基于ISD4004的语音录放系统

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ISD4004按自己所需地址录放音或者按顺序录放音(包含ISD4004资料——绝对好用)

#include <reg52.h>#define unchar unsigned char#define uint unsigned intsbit SS =P1^0; //片选sbit MOSI=P1^1; //数据输入sbit MISO=P1^2; //数据输出sbit SCLK=P1^3; //ISD4004时钟sbit INT =P1^4; //中断sbit LED =P0^1; //指示灯sbit LED1=P0^0; //指示灯:亮是录音/不亮是放音sbit PR =P1^7; //录音和放音选择开关sbit STOP=P1^5; //复位sbit AN =P1^6; //执行unchar code voice[ ]={0x0000,0x000f,0x001e,0x002f,0x003c,0x004b,0x005a,0x0069,0x0078,0x0087,0x0096,0x00a5,0x00b4, 0x00c3,0x00d2};//一共录音15段，1-10段内容为数字0—9,11-15段内容音为：拾、点、分、秒、现在北京时间void delay(unsigned int time) //延迟n微秒{while(time!=0){time--;}}void delayms(unsigned int time) //延迟n毫秒{TMOD=0x01;for(time;time>0;time--){TH0=0xfc;TL0=0x18;TR0=1;while(TF0!=1){;}TF0=0;TR0=0;}void isd_send(unsigned char isdx)//spi串行发送子程序，8位数据{unsigned char isx_counter;SS=0;//ss=0,打开spi通信端SCLK=0;for(isx_counter=0;isx_counter<8;isx_counter++)//先发低位再发高位，依次发送。

基于51单片机的ISD4004多段语音录放实验

/////////======基于51单片机的ISD4004多段语音录放实验=======//////////////////==================== isd.c ===================/////////////////// 控制IC: AT89C51/52,STC89C51/52RC /////////////////// 系统晶振：22.1184MHz /////////////////// 程序编写：东冬（自然风）/////////////////// 调试时间：2009/02/13 /////////////////// 版本：ISD4004_1.0V ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////*操作说明：1、按住K1键开始录音，放开K1键结束录音；再按住K1键，开始录第二段；以此类推；2、按一下K2键，开始放音，等该段放音结束，继续等待；再按下K2键，放第二段，以此类推PS:每一段录音长度要手动设置，不能自主控制录音长度（以待后改）*/#include "STC89C52RC.H"//#include <reg52.h>#include <intrins.h>#include "MyType.h"//=======分段录音首地址定义======================#define ISD_ADDS1 0x0000 //录音存放地址1#define ISD_ADDS2 0x0100 //录音存放地址2#define ISD_ADDS3 0x0200 //录音存放地址3#define ISD_ADDS4 0x0300 //录音存放地址4#define ISD_ADDS5 0x0400 //录音存放地址5//========ISD4004指令定义========================#define POWER_UP 0x20 //上电指令#define SET_PLAY 0xE0 //指定放音指令#define PLAY 0xF0 //当前放音指令#define SET_REC 0xA0 //指定录音指令#define REC 0xB0 //当前录音指令#define SET_MC 0xE1 //指定快进指令#define MC 0xF1 //快进执行指令#define STOP 0x30 //停止当前操作#define STOP_WRDN 0xF1 //停止当前操作并掉电#define RINT 0x30 //读状态:OVF和EOM//=========ISD4004--c51接口定义=================sbit ISD_SS = P0^0; //片选sbit ISD_MOSI = P0^1; //数据输入sbit ISD_SCLK = P0^2; //ISD4004 时钟sbit ISD_INT = P3^3; //溢出中断sbit ISD_RAC = P3^2; //行地址时钟sbit ISD_MISO = P3^6; //数据输出//==========按键定义==========================sbit K1 = P1^0 ; //录音键sbit K2 = P1^1; //放音键//==========BEEP开关定义======================#define Beep_ON (P0&=0x7f) //蜂鸣器开#define Beep_OFF (P0|=0x80) //蜂鸣器关//==========ISD4004函数定义===================void ISD_SPI_Send8( uchar isdx8 ); //spi 串行发送子程序，8位数据,从低到高void ISD_SPI_Send16( uint isdx16 ); //spi 串行发送子程序，16位数据.从低到高uint ISD_SPI_Radd(void); //读取标行地址void ISD_Stop(void); //发送stop 指令void ISD_PowerUp(void); //发送上电指令，并延迟50msvoid ISD_PowerDown(void); //发送掉电指令，并延迟50msvoid ISD_Play(void); //发送放音指令，并延迟50msvoid ISD_SetPlay(uint add); //发送指定放音指令，并延迟50msvoid ISD_Rec(void); //发送录音指令，并延迟50msvoid ISD_SetRec(uint add); //发送指定录音指令，并延迟50msuchar ISD_Chk_Isdovf(void);void PLAY_now(uchar add_sect); //按指定地址开始放音void REC_now(uchar add_sect); //按指定地址开始录音//========延时函数===========================void Delay1Ms(uchar t); //延时t*1毫秒void Delay();////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 程序开始///*******************************主程序*********************************/main (){uchar i,j;while (1){//=========================K1录音键if(K1==0) //K1键按下。

