ISD1700语音芯片SPI使用总结
一
该语音芯片的使用要仔细分析英文PDF的资料，电路可按中青世纪论坛上面所给的电路搭建，也可按英文PDF后面所画的电路图焊接。
本芯片使用不单纯是一个放音电路，还含有其他的控制。因此程序首先要能完成指定地址的放音工作，其次还应能嵌入整个费额显示程序中，即语音程序不能与电路其他功能相影响。费额显示中里面主要有八字板，点阵等其他的控制。
SPI放音操作设计参考了网络上的部分程序，各取所长设计了放音程序。在最后附上了部分程序，仅供参考。
二
试验中采用的是ISD1760语音芯片，采样率为8K时，一共能播放60S的语音，最大地址为0x1EF，录音实际地址为0x10-0x1EF，从此最大地址可得出：0x1EF-0x10=0x1DF=479
479+1=480;480*125MS =60S,也就是说8K采样率时每1个地址最小语音长度为125MS，因此如果知道单个语音的长度，暂时无编程器的时候，也可自己推断每个语音所占的地址长度。
三
SPI操作时要严格遵守PDF上所给的各项操作，这里不列出。暂时仅给出试验中遇到的所有问题并如何解决的。
1， 一开始本实验是自己用通用板自己照电路搭建的平台，此电路正确与否可把PLAY管腿和地短路，如果芯片有语音并且电路功放及外围电路正确的话，此时芯片就会把所有语音全都循环读一遍。接下来把4个SPI口与单片机接通，尝试软件控制。主循环中可设置一个连续播放的程序，上电就循环放音。放音程序没错的话第一步便成功了！这期间我遇到的问题主要有放不出音，读音混乱，有杂音。如果放不出音，先检查电路，程序放出声音应该没出现什么问题。
2， 本芯片设置的APC值为0xA0和0x04，具体对应功能参见中文PDF。
接下来遇到的问题就是准确放单个音和连续播放多个语音。播放单个语音首先是地址的编译。1730以下的地址可定义为BYTE，从1740开始就需要定义为WORD，其实也可定义为BYTE，就是发送地址的时候先发0x10和后两位即可。本程序定义为WORD，做一个偏移发送即可。
接下来的问题就是连续播放的问题，这个问题直到最后才正确的解决。一开始的程序中只是一直发送SETPLAY，可以连续读，就是读的乱，其实就是错误操作，后来尝试在后面添加一个2秒的延时，可以连续读出语音了，就是每个要停顿一下才能放出第二个语音，自认为就这样就可以了，导致了以后还得解决此问题！因为此放音方式放弃了判断芯片状态寄存器，根本没有实现连续放音，实际是单个语音人为把它们连起来播放，听起来很不自然。问题拖到最后又衍生了别的问题，由于此放音方式的声音输出信号是有高有低，当电平跳变时对功放产生影响，喇叭会出现“噗噗”声，术语可以称之为“过载”，如果人距离喇叭很近的话很容易听出来。
因此需修改程序，芯片内部有个缓冲器，如果连续发送相同的两个setplay命令，芯片会发完第一个音后接着连续发第二个音，并且两音之间的间隔时间几乎没有。利用这个特点，可以在发完一个语音命令后一直发送读芯片状态命令，从返回来的数据判断RDY,PLAY,INT位，当第一条放音指令发送完，读音播放完，立即发送第二条setplay，并以此类推。这样实现了连续放音，并且声音输出一直为高电平（除了开始和结束音），解决了噗噗声的问题。
但是要一直发送读芯片状态指令就会影响其他指令，如本实验是执行串口指令，点阵刷新，八字板的显示和亮度调整等，推荐在do{ISD_Rd_Status;}while();内添加以上命令，便可解决只读音不响应其他命令的问题。串口可判断标志位；点阵可在连续刷新16行（16*16点阵）后执行下一判断芯片标志位程序；八字板的显示可以锁存，因此有改变显示时执行一次即可；八字板的亮度需要一直执行，但是当亮度为3以下时（即16MS内有3MS是点阵亮，13MS是不亮），放音时八字板会有闪烁现象，原因可能是执行除了亮度调整指令外其他指令占用了大约3MS的时间，暂时还没有好的解决办法。
四
正在放音的同时用串口发送调节音量也遇到了问题，一开始的解决办法是打断当前语音，延时超过最大语音长度的时间，再发送修改APC的指令。这样做的原因是如果用本程序在发完当前音后突然发送修改APC的指令时候，芯片会从头到尾读所有音！！到最后仔细研究才发现这个程序中有个修改永久内部寄存器的指令，当正在进行读音操作发送修改内部永久寄存器时会导致以上现象，把此程序剥离后实现了边播放语音边调节音量。发送时也要注意判断芯片状态，RDY为1后发送，RDY再次为1时继续发放音指令。
五
