1 概述
ISD4004是美国ISD公司制作的一种新款语音芯片。与ISD其它系列语音产品不同的是，ISD4004是一种微操控器“从”设备，而“主”操控器可所以内置有SPI兼容接口的微操控器，也能够用I/O仿真SPI通讯协议。ISD4004系列作业电压为3V，
单片录放时刻为8～16分钟，音质好，适用于移动电话及其它便携式电子产品中。该芯片选用CMOS技能，内含振荡器、抗混叠滤波器、滑润滤波器、音频扩大器、主动态噪及高密度多电平闪耀存贮陈设。芯片的一切操作有必要由微操控器操控，操作指令可经过串行通讯接口（SPI或Microwire）送入。ISD4004选用多电平直接模仿量存储技能，每个采样值直接存贮在片内闪耀存贮器中，因而能十分实在、自然地再现语音、音谐和作用声，避免了一般固体录音电路因量化和紧缩形成的量化噪声和“金属声”。采样频率可为4.0，5.3，6.4，8.0kHz，频率越低，录放时刻越长，音质则有所下降， 片内信息存于闪耀存贮器中，可在断电情况下保存100年（典型值），重复录音10万次。
2 引脚功用描绘
ISD4004的引脚摆放如图1所示，各引脚功用如下：
电源（VCCA，VCCD）：为使噪声最小，芯片的模仿和数字电路运用不同的电源总线，而且别离引到外封装的不同管脚小，模仿和数字电源端最好别离走线。尽可能在接近供电端处相连，而去耦电容应尽量接近器材。
地线（VSSA，VSSD）：芯片内部的模仿和数字电路也运用不同的地线。
同相模仿输入（ANA IN+）：录音信号 的同相输入端。输入扩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，最大起伏为峰峰值32mV，耦合电容和本端的3kΩ电阻输入阻抗决议了芯片频带的低端截止频率。差分驱动时，信号最大起伏为峰峰值16mV，与ISD33000系列相同。
反相模仿输入（ANA IN-）：差分驱动时，为录音信号的反相输入端。信号经过耦合%&&&&&%输入，最大起伏为峰峰值16mV。
音频输出（AUD OUT）：供给音频输出，可驱动5kΩ的负载。
片选（SS）：此端为低，即向该ISD4004芯片发送指令，两条指令之间为高电平。
串行输入（MOSI）：此端为串行输入端，主操控器应在串行时钟上升沿之前半个周期将数据放到本端，供ISD输入。
串行输出（MISO）：ISD的串行输出端。ISD未选中时，本端呈高阻态。
串行时钟（SCLK）：ISD的时钟输入端，由主操控器发生，用于同步MOSI和MISO的数据传输。数据在SCLK上升沿锁存到ISD，鄙人降沿移出ISD。
中止（INT）：本端为漏极开路输出。ISD在任何操作（包含快进）中检测到EOM或IVF时，本端变低并坚持。中止状况鄙人一个SPI周期开端时铲除。中止状况也可用RINT指令读取。
OVF标志用来指示ISD的录、放操作已抵达存储器的结尾。只在放音中检测到内部的EOM标志时，此状况位才置1。
行地址时钟（RAC）：漏极开路输出。每个RAC周期表明ISD存储器的操作进行了一行（ISD4004系列中的存贮器共2400行）。该信号坚持高电平的时刻为175ms，低电平时刻为25ms。在快进方式，RAC可坚持高电平218.75μs，低电平31. 25μs。该端可用于存储办理技能。
3 作业原理与功用特性
ISD4004声响录放选用CchipCorder专利技能，即无须A/D转化和紧缩就能够直接贮存，没有A/D转化差错，在个记载位（BIT）可存储250级声响信号，相当于一般的A/D记载的8倍。
3.1 SPI（串行外设接口）
ISD4004作业于SPI串行接口。SPI协议是一个同步串行数据传输协议，该协议假定微操控器的SPI移位存放器在SCLK的下降沿作业，因而关于ISD4004而言，在时钟上升沿将锁存MOSI引脚的数据，而鄙人降沿则将数据送至MISO引脚。
3.2 SPI接口指令
SPI的接口指令如表1所列。
表1 SPI的接口指令
| 指 令 | 8位操控码<16位地址> | 操 作 摘 要 |
| POWERUP | 00100XXX |
上电：等候TPUD后操作能够作业 |
| SET PLAY | 11100XXX | 从指定地址开端放音。有必要后跟PLAY指令使放音持续 |
| PLAY | 11110XXX |
从当时地址开端录音（直至EOM或OVF） |
| SET REC | 10100XXX | 从指定地址开端录音。有必要后跟REC指令录音持续 |
| REC | 10110XXX |
从当时址开端录音（直至OVF或中止） |
| SET MC | 11101XXX | 从指定地址开端快，有必要后跟MC指令快进持续 |
| MC | 11111XXX |
中止当时操作 |
| STOP WRDN | 0X01XXXX |
中止当时操作并掉电 |
| RINT | 0X110XXX |
读状况：OVF和EOM |
3.3 SPI端口的操控位
SPI端口操控位如图2所示。
