单片机程序控制语音播放
设计背景：用单片机控制语音芯片的地址线、片选线（CS）以及录音/放音信号线（P/R），再把单片机和语音芯片嵌入到通信设备、智能仪器、治安报警及儿童玩具中，就可做成播放的机器，应用范围很广。在工业控制过程中，常用灯光或警笛作故障提示和运行进程的阶段性提示，目前这种提示方式为语音提示的替代，这是因为新型半导体语音芯片性能优越，使用方便。
本次设计涉及的语音芯片ISD25120的介绍：它是ISD公司开发的语音芯片，其主要特点有：可持续、放音，持续录放时间可达120s；可分段录放（最多可分为600段），最小录放的时间单元为0.2s；断电后信息仍然存储，不会丢失，无需后备电池。信息可保存100年之久；录放次数在10万次以上；操作简单，无需专用编程器或语音开发器；单电源供电，典型电压为+5V；易于与单片机接口，内部自带自动音量的控制（AGC）电路及滤波电路，输出音质良好。
主要功能：本设计主要是在熟悉ISD系列语音芯片的电路设计操作及使用方法的基础上，且通过手工操作实现语音芯片ISD25120的录音（其操作过程在操作步骤模块中所述）的前提下，用程序模拟手动操作编程实现ISD系列语音芯片的分段放音过程。
硬件设备及其连线：ISD25120语音芯片及其电路板一套，模块化单片机实验仪一台，10芯电缆一条，直流电源（+5V，1A）一台，喇叭一个，仿真器及计算机一台。
实际操作步骤：
（1）录音过程：
设置S2状态为0，即P/R=0，ISD25120处于录音状态。
以对第1段录音为例：录音地址000H~0A0H，录音时间为32s。
①设置S1的8位拨位开关，使得6位地址（A4~A9）全为0，PD=0，CE=0，S1的8位拨动开关状态为00000000，即00H；
②将PD开关拨到1状态，然后再将开关拨回到0状态，开始录音并计时；
③在不超过32s的时间内停止录音：将PD开关拨到1状态，停止录音。
同样的原理，第2、3、4段录音只需将地址改为相应的0B0H~150H、160H~200H和210H~250H，即通过设置S1的8位拨动开关来实现。
（2）用10 芯扁平电缆将主板的J3插座与语音实验板的J3插座对接；设置语音实验板的开关S2为OFF状态（P/R=1），ISD25120处音状态；在仿真器上编程，执行单步调试及全速运行。
（a）从FIRST地址起始，执行程序，播放第1段音乐：
START：LACALL FIRST
AJMP $
(b)从SECOND地址开始,执行程序，播放第2段音乐
START: LCALL SECOND
AJMP $
(c)从THIRD地址开始，执行程序，播放第3段音乐：
START：LCALL THIRD
AJMP $
(d)从ＦOURTH地址起始，执行程序，播放第４段音乐：
START：LCALL FOURTH
AJMP $
在单片机程序的控制下，分别将上述4段语音播出。
实验电路原理图：
原理图中包括2部分：一部分是主板上的8位并口输出（74LS374，U14），口地址为8100H，输出插座为J3；另一部分在语音电路实验板上，插座为J3。将主板上J3与实验板的J3用10芯扁平电缆连接。图中MICI为驻极式话筒，LS1为放音喇叭，IC1（MC34119）为语音放大电路，ISD25120为语音录放芯片。S1的8位拨动开关全部设置在OFF位置，使得ISD25120电路脱离手工操作状态，改用程序控制ISD25120工作。ISD25120接收来自主板的控制信号。该信号被锁存在U14（74LS374）的8位输出端上。用拨动开关S2设置P/R在OFF位置上（P/R=1），处于放音状态。地址A0~A3已在电路图中接地。主板上8位并口通过U14输出ISD25120的6位地址（A4~A9）及ISD25120的PD和CE信号，共8位信号。这样单片机通过程序就可以完全控制了ISD25120的分段放音操作。
主板上74LS374与实验板上ISD25120的位地址及PD和CE对接如下表1中所列：
|
74LS374 |
D7 |
D6 |
D5 |
D4 |
D3 |
D2 |
D1 |
D0 |
|
ISD25120 |
PD |
CE |
A9 |
A8 |
A7 |
A6 |
A5 |
A4 |
表1
在线仿真器编程，单片机程序控制ISD25120芯片放音，可将录入的内容播放出来。
程序流程图如下图1、2、3所示：
