成的电路图；如图图3-6-2是+3V电压转换电路。
图3-6-1 ISD4004与LM386电路图
的13脚和14脚的电容，功放芯片与语音芯片摆放位置要恰当，既要考虑彼此间
低芯片语音而无法工作，也避免了电压太高而烧坏语音芯片，从而实现了在同一
块电路板上的不同电压的转换。具体电路图如图3-6-1，为ISD4004和LM386构
的计算，使它最终输出语音芯片所需的+3V的电压。这样的设计避免了因电压太
的电信号干扰，也要考虑到铜板的节约。由于单片机的工作电压是+5V，而语音芯
片的工作电压是+3V，如何在同一块板上满足彼此的电压也是要解决的问题。经过
几个方案的比较，最终采用了可调正三端稳压器LM317,通过对R1和R2两个电阻
图3-6-2 +3V电压转换电路
16
+3V 3.6.2 ISD4004简介
ISD4004是美国ISD公司推出的产品，器件工作电压3V，工作电流25～30mA，维持电流1μA，单片录放语音时间8～16min，音质好，适用于移动电话机及其它便携式电子产品中。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阵列。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 100 年(典型值)，反复录音 10 万次。内部电路图如图3-6-3
图3-6-3 ISD4004内部电路图
一、ISD4004引脚及其功能：
ISD4004共有28个引脚，如图图3-6-4：
图3-6-4 ISD4004引脚图
17
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。
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。信号通过耦合电容输入,最大幅度为峰峰值16mV
音频输出(AUD OUT)： 提供音频输出,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。
中断(/INT)： 本端为漏极开路输出。ISD在任何操作(包括快进)中检测到EOM或OVF时,本端变低并保持。中断状态在下一个SPI周期开始时清除。中断状态也可用RINT指令读取。OVF标志----指示ISD的录、放操作已到达存储器的未尾。EOM标志----只在放音中检测到内部的EOM标志时,此状态位才置1。
外部时钟(XCLK)： 本端内部有下拉元件。芯片内部的采样时钟在出厂前已调校,误差在 +1%内。商业级芯片在整个温度和电压范围内, 频率变化在+2.25%内。工业级芯片在整个温度和电压范围内,频率变化在-6/+4%内,此时建议使用稳压电源。若要求更高精度,可从本端输入外部时钟(如前表所列)。由于内部的防混淆及平滑滤波器已设定,故上述推荐的时钟频率不应改变。输入时钟的占空比无关紧要,因内部首先进行了分频。在不外接地时钟时,此端必须接地。
三、SPI(串行外设接口)
ISD4004 工作于 SPI 串行接口。SPI 协议是一个同步串行数据传输协议，协议假定微控制器的 SPI 移位寄存器在SCLK的下降沿动作，因此对ISD4004而言，在时钟止升沿锁存MOSI引脚的数据，在下降沿将数据送至 MISO 引脚。协议的具体内容为：
（1） 所有串行数据传输开始于SS下降沿。
（2）SS在传输期间必须保持为低电平，在两条指令之间则保持为高电平。 （3） 数据在时钟上升沿移入，在下降沿移出。
（4）SS变低，输入指令和地址后，ISD 才能开始录放操作。 （5） 指令格式是(8 位控制码)加(16 位地址码)。
（6） ISD的任何操作(含快进)如果遇到EOM或OVF，则产生一个中断，该中断
18
状态在下一个SPI周期开始时被清除。
（7）使用\读\指令使中断状态位移出 ISD的 MISO 引脚时，控制及地址数据也应同步从 MOSI 端移入。因此要注意移入的数据是否与器件当前进行的操作兼容。当然，也允许在一个 SPI 周期里，同时执行读状态和开始新的操作(即新移入的数据与器件当前的操作可以不兼容)。
（8）所有操作在运行位(RUN)置 1 时开始，置 0 时结束。 （9） 所有指令都在 SS端上升沿开始执行。
四、信息快进
用户不必知道信息的确切地址，就能快进跳过一条信息。信息快进只用于放音正常的 1600 倍，遇到 EOM 后停止，然后内部地址计数器加 1，指向下条信息的开始处。指令表如图3-6-1
表3-6-1 ISD4004指令表
指令 POWERUP 8位控制码<16位地址> 操作摘要 从指定地址开始放音。后跟PLAY 指令可使放音继续进行下去 00100XXX
LM386是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器，通常被人们选做功放芯片，因为它适合于电池工作，使用外部元件少，供电范围宽（通常是4-12V），
19
静态电流消耗低，电压增益宽（20-200V）等特点，很符合制作功放的要求，因此备受人们的欢迎。它的使用与语音芯片电路结合起来很简单，只需要将语音芯片的音频输出端外接一个阻值为20K的精密可调电阻，该电阻的划片这一端与LM386的正极性输入端相连接起来就可以了。这样的设计既可以解决语音芯片音频功率放大不够的问题，也可以加强音质的清晰度，使得播放出来的效果更让人满意。这个电路的设计还应考虑一个容易忽视，但又很重要的问题，那就是喇叭的连接。如果是通过二端插座来与带二端插头的喇叭来连接，这样的连接方式会带来不少噪音，影响播放的音质。因为，插座与插头在焊接过程中由于焊接的不均匀性，接触的不完全性，务必带来不少额外的噪音。因此最好采用喇叭直接焊接到LM386的电压输出端。LM386的内部电路如图图3-6-5所示，在图中若1、8脚均悬空，则1.35k电阻设置电路增益为20V。
图3-6-5 LM386内部电路图
LM386主要引脚功能说明如下：
GAIN（1，8脚）：增益悬空引脚。如果此两脚悬空，则增益为20V；如果两脚之间接如一个很大的电容，则增益可以达到200V；如果再和电容串接一个电阻，增益可设置为20-200之间。
—IN脚（2脚）：负极性输入脚。在单极性输入时，此引脚接地。 + IN脚（3脚）：正极性输入脚。在单极性输入时，此引脚接输入信号。 GND（4脚）：接地脚。
Vout（5脚）：电压输出脚。此引脚为音频供放电路的输出。 Vs（6脚）：电源脚。供电范围：4-12V或者5-18V 。
20