王 鵬

（1.山西機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 長治 046011；2.中北大學(xué)山西 太原 030051）

公交車為外出的人們提供了方便快捷的服務(wù)，而公交汽車的報站直接影響服務(wù)的品質(zhì)。傳統(tǒng)的方式系由乘務(wù)人員人工報站，由于該方式效果太差和工作強度太大，在很多大城市被淘汰。隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展和進步，無人售票公交車逐漸增多，語音報站器也被廣泛使用，這在相當(dāng)大程度上免除了乘務(wù)人員沿途報站的麻煩，給許多不熟悉公交線路的乘客帶來了方便。

1 公交車語音報站器系統(tǒng)簡介

公交車語音報站器用ISD25120語音芯片構(gòu)成錄/放音電路，用撥動開關(guān)控制錄/放音，用功能鍵控制站名預(yù)播報，提供語音服務(wù)。系統(tǒng)采用分段錄/放音，錄音用駐極式話筒，放音用MC34119低功率音頻放大器驅(qū)動揚聲器。

2 硬件組成和原理

2.1 ISD25120語音芯片

ISD25120語音芯片采用模擬量存儲技術(shù)，把語音信號以原始模擬形式，直接存儲在片內(nèi)EPROM存儲器中，無需進行A/D轉(zhuǎn)換和壓縮處理，錄放音品質(zhì)好。該芯片可持續(xù)或分段錄放音，持續(xù)錄放時間可達120 s，分段錄放最多可分為600段，最小錄放時間單元為0.2 s。芯片采用+5V單電源供電，錄放次數(shù)可達10萬次以上，斷電后可保存信息100年。

ISD25120語音芯片的引腳圖如圖1所示。

各引腳的功能如下：

（1）A0/M0～A6/M6：地址 /模式選擇；

（2）A7～A9：輸入地址線；

（3）AUX IN：輔助輸入；

（4）VSSD、VSSA：數(shù)字地和模擬地；

（5）SP+、SP－：揚聲器輸出；

（6）VCCD、VCCA：數(shù)字電源和模擬電源；

（7）MIC、MICREF：話筒輸入端和輸入?yún)⒖级耍?/p>

（8）AGC：自動增益控制；

（9）ANA IN、ANA OUT：模擬信號輸入和輸出；

（10）OVF：溢出信號，當(dāng)處于芯片存儲空間末尾時，此端輸出低電平脈沖；

（11）CE：片選信號輸入端，此段為低電平時允許芯片工作；

（12）PD：芯片低功耗狀態(tài)控制，該端為高電平時，芯片停止工作進入節(jié)電狀態(tài)；

（13）EOM：錄放音結(jié)束信號，放音遇到EOM時，此端輸出低電平脈沖；

（14）XCLK：外部時鐘輸入端；

（15）P/R：錄放音控制選擇，高電平選擇放音，低電平選擇錄音。

圖1 ISD25120語音芯片引腳圖

2.2 報站器硬件原理

公交車語音報站器的單片機采用12 MHz晶振，機器周期為1 μs。報站器以AT89C51單片機為核心（如圖2所示），采用ISD25120語音芯片構(gòu)成錄音和放音報站電路，用撥動開關(guān)控制錄/放音，用功能鍵控制站名預(yù)播報，提供語音服務(wù)。系統(tǒng)采用分段錄/放音，錄音用駐極式話筒，放音用MC34119低功率音頻放大器驅(qū)動揚聲器。

