／４００４四個系列（３３００系列已停產(chǎn)），電路采用多電平模擬量直接存儲技術(shù)，音質(zhì)比１４／２５系列更出色，單片錄放時間可達２～１６分鐘，多芯片級聯(lián)錄放，可延長錄放時間，適用于手機錄音、公交車報站、語音導(dǎo)覽、部隊及校園廣播自動播放、消防及空防警報等場合。
一、引腳功能
ＩＳＤ４０００系列產(chǎn)品采用３Ｖ電源供電，有２８個引腳，外形有ＰＤＩＰ／ＳＯＩＣ和ＴＳＯＰ三種封裝。各引腳功能如下：
片選ＳＳ；串行輸入ＭＯＳＩ：ＭＣＵ在ＳＣＬＫ的上升沿之前半個周期將數(shù)據(jù)送入此端；串行輸出ＭＯＳＯ：ＩＳＤ未選中時此端為高阻態(tài)；串行時鐘輸入端ＳＣＬＫ：時鐘信號由ＭＣＵ產(chǎn)生，數(shù)據(jù)在ＳＣＬＫ的上升沿鎖存到ＩＳＤ，下降沿移出ＩＳＤ；中斷ＩＮＴ：漏極開路輸出，使用時加上拉電阻，ＩＳＤ在任何操作中（包括快進）檢測到ＥＯＭ（信息段結(jié)束標(biāo)志）或ＯＶＦ（存儲器溢出標(biāo)志）時，此端變低并保持，在下一個ＳＰＩ周期開始時清除，中斷狀態(tài)可用ＲＩＮＴ指令讀??；行地址時鐘ＲＡＣ：漏極開路輸出，每個ＲＡＣ周期表示ＩＳＤ存儲器的操作進行了一行，當(dāng)ＩＳＤ的采樣頻率為８ｋＨｚ時，ＲＡＣ周期為２００ｍｓ，其中高電平為１７５ｍｓ，低電平為２５ｍｓ?？爝M模式時ＲＡＣ的１０９．３７５μｓ為高電平，１５．６２５μｓ為低電平；外部時鐘ＸＣＬＫ：不用時必須接地；自動靜噪ＡＭＣＡＰ：一般對地接一只１μＦ的電容，大信號時不衰減，靜音時衰減６ｄＢ；同相、反相模擬輸入ＡＮＡＩＮ＋、ＡＮＡＩＮ－：錄音信號同相、反相輸入端，一般通過電容耦合輸入；電源ＶＣＣＡ、ＶＣＣＤ：模擬電源、數(shù)字電源；地線ＶＳＳＡ、ＶＳＳＤ：模擬地、數(shù)字地；音頻輸出ＡＵＤＯＵＴ：可驅(qū)動５ｋΩ的負載。
二、接口協(xié)議
ＩＳＤ４０００系列采用ＳＰＩ串行接口，主要協(xié)議如下：１．所有串行數(shù)據(jù)傳輸開始于ＳＳ下降沿；２．ＳＳ在數(shù)據(jù)傳輸期間必須保持低電平，在兩條指令之間保持高電平；３．?dāng)?shù)據(jù)在時鐘上升沿從ＭＯＳＩ移入，在下降沿從ＭＯＳＯ移出；４．ＳＳ變低，輸入指令和地址后，ＩＳＤ才能開始錄放操作；５．指令格式是８位控制碼（低３位可任寫１、０）加１６位地址碼；６．所有操作在運行位ＲＵＮ置１時開始，置０時結(jié)束；７．所有指令在ＳＳ上升沿開始執(zhí)行。
三、控制指令及ＳＰＩ口控制位
表１為ＩＳＤ４００４的指令表。ＩＳＤ４００２／４００３的指令與ＩＳＤ４００４基本相同，區(qū)別僅在于ＩＳＤ４００２／４００３的控制碼為５位，地址碼為１１位。
ＳＰＩ口控制位如表２所示。
其中，Ｃ４：ＲＵＮ允許／禁止位：１為開始，０為停止；Ｃ３：Ｐ／－Ｒ錄放模式位：１為放音，０為錄音；Ｃ２：ＰＵ電源控制位：１為上電，０為掉電；Ｃ１：ＩＡＢ操作使用地址位：１為忽略輸入地址寄存的內(nèi)容，０為使用地址寄存的內(nèi)容；Ｃ０：ＭＣ快進模式位：１為快進，０為禁止快進；Ｐ１５～Ｐ０：行指針寄存器輸出；Ａ１５～Ａ０：輸入地址寄存器。
指令從串口寫入ＩＳＤ４００４時，要按Ａ０、Ａ１．．．Ａ１５×××Ｃ０、Ｃ４位的順序送，不能反。
四、典型應(yīng)用
附圖給出了ＩＳＤ４００４與ＡＴ８９Ｃ５１的典型連接。ＩＳＤ的行地址時鐘ＲＡＣ接５１單片機的Ｐ３．４（Ｔ０端）。在未開始錄音時，將０送入ＴＬ０、ＴＨ０，啟動錄音后，將１送入ＴＲ０，Ｔ０開始對ＲＡＣ輸出的脈沖計數(shù)，按下停止按鍵后，將０送入ＴＲ０，Ｔ０停止計數(shù)，這時Ｔ０計數(shù)器中的ＴＬ０和ＴＨ０的數(shù)值就是本次錄音的結(jié)束地址，將此地址送入２４Ｃ０２保存，將ＴＬ０和ＴＨ０內(nèi)的數(shù)值加１得到下一次錄音的起始地址，再按下錄音鍵就可以進行下一次錄音。重復(fù)上述操作，可以完成多段信息的錄音。