基于ISD4004芯片的语音录放设计

公益语音部分基于ISD4004芯片的语音录放设计1、器件介绍ISD4004 系列单片语音一、简述●单片8 至16 分钟语音录放●内置微控制器串行通信接口●3V 单电源工作●多段信息处理●工作电流25-30mA,维持电流1μA●不耗电信息保存100 年(典型值)●高质量、自然的语音还原技术●10 万次录音周期(典型值)●自动静噪功能●片内免调整时钟,可选用外部时钟ISD4004 系列工作电压3V,单片录放时间8 至16 分钟,音质好,适用于移动电话及其他便携式电子产品中。

芯片采用CMOS 技术,内含振荡器、防混淆滤波器、平滑滤波器、音频放大器、自动静噪及高密度多电平闪烁存贮陈列。

芯片设计是基于所有操作必须由微控制器控制,操作命令可通过串行通信接口(SPI 或Microwire)送入。

芯片采用多电平直接模拟量存储技术, 每个采样值直接存贮在片内闪烁存贮器中,因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声,避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和"金属声"。

采样频率可为 4.0,5.3,6.4,8.0kHz,频率越低,录放时间越长,而音质则有所下降,片内信息存于闪烁存贮器中,可在断电情况下保存1 00 年(典型值),反复录音10 万次。

二、引脚描述电源:(VCCA,VCCD) 为使噪声最小,芯片的模拟和数字电路使用不同的电源总线,并且分别引到外封装的不同管脚上,模拟和数字电源端最好分别走线,尽可能在靠近供电端处相连,而去耦电容应尽量靠近器件。

