摘要：以AT89C51為核心，采用直接模擬存儲(chǔ)技術(shù)DAST芯片ISDl420和8位A／D轉(zhuǎn)換器ADC0809，設(shè)計(jì)了一種多路語(yǔ)音報(bào)警系統(tǒng)，包括信號(hào)放大、處理電路，A／D轉(zhuǎn)換模塊，語(yǔ)音報(bào)警模塊、數(shù)碼顯示模塊、按鍵輸入模塊等。系統(tǒng)具有一定通用性、穩(wěn)定可靠，可廣泛應(yīng)用于各種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中。
關(guān)鍵詞：語(yǔ)音報(bào)警；單片機(jī)；ISDl420；ADC0809

語(yǔ)音報(bào)警系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于礦井、糧倉(cāng)溫度測(cè)量及控制、溫室溫度采集和控制、火災(zāi)語(yǔ)音報(bào)警系統(tǒng)等。本系統(tǒng)功能是進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)和語(yǔ)音報(bào)警，包括運(yùn)算放大器、A／D轉(zhuǎn)換模塊、語(yǔ)音錄放模塊、輸出控制模塊、顯示模塊和繼電器驅(qū)動(dòng)以及控制電路等部分。單片機(jī)主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、顯示和判斷，以及對(duì)ISDl420語(yǔ)音芯片控制，系統(tǒng)硬件框圖，如圖1所示。

1 基于ISDl420的語(yǔ)音報(bào)警模塊
ISDl420為ISD公司出品的優(yōu)質(zhì)單片語(yǔ)音錄放電路，單片錄放時(shí)間8～20 s音質(zhì)較好。芯片采用CMOS技術(shù)，內(nèi)含振蕩器、話筒前置放大、自動(dòng)增益控制、防混淆濾波器、平滑濾波器、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)及EEPROM陣列。在錄放操作結(jié)束后，芯片自動(dòng)進(jìn)入低功耗節(jié)電模式、功耗僅0．5μW。芯片采用多電平直接模擬量存儲(chǔ)專利技術(shù)，每個(gè)采樣直接存儲(chǔ)在片內(nèi)EEPROM單元中，因能夠非常真實(shí)、自然地再現(xiàn)語(yǔ)音、音樂(lè)、音調(diào)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(duì)音質(zhì)僅有輕微影響。片內(nèi)信息可保存100年(無(wú)需后備電源)，EEPROM單片可反復(fù)錄音10萬(wàn)次。
1．1 ISDl420的工作原理
ISDl420是采用模擬存取技術(shù)集成的可反復(fù)錄放的20 s語(yǔ)音芯片，掉電語(yǔ)音不丟失，最大可分為160段，最小每段語(yǔ)音長(zhǎng)度為125 ms，每段語(yǔ)音都可由地址線控制輸出，每125 ms為一個(gè)地址，由A0～A7這8根地址線控制，地址語(yǔ)音控制表，如表1所示。用戶錄制的語(yǔ)音每段結(jié)束后芯片自動(dòng)設(shè)有段結(jié)束標(biāo)志(EOM)，芯片錄滿后設(shè)有溢出標(biāo)志(OVF)。用單片機(jī)控制電路按某一段的起始地址進(jìn)行放音操作，遇到段結(jié)束標(biāo)志(EOM)即自動(dòng)停止放音，單片機(jī)收到段結(jié)束標(biāo)志(EOM)就開始觸發(fā)下一段語(yǔ)音的起始地址，如此控制，即可以將很多不同段的語(yǔ)音組合成一句話放音出來(lái)，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音的自動(dòng)組合。
用戶可以通過(guò)專用ISDl420語(yǔ)音編程拷貝機(jī)將需要的語(yǔ)音分段編程、連續(xù)錄制到芯片中，每段語(yǔ)音長(zhǎng)度不限，制成語(yǔ)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(jī)電路控制放音。首先，單片機(jī)將ISDl420語(yǔ)音芯片完整搜索一遍，自動(dòng)找出每一段的起始地址，按分段順序編號(hào)存入外置的串行存儲(chǔ)器中；然后用戶通過(guò)單片機(jī)串口發(fā)出指令，單片機(jī)即將這些段的編號(hào)、地址調(diào)出，依次向語(yǔ)音芯片發(fā)出首地址、放音該段、該段結(jié)束，單片機(jī)收到EOM標(biāo)志后單片機(jī)發(fā)出下一段語(yǔ)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。