语音播放模块.docx
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语音播放模块
ISD1700语音播放模块
ISD1700是华邦ISD公司2007年新推出的单片优质语音录放电路，该芯片提供多项新功能，包括内置专利的多信息管理系统，新信息提示（vAlert）,双运作模式（独立&嵌入式），以及可定制的信息操作指示音效。
芯片内部包含有自动增益控制、麦克风前置扩大器、扬声器驱动线路、振荡器与内存等的全方位整合系统功能。
一、ISD1700模块插接件说明
ISD1700模块配有J1~J6共六个插针，说明如下：
J1：
供电引脚，VCC和GND，用来给模块供电，供电电压为5V。
J2：
设有LINE和GND两个引脚，用来输入线路音频信号。
J3~J4：
ISD1700外引脚端，可将ISD1700各脚引出来，以便进行扩展实验。
其中J3、J4中的SPK+、SPK-可用来连接喇叭。
J5、线路输出端，在线路输入时，可连接喇叭。
J6：
独立按键模式和SPI模式切换端，在独立按键模式下应用三只短接帽短接，在SPI模式下不短接。
二、特点：
·可录、放音十万次，存储内容可以断电保留一百年
·两种控制方式，两种录音输入方式，两种放音输出方式
·可处理多达255段以上信息
·有丰富多样的工作状态提示
·多种采样频率对应多种录放时间
·音质好，电压范围宽，应用灵活
三、电特性：
·工作电压：
2.4V-5.5V,,最高不能超过6V
·静态电流：
0.5-1μA
·工作电流：
20mA
用户可利用震荡电阻来自定芯片的采样频率，从而决定芯片的录放时间和录放音质。
下表为ISD1700的参数表：
（图一）
（图二）
而芯片的采样率可以通过外部振荡电阻来调节：
采样频率（KHZ）
12
8
6.4
5.3
4
ROSC阻值（KΩ）
60
80
100
120
160
四、独立按键工作模式
ISD1700的独立按键工作模式录放电路非常简单（后附图），而且功能强大。
不仅有录、放功能，还有快进、擦除、音量控制、直通放音和复位等功能。
这些功能仅仅通过按键就可完成。
在按键模式工作时，芯片可以通过LED管脚给出信号来提示芯片的工作状态，并且伴随有提示音，用户也可自定4种提示音效。
录音操作：
按下REC键，/REC管脚电平变低后开始录音，直到松开按键使电平拉高或者芯片录满时结束。
录音结束后，录音指针自动移向下一个有效地址。
而放音指针则指向刚刚录完的那段语音地址。
放音操作：
放音操作有两种模式，分别是边沿触发和电平触发，都由PLAY管脚触发。
A）边沿触发模式：
点按一下PLAY键，PLAY管脚电平变低便开始播放当前段的语音，并在遇到EOM标志后自动停止。
放音结束后，播放指针停留在刚播放的语音起始地址处，再次点按放音键会重新播放刚才的语音。
在放音期间，LED灯会闪烁直到放音结束时熄灭。
如果在放音期间点按放音键会停止放音。
B）电平放音模式：
如果一直按住PLAY键，使PLAY管脚电平持续为低，那么会将芯片内所有语音信息播放出来，并且循环播放直到松开按键将PLAY管脚电平拉高。
在放音期间LED闪烁。
当放音停止，播放指针会停留在当前停止的语音段起始位置。
快进操作：
点按一下FWD按钮将FWD端拉低，会启动快进操作。
快进操作用来将播放指针移向下一段语音信息。
当播放指针到达最后一段语音处时，再次快进，指针会返回到第一段语音。
当下降沿来到FWD端时，快进操作还要决定于芯片当时的状态：
A）如果芯片在掉电状态并且当前播放指针的位置不在最后一段，那么指针会前进一段，到达下一段语音处
