凌陽單片機(jī)在電子導(dǎo)游器中的應(yīng)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(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)。讓游客按照設(shè)定的經(jīng)典路線，選擇景點(diǎn)或展位的講解使每個觀眾不但得到每個展位、景點(diǎn)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(jī)并采用A2000語音壓縮算法對語音信號進(jìn)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(diǎn)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(dǎo)游；凌陽單片機(jī)

1 緒論

隨著改革開放和經(jīng)濟(jì)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(dǎo)游手段，迫切需要一種攜帶方便、操作簡便的電子語音導(dǎo)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(jī)并采用A2000語音壓縮算法對語音信號進(jìn)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(jī)體積很小。

2 凌陽單片機(jī)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(jī)。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(shí)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(diǎn)，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(shí)現(xiàn)路線的顯示和景點(diǎn)語音的播放。根據(jù)景區(qū)景點(diǎn)設(shè)計一條經(jīng)典路線，將沿途主要景點(diǎn)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(diǎn)，黃色表示正在聽取解說詞的景點(diǎn)，綠色表示最后播放過解說詞的景點(diǎn)。語音播放按鍵分為景點(diǎn)相應(yīng)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(jī)SPCE061A實(shí)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(jìn)行了壓縮存儲。再利用中斷進(jìn)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(yīng)的語音和顯示相應(yīng)的LED燈。景點(diǎn)的解說詞事先利用凌陽內(nèi)置提供的工具進(jìn)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(diǎn)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(jī)時對系統(tǒng)初始化，包含對顯示景點(diǎn)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(yīng)多少次128Hz中斷過程。在KEY1～KEY4鍵控制下播放景點(diǎn)解說詞實(shí)際是提取相應(yīng)景點(diǎn)的語音信息的起始存儲地址，然后執(zhí)行相應(yīng)的語音播放程序。由于語音播放中斷服務(wù)子程序必須放在TMA-FIQ中斷源上，進(jìn)入中斷服務(wù)程序必須先保護(hù)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(dǎo)游器的性能達(dá)到了設(shè)計目標(biāo)，具體如下：各景點(diǎn)語音解說資料、開機(jī)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(diǎn)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(yīng)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(xiàn)

[1] 薛鈞義等.凌陽十六位單片機(jī)原理及應(yīng)用.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003

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