具有数字存储功能的单片语音录放芯片ISD5116的原理及应用

1 概述

ISD5116是ISD公司推出的ISD5000系列中功能扩展型单片语音录放芯片，它不但可以进行长达16分钟的两路语音录放，而且可以进行4MB的数字信息存储。它通过2个I2C接口引脚，可采用高速串行通信口进行控制，应用起来非常方便。其数字信息可以反复读写1万次以上，语音可以反复录放10万次以上，并可实现无耗电信息存储，所存储的信息可保存100年。供电电源范围为2.7～3.3V，其工业级产品的工作温度范围为-40～85℃。

2 引脚排列及功能

ISD5116采用28脚TSOP和SOIC两种封装形式，其28脚SOIC封装的引脚排列如图1所示。各引脚的功能说明如表1所列。

3 应用特性

3.1 录音长度

根据用户设定的采样频率的不同，ISD5116的录音长度可由8分钟到16分钟不等，具体的采样频率与录音长度的关系如表2所列。

3.2 存储单元

ISD5116的一个突出的新特性就是在写入时可以指定存储空间以确定是用来存储数字信息还是模拟信号。

3.3 控制接口

ISD5116的控制可通过一个I2C接口实现，该I2C接口由两个同步串行通信口管脚组成。控制指令的传送以及地址和数据的写入与读出都是通过该同步串行通信口来进行的。RAC和INT引脚是I2C接口的功能扩展引脚。数字信息的读和写都是通过该串行口对内部寄存器的操作来实现的。

在单片机的控制下，利用ISD5116可以实现多段语音的组合重放，以实现例如自动报时、报温度等功能。另外，它还可以将用户预先存放的字或词按特定的顺序组合成一段话重放，其控制也是通过I2C接口实现的。

表1 ISD5116引脚功能

引脚号（SOIC）引脚名称功    能引脚号（TSOP）1SCL串行控制口时钟82A1I2C接口LSB位地址93SDA串行控制口数据104A0I2C接口LSB+1位地址115，6VSSD数字地12，137，21，22NC空脚1，14，288MIC+麦克风输入+169，15，23VSSA模拟地2，15，2210MIC-麦克风输入-1711ANA OUT+模拟输出+1812ANA OUT-模拟输出-1913ACAP外接AGC电容2014SP-喇叭输出-2116SP+喇叭输出+2317VCCA模拟电源2418ANA IN模拟输入2519AUX IN辅助模拟输入2620AUX OUT辅助模拟输出2724RAC串行控制口功能扩展时钟325INT串行控制口功能扩展中断426XCLK外接定时器（可选）527，28VCCD数字电源6，7

表2 采样频率与录音长度的关系

采样频率（kHz）录音长度8.08分44秒6.410分55秒5.313分6秒4.017分28秒

4 典型应用