本芯片的录音采用拷贝机，拷贝机烧录语音时也需注意以下问题：首先是在最后的语音后添加一空语音，以保证录音不会出现问题；其次是烧录语音时电脑除了运行烧录语音的程序，其它什么都不要开，什么QQ，杀毒软件等都要关闭，最好鼠标都不要动！烧录语音前最好检查下声卡驱动，保证有驱动并且最新，最好将声卡声音输出设置（本机为AC97 Audio）中喇叭组态设置为耳机，不要什么立体声等其他状态。音量大小可以随意，本试验设置最大。官方意见是三分之二的状态，总之，在噪音最小的情况下也要保证音量。
六
第一次芯片初始化修改APC时，最好在前面添加chk_mem这个指令，在1700的datasheet里的说明并不多。大意是检查环状存储器存储地址是否首尾相连的意思。因为网上有人反映不添加此指令APC修改不了。
七
拷贝机很贵，并不是必须买，本芯片烧录语音的拷贝机也不是自己的，囧！烧录语音的试验还没做过，将来会做这方面的试验。另外芯片也有次品，主要表现是在放音时有很大的“咔嚓”声，还有一个干脆就是烧不了音！拿去退货！试验样本100只ISD1760，次品率十五分之一。
ISD1700语音芯片SPI使用总结(二)
八
另外做了些其他实验，如在发送字节命令时，去掉了所有延时指令，芯片也可正常工作。试验中单片机为SST和STC的产品，工作晶振22.1184MHz和35MHz。波特率为9600.
九
音质不满意，但硬件电路（外围干扰或功放电路等）又实在不能更改，可尝试修改音源。本实验采用的语音，在ISD2560（并行操作，停产）播放语速很正常，而ISD1760（替换2560）播放发现稍微有些慢。可使用COOL EDIT或者Adobe.Audition.v1.5.CN 做些修改，本实验用后者软件做修改。做了修改破音，断音，去噪，不改变音质的情况下缩短语音播放长度，修改效果不错，可以尝试。想自己录音的可用WIN自带的录音机，再配用此软件可调出不错的语音。也可软件合成语音，具体软件和语音库网上可以搞到。
十
目前人仍有潜在问题，发现当新板子焊有复位键时，按下复位键语音芯片会不工作，而再次按下复位键时语音芯片便可继续工作，也就是说复位键按下次数的奇数次都会产生这样的问题。但是当电路没有复位电路时就不会出现此问题！
十一
本电路是音频是采用AUX输出，中青世纪的论坛上给的电路图是在此脚接一电容CM3。本实验认为此处应接电阻。接电容可能会影响音量，但在实际实验中未发现音量有变化。
十二
由于电路的原因，语音芯片的供电为3.3V，PDF说明2.4V-5.5V皆可。在采样率8K时震荡电阻为80K电阻，实际中无80K电阻，推荐用240K与120K并联构成80K电阻！本电阻用82K代替。此电阻会影响放音的时间和音质。
ISD1700语音芯片SPI使用总结(三)
附：MAIN.C
void ISD_Reset(void)
{
ISD_SendByte(CMD_1760_RESET);
ISD_SendByte(0x00);
sbnISD_SS=1;
// DelayX1ms(10);
}
void ISD_PU(void)
{
ISD_SendByte(CMD_1760_PU|0x10);
ISD_SendByte(0x00);
sbnISD_SS=1;
DelayX1ms(50);
}
void ISD_Rd_Status(void)
{
ISD_SendByte(CMD_1760_RD_STATUS);
ISD_SendByte(0x00);
ISD_SendByte(0x00);
sbnISD_SS=1;
// DelayX1ms(10);
SR0_L=ISD_SendByte(CMD_1760_RD_STATUS);
SR0_H=ISD_SendByte(0x00);
SR1=ISD_SendByte(0x00);
sbnISD_SS=1;
// DelayX1ms(10);
}
void ISD_ClrInt(void)
{
ISD_SendByte(CMD_1760_CLI_INT);
ISD_SendByte(0x00);
sbnISD_SS=1;
// DelayX1ms(10);
}
void ISD_CHK_MEM(void)
{
ISD_SendByte(CMD_1760_CHK_MEM);
ISD_SendByte(0x00);
sbnISD_SS=1;
// DelayX1ms(10);
}
void ISD_WR_APC2(BYTE Volume)
{
ISD_SendByte(CMD_1760_WR_APC2);
