八路语音报警器不仅有语音部分的报警，同时也有报警显示，这两种功能的实现均由单片机控制；由于篇幅所限，本文对语音电路加以介绍。

一、总体结构

八路语音报警器的整机框图如图 1 所示，按其作用不同可分为三大部分：灯光显示部分、报警控制部分和语音报警部分。

图 1　整机框图

在灯光显示部分中，采用红色灯光信号作为报警指示，指明哪一路出现报警信号。在报警控制部分中，以 8031 单片机为核心部件，由它对输入信号进行处理，并产生控制信号去控制语音芯片的录音和放音以及灯光显示状态；功能键盘用来提供一个人机对话的途径；信号输入部分主要接收检测元件发送来的报警信号、产生报警信息，当单片机接收到这个信息之后控制进行报警。在语音报警部分中，语音芯片 ISD1016A 是核心部件，它可以实现语音的录入和放出，是美国 ISD 公司开发研制的一种高保真录放一体化的单片固态语音集成电路：它无需任何专用设备就可以方便地进行语音录入，采用 DAST（直接模拟存储）技术，片内有 128 K 的 EEPROM，在 CPU 控制下可以实现语音的录入和放出，可以根据所录入的每段信号的不同由用户自己来分段，并且不怕掉电。

二、8031 引脚功能

（1）主电源引脚 V_SS 和 V_CC

① V_SS 接地；② V_CC 正常操作时为 +5 V 电源。

（2）外接晶振引脚 XTAL1 和 XTAL2

① XTAL1 为内部振荡电路反相放大器的输入端，是外接晶体的一个引脚，当采用外部振荡器时此引脚接地；

② XTAL2 为内部振荡电路反相放大器的输出端，是外接晶体的另一端，当采用外部振荡器时此引脚接外部振荡源。

（3）控制或与其它电源复用引脚 RST/V_PD、ALE/PROG 和 EA/V_PP

图 2　8031 引脚排列

① RST/V_PD：当振荡器运行时，在此引脚上出现两个机器周期的高电平（由低到高跳变），将使单片机复位；在 V_CC 掉电期间，此引脚可接上备用电源，由 V_PD 向内部提供备用电源，以保持内部 RAM 中的数据。

② ALE/PROG：正常操作时为 ALE 功能（允许地址锁存），提供把地址的低字节锁存到外部锁存器的信号；ALE 引脚以不变的频率（振荡器频率的 1/6）周期性地发出正脉冲信号，因此它可用作对外输出的时钟，或用于定时目的，但要注意每当访问外部数据存储器时将跳过一个 ALE 脉冲。ALE 端可以驱动（吸收或输出电流）八个 LSTTL 电路；对于 EPROM 型单片机，在 EPROM 编程期间此引脚接收编程脉冲（PROG 功能）。

③ PSEN：外部程序存储器读选通信号输出端，在从外部程序存储器取指令（或数据）期间，在每个机器周期内两次有效，同样可以驱动八个 LSTTL 输入。

④ EA/V_PP：为内部程序存储器和外部程序存储器选择端——当 EA 为高电平时访问内部程序存储器，当 EA 为低电平时则访问外部程序存储器；对于 EPROM 型单片机，在 EPROM 编程期间此引脚上加 21 V EPROM 编程电源（V_PP）。

三、硬件结构

ISD1016A 语音芯片的引脚如图 3 所示，用单片机控制其分段录音的电路原理如图 4 所示。

图 3　ISD1016A 引脚图　图 4　ISD1016A 录放音原理

四、工作原理

1. 录音过程

由单片机的 P1 口送出控制字，进入录音等待状态；当 PD = 1 时立即进入录音状态，由单片机的 P0 口输出的指定地址开始录音，此时 D1 发光，录满时 D1 熄灭；如 CE 端在录入中回到高电平，芯片将自动把录音结束地址和结束信号记录下来，实现分段录音。

2. 放音过程

使 P/R = 1、CE = 0，进入放音等待状态，由单片机的 P0.0～P0.7 来确定放音的起始地址 A0～A7；当 PD = 1 时便从指定的地址开始放音，一直到遇到该段的结束信号为止。放音期间 D1 灯亮，放音结束 D1 熄灭。表 1 列出了有关引脚的控制信号和工作状态的关系。

图 4　ISD1016A 录放音原理与引脚控制关系

五、语音报警过程

当语音内容录制好后，将状态选择开关打到 PLAY 端，按一下复位键 RESET，报警器便进入报警工作状态，此时报警器就不停地查询输入报警信号，即查询判断 8155 的 PA 口的输入信号（8031 单片机本身具有的 I/O 口不能满足需要，故选用 8155 进行 I/O 口的扩展）。如果此时某一路有了报警信号，报警器便转入该路的报警服务程序进行语音报警，同时该路的报警指示灯闪烁；同时，单片机查询 8155 PB 口的 ACKT 键（确认键）：如果 ACKT 键没有按下，则不停地报警；当 ACKT 键按下后，报警器停止语音报警，并使指示灯变为常亮显示，表明操作人员已经知道哪里有报警信号了。当消除故障后，按一下复位键 RESET，又重新开始查询，即工作在报警状态。

图 5　语音电路

采用单片机 8031 控制语音芯片 ISD1016A 实现语音报警，具有抗干扰性强、体积小、频带宽、信号畸变小、高保真、低噪声、可靠性高等特点，并且不怕掉电。