ISD4004系列語音芯片中文資料(共5頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上ISD4004系列單片語音錄放電路一、 簡述單片8至16分鐘語音錄放 內(nèi)置微控制器串行通信接口3V單電源工作 多段信息處理工作電流25-30mA,維持電流1A 不耗電信息保存100年(典型值)高質(zhì)量、自然的語音還原技術(shù) 10萬次錄音周期(典型值)自動靜噪功能 片內(nèi)免調(diào)整時鐘,可選用外部時鐘ISD4004系列工作電壓3V,單片錄放時間8至16分鐘,音質(zhì)好,適用于移動電話及其他便攜式電子產(chǎn)品中。芯片采用CMOS技術(shù),內(nèi)含振蕩器、防混淆濾波器、平滑濾波器、音頻放大器、自動靜噪及高密度多電平閃爍存貯陳列。芯片設(shè)計是基于所有操作必須由微控制器控制,操作命令可通過串行通信接口(S

2、PI或Microwire)送入。芯片采用多電平直接模擬量存儲技術(shù), 每個采樣值直接存貯在片內(nèi)閃爍存貯器中,因此能夠非常真實、自然地再現(xiàn)語音、音樂、音調(diào)和效果聲,避免了一般固體錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪聲和"金屬聲"。采樣頻率可為 4.0,5.3,6.4,8.0kHz,頻率越低,錄放時間越長,而音質(zhì)則有所下降,片內(nèi)信息存于閃爍存貯器中,可在斷電情況下保存100年(典型值),反復錄音10萬次。二、引腳描述電源:(VCCA,VCCD) 為使噪聲最小,芯片的模擬和數(shù)字電路使用不同的電源總線,并且分別引到外封裝的不同管腳上,模擬和數(shù)字電源端最好分別走線,盡可能在靠近供電端處相連

3、,而去耦電容應(yīng)盡量靠近器件。地線:(VSSA,VSSD) 芯片內(nèi)部的模擬和數(shù)字電路也使用不同的地線。同相模擬輸入(ANA IN+) 這是錄音信號的同相輸入端。輸入放大器可用單端或差分驅(qū)動。單端輸入時,信號由耦合電容輸入,最大幅度為峰峰值32mV,耦合電容和本端的3K電阻輸入阻抗決定了芯片頻帶的低端截止頻率。差分驅(qū)動時,信號最大幅度為峰峰值16mV，為ISD33000系列相同。反相模擬輸入(ANA IN-) 差分驅(qū)動時,這是錄音信號的反相輸入端。信號通過耦合電容輸入,最大幅度為峰峰值16mV音頻輸出(AUD OUT) 提供音頻輸出,可驅(qū)動5K的負載。片選(SS) 此端為低,即向該ISD4004芯

4、片發(fā)送指令，兩條指令之間為高電平。串行輸入(MOSI) 此端為串行輸入端，主控制器應(yīng)在串行時鐘上升沿之前半個周期將數(shù)據(jù)放到本端,供ISD輸入。串行輸出(MISO) ISD的串行輸出端。ISD未選中時,本端呈高阻態(tài)。串行時鐘(SCLK) ISD的時鐘輸入端,由主控制器產(chǎn)生,用于同步MOSI和MISO的數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)在SCLK上升沿鎖存到ISD,在下降沿移出ISD。中斷(/INT) 本端為漏極開路輸出。ISD在任何操作(包括快進)中檢測到EOM或OVF時,本端變低并保持。中斷狀態(tài)在下一個SPI周期開始時清除。中斷狀態(tài)也可用RINT指令讀取。OVF標志-指示ISD的錄、放操作已到達存儲器的未尾。EO