圖2 AT89C51單片機

系統(tǒng)設(shè)有K0～K5共6個功能鍵，各鍵的功能如下：

（1）K0為上下行鍵。按下此鍵，車輛運行方向為下行，否則為上行；

（2）K1為預(yù)報鍵。按下此鍵，播報車輛起步時的服務(wù)用語，預(yù)報下一站的站名；

（3）K2為播報鍵。到站按下此鍵，播報車輛到站時的服務(wù)用語；

（4）K3為重復(fù)鍵。按下此鍵，將重復(fù)前一按鍵的預(yù)/播報內(nèi)容；

（5）K4為加1鍵。每按下此鍵一次，則向前越過一個站名；

（6）K5為減1鍵。每按下此鍵一次，則向后越過一個站名。

系統(tǒng)設(shè)有一個發(fā)光二極管，發(fā)光時代表車輛運行在下行方向，否則為上行方向。

在硬件設(shè)計上，單片機的P1口為人機接口，P0、P2口為單片機與語音芯片ISD25120的通信口。P0口的P0.0～P0.5引腳與語音芯片的地址輸入端A4～A9 相連，P0、P2 口的 P0.6、P0.7、P2.6、P2.7 引腳分別與語音芯片的低功耗狀態(tài)控制端PD、錄放音控制選擇端P/R、錄放音結(jié)束信號輸出端EOM、片選端CE相連。

將ISD25120的地址端A0～A3接地，將其控制引腳P/R、PD與地址引腳A4～A9統(tǒng)一編址進行控制。由于A0～A3接地，故語音錄/放最小時間長度為3.2 s。將語音芯片120 s的錄/放時間分為6個錄/放段，第 1、2、3、4、5 段的錄 /放時間均為 16 s（3.2 s×5=16 s），第 6 段的錄放時間為 22.4 s（3.2 s×7=22.4 s）。實際分段錄音時，應(yīng)在不超過設(shè)定的各段錄音時間內(nèi)停止錄音；分段放音時，由地址端提供起始地址，放音持續(xù)到信息結(jié)尾標志（EOM）。

2.3 程序設(shè)計思路

公交車語音報站器應(yīng)用程序的主要功能是：進行按鍵查詢，根據(jù)查詢結(jié)果執(zhí)行各功能鍵對應(yīng)的程序段，完成相應(yīng)操作。程序流程圖如圖3所示。

圖3 公交車語音報站器程序流程圖

公交車運行時，其下行的起始站是上行的終點站，上行的起始站是下行的終點站。無論上行或下行，在起始站都不需要播報站號服務(wù)用語。設(shè)下行時，扎好由0開始依次增大，上行時，站號按反序依次減小，則下行時預(yù)播報服務(wù)用語從第一站開始，到終點站結(jié)束；上行時預(yù)播報服務(wù)用語，從下行終點站的前一站開始，到下行的起始站結(jié)束。錄音時，對下行的起始站，應(yīng)錄制上行終點站的預(yù)播報服務(wù)用語；對上行的起始站，應(yīng)錄制下行終點站的預(yù)播報服務(wù)用語；對中間同一站點，上行和下行的預(yù)播報服務(wù)用語相同，錄制一組即可。

在程序設(shè)計時，設(shè)置20 H.0為上/下行標志位，20 H.1為重復(fù)放音標志位，30 H和31 H單元分別為下行和上行站號寄存器。在有按鍵按下時，延時20 ms去抖動，若確認有鍵按下，則檢查按鍵操作是否有誤，如有誤則自動糾錯，無誤則執(zhí)行相應(yīng)的功能。

2.4 主程序

3 結(jié)束語

本文是作者在單片機語音報警工作原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計實現(xiàn)了公交車語音報站器匯編語言程序。這套程序設(shè)計簡單，使用廣泛，可以應(yīng)用于大部分公交車。即使是非電子計算機專業(yè)人員，通過學(xué)習(xí)一些專業(yè)基礎(chǔ)知識以后，也能依靠自己的技術(shù)力量，來完成的公交車語音報站的程序應(yīng)用。本文的語音控制系統(tǒng)，只是單片機廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中的一例，相信讀者會依靠自己的聰明才智，使單片機的應(yīng)用更加廣泛化。另外，對本例可以作一些擴展，單片機的應(yīng)用越來越廣泛,由于單片機的運算功能較差，往往需要借助計算機系統(tǒng)，因此單片機和PC機進行遠程通信，更具有實際意義。

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