B）如果芯片在掉电状态并且当前播放指针的位置在最后一段，那么指针会返回到第一段语音处。
C）如果芯片正在播放一段语音（非最后一段），那么此时放音停止，播放指针前进到下一段，紧接着播放新的语音。
D）如果芯片正在播放最一段语音，那么此时，放音停止，播放指针返回到第一段语音，紧接着播放第一段语音。
擦除操作：
擦除操作分为单段擦除和全体擦除两种擦除方式，区别如下：
A）单个擦除：
只有第一段或最后一段语音可以被单个擦除。
点按一下ERASE健将ERASE管脚拉低，这时具体的擦除情况要看播放指针的状态：
·如果芯片空闲并且播放指针指向第一段语音，则会删除第一段语音，播放指针指向新的第一段语音（执行擦除操作前的第二段）
·如果芯片空闲并且播放指针指向最后一段语音，则会删除最后一段语音，播放指针指向新的最后一段语音（执行擦除操作前的倒数第二段）
·如果芯片空闲并且播放指针指向没有指向第一或最后一段语音，则不会删除任何语音，播放指针也不会被改变
·如果芯片当前正在播放第一段或最后一段语音，点按下ERASE键会删除当前语音。
B）全体擦除：
当按下ERASE键将ERASE管脚电平拉低超过2.5秒钟，会触发全体擦除操作，删除全部语音信息。
复位操作：
如果用RESET控制此管脚，建议RESET管脚与地之间连接一个0.1μF电容。
当RESET被触发，芯片将播放指针和录音指针都放置在最后一段语音信息的位置。
音量操作：
点按一下VOL键将VOL管脚拉低会改变音量大小。
每按一下，音量会减小一档，再到达最小档后再按的话，会增加音量直到最大档，如此循环。
总共有8个音量档供用户选择，每一档会改变4dB。
复位操作会将音量档放在默认位置，即最大音量。
FT直通操作：
按住FT键将FT管脚持续保持在低电平会启动直通模式。
出厂设定的是在芯片空闲状态，直通操作会将语音从Analn端直接通往喇叭端或AUD输出口。
在录音期间按下FT键，会同时录下Analn进入的语音信号。
五、管脚功能说明：
管脚
名称
PDIP/SOIC
管脚
TSOP
管脚
引 脚 说 明
VCCD
1
22
数字电路电源
/LED
2
23
LED指示信号输出
/RESET
3
24
芯片复位
MISO
4
25
SPI接口的串行输出。
ISD1700在SCLK下降沿之前的半个周期将数据放置在MISO端。
数据在SCLK的下降沿时移出
MOSI
5
26
SPI接口的数据输入端口。
主控制芯片在SCLK上升沿之前的半个周期将数据放置在MOSI端。
数据在SCLK上升沿被锁存在芯片内。
此管脚在空闲时，应该被拉高
SCLK
6
27
SPI接口的时钟。
由主控制芯片产生，并且被用来同步芯片MOSI和MISO端各自的数据输入和输出。
此管脚空闲时，必须拉高。
/SS
7
28
为低时，选择该芯片成为当前被控制设备并且开启SPI接口。
空闲时，需要拉高
VSSA
8
1
模拟地
AnaIn
9
2
芯片录音或直通时，辅助的模拟输入。
需要一个交流耦合电容（典型值为0.1uF），并且输入信号的幅值不能超出1.0Vpp。
APC寄存器的D3可以决定Analn信号被立刻录制到存储器中，与Mic信号混合被录制到存储器中，或者被缓存到喇叭端并经由直通线路从AUD/AUX输出。
MIC+
10
3
麦克风输入+
MIC-
11
4
麦克风输入-
VSSP2
12
5
负极PWM喇叭驱动器地
SP-
13
6
喇叭输出-
VCCP
14
7
PWM喇叭驱动器电源
SP+
15
8
喇叭输出+
VSSP1
16
9
正极PWM喇叭驱动器地
AUD/
AUX
17
10
辅助输出，决定于APC寄存器的D7，用来输出一个AUD或AUX输出。
