摘要：以AT89C51为核心，采用直接模拟存储技术DAST芯片ISDl420和8位A／D转换器ADC0809，设计了一种多路语音报警系统，包括信号放大、处理电路，A／D转换模块，语音报警模块、数码显示模块、按键输入模块等。系统具有一定通用性、稳定可靠，可广泛应用于各种监测系统中。

关键词：语音报警；单片机；ISDl420；ADC0809

语音报警系统广泛应用于矿井、粮仓温度测量及控制、温室温度采集和控制、火灾语音报警系统等。本系统功能是进行信号检测和语音报警，包括运算放大器、A／D转换模块、语音录放模块、输出控制模块、显示模块和继电器驱动以及控制电路等部分。单片机主要负责数据采集、显示和判断，以及对ISDl420语音芯片控制，系统硬件框图，如图1所示。

1 基于ISDl420的语音报警模块

ISDl420为ISD公司出品的优质单片语音录放电路，单片录放时间8～20 s音质较好。芯片采用CMOS技术，内含振荡器、话筒前置放大、自动增益控制、防混淆滤波器、平滑滤波器、扬声器驱动及EEPROM阵列。在录放操作结束后，芯片自动进入低功耗节电模式、功耗仅0．5μW。芯片采用多电平直接模拟量存储专利技术，每个采样直接存储在片内EEPROM单元中，因能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调各效果，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”。采样频率为5．3 kHz，6．4 kHz和8．0 kHz，对音质仅有轻微影响。片内信息可保存100年(无需后备)，EEPROM单片可反复录音10万次。

1．1 ISDl420的工作原理

ISDl420是采用模拟存取技术集成的可反复录放的20 s语音芯片，掉电语音不丢失，{zd0}可分为160段，最小每段语音长度为125 ms，每段语音都可由地址线控制输出，每125 ms为一个地址，由A0～A7这8根地址线控制，地址语音控制表，如表1所示。用户录制的语音每段结束后芯片自动设有段结束标志(EOM)，芯片录满后设有溢出标志(OVF)。用单片机控制电路按某一段的起始地址进行放音操作，遇到段结束标志(EOM)即自动停止放音，单片机收到段结束标志(EOM)就开始触发下一段语音的起始地址，如此控制，即可以将很多不同段的语音组合成一句话放音出来，实现语音的自动组合。

用户可以通过专用ISDl420语音编程拷贝机将需要的语音分段编程、连续录制到芯片中，每段语音长度不限，制成语音源片后，将源片的录音端封住不让其再做录音操作，再由单片机电路控制放音。首先，单片机将ISDl420语音芯片完整搜索一遍，自动找出每一段的起始地址，按分段顺序编号存入外置的串行存储器中；然后用户通过单片机串口发出指令，单片机即将这些段的编号、地址调出，依次向语音芯片发出首地址、放音该段、该段结束，单片机收到EOM标志后单片机发出下一段语音的首地址、放音该段，如此工作，直到要求的一句话合成完毕。

这种控制方式有较强的通用性和方便性，它不需要事先规定每段语音的时间长度和总段数，甚至不需要知道每段语音在ISDl420芯片上的具体地址，只要用户记住录入语音的段顺序即可控制各段语音的自由组合。

ISDl420系列内置了若了干操作模式，可用最少的外围器件实现最多的功能。操作模式也由地址端控制，当A7和A6都为l时，其它地址端置高就选择某个(或某几个)模式。因为操作模式和直接寻址互相排斥。操作模式可由微控制器或硬件实现。ISDl420操作模式简表如表2所示。使用操作模式有两点注意：(1)所有操作都从O地址，即存储空间的起始端开始。后续操作根据所选用的模式可从其它的地址开始。此外，A4模式中，当电路由录转为放时地址计数器复位为0，而由放转为录则不复位；(2)当控制信号(PLAYL，PLAYE或REC)变低，同时A6和A7为高时，执行操作模式。这种操作模式一直有效，除非控制信号再次由高变低，芯片重新锁存当前的地址／模式端电平，然后执行相应操作。