地线:(VSSA,VSSD) 芯片内部的模拟和数字电路也使用不同的地线。

同相模拟输入(ANA IN+) 这是录音信号的同相输入端。

输入放大器可用单端或差分驱动。

单端输入时,信号由耦合电容输入,最大幅度为峰峰值32mV,耦合电容和本端的3KΩ电阻输入阻抗决定了芯片频带的低端截止频率。

差分驱动时,信号最大幅度为峰峰值16mV，为ISD33000 系列相同。

基于ISD4004的语音录放系统

本科毕业设计（2012届）题目语音录放系统的设计学院专业班级学号学生姓名指导教师完成日期2012年5月摘要本论文主要实现语音录放系统的设计。

语音录放系统主要包括单片机控制模块、语音采集模块、语音处理模块、信号放大模块，其中单片机控制模块是整个系统设计的关键。

在语音的录放过程中，单片机通过SPI通信方式与语音模块进行通讯，来实现语音的录音与播放。

由于每段录音都对应着不同的地址，因此在播放录音时，需要发送需要播放的地址即可播放。

语音录放系统的信号处理过程主要包括语音的采集、信号的放大和语音的滤波。

语音经过驻极体传感器，即麦克风，把声波信号转换成电信号。

传感器采集的电信号进过放大电路，放大一定倍数，经滤波、耦合之后送至语音模块。

语音模块对连续变化的语音信号进行采样，抽取其中的语音信号电平，直接存储在语音芯片ISD4004中，因此使得语音自然真实。

当语音播放时，需要在语音芯片的输出段加一个带通滤波器，以滤除音频带宽以外的信号，从而减少杂音的干扰。

STC89C52单片机的程序，使用keil编译程序进行设计和调试完成，其主要功能是控制语音模块，以及液晶显示模块。

关键词：微控制器；录音放音；ISD4004；ABSTRACTThe main aim of this paper is to realize the function of voice recording and playback system. The key to the overall system design of the voice recording system which includes a single-chip control module, voice acquisition module, voice processing module, signal amplification module, is MCU control module. In the voice playback process, the microcontroller communicates through SPI communication voice module,thus realizing voice recording and playback. Each recording corresponds to a different address, so the microcontroller just need to send the address of the recording to be played for play back.The signal processing of the voice recording system includes speech acquisition, signal amplification and voice filter. Acoustic signal is converted into electrical signals through electrets sensor, which is also called microphone. The sensor signals will be amplified after flow through the amplifying circuit. Finally it will be send to voice module after filtering, coupling. Continuous acoustic signal is sampled by the voice module, which takes one of the voice signal level, directly stores it in the voice chip ISD4004, and makes speech natural and true. When the recording is played we need a band-pass filter in the voice chip output section, to filter out the signal outside the audio bandwidth thereby reducing noise. The codes of the Microcontroller STC89C52 is designed and tested by using keil compiler, whose main function is to control the voice module and LCD module.Key words：Microprocessor; V oice Recording and playing; ISD4004目录1 引言 (1)2 概述 (2)2.1 语音录放系统概述 (2)2.2 本设计方案的论证 (3)2.2.1 系统的单片机选择论证 (3)2.2.2 系统的液晶选择 (3)2.2.3 系统的滤波电路的选择 (3)2.3 研发方向和技术关键 (3)2.4 主要技术指标 (4)3硬件设计 (5)3.1 硬件的总体设计 (5)3.2驻极体传声器 (6)3.3信号放大电路 (6)3.4 语音信号功率放大电路 (8)3.5 ISD4004语音芯片介绍 (9)3.5.1 芯片性能简述和引脚图 (9)3.5.2 ISD4004芯片主要引脚描述 (10)3.5.3 SPI协议 (11)3.6滤波电路的设计与方案论证 (13)3.7 基于matlab软件对滤波前后语音的分析 (15)4软件设计 (22)4.1 总体方案 (22)4.2 程序流图 (22)4.3 模块说明 (24)4.3.1 ISD4004驱动程序 (24)4.3.2 1602液晶底层驱动 (26)4.3.3菜单选择程序 (28)4.3.4 录音函数 (29)4.3.5放音函数 (30)4.3.6 播放方式选择 (32)5制作与调试 (34)5.1 硬件电路的布线与焊接 (34)5.1.1 总体特点 (34)5.1.2 Altium designer软件画PCB (34)5.1.3焊接 (34)5.2 调试 (34)5.2.1 硬件调试 (34)5.2.2 软件调试 (35)5.3 系统的各个工作状态下实物照片图 (36)6 结论 (38)致谢 (39)参考文献 (40)附录 (41)1 引言从20世纪30年代初到50年代初，有声电影主要应用光学录音方法。

基于单片机的ISD4004语音播报系统

中北大学
课程设计任务书
2013/2014学年第1学期
学院：信息与通信工程学院
专业：光电信息工程
学生姓名：学号：
课程设计题目：单片机控制ISD4004语音芯片的语音录放系统设计
起迄日期：2013年12月23日~2014年1月10日
课程设计地点：中北大学5院楼513、606
********
下达任务书日期: 2013年12月23日
设计说明书及相关电路图
6．工作计划及进度：
2013年12月23日~2013年12月24日：了解设计题目及查找资料；
2013年12月25日~12月25日：确定各题目要求计算相关参数；
2013年12月26日~12月27日:结合各题目确定具体设计方案；
2013年12月28日~2014年1月7日:结合要求具体设计并编程仿真；
1）设计说明书、相关图纸符合要求；
2）相应器件的工作原理及应用；
3）系统工作原理图；
4）参考文献原文不少于5篇。
课程设计任务书
4．主要参考文献：
要求按国标GB 7714—87《文后参考文献著录规则》书写，例：
1傅承义，陈运泰，祁贵中.地球物理学基础.北京：科学出版社，1985
（5篇以上）
5．设计成果形式及要求：
2014年1月8日~1月9日:完善仿真结果、整理课程设计说明书；
1月10日~1月10日:答辩或成绩考核。
学科部审查意见：
签字：
年月日
课程设计任务书
1．设计目的：
在学习专业基础课和专业课的基础上，主要结合光学、光电技术、电子仪器、微机原理与应用、单片机与各种功能性芯片（如时钟芯片、调制与解调芯片、A/D和D/A转换芯片等）以及光、计、电综合应用等方面开展实践活动，巩固所学知识、培养动手能力，提高综合设计能力。