ISD_SendByte(Volume); //后3位为音量
ISD_SendByte(0x04); //0x04 EOM=0,VALERT=1 ，0x 0C EOM=1
sbnISD_SS=1;
DelayX1ms(10);
ISD_WR_NVCFG(); //永久写入寄存器 //此程序正在放音要调整音量时不要添加！！
}
void ISD_WR_NVCFG(void)
{
ISD_SendByte(CMD_1760_WR_NVCFG);
ISD_SendByte(0x00);
sbnISD_SS=1;
DelayX1ms(10);
}
void ISD_RDAPC(void)
{
ISD_SendByte(CMD_1760_RD_APC);
ISD_SendByte(0x00);
ISD_SendByte(0x00);
ISD_SendByte(0x00);
sbnISD_SS=1;
DelayX1ms(10);
SR0_L=ISD_SendByte(CMD_1760_RD_APC);
SR0_H=ISD_SendByte(0x00);
APCL=ISD_SendByte(0x00);
APCH=ISD_SendByte(0x00);
sbnISD_SS=1;
DelayX1ms(10);
}
void ISD_PD(void)
{
ISD_SendByte(CMD_1760_PD);
ISD_SendByte(0x00);
sbnISD_SS=1;
// DelayX1ms(5);
}
BYTE ISD_SendByte(BYTE BUF_ISD)
{
BYTE i;
BYTE dat=BUF_ISD;
sbISD_SCLK=1;
sbnISD_SS=0;
for(i=0;i<8;i++)
{
sbISD_SCLK=0;
_nop_();
_nop_();
if(dat&0x01)
{
sbISD_MOSI=1;
}
else
{
sbISD_MOSI=0;
}
dat>>=1;
if(sbISD_MISO==1)
{
dat|=0x80;
}
sbISD_SCLK=1;
_nop_();
_nop_();
}
sbISD_MOSI=0;
_nop_();
return(dat);
}
ISD1700语音芯片SPI使用总结(四)
BYTE ISD_RDDevID(void)
{
ISD_SendByte(CMD_1760_RD_DEVID);
ISD_SendByte(0x00);
ISD_SendByte(0x00);
sbnISD_SS=1;
DelayX1ms(10);
SR0_L =ISD_SendByte(CMD_1760_RD_DEVID);
SR0_H =ISD_SendByte(0x00);
ID =ISD_SendByte(0x00);
sbnISD_SS=1;
DelayX1ms(10);
return(ID);
}
void ISD_Init(void)
{
ISD_Reset();
ISD_PU(); //上电指令
DelayX1ms(50);
// SBUF=ISD_RDDevID(); //读取芯片ID,----1760为0xA0
ISD_ClrInt();
ISD_CHK_MEM(); //检查环状存储器存储地址是否首尾相连
//改变1700内部存储单元或是内部寄存器的指令前，
//都要加上这个指令。
ISD_WR_APC2(Volume);//写APC寄存器，后3位为音量，此设为最大,0xA7为最小 F0
DelayX1ms(50);
// ISD_RDAPC(); //读APC寄存器
// DelayX1ms(25);
}
void ISD_GetToneAdd(BYTE cNum, WORD * ipStartAdd, WORD * ipEndAdd)
{
*ipStartAdd=aSpeech_Addr[cNum * 2];
*ipEndAdd=aSpeech_Addr[cNum * 2 + 1];
}
void ISD_SetPLAY(BYTE cNum)
{
WORD Add_ST, Add_ED;
BYTE Add_ST_H, Add_ST_L, Add_ED_H, Add_ED_L;
// ISD_Init(); //初始化
// ISD_PU();
// ISD_ClrInt(); //清中断
ISD_GetToneAdd(cNum, &Add_ST, &Add_ED); //取出当前语音的首末地址