5、M標志-只在放音中檢測到內(nèi)部的EOM標志時,此狀態(tài)位才置1。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(ISD4004系列中的存貯器共2400行)。該信號175ms保持高電平,低電平為25ms。快進模式下,RAC的218.75s是高電平,31.25s為低電平。該端可用于存儲管理技術(shù)。200ms 25ms外部時鐘(XCLK) 本端內(nèi)部有下拉元件。芯片內(nèi)部的采樣時鐘在出廠前已調(diào)校,誤差在 +1%內(nèi)。商業(yè)級芯片在整個溫度和電壓范圍內(nèi), 頻率變化在+2.25%內(nèi)。工業(yè)級芯片在整個溫度和電壓范圍內(nèi),頻率變化在-6/+4%內(nèi),此時建議使用穩(wěn)壓電源。若要求更高精度,可

6、從本端輸入外部時鐘(如前表所列)。由于內(nèi)部的防混淆及平滑濾波器已設(shè)定,故上述推薦的時鐘頻率不應(yīng)改變。輸入時鐘的占空比無關(guān)緊要,因內(nèi)部首先進行了分頻。在不外接地時鐘時,此端必須接地。自動靜噪(AMCAP) 當錄音信號電平下降到內(nèi)部設(shè)定的某一閾值以下時,自動靜噪功能使信號衰弱,這樣有助于養(yǎng)活無信號(靜音)時的噪聲。通常本端對地接1mF的電容,構(gòu)成內(nèi)部信號電平峰值檢測電路的一部分。檢出的峰值電平與內(nèi)部設(shè)定的閾值作比較,決定自動靜噪功能的翻轉(zhuǎn)點。大信號時,自動靜噪電路不衰減,靜音時衰減6dB。1mF的電容也影響自動靜噪電路對信號幅度的響應(yīng)速度。本端接VCCA則禁止自動靜噪。三、SPI(串行外設(shè)接口)I

7、SD4004工作于SPI串行接口。SPI協(xié)議是一個同步串行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,協(xié)議假定微控制器的SPI移位寄存器在SCLK的下降沿動作,因此對ISD4004而言,在時鐘止升沿鎖存MOSI引腳的數(shù)據(jù),在下降沿將數(shù)據(jù)送至MISO引腳。協(xié)議的具體內(nèi)容為： 1.所有串行數(shù)據(jù)傳輸開始于SS下降沿。 2.SS在傳輸期間必須保持為低電平,在兩條指令之間則保持為高電平。 3.數(shù)據(jù)在時鐘上升沿移入,在下降沿移出。 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)加(16位地址碼)。6.ISD的任何操作(含快進)如果遇到EOM或OVF,則產(chǎn)生一個中斷,該中斷狀態(tài)在下一個SPI周期開

8、始時被清除。7.使用"讀"指令使中斷狀態(tài)位移出ISD的MISO引腳時,控制及地址數(shù)據(jù)也應(yīng)同步從MOSI端移入。因此要注意移入的數(shù)據(jù)是否與器件當前進行的操作兼容。當然,也允許在一個SPI周期里,同時執(zhí)行讀狀態(tài)和開始新的操作(即新移入的數(shù)據(jù)與器件當前的操作可以不兼容)。8.所有操作在運行位(RUN)置1時開始,置0時結(jié)束。9.所有指令都在SS端上升沿開始執(zhí)行。(一)信息快進用戶不必知道信息的確切地址,就能快進跳過一條信息。信息快進只用于放音模式。放音速度是正常的1600倍,遇到EOM后停止,然后內(nèi)部地址計數(shù)器加1,指向下條信息的開始處。(二)上電順序器件延時TPUD(8kHz采

9、樣時,約為25毫秒)后才能開始操作。因此,用戶發(fā)完上電指令后,必須等待TPUD,才能發(fā)出一條操作指令。例如,從00從處發(fā)音,應(yīng)遵循如下時序:1. 發(fā)POWERUP命令;2. 等待TPUD(上電延時);3. 發(fā)地址值為00的SETPLAY命令;4. 發(fā)PLAY命令。器件會從此00地址開始放音,當出現(xiàn)EOM時,立即中斷,停止放音。如果從00處錄音,則按以下時序:1. 發(fā)POWER UP命令;2. 等待TPUD(上電延時);3. 發(fā)POWER UP命令4. 等待2倍TPUD;5. 發(fā)地址值為00的SETREC命令;6. 發(fā)REC命令。器件便從00地址開始錄音,一直到出現(xiàn)OVF(存貯器末尾)時,錄音停