基于ISD4004语音数据的采集与播报-开题报告

河北联合大学本科毕业论文开题报告
题目：基于 ISD4004 语音数据的采集与播报
学专班姓学
院：信息工程学院业：通信工程级：07 通信 1 班名：程英杰号：200712020119
指导教师：张涛
2011 年
3月
26 日
一、题目来源背景
20 世纪末，电子技术得到飞速发展。在其推动下，现代电子产品几乎渗透到了社会的各个领域，而集成有录音和播放功能的智能电子产品已经得到越来越广泛的应用，比如电话的自动语音留言和提示功能、公交车和城市地铁的语音报站器、电梯楼层播报系统等都集成有语音录取和播放功能。 ISD4004 语音系列芯片是美国 ISD 公司推出的产品，具有多次重复录放，存储时间长，使用时不需扩充存储器，所需外围电路简单等特点。芯片采用 CMOS 技术，内含振荡器、防混淆滤波器、平滑滤波器、音频放大器、自动静噪及高密度多电平闪烁存贮陈列。芯片采用多电平直接模拟量存储技术，将每个采样值直接存储在片内的闪烁存储器中，能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声，避免了一般固体录音电路因量化压缩造成的量化噪声。随着我国经济建设的迅猛发展，公安、铁路、民航、金融等部门对语音记录的需求不断增长。把语音生成技术用于工业监控系统、自动应答系统、多媒体查询系统、办公自动化系统和家用电气产品中，使它们具有语音输出功能，使之能在适当的时候用语音实时报告系统的工作状态、警告信息、提示信息或相关的解释说明等，无疑在提高人机通信能力、减少对错误处理的遗漏、提高系统性能、降低人们的工作强度等方面都有极大的好处。可以说在以后人类的日常生活中，电子录放系统会发挥越来越重要的作用。
五、主要参考文献
[1] 王振红，李洋，郝承祥. ISD4004 语音芯片的工作原理及其在智能控制系统中的应用[J]. 电子器件，2002，25 (1). [2] 刘欣，安欣赏，刘大生， ISD 语音器件分段地址的获取[J]. 电子技术应用，等. 1999，25(10). [3] WINBOND. ISD4004 Series Products Datasheets[S]. 2000. [4] Atmel Corporation. AT89C51 datasheet[S]. 2000. [5] National Semiconductor. LM386 datasheet[S]. 2000. [6] National Semiconductor. L指导教师签字：年院毕业设计（论文）领导小组意见：月日

ISD4004系列语音芯片中文资料

ISD4004系列单片语音录放电路一、简述●单片8至16分钟语音录放●内置微控制器串行通信接口●3V单电源工作●多段信息处理●工作电流25-30mA,维持电流1μA●不耗电信息保存100年(典型值)●高质量、自然的语音还原技术●10万次录音周期(典型值)●自动静噪功能●片内免调整时钟,可选用外部时钟ISD4004系列工作电压3V,单片录放时间8至16分钟,音质好,适用于移动电话及其他便携式电子产品中。

芯片采用CMOS技术,内含振荡器、防混淆滤波器、平滑滤波器、音频放大器、自动静噪及高密度多电平闪烁存贮陈列。

芯片设计是基于所有操作必须由微控制器控制,操作命令可通过串行通信接口(SPI或Microwire)送入。

采样频率可为4.0,5.3,6.4,8.0kHz,频率越低,录放时间越长,而音质则有所下降,片内信息存于闪烁存贮器中,可在断电情况下保存100年(典型值),反复录音10万次。

