串行接口单片语音录放电路及其应用

ＩＳＤ公司的串行ＳＰＩ接口单片语音录放电路有ＩＳＤ３３００／４００２／４００３／４００４四个系列（３３００系列已停产），电路采用多电平模拟量直接存储技术，音质比１４／２５系列更出色，单片录放时间可达２～１６分钟，多芯片级联录放，可延长录放时间，适用于手机录音、公交车报站、语音导览、部队及校园广播自动播放、消防及空防警报等场合。
一、引脚功能
ＩＳＤ４０００系列产品采用３Ｖ电源供电，有２８个引脚，外形有ＰＤＩＰ／ＳＯＩＣ和ＴＳＯＰ三种封装。各引脚功能如下：
片选ＳＳ；串行输入ＭＯＳＩ：ＭＣＵ在ＳＣＬＫ的上升沿之前半个周期将数据送入此端；串行输出ＭＯＳＯ：ＩＳＤ未选中时此端为高阻态；串行时钟输入端ＳＣＬＫ：时钟信号由ＭＣＵ产生，数据在ＳＣＬＫ的上升沿锁存到ＩＳＤ，下降沿移出ＩＳＤ；中断ＩＮＴ：漏极开路输出，使用时加上拉电阻，ＩＳＤ在任何操作中（包括快进）检测到ＥＯＭ（信息段结束标志）或ＯＶＦ（存储器溢出标志）时，此端变低并保持，在下一个ＳＰＩ周期开始时清除，中断状态可用ＲＩＮＴ指令读取；行地址时钟ＲＡＣ：漏极开路输出，每个ＲＡＣ周期表示ＩＳＤ存储器的操作进行了一行，当ＩＳＤ的采样频率为８ｋＨｚ时，ＲＡＣ周期为２００ｍｓ，其中高电平为１７５ｍｓ，低电平为２５ｍｓ。快进模式时ＲＡＣ的１０９．３７５μｓ为高电平，１５．６２５μｓ为低电平；外部时钟ＸＣＬＫ：不用时必须接地；自动静噪ＡＭＣＡＰ：一般对地接一只１μＦ的电容，大信号时不衰减，静音时衰减６ｄＢ；同相、反相模拟输入ＡＮＡＩＮ＋、ＡＮＡＩＮ－：录音信号同相、反相输入端，一般通过电容耦合输入；电源ＶＣＣＡ、ＶＣＣＤ：模拟电源、数字电源；地线ＶＳＳＡ、ＶＳＳＤ：模拟地、数字地；音频输出ＡＵＤＯＵＴ：可驱动５ｋΩ的负载。
二、接口协议
ＩＳＤ４０００系列采用ＳＰＩ串行接口，主要协议如下：１．所有串行数据传输开始于ＳＳ下降沿；２．ＳＳ在数据传输期间必须保持低电平，在两条指令之间保持高电平；３．数据在时钟上升沿从ＭＯＳＩ移入，在下降沿从ＭＯＳＯ移出；４．ＳＳ变低，输入指令和地址后，ＩＳＤ才能开始录放操作；５．指令格式是８位控制码（低３位可任写１、０）加１６位地址码；６．所有操作在运行位ＲＵＮ置１时开始，置０时结束；７．所有指令在ＳＳ上升沿开始执行。
三、控制指令及ＳＰＩ口控制位
表１为ＩＳＤ４００４的指令表。ＩＳＤ４００２／４００３的指令与ＩＳＤ４００４基本相同，区别仅在于ＩＳＤ４００２／４００３的控制码为５位，地址码为１１位。
ＳＰＩ口控制位如表２所示。
其中，Ｃ４：ＲＵＮ允许／禁止位：１为开始，０为停止；Ｃ３：Ｐ／－Ｒ录放模式位：１为放音，０为录音；Ｃ２：ＰＵ电源控制位：１为上电，０为掉电；Ｃ１：ＩＡＢ操作使用地址位：１为忽略输入地址寄存的内容，０为使用地址寄存的内容；Ｃ０：ＭＣ快进模式位：１为快进，０为禁止快进；Ｐ１５～Ｐ０：行指针寄存器输出；Ａ１５～Ａ０：输入地址寄存器。
指令从串口写入ＩＳＤ４００４时，要按Ａ０、Ａ１．．．Ａ１５×××Ｃ０、Ｃ４位的顺序送，不能反。
四、典型应用
附图给出了ＩＳＤ４００４与ＡＴ８９Ｃ５１的典型连接。ＩＳＤ的行地址时钟ＲＡＣ接５１单片机的Ｐ３．４（Ｔ０端）。在未开始录音时，将０送入ＴＬ０、ＴＨ０，启动录音后，将１送入ＴＲ０，Ｔ０开始对ＲＡＣ输出的脉冲计数，按下停止按键后，将０送入ＴＲ０，Ｔ０停止计数，这时Ｔ０计数器中的ＴＬ０和ＴＨ０的数值就是本次录音的结束地址，将此地址送入２４Ｃ０２保存，将ＴＬ０和ＴＨ０内的数值加１得到下一次录音的起始地址，再按下录音键就可以进行下一次录音。重复上述操作，可以完成多段信息的录音。