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IS22C011/20語音芯片的原理及在MCS-51單片機(jī)中的應(yīng)用

作者: 時(shí)間:2012-03-06 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

IS22C011和IS22C020是ISSI公司推出的高品質(zhì),它們采用 ADPCM壓縮技術(shù)、POP減噪技術(shù)和最先進(jìn)的亞微米EPROM技術(shù),實(shí)現(xiàn)了即時(shí)編程,并使用戶產(chǎn)品的開發(fā)時(shí)間大為縮短。IS22C011/20可由多種開發(fā)工具來支持,如IS22VP002(開發(fā)系統(tǒng))、IS22VP003/004(PC機(jī)開發(fā)系統(tǒng))等。該只需極少的外圍元件,便可實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的播放,IS22C011/20采用串聯(lián)擴(kuò)展可使播放時(shí)間不受限制,而采用并聯(lián)擴(kuò)展則有利于混音的形成。同時(shí)由CPU對其進(jìn)行部分引腳的控制可方便地于儀器設(shè)備的語音提示或報(bào)警。IS22C011與IS22C020的主要技術(shù)特性如下:
●語音長度:
— 8kHz取樣:011/020:8/16s;
— 6kHz取樣:011/020:10/20s;
— 5kHz取樣:011/020:12.8/25.6s;
●電源電壓:DC2.4~6.0V;
●靜態(tài)功耗:<5μA;
●防抖觸發(fā)延時(shí)時(shí)間(Debounce delay):15ms
●STP脈沖寬度:30ms;
●采用4鍵觸發(fā)可提供8段語音。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/171952.htm

1 引腳功能

IS22C011/20采用16-PIN和SOP封裝形式,其引腳排列如圖1所示,各引腳功能如下:
1、6腳(LED1、LED2):LED顯示驅(qū)動(dòng)端,3Hz閃爍,011為高電平有效,020為低電平有效;
2、3腳(VOUT1、VOUT2):蜂鳴器驅(qū)動(dòng)端;
4 腳(GND):電源地;
5腳(STP/BUSY):STP語音結(jié)束脈沖輸出信號或BUSY信號;
7腳(COUT):電流型D/A轉(zhuǎn)換輸出端口,其輸出信號可用于驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器;
8腳(OSC):振蕩器電阻接入端,可用于控制采樣頻率;
9 腳(VPP):編程電源端,放音時(shí)不用;
10、11、13、14腳(S1~S4):語音觸發(fā)端,通常在內(nèi)部被拉低,高電平有效,可用于控制8段語音,其譯碼如表1所列;
21腳(VCC):電源正端;
15腳(SBT):全播或順序播放控制端,此端采用內(nèi)部下拉,高電平有效;
16腳(IRP):停止播放控制端,采用內(nèi)部拉低,高電平有效。

37.jpg

2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)

IS22C011/20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示,由圖可知,該芯片用振蕩器、時(shí)鐘信號發(fā)生器來提供時(shí)鐘信號。其振蕩器頻率(即語音采樣頻率)由外接振蕩電阻ROSC確定,振蕩線路采用高穩(wěn)定結(jié)構(gòu),因此在正常的工作電壓范圍內(nèi),采樣頻率均可保持恒定。該芯片中的邏輯控制電路是芯片的控制中心,可協(xié)調(diào)和控制地址定序器、 ADPCM譯碼器、POP減噪電路等線路的工作。EPROM為256k字節(jié)的一次性(OTP)存貯器,可分成8段語音,每段語音長度由用戶編程控制,長短可不一,但總長度不能超過存貯器總?cè)萘康脑试S時(shí)間(如若采樣頻率為8kHz,總長度不能超過8s)。蜂鳴器緩沖輸出采用PWM輸出方式,可直接驅(qū)動(dòng)蜂鳴器,并可減少耗電量,因此特別適用于鈕扣電池供電設(shè)備。其D/A電流輸出可直接用晶體管來推動(dòng)揚(yáng)聲器(1/4W),而無需復(fù)雜的濾波線路。

3 可編程選項(xiàng)及時(shí)序圖

IS22C011/20具有可編程選項(xiàng)功能,包括脈沖觸發(fā)及電平觸發(fā)選項(xiàng)、STB全播或順序播放選項(xiàng)、STOP或BUSY信號選項(xiàng)、放音結(jié)束噪音自動(dòng)下降及非自動(dòng)下降選項(xiàng)。圖3所示是其前三項(xiàng)選項(xiàng)的時(shí)序圖。放音結(jié)束噪聲自動(dòng)下降通常是指在放音結(jié)束時(shí)COUT端出現(xiàn)的“POP”噪聲的下降。實(shí)際上,放音結(jié)束時(shí)使COUT端的輸出電流漸漸減少為零可降低電流突然為零(即非自動(dòng)下降時(shí))時(shí)出現(xiàn)的“POP”噪聲(即POP減噪),它可在聲音數(shù)據(jù)編碼時(shí)由用戶選擇與編程,其信息與聲音數(shù)據(jù)通常被存貯在存貯器中。

圖3中還給出了S1脈沖觸發(fā)及電平觸發(fā)的COUT時(shí)序圖,S2~S4的COUT時(shí)序圖則與S1完全一致。而SBT信號僅給出了脈沖觸發(fā)的時(shí)序圖,其電平觸發(fā)時(shí)序可參考S1時(shí)序。

42.jpg

4 典型

圖 4為 IS22C011/20的典型電路(LED1、LED2為020的驅(qū)動(dòng)方式),圖中的三極管的β值應(yīng)大于130、SP可選用8Ω、1/4W的揚(yáng)聲器。圖5為芯片串聯(lián)使用時(shí)的電路圖,該電路的語音長度為兩片之和。圖6為并聯(lián)使用時(shí)的電路圖,其語音段可由8段擴(kuò)展為16段,也可混音輸出。


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