凌陽單片機在電子導游器中的應用

摘要：本文設(shè)計一種智能電子解說系統(tǒng)，具有智能化、個性化、高音質(zhì)、實用性強等特點。讓游客按照設(shè)定的經(jīng)典路線，選擇景點或展位的講解使每個觀眾不但得到每個展位、景點的完整信息，而且感受到高清晰、低噪聲的音響效果，電子旅游解說系統(tǒng)的出現(xiàn)，使看起來簡單的解說系統(tǒng)融入了科技的因素。

本文正是基于凌陽公司的SPCE061A單片機并采用A2000語音壓縮算法對語音信號進行了壓縮存儲以及播放。由游客控制選擇按鍵來播放語音，這樣大大降低了外面的干擾，使每個觀眾不但得到每個展位、景點的完整信息， 而且感受到高清晰、低噪聲的音響效果。

關(guān)鍵詞： 旅游；電子解說；電子導游；凌陽單片機

1 緒論

隨著改革開放和經(jīng)濟的發(fā)展，旅游業(yè)也獲得了長足的發(fā)展，節(jié)假日外出旅游已成為人們的首選。對大多數(shù)零散游客來說，希望有一種不受制于人的輔助導游手段，迫切需要一種攜帶方便、操作簡便的電子語音導游器。

本文設(shè)計一種智能電子解說系統(tǒng)，選用了凌陽公司的SPCE061A單片機并采用A2000語音壓縮算法對語音信號進行了壓縮存儲，經(jīng)過這樣處理合成后的語音音質(zhì)良好，放音時間持久，而且機體積很小。

2 凌陽單片機簡介

SPCE061A是凌陽科技研發(fā)生產(chǎn)的性價比很高的一款十六位單片機。該芯片擁有8路10位精度的ADC，其中一路為音頻轉(zhuǎn)換通道，并且內(nèi)置有自動增益電路。這為實現(xiàn)語音錄入提供了方便的硬件條件。

凌陽音頻壓縮算法處理的語音信號范圍是200Hz-3.4KHz的電話語音。根據(jù)不同的壓縮比分為以下幾種： SACM_A2000、 SACM_S480、SACM_S240。SACM-A2000音頻壓縮算法的壓縮比較小，編碼速率可選擇16kbit/s、20 kbit/s、24 kbit/s三種之一，具有高質(zhì)量、高碼率的特點，適于高保真語音或音樂。

3 硬件系統(tǒng)設(shè)計

本系統(tǒng)的硬件部分主要實現(xiàn)路線的顯示和景點語音的播放。根據(jù)景區(qū)景點設(shè)計一條經(jīng)典路線，將沿途主要景點用高亮三色LED顯示。紅色表示還沒有聽過解說的最近的景點，黃色表示正在聽取解說詞的景點，綠色表示最后播放過解說詞的景點。語音播放按鍵分為景點相應放音、暫停、繼續(xù)放音、結(jié)束等。音頻信號存儲在凌陽語音儲存芯片中。語音信號放大由凌陽公司開發(fā)的專門用于語音信號放大的芯片SPY0030A完成。整個系統(tǒng)的控制由凌陽單片機SPCE061A實現(xiàn)。具體硬件系統(tǒng)框圖如圖1所示。

4軟件系統(tǒng)設(shè)計

本設(shè)計選用了SACM-A2000語音壓縮算法對語音信號進行了壓縮存儲。再利用中斷進行鍵盤掃描程序循環(huán)掃描按鍵，獲取按鍵信息后和內(nèi)置的操作碼比較，用來確定播放相應的語音和顯示相應的LED燈。景點的解說詞事先利用凌陽內(nèi)置提供的工具進行壓縮和存儲。

系統(tǒng)的主程序流程圖如圖2所示，假設(shè)主要講解景點共4處，分別由KEY1～KEY4控制播放，KEY5是暫停播放、KEY6是繼續(xù)播放、KEY7停止播放。開機時對系統(tǒng)初始化，包含對顯示景點的初始化、對語音播放模塊初始化、對鍵盤初始化等。在鍵盤初始化中設(shè)置時基頻率為128Hz的中斷，并打開中斷。這是為在中斷中掃描鍵盤，利用延時法去抖動，延時時間是響應多少次128Hz中斷過程。在KEY1～KEY4鍵控制下播放景點解說詞實際是提取相應景點的語音信息的起始存儲地址，然后執(zhí)行相應的語音播放程序。由于語音播放中斷服務子程序必須放在TMA-FIQ中斷源上，進入中斷服務程序必須先保護寄存器，接著判斷是不是TMA-FIQ中斷。若是，還要判斷是哪一段語音要播放，也就是要獲取播放語音的起始地址。在TMA-FIQ中斷調(diào)用F_FIQ_Service_SACM_A2000函數(shù)譯碼播放。

5 制作

錄制的語音文件在播放前需轉(zhuǎn)換為SACM_A2000格式的壓縮文件。語音壓縮可以使用凌陽語音壓縮工具（Compress Tool）完成。該壓縮工具支持.wav格式的語音壓縮，但要求壓縮語音資源屬性為8kHz，16位，單聲道。

6 結(jié)論

經(jīng)過測試，電子語音導游器的性能達到了設(shè)計目標，具體如下：各景點語音解說資料、開機歡迎語音信息播放正常，聲音清晰；各按鍵功能正常，各LED管顯示正常。凌陽公司的SPCE061A的結(jié)構(gòu)特點及其相關(guān)的開發(fā)平臺，為我們開發(fā)帶語音特色的產(chǎn)品方案帶來了很大的方便，本系統(tǒng)僅是SPCE061A的一個基本應用，體現(xiàn)了SPCE061A多種資源對產(chǎn)品開發(fā)的極大支持，同時體現(xiàn)了其的語音特色。

參考文獻

[1] 薛鈞義等.凌陽十六位單片機原理及應用.北京：北京航空航天大學出版社，2003

[2] 李學海.16位語音型單片機SPCE061A實用教程－基礎(chǔ)篇.北京：人民郵電出版社，2007