Add_ST_L=(BYTE)(Add_ST&0x00ff);
Add_ST_H=(BYTE)((Add_ST>>8)&0x00ff);
Add_ED_L=(BYTE)(Add_ED&0x00ff);
Add_ED_H=(BYTE)((Add_ED>>8)&0x00ff);
ISD_SendByte(CMD_1760_SET_PLAY); //发送放音指令
ISD_SendByte(0x00);
ISD_SendByte(Add_ST_L); //S7:S0 开始地址
ISD_SendByte(Add_ST_H); //S10:S8
ISD_SendByte(Add_ED_L); //E7:E0 结束地址
ISD_SendByte(Add_ED_H); //E10:E8
ISD_SendByte(0x00);
sbnISD_SS=1;
}
ISD1700语音芯片SPI使用总结(五)
管腿，变量等其他.H程序
sbit sbnISD_SS = P1^0; // ISD1760的slave select
sbit sbISD_SCLK = P1^1; // ISD1760的SPI接口时钟
sbit sbISD_MOSI = P1^2; // ISD1760的SPI接口数据输入端口
sbit sbISD_MISO = P1^3; // ISD1760的SPI接口的串行输出
sbit sbnINT_1760 = P3^2; // ISD1760的INT管脚//未使用//外部中断可用此脚
sbit sbSRT_1760 = P3^3; // ISD1760的RESET管脚//未使用
// ----- ISD1760 SPI命令 -----
#define CMD_1760_PU 0x01 //上电
#define CMD_1760_STOP 0x02
#define CMD_1760_RESET 0x03 //复位
#define CMD_1760_CLI_INT 0x04 //清中断
#define CMD_1760_RD_STATUS 0x05 //读状态
#define CMD_1760_RD_PLAY_PTR 0x06
#define CMD_1760_PD 0x07 //掉电
#define CMD_1760_RD_REC_PTR 0x08
#define CMD_1760_RD_DEVID 0x09 //读取芯片ID
#define CMD_1760_G_ERASE 0x43
#define CMD_1760_RD_APC 0x44 //读APC
#define CMD_1760_WR_APC1 0x45
#define CMD_1760_WR_APC2 0x65 //SPI模式下写APC寄存器
#define CMD_1760_WR_NVCFG 0x46 //永久写入寄存器
#define CMD_1760_CHK_MEM 0x49 //检查环状存储器
#define CMD_1760_SET_PLAY 0x80 //设置播放
#define CMD_1760_SET_REC 0x81
#define CMD_1760_SET_ERASE 0x82
unsigned char bdata SR0_L;
sbit bINT_1760 =SR0_L^4;
sbit bEOM =SR0_L^3;
sbit bPU_1760 =SR0_L^2;
sbit bFULL =SR0_L^1;
sbit bCMD_ERR =SR0_L^0;
unsigned char bdata SR0_H;
unsigned char bdata SR1;
sbit bREC_1760 =SR1^3;
sbit bPLAY_1760 =SR1^2;
sbit bERASE_1760 =SR1^1;
sbit bRDY =SR1^0;
unsigned char ID,APCL=0,APCH=0;
WORD code aSpeech_Addr[90]