AUD是一个单端电流输出，而AuxOut是一个单端电压输出。
他们能够被用来驱动一个外部扬声器。
出厂默认设置为AUD。
APC寄存器的D9可以使其掉电。
AGC
18
11
自动增益控制
/VOL
19
12
音量控制
ROSC
20
13
振荡电阻，ROSC用一个电阻连接到地，决定芯片的采样频率
VCCA
21
14
模拟电路电源
/FT
22
15
在独立芯片模式下，当FT一直为低，Analn直通线路被激活。
Analn信号被立刻从Analn经由音量控制线路发射到喇叭以及AUD/AUX输出。
不过，当在SPI模式下，SPI无视这个输入，而且直通线路被APC寄存器的D0所控制。
该管脚有一个内部上拉设备和一个内部防抖动电路，允许使用按键开关来控制开始和结束。
/PLAY
23
16
播放控制端
/REC
24
17
录音控制端
/ERASE
25
18
擦除控制端
/FWD
26
19
快进控制端
RDY/INT
27
20
一个开路输出。
Ready（独立模式）
该管脚在录音，放音，擦除和指向操作时保持为低，保持为高时进入掉电状态。
Interrupt（SPI模式）
在完成SPI命令后，会产生一个低信号的中断。
一旦中断消除，该脚变回为高。
VSSD
28
21
数字地
六、ISD1700的典型电路：
图1MIC录音电路
图2Analn输入电路
图3SPI接口控制电路
智能型640秒语音录放模块
WTR-S4语音模块实物图
一、产品特点：
1、模块录音时间长达640秒，并且可以支持多达256段。
2、模块可以直接驱动喇叭，并且声音非常清晰洪亮，音量还能四级调节。
3、模块可以直接用话筒或者线路输入录音，无需烧写器等专用设备。
4、模块可以支持6键按键模式和三线串口控制模式，方便单片机控制。
5、模块的采样频率可以选择6K、8K、12K、16K，采样频率越高音质越好、录音时间越短。
6、模块采用16位DAC，因此音质非常出色，采用外挂SPI-FLASH存储器，便于灵活改变录音时间。
7、语音可以反复录放10万次，断电信息不会丢失。
二、性能参数：
1、体积大小：
37*18*12毫米
2、工作电压：
2.7～3.5V直流
3、静态电流：
120微安
4、录音电流：
10毫安
5、放音电流：
20～200毫安（声音比较洪亮）
6、存储容量：
默认供货为16M，批量订货能提供2～64M。
7、录音时间：
6K/640秒、8K/480秒、12K/320秒、16K/240秒对应16M存储器。
8、支持LINE线路录音和MIC现场录音。
9、支持标准按键模式和三线串口模式控制方式；
三、FLASH存储器容量及录音时间关系：
四、管脚说明
管脚编号
引脚标号
简述
功能描述
1
P05
按键6
擦除功能。
短按擦除当前段内容，长按擦除所有段内容。
2
P06
采样率选择
P06/P07引脚电平状态：
00-6KHZ10-8KHZ01-12KHZ11-16KHZ
每次设置好采样率后，需要对模块复位后新的采样率才生效。
3
P07
4
P15
低压检测
5
P16
模式选择：
按键控制模式下，保持低电平为三线串口控制，保持高电平为按键控制模式。
6
P17
充电
7
/RESET
复位
复位脚，低电平保持5ms有效
8
AUDIO-L
音频输出
外接功放时，音频正极输出
9
SP-
音频输出
直接驱动扬声器时，音频负极输出
10
SP+
音频输出
直接驱动扬声器时，音频正极输出
11
DI
通讯脚
存储器通讯数据输入脚
12
DO
通讯脚
存储器通讯数据输出脚
13
CLK
通讯脚
存储器通讯时钟脚
14
