樓盤模型點對點燈光語音同步解說機的設計與實現

摘要： 為了減輕售樓人員工作強度，提高樓盤展示效果，以MP3語音模塊和單片機為主要器件，設計了一款樓盤模型點對點語音燈光同步解說機，并對解說機的硬件電路及其軟件的設計方法進行了詳細描述。首先解說機把解說信息用MP3格式預先存放在SD卡中，然后用鍵盤無線遙控的方法實現樓盤信息的燈光、語音的同步呈現。將所設計的解說機系統應用于校園模型的展示，獲得良好的效果。

關鍵詞： 樓盤模型； MP3語音模塊； 藍牙； SD卡

中圖分類號： TN911?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）06?0100?05

在樓盤銷售過程中，售樓人員需要面對樓盤模型對來往的購買人群反反復復進行講解，這不光讓售樓人員非常辛苦，也會因為人為因素，把講解內容遺漏或出現差錯。針對這種情況，本文利用MP3語音播放模塊[1]，結合單片機及藍牙技術，設計了一款樓盤模型點對點語音燈光同步解說機。事先把售樓解說詞按樓盤編號存入解說機中的SD卡中，售樓人員可以根據客人的需要，通過藍牙遙控手柄，點對點按下按鍵，點亮需要介紹的樓盤燈光，并由MP3播放模塊同步播放該樓盤的解說詞，提高了解說質量和效果，節省了人力，也方便實現解說自動化。

1 系統硬件設計

點對點語音燈光同步解說機，既要實現解說語音的播放與對應樓盤的效果燈光同步出現，又要讓這個對應點要反映在鍵盤上，由鍵盤直接控制。這樣，要求語音播放模塊除了能夠點播需的語音外，還需要有輸出端口能夠控制外圍電路，使相應燈光同步工作。常用的MP3語音播放模塊[2]，主要進行音樂播放和控制，沒有輸出端口控制外圍電路[3]，為此，需要對語音模塊進行二次開發，以實現需要的功能。利用MP3語音播放模塊和單片機技術設計的燈光語音同步解說機的硬件結構框圖如圖1所示。由主機電路和鍵盤電路兩大部分組成，主機電路包括語音播放模塊、單片機處理電路、繼電器開關電路等，鍵盤電路包括單片機按鍵處理電路、藍牙串口模塊等。

主機和鍵盤之間通過藍牙實現串口無線通信，使播放機的操作更方便靈活。

1.1 MP3語音播放模塊選型

1.2 主機電路設計

主機電路采用40腳的AT89S51單片機[4]對MP3語音模塊進行并口控制[5]，P3.0和P3.1串口作鍵盤控制的通信口，其余端口都用作繼電器輸出的控制端口。這樣，在不增加擴展芯片的情況下，本電路也可以實現20路點對點語音燈光的同步控制。主機控制電路如圖3所示。由單片機通過繼電器實現對燈光的控制，由于繼電器輸出需要一定的電流驅動，而AT89S51單片機的管腳輸出能力較弱，不能直接驅動繼電器[6]，因此選用八NPN達林頓晶體管陣列芯片ULN2803來驅動繼電器。該芯片工作電壓為5 V，最大驅動電流為500 mA，且內置續流二極管，無需在繼電器兩端并接續流二極管，但在每個繼電器兩端仍然并接了一只LED，用于繼電器工作狀態的指示。MP3語音模塊的1～8腳與單片機的P1.0～P1.7端口對應連接，模塊的功能端口13（BUSY）腳和14（PL）腳分別與單片機的P3.2和P3.3引腳相連，這兩個腳配合1～8腳的編碼，實現模塊的各種播放功能。模塊的語音信號由模塊的左右兩個聲道信號輸出腳17～19輸出，直接將其接入音頻功率放大電路、播放語音信號。

1.3 鍵盤電路設計

本電路需要設置20個按鍵實現20路燈光的點對點控制，同時還需要設置一些功能按鍵，如音量的調節、頁面的轉換等，因此共設置了25個按鍵。鍵盤電路如圖4所示，采用20腳的AT89C2051單片機來實現[7]。

1.4 串口通信電路設計

系統主機電路和鍵盤電路分別使用一片單片機來實現各自的功能，鍵盤電路通過串口和主機電路進行通信[9]。為了使操作靈活方便，本文把電路設計為遙控手柄，用藍牙串口模塊實現無線串口通信。

