基于SPI实现dsPlC与ISD语音芯片的通信设计

5 lSD4002
ISD4002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。对ISD4002而言，在时钟上升沿锁存MOSI引脚数据．存下降沿将数据送至MISO引脚．协议具体内容如下：
①所有串行数据传输开始于SS下降沿；
②SS在传输期间必须保持为低电平，在两条指令之间保持为高电平；
③数据在时钟上升沿移入，在下降沿移出；
④SS变低，输入指令和地址之后，ISD才会开始录放动作；
⑤指令格式是10位地址码加6位控制码；
⑥ISD的任何操作(含快进)如果遇到EOM或OVF则产生一个中断，该中断状态在下一个SPI周期开始时被清除；
⑦使用读指令会使中断状态为移出ISD的MISO引脚时，控制及地址数据也同步从MOSI移入；
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上升沿开始执行。
其时序如图2所示。

对于ISD4002，器件延时TPUD(8kHz采样时，约为25 ms)后才能开始操作；因此，用户发完上电指令后，必须等待TPUD.才能发出一条操作指令。下面是典型的操作。

从00处发音，应遵循如下时序：
发POWERUP命令；
等待TPUD(上电延时)；
发地址值为00的SFTPLAY命令；
发PLAY命令。
器件会从00地址开始放音，当出现EOM时，立即中断，停止放音。
如果从00处录音，则按以下时序；
发POWER UP命令；
等待TPUD(上电延时)；
发POWER UP命令
等待2倍TPUD；
发地址值为00的SETREC命令；
发REC命令。
器件便从00地址开始录音，一直到出现OVF(存储器末尾)时，录音停止。其工作时序如图3所示。

6 电路设计
本电路采用dsPICC30F6014数字信号控制器，通过3个按键开关控制ISD4002录放音芯片的动作。S1、S2、S3分别接到控制器外部中断INTl、INT2、INT3上。当按下S1时，开始录音，再次按下S1时停止录音。如此反复即可实现多段录音。同理，按下S2时开始放音，再次按下S2是停止放音。如此反复顺序播放多段录音。按下S3关机。

(1)硬件电路设计
电路原理如图4所示。整个电路由语音录放电路、话筒输入电路、按键开关电路及LCD显示电路构成。由于本设计输出直接驱动普通耳机，经实验不需外部功放电路，直接利用ISD4002内部功放输出即可。ISD4002作为从机，其SPI接口的MOSI接控制器的SDO；MISO接控制器的SDI；SCLK接SCK；SS接控制器的SS即可。LCD用于人机交互的界面显示。

(2)软件设计
程序包括主程序以及几个子程序。主程序中，在完成初始化的工作之后，进入一个while循环，等待响应按键触发的中断，若有按键按下，则进入相应的中断服务程序。在按键S1的中断服务程序中，设置一个标志变量，Sl每按下一次，标志变量取反，用来控制录音及停止录音。同理，S2的中断服务程序中也设置一个标志变量，控制开始放音及停止放音。S3的中断服务程序中则发送Power-Down指令关机。程序清单中给出了主程序以及中断服务程序，另外包括LCD驱动程序以及dsPIC的SPI函数库等。(编者注：源程序见本刊网站www．dpi．com.cn。)

7 总 结
该电路易于实现，功能简单实用，可扩展性较好；输出声音清晰、自然。如要增加录音时间，可选用ISD4000系列的其他芯片，程序基本相同。另外，在设计过程中有以下几点事项需要注意：
①在SPI的数据传输中，不同芯片所定义的传输顺序可能不同，因此要注意是先传高位还是先传低位。ISD4002要求先传高位数据，如果与主芯片所定义的顺序相反，则只要把指令码反过来传即可。
②由于ISD4002要求在时钟前半个周期把数据放在传输线上，因此，在使用dsPIC的SPI函数库时需要注意SPI初始化。在本设计中，使用的配置为SPl—CKE—ONCLK_P0L_ACTIVE_HIGH。
以上两点可能会帮助解决一些常见问题。