GND
地
电源地线
15
CS
通讯脚
存储器通讯片选脚
16
P03
按键4/串口数据
按键上一首播放功能/串口数据DATA输入
17
P02
按键3/串口时钟
按键下一曲播放功能/串口时钟CLK输入
18
P01
按键2/串口片选
按键播放/停止功能/串口片选CS输入
19
P00
按键1
按键录音功能
20
VCC
电源正极
电源正极，电压范围DC2.7V～3.5V
21
BUSY
忙信号输出
录音状态间断低电平输出、放音状态持续低电平输出
22
VCC
电源正极
电源正极，电压范围DC2.7V～3.5V
23
P04
按键5
按键音量调节功能，共四级，按动循序4→3→2→1→4
24
MIC
麦克风输入
现场录音麦克风正极输入
25
GND
地
麦克风、线路录音负极输入
26
LINE
线路录音输入
线路录音正极输入
27
NC
空脚
28
NC
空脚
五、使用方法：
我们的模块采用标准的DIP28封装，客户可以用点阵式万能实验小板＋28脚IC插座做一个简单的实验板。
首先从10SP+和9SP-连接8欧姆喇叭，麦克风的正极接24脚，和外壳连通的负极接25脚地，将220UF/16V滤波电容的正极接模块的第22脚，负极接14脚地，用3V直流电压注意电压不能过高和电源的极性！
模块接通电源时会检测FLASH内存，检测通过会“嘀、嘀”的两声。
如果失败会发出连续“嘀”的一声。
现在准备录音，将19脚P00口对地短路一下，这时模块发出“嘀”的一声可以对着话筒讲话录音，录音结束后再将P00口对地短路一下，模块会发出“嘀、嘀”的两声，这样就完成一段语音的录制，如果这时将16脚P03口对地短路一下，模块会立即把刚才录制的语音清晰洪亮地播放出来，如果希望录制其他段语音可以重复以上操作。
将P02口对地短路一下，模块会播放下一段语音，直到最后一段时循环到第一段，将P03口对地短路一下，模块会播放上一段语音，直到第一段时循环到最后一段。
P04口可以调节4级音量大小，每对地短路一下音量会自动从1->2->3->4->3->2->1循环。
P05口用于擦除语音，如果对地短路1S，会擦除当前段语音，擦除成功会发出“嘀”一声；如果对地短路3S会全部擦除，并“嘀、嘀、嘀”的三声。
六、注意：
模块的工作电压是3V,不是5V！
！
1、模块VCC的电压不能大于3.5V，否则会导致模块内部的存储器烧坏！
2、SP+和SP-输出端禁止相互短路，或者单端接电容到地或直接接地。
3、请根据模块的缺口位置辨认引脚编号后接线！
4、模块的串口和3.3V单片机可以直接连接，和5V单片机连接时请串入5.1K电阻。
模块拥有按键控制模式和三线串口控制模式。
七、按键控制模式：
（P16引脚为高电平）
P00
录音
第一个负脉冲开始录制第一段语音，第二个负脉冲停止录制语音，第三个脉冲触发录制第二段语音，第四个脉冲停止录制语音。
如此渐进录音。
直到录完256段语音，或者存储器已满。
录音状态BUSY端发送出间断的低电平信号。
P01
播放/停止
第一个负脉冲开始播放当前段语音，第二个负脉冲停止播放语音，第三个负脉冲重新触发播放当前段语音，第四个负脉冲停止播放语音。
如此循环操作。
放音状态BUSY端持续输出低电平信号。
P02
下一曲
第一个负脉冲播放第二段语音，第二个负脉冲触发播放第三段语音，假设最后一段为第N段，在播放到第N段后再次发送负脉冲，则触发无效。
P03
上一曲
假如最后一段语音为N段，且当前段为第N段，则第一个负脉冲播放第N-1段语音，第二个负脉冲播放第N-2段语音，直到播放到第1段语音后，再次发送负脉冲触发，则触发无效。
P04
音量调节
