基于ISD4004集群电台通信模块设计

　　本系统以单片机作为主要控制芯片，ISD4004作为语音录放芯片，配合相关外围电路和控制开关实现特殊场合下的隐蔽化通信。用户只需事先录制好所需语音，在工作时按下相应按钮，即可将该路话音由集群电台发出。各种集群手台车台，只要能够提供语音输入、语音输出、PPT和接地四条接线，都能够与该模块配套使用。

　　1 工作原理

　　系统主要分为两大部分。一是在使用前的语音输入部分。即用户可以根据自己的实际使用需求，按需进行录音。通过系统的外围按键，在按动录音按钮之后，单片机通过SPI串行输入，告诉ISD4004芯片进入录音模式和录音的起始地址。麦克风输入的声音经过过滤和放大输入到ISD4004，实现了录音。另外一个部分是在使用的过程中，当工作人员需要说话的时候，可以按动相应的按钮播放语音。当用户动作之后，单片机通过SPI串行输入，告诉ISD4004芯片进入放音模式和放音的起始地址。同时单片机触发集群电台的PPT控制引脚，实现语音由ISD4004芯片向集群电台的输入与转发。图1工作模式示意图

　　2 电路设计

　　本系统电路设计如图2、3、4所示。

　　当工作在语音输入模式时，按下录音按钮1，声音由麦克风输入，输入至三极管得到有效放大。再经过滤波输入至ISD4004的ANA IN+引脚中。ISD4004的语音信号由耦合电容输入，最大幅度为峰值32mV，耦合电容和本端的电阻输入阻抗决定了芯片频带的低端截止频率。此时，SS引脚与单片机P00引脚相连接，作为片选信号使用。MOSI(串行输入)引脚与单片机P01引脚相连接，单片机通过软件写入0xB0，即命令ISD4004工作在“从指定地址录音”状态，进行录音。录音完毕后，再次按下按钮1，将停止录音。

　　而当工作在按键转发模式的情况下，按下按钮2，声音将经由ISD4004的AUD OUT口输出，连接至集群电台的MIC输入信号线。其中可并联两个不同大小的电容(测试中选用2.2μf和22μf)，用来分别过滤线路中的高频和低频噪声。MOSI(串行输入)引脚与单片机P01引脚相连接，单片机通过软件写入0xE0，即命令ISD4004工作在“从指定地址放音”状态，系统将根据按键，送入不同的放音起始地址。ISD4004将实现自动放音，直至遇到EOM。放音状态下单片机的P10口直接驱动集群电台的PPT输入信号，通过软件将P10置为低电平，实现集群电台的PPT功能和声音转发。值得注意的是，不同的集群手台MIC输入阻抗不同，必要时需要调整ISD4004的输出阻抗。