3.4 SPI操控存放器
SPI操控存放器操控器材能够完结如录放、录音、信息检索（快进）、上电/掉电、开端和中止操作、疏忽地址指针等功用。详细操控位如表2所列。
表2 操控存放器功用表
| 位 | 值 | 功 能 | 位 | 值 | 功 能 |
| RUN | 答应/制止操作 | PU | 电源操控 | ||
| 1 | 开端 | 1 | 上电 | ||
| 0 | 中止 | 0 | 停电 | ||
| P/R | 录/放方式 | IAB | 操作是否运用指令地址 | ||
| 1 | 放音 | 1 | 疏忽输入地址存放内容 | ||
| 0 | 录音 | 0 | 运用输入地址存放的内容 | ||
| 快进方式 | P15P0 | 行指针存放器输出 | |||
| 1 | 答应快进 | A15A0 | 输入地址存放器 | ||
| 0 | 制止 |
当IAB置0时，录、放操作从A9～A0地址开端。为了能衔接地录、放到后续的存储空间，在操作抵达该行末之前，应宣布第二个SPI指令将IAB置1，不然器材在同一个地址大将重复循环。这一点对语音提示功用很有用。RAC脚和IAB位可用于信息办理。
4 在智能操控中的典型运用
本体系是以单片机，语音处理芯片及报警传感器为根底，使用公共电话网络建立起来的智能家居服务体系。它具有以下主要功用：
（1）家电操控功用：打电话在经过暗码校验后，在语音的提示下，进行长途操控家电、查询其作业状况及家电守时操作。
（2）电话录音功用：可来电留主及用户自己录音。
（3）主动语音报警功用：在无的情况下，监控体系检测到不合法闯入，能主动拔打报警电话。在叫通后，能接报警信息以语音的方式发送出去。
由上能够看到，在整个家居服务体系中，要屡次完结语音提示，应对，查询等功用。这些功用的完结是靠单片机89C51与ISD4004之间的通讯来完结的。89C51与ISD4004的衔接如图3所示。
图中，ISD4004的13管脚是模仿语音信号的输出端，输出的语音信号经过LM386功率扩大器扩大，然后经过变压器耦合到电话线上。
M%&&&&&%是麦克风，即语音信号的输入端，输出的模仿语音信号经过三极管组成扩大器加到ISD4004语音芯片的输入端。
该体系的录音子程序如下：
LUYIN： ；用户录音子程序
MOV R0，# # # # # # # # # #
ACALL FAST ；语音提示怎么修正
JB P3.5，$
MOV A，#20H ；语音芯片上电
ACALL ISDX
SETB P1.0
ACALL YS50 ；上电延时
ACALL YS50
MOV A，# # # # #
；“# # # # # #”表明是录音详细地址
ACALL ISDX ；置录音地址
MOV A，#0A0H
ACALL ISDX
SETB P1.0
LUY1：MOV R1，#20H ；录音开端
LUY2：ACALL YS50
DJNZ R1，LUY2
MOV A，#0B0H ；录音
ACALL ISDX
SETB 1.0
JNB P3.3，$
LUY9：MOV A，#30H
ACALL ISDX
SETB P1.0
LUY3：MOV R5，#10H
LUY5：JNB P1.4，LUY4 ；查看录音是否超时
JNB P3.5，LUY3
DJNZ R5，LUY5
MOV A，#30H ；录音中止
ACALL ISDX
SETB P1.0
LUY6：MOV R4，#0FFH
LUY7：MOV R5，#0FFH
LUY8：MOV R6，#0FFH
LUYA：JNB P3.5，LUY9
DJNZ R6，LUYA
DJNZ R5，LUY8
DJNZ E4，LUY7
SJMP GUANJI
LUY4：MOV R0，# # # # # #；“录音超越，请重录制”
ACALL FSAT
SJMP LUYIN
放音子程序：
FANGYI：MOV R0，# # # # # #；“提示放音程序开端作业”
ACALL FAST
FANGY2：MOV R1，#0FFH
FANGY3：MOV R2，#0FFH
FANGY4：MOV A，#0FFH
MOV P0，A
SETB P0.7
SETB P0.4
CLR P0.5
SETB P0.6
MOV A，P0 ；读8880状况存放器
JB ACC.2，FANGY6
FANGY6：DJNZ R2，FANGY4
DJNZ R1，FANGY3
SJMP GUANJI
CLR P0.4
MOV A，P0 ；读8880接纳数据存放器
ANL A，#0FH ；屏蔽高四位
CJNE A，#02H，FANGYI；查询是否“2”键按下，是则放音
FANGY5：MOV A，#0FFH
MOV P0，A
SETB P0.7
SETB P0.4
CLR P0.5
SETB P0.6
MOV A，P0
JNB ACC.2，FANGY5
MOV R0，# # # # #
ACALL FAST
INC R0
SJMP FANGY2