模块上电默认音量为最大，所以第一个负脉冲触发，音量变为3级，第二个负脉冲触发，音量衰减为2级，第三个负脉冲触发，音量调节到1级（静音状态），当第四个负脉冲触发时，音量巡回到第4级（最大等级），负脉冲循环触发后，音量也如此循环。
音量调节过程中，BUSY输出一直为高电平，无任何变化。
音量调节在语音播放、停止等状态中均有效。
P05
擦除
低电平触发有效，保持低电平1秒，擦除当前段语音，保持低电平5秒，擦除FLASH里所有段语音。
此操作过程中，BUSY一直为高电平输出，无任何变化。
三线串口控制模式：
（P16引脚为低电平）
三线串口控制模式由三条通信线组成，分别是片选P01CS，数据P03DATA（IN），时钟P02CLK，时序根据标准SPI通信方式。
通过三线串口可以实现语音芯片命令控制。
三线串口模式下，所有按键均无效。
发送指令时，命令和地址之间要加延时否则连续发送多条指令会莫名其妙的混乱，实验800us可以。
两个不同指令之间要加延时，至少几十个ms，否则还是混乱。
三线串口时序是在标准SPI通信协议基础上去掉DO线，只保留SS,SCK,SDI三线，目的是为了方便用户操作。
发送开始前SS拉低，400us后SCK才开始发送，SDI数据在SCK的上升沿发送。
SCK时钟周期大于800us，小于5ms。
一次共发送16位数据。
前8位为命令，后8位为地址。
注意：
SS在发送第一个8位后不需要拉高，待发送完整个16位再拉高。
功能
串口命令
功能描述
录音
FAH+00H
录音为顺序录音。
无时间限制。
BUSY拉低。
FB+XXH
定时录音命令，XXH是指客户要录音的时间,以秒为单位，最长可录255秒。
如：
FBH+05H就表示规定录音时间为5秒，收到该命令后，开始录音5秒，时间一到，自动停止录音。
这个功能是为了满足用户固定分段的需要。
录音开始时BUSY拉低，结束时拉高。
播放
FCH+XXH
XXH表示的段号。
FCH+01H表示播放第1段，FCH+FFH表示播放第255段。
播放开始时BUSY拉低，结束拉高。
循环播放
F3H+XXH
循环播放命令。
如F3H+09H表示循环播放第9段。
超出总段数无效。
段擦除
FDH+XXH
XXH表示被擦除段擦除段号。
FDH+02H表示擦除第二段，超出总段数无效。
擦除时间需400us。
全擦除
F5H+00H
全部擦除FLASH并格式化。
擦除成功“BE-BE-BE”三声。
擦除时间需400us。
音量控制
F2H+XXH
如F2+03H表示最高级。
F2H+00H表示最低级，音量最小。
停止
F4H+00H
停止录放音。
暂停
F6+00H
暂停放音，重新放音请发放音命令。
八、这是模块的内部线路图，便于客户应用时参考
九、按键控制模式直接驱动扬声器应用电路图：
电路说明：
录音输入可以选择采用麦克风录入或者线路录音输入，也可以同时使用两者进行录音。
按键控制模式下，拉低相关I/O口的电平，可达到控制效果，如P00为录音、P01为播放/停止、P02为下一曲、P03为上一曲、P04为音量、P05为擦除。
电路选用PWM输出直接驱动扬声器模式，音频信号由模块录音模块SP+、SP-两个引脚输出。
BUSY端在模块不动作的情况下为高电平，录音、放音过程中为低电平。
按键控制模式经过功率放大器驱动应用电路图
电路说明：
经过放大器的放大后，可以获得大功率的音频电流驱动扬声器，音频负极接到模块录音模块GND端。
BUSY端在模块不动作的情况下为高电平，录音、放音过程中为低电平。
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