={0x0010,0x0013,0x0014,0x0017,0x0018,0x 001C,0x001D,0x0020,0x0021,0x0024,0x0025,0x0028,0x0029,0x002D,0x002E,0x0032,0x0033,0x0037,0x0038,0x003C,0x003D,0x0042,0x0043,0x0047,0x0048,0x004C,0x004D,0x0051,0x0052,0x0059,0x005A,0x0061,0x0062,0x0069,0x006A,0x0071,0x0072,0x0079,0x007A,0x0081,0x0082,0x008A,0x008B,0x0092,0x0093,0x009A,0x009B,0x00A0,0x00A1,0x00A7,0x00A8,0x00AE,0x00AF,0x00B8,0x00B9,0x00C2,0x00C3,0x00CB,0x00CC,0x00D1,0x00D2,0x00DA,0x00DB,0x00E0,0x00E1,0x00EA,0x00EB,0x00F5,0x00F6,0x00FE,0x00FF,0x0104,0x0105,0x0117,0x0118,0x0127,0x0128,0x0133,0x0134,0x0140,0x0141,0x0147,0x0148,0x0154,0x0155,0x0158,0x0159,0x016E,0x016F,0x0170};
void DelayX1ms(WORD count);
//ISD1760
BYTE ISD_SendByte(BYTE BUF_ISD);
void ISD_Reset(void);
void ISD_PU(void);
void ISD_Rd_Status(void);
void ISD_ClrInt(void);
void ISD_CHK_MEM(void);
void ISD_WR_APC2(BYTE voiceValue);
void ISD_WR_NVCFG(void);
void ISD_RDAPC(void);
void ISD_PD(void);
BYTE ISD_RDDevID(void);
void ISD_Init(void);
void ISD_GetToneAdd(BYTE cNum, WORD * ipStartAdd, WORD * ipEndAdd);
// 取出当前语音的首末地址
void ISD_SetPLAY(BYTE cNum);
************************************************************
ISD1700语音芯片SPI使用总结(六)
MAIN中的FOR循环，芯片初始化省略
if(bFlag_spk)//放音标志
{
for(i=0;i<21;i++)//一共21个放音元素
{
tmp=Speak_buf[i];//取当前放音位置
if(tmp<=0x3E)//在正常范围内
{
ISD_SetPLAY(tmp);//播放当前位置语音，地址内部对应
do
{
ISD_Rd_Status();//读芯片状态
if( bOpen_LED_Mark )
{
Renovate_LED();//八字板亮度调整
}
if (_testbit_( bReceive_Mark ))//执行串口命令
Execute_LEDcmd2();
if( (1==bOpen_LED_Mark) && (1==bOpen_Mark2))//执行一次八子板显示命令
{
Disp_LED2();
Put_ON_LED();
bOpen_Mark2 = 0;
}
}while( (0 == bRDY) && (0 == bINT_1760) && (1 == bPLAY_1760));
//放音结束后跳出
ISD_ClrInt();
if(ISD_SETVolume_Mark)//调整音量标志
{
ISD_SendByte(CMD_1760_WR_APC2);
ISD_SendByte(Volume); //后3位为音量
ISD_SendByte(0x04); //0x04 EOM=0,VALERT=1 ，0x 0C EOM=1
sbnISD_SS=1;
DelayX1ms(10);
do
{
ISD_Rd_Status();
}while(0 == bRDY);
ISD_ClrInt();
ISD_SETVolume_Mark =0;
}
}
else
{
i=21;
}
}
bFlag_spk = 0;
}
参考程序网址：
http://www.ourdev.cn/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=917470&bbs_page_no=1&bbs_id=1006
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