摘要：根据语音录放芯片isd4004的接口特点，设计了其与tms320vc5402 dsp的spi接口电路。完成了dsp对isd芯片的通讯与接口控制编程，并给出了实际应用中的一种isd4004信息管理方法：信息地址表（mat）。

关键词：dsp 语音录放芯片 isd4004 spi接口 mat

许多类型的语音录放应用要求具备信息管理的功能，即能够随着地录、放、删除任意一段信息。而许多语音录放系统并不能很好地满足这种要求，如磁带录音系统。isd4004语音录放芯片提供了spi微控制器接口，使得语音录放的信息管理成为可能。本文将详细阐述tms320vc5402 dsp与isd4004的spi接口设计及其控制操作，同时设计适合应用的信息管理方法。

isd4004语音录放芯片工作电压为3v，单片录放时间为8～16分钟。芯片设计使得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，每个采样值直接存储在片内内烁存储器中，因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声。采样频率可为4.0k、5.3k、6.4k、8.0khz，频率越低，录放时间越长，但音质有所下降。

tms320vc5402是美国ti（德州仪器）公司推出的一款高性能的定点dsp，最高频率为100mhz，内部提供16k的存储空间。它提供的多信道缓冲串口（mcbsp）可以设置为spi工作方式，从而使得dsp与isd4004的接口设计成为可能。

1 接口设计

dsp作为spi（串行外设接口）的主器件（master），负责为isd4004提供串行时钟、片选信号以及控制isd4004的动作信号。接口电路如图1所示。

1.1 spi

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。isd4004工作于spi工作模式。因此对于isd4004而言，在时钟上升沿锁存mosi引脚的数据，在下降沿将数据送至miso引脚。isd4004与dsp通讯协议的具体内容如下：

（1）所有串行数据传输开始于ss下降沿。

（2）ss在数据传输期间必须保持低电平，在两条指令之间则保持高电平。

（3）数据在时钟上升沿移入，在下降沿移出。

（4）ss变低时，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（信息结束标志）或ovf（溢出），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。

（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。

1.2 isd4004与dsp的spi时序配合

根据isd4004的时序要求，dsp设置串口为spi工作模式，发送数据先于串行时钟半个周期建立、数据在时钟上升沿发送。由图2可知，isd接收命令字的方式是先地址后命令，且位序从低到高；而dsp发送数据方式是先高位后低位，故在dsp发送程序中须将待送地址和命令进行高低位对调。

图2 isd控制命令字时序图

串行时钟（sclk）由dsp主时钟产生。在dsp运行于10mhz时，设置时钟分频因子为255，得到约40khz的串行传输时钟，适应isd4004相对慢速的要求。dsp串口spi方式数据传输时序如图3所示。

isd4004的rac管脚（行地址时钟）用于指示录放操作已经接近一行的末发展。rac在行末前25ms变低，在到达行末时变高，dsp将它作为中断int3的中断源，指示录放操作进行到何处；int管脚在遇到eom标志和ovf溢出时向dsp发中断，dsp将它作中断int2的中断源，用来指示是否到达一段信息的末尾。按下num键触发int1中断开始录音，按下stop键触发int0中断终止录音。放音时按下num即开始，遇以语句eom时自动停止放音。

1.3 接口软件设计

dsp对isd的控制是通过spi接口实现的，因此dsp的mcbsp必须设置为符合isd控制命令时序要求的spi工作