10、止。指令表指令 8位控制碼<16位地址> 操作摘要POWERUP 00100XXX<XXXXXXXXXXXXXXXX> 上電:等待TPUD后器件可以工作SET PLAY 11100XXX< A15-A0> 從指定地址開始放音。后跟PLAY指令可使放音繼續(xù)進行下去PLAY 11110XXX< XXXXXXXXXXXXXXXX > 從當前地址開始放音(直至EOM或OVF)SET REC 10100XXX<A15 -A0> 從指定地址開始錄音。后跟REC指令可使錄音繼續(xù)進行下去REC 10110XXX< XXXXXXXXXXXXXXX

11、X > 從當前地址開始錄音(直至OVF或停止)SET MC 11101XXX<A15 -A0> 從指定地址開始快進。后跟MC指令可使快進繼續(xù)進行下去MC 11111XXX< XXXXXXXXXXXXXXXX > 執(zhí)行快進,直到EOM.若再無信息,則進入OVF狀態(tài)STOP 0X110XXX< XXXXXXXXXXXXXXXX >停止當前操作STOP WRDN 0X01XXXX< XXXXXXXXXXXXXXXX > 停止當前操作并掉電RINT 0X110XXX< XXXXXXXXXXXXXXXX > 讀狀態(tài):OVF和EOM注：快進

12、只能在放音操作開始時選擇。(三)SPI端口的控制位 (四)SPI 控制寄存器SPI控制寄存器控制器件的每個功能,如錄放、錄音、信息檢索(快進)、上電/掉電、開始和停止操作、忽略地址指針等。詳見下表：位值功 能位值功 能RUN=10允許/禁止操作開始停止PU=10電源控制上電掉電P/-R =10錄/放模式放音錄音IAB=10操作是否使用指令地址忽略輸入地址寄存的內(nèi)容使用輸入地址寄存的內(nèi)容MC= 10快進模式允許快進禁止P15-P0A15-A0行指針寄存器輸出輸入地址寄存器注：IAB置0時,錄、放操作從A9-A0地址開始。為了能連貫地錄、放到后續(xù)的存儲空間,在操作到達該行末之前,應(yīng)發(fā)出第二個SPI

13、指令將IAB置1,否則器件在同一地址上反復循環(huán)。這個特點對語音提示功能很有用。RAC腳和IAB位可用于信息管理。SPI端口簡單框圖如下：四、時序 SPI時序參數(shù)SymbolParametersMinTypMaxUnitsTSSS/SS Setup Time500nsecTSSH/SS Hold Time500nsecTDISData in Setup Time200nsecTDIHData in Hold Time200nsecTPDOutput Delay500nsecTDFOutput Delay to Hiz500nsecTSSmin/SS HIGH1secTSCKhiSCLK High

14、 Time400nsecTSCKlowSCLK Low Time400nsecF0CLK(Frequency)1000kHz注意一：國內(nèi)用戶多習慣使用8031系列芯片，與ISD33000、4000系列均可以方便地連接，ISD芯片需要3V穩(wěn)壓電源，信號線可直接使用5V電平。注意二：ISD4004的控制方式與ISD33000系列完全相同，可相互參閱。ISD4002/4003/4004芯片參數(shù)表型號存儲時間（秒）可分段數(shù)信息分辯率（毫秒）采樣頻率(HZ)濾波器帶寬(HZ)控制碼+地址位ISD4002-1201206002008.0K3.4K5+11ISD4002-1801806003005.3k2.3k5+11ISD