基于SPR4096的藏、英、漢三語公交報站系統設計

李書榮，肖 偉，羅布多吉，普 頓

（西藏大學 工學院 電子信息系，西藏 拉薩 850000）

目前西藏地區的旅游業快速發展，而拉薩出租車少，公交系統極不發達，并且缺少符合現代化都市的報站系統，游客出行問題十分影響西藏旅游業的發展。公交系統的發展必須從兩方面入手：增加對公交系統的投入和加強服務質量。而加強服務質量中最為重要的就是使游客能夠享受到更多的信息服務。目前，西藏地區的公交車報站主要由售票員完成。售票員的地方口音給外地乘客造成不便；售票員自身素質與服務質量有很大關系，這不利于保證公交售票服務的質量。基于以上情況，結合嵌入式系統設計方法[1-2]，這里設計一種藏、漢、英三語公交報站系統。

1 SPR4096的特點及引腳功能

本系統設計采用凌陽科技公司的SPCE061A單片機[3-4]、SPR4096存儲器與LCD鍵盤顯示模組設計并實現藏、漢、英三語公交車報站器系統。

SPR4096是一款基于SIO協議的存儲器件,具有4 MB的存儲空間，適合在小型化的嵌入式系統中應用。該器件內部嵌入 512 KB×8 bit高性能總線 Flash存儲器和 4 KB×8 bit的SRAM。在嵌入式總線存儲器接口和串行接口方式下，SPL13系列與SPLB3系列的MCU可通過總線存儲器接口或1位串行模式訪問SPR4096的Flash存儲器和SRAM。SPR4096可采用VDDI和VDDQ兩種電源模式供電。對于VDDI模式，電壓范圍是從2.25～2.75 V，可為內部的Flash和邏輯控制器提供電源；另一種是VDDQ模式，電壓范圍為2.25～3.6 V,僅適于對為IO口提供電源。SPR4096能夠工作在5 MHz的頻率；讀取數據的最大電流為2 mA,編程和擦除數據的最大電流為6 mA。

圖1為SPR4096內部結構圖，其引腳定義如下：CF0～CF7：配置鍵選擇；SCK：串行接口時鐘；SDA：串行接口數據IO端口；VDDQ ：VDDQ 模式電源引腳（3.3 V）；VDDI：VDDI模式電源引腳（2.5 V）；VSS：地；VSSQ：地；RES ：復位（低電平有效）。

圖1 SPR4096內部結構圖

2 系統硬件電路設計

根據各功能需求，系統硬件電路主要由SPCE061A主控板、LCD模塊、語音資源存儲模塊、語音資源選擇模塊、31鍵的鍵盤模塊和內部音頻放大模塊組成，如圖2所示。其中，LCD采用SPLC501液晶顯示模組，通過SPCE061A直接控制，配合鍵盤輸入模塊設置和顯示相關信息；語音資源存儲模塊采用2個SPR4096模組，分別用于存儲公交線路的信息資源和廣告、音樂資源,使用SPCE061A的DA通道，經由SPY0030構成的音頻放大電路[5-6]直接輸出到音頻輸出選擇模塊。

圖2 系統硬件總體設計框圖

3 SPR4096模塊電路設計

針對存儲器SPR4096，結合開發的簡易燒寫器，該燒寫器配合PC機ResWriter工具（針對SPR4096開發的專用軟件工具），通過EZ-probe下載線完成對SPR4096型存儲器的擦除、寫入、校驗等功能。SPR4096的引腳SCK和SDA與支持SIO協議的SPCE061A單片機的IO端口IOB0和IOB1對應，實現SPR4096與單片機SPCE061A間的通信。SPR4096通過ResWriter工具對SPR4096存儲器實現擦除、寫入以及校驗功能，方便地與單片機連接組成外擴存儲器的系統。圖3為SPR4096模塊電路原理圖。

圖3 SPR4096模塊電路原理圖

4 系統軟件設計

本設計主要面向西藏地區的公交車，所以，藏、漢、英3種語音是必須考慮的。 主程序是一個封閉的循環。IO端口初始化部分主要按照硬件資源分配對IO端口的狀態進行初始設置，包括IO端口狀態是處于輸入還是輸出狀態，是否設置上拉等操作，這些都在IO端口初始化子函數中完成。液晶初始化主要是設置液晶顯示部分的相關數據線、控制線的狀態。SPR4096初始化用于設置串行傳輸速率以及CPU時鐘頻率和相對應的IO端口的狀態。計時程序初始化用于打開計時中斷，一些與控制相關的全局變量初始化也在該子函數中完成。主程序流程如圖4所示。

5 結論

圖4 主程序流程

當系統工作在正常放電模式時，測試主控板消耗電流，在播報語音時主控板消耗的電流，最終測試結果：主控板消耗電流40.26 mA；語音播放時系統消耗電流400 mA。該電路能夠穩定工作在直流5～7 V的電源下，按鍵工作靈敏度高，系統響應速度快，語音采用SPY0030作為第1級放大，噪聲濾除效果好，最終輸出音色和音質都能滿足實際需要。本系統將為西藏地區公交報站系統的信息化、人性化提供一個較好的解決方案，具有一定的推廣前景。

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