（1）語音模塊控制程序

由于需要對MP3語音模塊進行并口控制，因此要嚴格按照其提供的相關工作模式和時序來編寫控制程序。根據模塊資料，可以建立若干文件夾來存放拷貝在SD卡的MP3文件，第一個文件夾以02命名；直接存入SD卡的MP3文件被系統默認為根目錄，默認的文件名為01，以后建立的文件名不能用01為文件名。每個文件夾內可以存放199段MP3文件，每個SD卡最多可以存放15個文件夾，含根目錄。

本設計需要播放20段語音信息，因此，可以建立一個文件名為02的文件夾，把要播放的20段解說詞事先錄制為MP3文件存放在這個文件夾里，然后可在根目錄存放一些MP3音樂。這樣，通過鍵盤的控制，既能播放解說詞，又可以在空閑的時候播放一些音樂，活躍現場氣氛。表1是MP3模塊1?8腳的編碼功能表。表中，當1～8腳的編碼為000時，模塊將隨機播放SD卡中根目錄中的MP3文件；編碼為001時，播放指定MP3文件中的第一個文件；編碼為002時，播放第二個文件，依此類推，直到播放第199個文件。當編碼為232時，模塊實現的功能是增大音量；編碼為233時，模塊實現的功能是減小音量，對音量的控制操作，模塊系統給予了最高的優先權。需要功能腳PL和BUSY的配合來實現這些功能。具體實現方法是，先對1～8腳按功能要求進行編碼，然后給PL腳一個下降沿信號，模塊就執行設置的功能。如要進入02文件夾播放解說詞，可先把編碼“242”送入P1端口，再給PL腳一個下降沿，模塊就進入了02文件夾。要播放第2段解說詞，把編碼“02”送入P1口，再給PL腳一個下降沿，模塊就開始播放第二段解說詞。播放時，BUSY腳輸出低電平，這個腳與單片機P3.2連接，通過檢測這個腳的電平，可以知道該段是否播放完畢，當P3.2為高電平時，表明該段播放結束，這時應該給出“239”這個結束指令，以免繼續播出下段語音。

（2）繼電器控制程序

（3）串口通信程序

2.2 鍵盤程序

3 系統測試及應用

電路設計和組裝過程中，要對多個環節進行測試和實驗，如語音模塊的播放控制、按鍵的串口控制、藍牙的配對及無線通信實驗等。在語音播放控制實驗時發現， 保存在SD卡中語音段，不是按照保存的文件名序號播放的，而是按照存入SD卡的時間順序播放的，如單片機P1口輸入語音模塊P1口的編碼是001，這時語音模塊播放的是第一個存放在文件夾中的語音段，與這個語音段的文件名無關，文件名序號只是幫助便于管理播放文件。完成的產品實物照片見圖9，通過測試，用手柄遙控可以完成設計的全部功能，實際遙控距離8 m左右，室內操作已經夠用了。

4 結 語

本文利用單片機對MP3語音模塊進行二次開發，實現了樓盤模型語音燈光的同步控制，給樓盤銷售人員帶來了方便。也可以把本系統的鍵盤直接連接在主機電路上，并將其放置在模型的合適位置，鍵盤上的編號和模型上樓盤編號一一對應，參觀的顧客或觀眾可以自己按下需要了解的樓盤號，相應燈光和語音就呈現出來，實現樓盤展示的自動化。本電路還可應用于旅游景點沙盤模型的自動導游、城市沙盤模型展示、國防教育沙盤模型自動演示等方面。

參考文獻

[1] 杭州遠光科技有限公司.BAT/BAS系列高保真MP3模塊使用說[EB/OL].[2012?08?02 ].http：//bbs.hc360.com/thread?2373081?1?1.html.

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[4] 樓然苗，李光飛.51單片機設計實例[M].北京：北京航空航天大學出版社，2002 .

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[6] 歐陽斌林，劉立山.單片機原理及應用[M].北京：中國水利水電出版社，2001.

[7] 佚名.單片機AT89C2051中文資[EB/OL].[2012?08?02].http：//wenku.baidu.com/view/f03ae6edaeaad1f346933fe9.html.

[8] 李鍵，田航.鋰電池線性管理芯片LTC4054及其應用[J].重慶教育學院學報，2004（5）：20?25.

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[10] 深圳市博陸科電子科技有限公司.BLK?MD?BC04?藍牙模塊技術手冊[EB/OL].[2012?08?02].http：//wenku.baidu.com/view/db68769c51e79b8968022621.html.