SINTETIZZATORE VOCALE SP0256-AL1

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INTRODUZIONE.
Dotare di voce una qualunque apparecchiatura elettronica è il sogno di molti gli appassionati di elettronica, siano essi dei progettisti, oppure dei semplici hobbisti. Ora, questo non è più un sogno, una cosa estremamente difficile da realizzare, ma è alla portata anche di un qualunque appassionato di elettronica.
Per far produrre ad un circuito integrato della voce, che assomiglia a quella umana, sostanzialmente ci sono due strade:

• riproduzione di frasi pre-registrate.
  In questo caso, il circuito integrato in questione non è altro che una memoria su cui è possibile registrate della voce, per poi eseguire un riascolto. Organizzando in modo opportuno la memoria, è possibile poter riprodurre molti diversi messaggi. Più lunghi e numerosi sono i messaggi, maggiore è la quantità di memoria richiesta. Questo può rappresentare un limite di questa soluzione.
• sintetizzazione hardware dei fonemi.
  In questo altro caso, il circuito integrato in questione sintetizza i singoli fonemi che potranno poi formare le parole e, di conseguenza, le frasi. Non è detto che il numero dei fonemi sia uguale al numero delle lettere dell'alfabeto. Anzi, il numero dei fonemi è generalmente superiore, in quanto per una singola vocale, per esempio, possono corrispondere diversi tipi di intonazione.
  Disponendo dei singoli fonemi, in linea teorica, è possibile riprodurre qualunque parola, grazie all'aiuto di un microprocessore. Purtroppo, però, la pronuncia non è così perfetta come nel caso di voce registrata su circuito integrato.

CIRCUITO INTEGRATO SP0256-AL2.
In questa pagina viene presentato il circuito integrato SP0256-AL2, prodotto dalla General Instrument (www.gi.com) che non è altro che un interessante sintatizzatore di fonemi, facilmente pilotabile da qualunque microprocessore o microcontroller. Inoltre è possibile interfacciarlo senza porblemi ad un Personal Computer.
Intanto, qui sotto è mostrata la piedinatura del circuito integrato e il significato dei vari piedini.

 

1 Gnd Segnale di massa. 2 ~RESET Reset di sistema a livello logico "0". 3 ROM DISABLE Un livello logico "1" disabilita la Rom Esterna. 4, 5, 6 C1, C2, C3 Linee seriali per il controllo della ROM esterna. 7 Vcc Alimentazione positiva. 8 SBY STAND-BY a livello logico "1". Il livello logico "0" indica che il processore ha terminato di pronunciare il fonema. 9 ~LRQ LOAD REQUEST. Livello logico "1": buffer pieno. Livello logico "0": è richiesto un nuovo dato. 10, 11, 13, 14, 13, 16, 17, 18 A8, A7, A6, A5, A4, A3, A2, A1 8 bit di indirizzi. Per il normale uso, A7="0", A8="0". 12 SER OUT Uscita seriale dell' indirizzo per ROM esterna. 19 SE STROBE ENABLE. A seconda del livello logico su tale piedino, vi sono 2 modi di funzionamento. 20 ~ALD ADDRESS LOAD. Il livello logico 0 carica l'indirizzo A1..A8 nel buffer. 21 SER IN Ingresso seriale dei dati dalla ROM esterna. 22 TEST Va tenuto a livello logico "0" per le normali operazioni. 23 Vcc Alimentazione positiva. 24 DIGITAL OUT Uscita digitale in PWM, da filtrare con filtro passa basso a 5KHz. 25 ~SBY RESET Uscita del segnale di reset, a livello logico "0". 26 ROM CLOCK Uscita clock a 1,66MHz per ROM esterna. 27 OSC 1 XTAL IN. Quarzo da 3,58MHz 28 OSC 2 XTAL OUT. Quarzo da 3,58MHz

CICLO DI SCRITTURA.
Il terminale "SE", ovvero "STROBE ENABLE", permette, a seconda dello stato logico, si selezionare due modalità di funzionamento.

• SE="0". E' possibile inviare continuamente immettere dati attraverso i terminali A1..A8. Essi vengono caricati nel buffer interno ogni qualvolta c'è una transizione di livello logico da "0" ad "1". Sinceramente la modalità di trasferimento dati non è molto pratica, in quanto non tiene conto delle diverse durate dei fonemi.
• SE="1". In questo modo di funzionamento, il trasferimento dei dati avviene mediante l'aiuto delle linee di controllo: "ALD", "SBY", "LRQ".
  La sequenza dei vari segnali è la seguente, tenendo conto che a riposo si ha: "ALD"="1", "SBY"="1", "LRQ"="0":
  1. Si presentano i dati ai piedini A1..A6, con A7=A8="0".
  2. Si porta il segnale "ALD" a livello logico "0", tra 200nS e 1000nS, per poi riportarlo a livello logico "1".
  3. A quel punto "SBY" va a livello logico "1" informando che la pronuncia del fonema è terminata. E infine "LRQ" va a livello logico "0" richiedendo nuovi dati da inserire.
  4. Si ripete l'intero processo.

ELENCO FONEMI.
Per poter programmare il circuito integrato SP0256-AL2 e quindi comporre le frasi attraverso l'uso di un mocroprocessore, è necessario conoscere le locazioni di memoria di residenza dei vari fonemi. Ecco che la tabella posta qui sotto è di fondamentale importanza.