二、引脚描述电源:(VCCA,VCCD)为使噪声最小,芯片的模拟和数字电路使用不同的电源总线,并且分别引到外封装的不同管脚上,模拟和数字电源端最好分别走线,尽可能在靠近供电端处相连,而去耦电容应尽量靠近器件。

地线:(VSSA,VSSD)芯片内部的模拟和数字电路也使用不同的地线。

同相模拟输入(ANA IN+)这是录音信号的同相输入端。

输入放大器可用单端或差分驱动。

单端输入时,信号由耦合电容输入,最大幅度为峰峰值32mV,耦合电容和本端的3KΩ电阻输入阻抗决定了芯片频带的低端截止频率。

差分驱动时,信号最大幅度为峰峰值16mV，为ISD33000系列相同。

反相模拟输入(ANA IN-)差分驱动时,这是录音信号的反相输入端。

基于ISD4004的红外遥控医院语音播报系统的设计

ｃｏｎｔｒ０１．Ｇｍｅｌｍ妇Ｔｈｅｃｈｉｐａｎｄｉｎｆｒａｒｅｄｒｅｍｏｔｅ
ｓｙｓｔｅｍｐｒｏｖｉｄｅｓａｌｏｗ—ｃｏｓｔａｎｄｈｉｇｈ—ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｈｏｓｐｉｔａｌａｕｔｏｍａｔｉｃ
ｂｒｏａｄｃａｓｔｓｏｌｕｔｉｏｎａｎｄｒｅａｌｉｚｅｓｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔａｎｄａｕｔｏｍａｔｉｏｎｂｒｏａｄｃａｓｔ．【ＣｈｉｎｅｓｅＭｅｄｉｃａｌＥｑｕｉｐｍｅｎｔＪｏｕｒｎａＩ．２００９，３０
isd4004语音芯片采用cmos技术内含晶体振荡器防混叠滤波器平滑滤波器自动静噪音频功率放大器及高密度多电平闪烁存储陈列等因此只需很少的外围器件就可构成一个完整的声音录放系统1563
ＴＨＥＳＩＳ＆ＲＥＳＥＡＲＣＨＲＥＰＯＲＴｌ研究论著
基于ＩＳＤ４００４的红外遥控医院语音播报系统的设计
杨易华，吴效明，岑人经
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圈３系统原理图
主控模块控制整个程序运行的流程，协调各个功能模块的工作．如图４所示。主程序处于等待红外接收中断状态，根据接收到的命令码进行相应的处理。如果接收到的是录、放音命令．则根据随后接收到的段码，选择ＩＳＤ４００４对应的段．进行录、放音操作．并在液晶显示屏上显示出段码、时间或广播词。３．２语音录放模块
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本科毕业设计（2012届）题目语音录放系统的设计学院专业班级学号学生姓名指导教师完成日期2012年5月摘要本论文主要实现语音录放系统的设计。

