基于ISDl420的多路語音報警系統

摘要：以AT89C51為核心，采用直接模擬存儲技術DAST芯片ISDl420和8位A／D轉換器ADC0809，設計了一種多路語音報警系統，包括信號放大、處理電路，A／D轉換模塊，語音報警模塊、數碼顯示模塊、按鍵輸入模塊等。系統具有一定通用性、穩定可靠，可廣泛應用于各種監測系統中。
關鍵詞：語音報警；單片機；ISDl420；ADC0809

語音報警系統廣泛應用于礦井、糧倉溫度測量及控制、溫室溫度采集和控制、火災語音報警系統等。本系統功能是進行信號檢測和語音報警，包括運算放大器、A／D轉換模塊、語音錄放模塊、輸出控制模塊、顯示模塊和繼電器驅動以及控制電路等部分。單片機主要負責數據采集、顯示和判斷，以及對ISDl420語音芯片控制，系統硬件框圖，如圖1所示。

1 基于ISDl420的語音報警模塊
ISDl420為ISD公司出品的優質單片語音錄放電路，單片錄放時間8～20 s音質較好。芯片采用CMOS技術，內含振蕩器、話筒前置放大、自動增益控制、防混淆濾波器、平滑濾波器、揚聲器驅動及EEPROM陣列。在錄放操作結束后，芯片自動進入低功耗節電模式、功耗僅0．5μW。芯片采用多電平直接模擬量存儲專利技術，每個采樣直接存儲在片內EEPROM單元中，因能夠非常真實、自然地再現語音、音樂、音調各效果，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”。采樣頻率為5．3 kHz，6．4 kHz和8．0 kHz，對音質僅有輕微影響。片內信息可保存100年(無需后備電源)，EEPROM單片可反復錄音10萬次。
1．1 ISDl420的工作原理
ISDl420是采用模擬存取技術集成的可反復錄放的20 s語音芯片，掉電語音不丟失，最大可分為160段，最小每段語音長度為125 ms，每段語音都可由地址線控制輸出，每125 ms為一個地址，由A0～A7這8根地址線控制，地址語音控制表，如表1所示。用戶錄制的語音每段結束后芯片自動設有段結束標志(EOM)，芯片錄滿后設有溢出標志(OVF)。用單片機控制電路按某一段的起始地址進行放音操作，遇到段結束標志(EOM)即自動停止放音，單片機收到段結束標志(EOM)就開始觸發下一段語音的起始地址，如此控制，即可以將很多不同段的語音組合成一句話放音出來，實現語音的自動組合。
用戶可以通過專用ISDl420語音編程拷貝機將需要的語音分段編程、連續錄制到芯片中，每段語音長度不限，制成語音源片后，將源片的錄音端封住不讓其再做錄音操作，再由單片機電路控制放音。首先，單片機將ISDl420語音芯片完整搜索一遍，自動找出每一段的起始地址，按分段順序編號存入外置的串行存儲器中；然后用戶通過單片機串口發出指令，單片機即將這些段的編號、地址調出，依次向語音芯片發出首地址、放音該段、該段結束，單片機收到EOM標志后單片機發出下一段語音的首地址、放音該段，如此工作，直到要求的一句話合成完畢。