停止放音（PD=0，CE=1），地址复位（PD上升沿有效），送放音地址，启动放音（CE=0） |
源程序：
ORG 0
AJMP MAIN ；按1、2、3、4段次序播放
ORG 30H ；主程序的首地址：30H
MAIN: LCALL FIRST；
ACALL D30S ；延时30s，等待放音完毕
ACALL ISDCLR ；停止播放
LCALL SECOND ；播放第2段音乐
ACALL D30S ；延时30s,等待放音完毕
ACALL ISDCLR ；停止播放
LCALL THIRD ；播放第3段音乐
LCALL D30S ；延时30s,等待放音完毕
ACALL ISDCLR ；停止播放
LCALL FOURTH ；播放第4段音乐
ACALL D10S ；延时30s,等待放音完毕
AJMP $ ；原地等待
；播放第1段音乐的程序起始地址：FIRST
FIRST:LCALL ISDCLR ；将语音芯片复位，停止播放
MOV R4,#0H ；将ISD25120的放音地址#0H存放在R4中
；放音首地址#000H，因为ISD25120的地址A0~A3已接地
LCALL SPEAKER ；调用播音程序，开始播放
RET
；播放第2段音乐的程序起始地址：SECOND
SECOND:ACALL ISDCLR ；将语音芯片复位，停止播放
MOV R4,#0BH；将ISD25120的放音地址#0BH存放在R4中
；放音首地址#0B0H，因为ISD25120的低4位地址A0~A3
；已接地
LCALL SPEAKER ；调用播音程序，开始播放
RET
；播放第3段音乐的程序起始地址：THIRD
THIRD:LCALL ISDCLR ；将语音芯片复位，停止播放
MOV R4,#16H ；将ISD25120的放音地址#160H存放在R4中
；放音首地址#160H，因为ISD25120的低4位地址A0~A3
；已接地
LCALL SPEAKER ；调用播音程序，开始播放
RET
；播放第4段音乐的程序起始地址：FOURTH
FOURTH:LCALL ISDCLR；将语音芯片复位，停止播放
MOV R4,#21H ；将ISD25120的放音地址#210H存放在R4中
；放音首地址#210H，因为ISD25120的地址A0~A3已接地
LCALL SPEAKER ；调用播音程序，开始播放
RET
SPEAKER:MOV DPTR,#8100H ；#有8100H为ISD25120的端口地址
MOV A,R4 ；将R4中存放的地址A4~A9送到ISD25120
ORL A,#080H ；1->PD(复位)，0->CE, 送地址A4~A9
MOVX @DPTR,A
ACALL D50mS ；延时
ANL A,#3FH ；0->PD(启动)，0->CE,送地址A4~A9
MOVX @DPTR,A
RET
ISDCLR:MOV DPTR,#8100H ；#8100H为ISD25120的端口地址
ORL A,#40H ；0->PD,1->CE,停止播放
MOVX @DPTR,A
LCALL D50MS
RET
D50mS:MOV R6,#50 ；因晶振为6MHZ,1个机器周期为2，停止播放
SD: MOV R7,#250 ；故延时时间为(4ms×250+2ms)×50=50.1ms
DJNZ R7,$ ；DJNZ指令占有2个机器周期
DJNZ R6,SD
RET
D10S:MOV R5,#200 ；延迟时间为500ms×200=10s
DE1: ACALL D50mS
DJNZ R5,DE1
RET
D30S:MOV R3,#3 ；延迟时间为10s×3=30s
DE2: ACALL D10S
DJNZ R3,DE2
RET
END
课程设计体会
通过本次课程设计，使我增进了对单片机的感性认识，加深了对单片机理论方面的理解。对单片机应用系统的软硬件设计过程、方法及实现有了一定的了解和掌握，是为以后设计和实现单片机应用系统打下良好基础一次练习过程。在设计过程中，参考了许多非常好的单片机设计实例，从中得出了许多实际设计过程中应该特别注意的问题，真正为以后实战操作提供了宝贵的实践经验。
参考文献
万光毅，严义.单片机实验与实践教程（一）.北京：北京航空航天大学出版社，2003
李光儿，楼然苗等.单片机课程设计实例指导.北京：北京航空航天大学出版社，2004 |