语音录放系统主要包括单片机控制模块、语音采集模块、语音处理模块、信号放大模块，其中单片机控制模块是整个系统设计的关键。

在语音的录放过程中，单片机通过SPI通信方式与语音模块进行通讯，来实现语音的录音与播放。

由于每段录音都对应着不同的地址，因此在播放录音时，需要发送需要播放的地址即可播放。

语音录放系统的信号处理过程主要包括语音的采集、信号的放大和语音的滤波。

语音经过驻极体传感器，即麦克风，把声波信号转换成电信号。

传感器采集的电信号进过放大电路，放大一定倍数，经滤波、耦合之后送至语音模块。

语音模块对连续变化的语音信号进行采样，抽取其中的语音信号电平，直接存储在语音芯片ISD4004中，因此使得语音自然真实。

当语音播放时，需要在语音芯片的输出段加一个带通滤波器，以滤除音频带宽以外的信号，从而减少杂音的干扰。

STC89C52单片机的程序，使用keil编译程序进行设计和调试完成，其主要功能是控制语音模块，以及液晶显示模块。

虽然在有声电影初期曾使用过唱片配音的方法，光学录音是以感光材料为媒介记录声音的方法。

但用这种方法录制的影片为数不多，时间很短。

光学录音进入电影领域后，在世界范围内掀起了从无声电影转入有声电影的高潮，推动了电影事业的大发展。

40年代末50年代初磁性录音也进入了电影领域，但大量拷贝仍以光学录音为主；80年代磁性录音和光学录音两种方法并用。

随着经济快速发展，人民生活水平的不断提高，现在的人已近离不开音乐，而且对听觉要求越来越高。

计算机技术和数字电子的发展，现在的语音系统有了重大的飞跃，由以前的体积较大单放机、复读机发展到了音质较好、体积小、容量大的MP3、MP4、手机，可以说语音技术已经相当成熟了。

传统的磁带语音录放系统因其体积大，使用不便，在电子与信息处理的使用中受到很多限制。

体积小巧，功耗低的数字化语音存储与回放系统将完全代替它。

自80年代以来，美、日等国的数字语音技术的研究工作进入了应用阶段，相继研制的大规模集成电路语音芯片已近供应市场，并不断推出新的产品。

数字语音技术的应用领域十分广泛，首先是数字通信系统。

当通过数字通信系统传送语音信号时，语音数字化技术就是必不可少了。

发送端实际上即为语音编码，接受端为语音合成。

在我们的日常生活中，数字化语音存储于回放技术得到了广泛的应用，诸如公交车报站器，采访笔，MP3播放器，手机等，使得产品的功能强大，淘汰了磁带录音的传统方式，方便了人们的生活，推动了社会进步。

2 概述2.1 语音录放系统概述语音录放系统的工作原理是单片机通过SPI通信模式，来控制语音芯片ISD4004的录音与播放。

此系统一般包括单片机控制模块、语音的采集模块，语音的放大模块、语音处理模块、滤波模块、功率放大模块和显示模块。

如图2-1所示，驻极式传感器把自然界的连续的声波信号转化成连续变化的电信号，由于转换的电信号比较弱，故须经过放大电路，放大信号。

信号传递至语音芯片，语音芯片对连续的电信号进行采样，没有经过A/D转换，直接存储在内部的flash中[3]。

图2-1 语音信号处理过程语音的存储可以采用数字式的，也可以采用模拟式。

采用数字式的，需要把连续采样的语音信号转换成数字信号，即A/D转换，但在此过程需要遵循奈奎斯特采样定律。

还有一种就是把采用的模拟信号直接存储在带有flash的存储器中，本系统采用直接存储的方式，ISD4004语音芯片是美国ISD公司制造的一种新款的语音芯片，芯片采用多电平直接模拟量存储技术，每个采样值直接存储在片内闪存flash中，因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果音，避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪音和“金属音”[4]。

语音的录放系统的应用十分广泛，可以应用于通讯设备、智能仪表、治安报亭、语音报站、语音讲解、语音记录、语音复读、智能玩具等领域。

本课题的研究，是其他语音录放方面课题研究的基础，因此具有很好实践意义。

2.2 本设计方案的论证2.2.1 系统的单片机选择论证一方面在本系统中，单片机与ISD4004是采用SPI的通信模式，即高速同步串行口，是一种标准的四线同步双向串行总线。

占用端口资源少，单片机只需模拟SPI通信协议即可控制语音芯片的录放功能，因此占用单片机内部资源少。

另一方面，在大学期间学习51单片机是学习其他单片机的基础，因此深入地把51单片机十分有必要。

2.2.2 系统的液晶选择为了实现更多的功能，本系统加入其他外围的硬件设备，需要以菜单的形式选择功能。

系统扩展有两个可选择的液晶显示LCD1602和LCD12864，最终采用LCD1602液晶显示器，原因是其体积小，功耗低，具有背光功能，采用通用接口芯片，兼容性高。

2.2.3 系统的滤波电路的选择考虑到实用性，带负载能力要比较强，要满足输入阻抗应足够高，输出阻抗应够小；要满足阻带衰减频率-40db/10倍频程，有两种考虑方案：一种是用一阶滤波器进行级联，另一种直接采用二阶滤波器。