基于單片機的電子導游系統設計

引言

隨著(zhù)生活水平的提高，越來(lái)越多的人把旅游當成了一種時(shí)尚的消費方式，而有些問(wèn)題也隨之產(chǎn)生，如導游人員的缺乏及其素質(zhì)不高，加之大批喜歡獨立自由的旅游者的出現，這些促使了電子導游系統的產(chǎn)生。電子導游系統發(fā)展有個(gè)過(guò)程，最開(kāi)始時(shí)是一種半自動(dòng)化系統，功能是把景點(diǎn)信息以語(yǔ)音文件格式存儲在導游機里，一般通過(guò)鍵盤(pán)直接鍵入景點(diǎn)代碼，選擇播放。這種類(lèi)型的導游機，缺點(diǎn)是要輸入景點(diǎn)代碼，很不方便。發(fā)展到現在，出現了全自動(dòng)化的導游機，它在景點(diǎn)先安放無(wú)線(xiàn)發(fā)射模塊，這些發(fā)射模塊可以控制工作范圍，這樣在各個(gè)景點(diǎn)就有不同的編碼信號。游客到達景點(diǎn)后，游客手上的導游機會(huì )自動(dòng)接收編碼信號，經(jīng)過(guò)解碼后，由控制中心控制語(yǔ)音播放即可。本文介紹了這一全自動(dòng)化導游機的設計，采用了miniC-A101FS和單片機AT89C2051配合使用。

1 miniC-A101FS和SC2272的介紹

1.1 miniC-A101FS

miniC-A100FS是串口控制的語(yǔ)音模塊，使用簡(jiǎn)單，擴展靈活且性能高。該模塊不僅提供豐富的串口命令用于控制語(yǔ)音模塊播放，還可以向上位機提供查詢(xún)命令。其特性如下：

◆支持MPEG1/2/2.5 layer3的MP3格式播放;

◆支持USB2.0，通過(guò)USB接口更新音樂(lè );

◆提供串口控制;

◆支持Flash容量范圍：0～1 024 MB;

◆支持SD卡。

1.2 SC2272

SC2272和SC2262配套使用。它們采用CMOS工藝制造，最多擁有12個(gè)地址引腳，可支持多達531 441個(gè)地址的編碼，因此極大地減少了碼的沖突。SC2262完成發(fā)射，送出SC2262當前的地址編碼和數據位數據。當SC2272與SC2262地址一致時(shí)，SC2272接收到2幀以上SC2262的串行碼，SC2272和SC2262的振蕩頻率必須一致。當SC2272收到有效信號時(shí)，其引腳VT將變成高電平。

2 電子導游系統的電路及系統構成

在設計的系統中，射頻發(fā)射模塊被分布在景區的各個(gè)景點(diǎn)中，它們工作在不同的編址信號上。電子導游機采用比較通用的51系列單片機AT89C2051作為系統的控制處理單元，利用P1口循環(huán)給解碼芯片SC2272發(fā)送00H～FFH的數據，作為它們的地址;同時(shí)，射頻接收頭J04P將接收到的信號送至SC2272解碼，如果解碼的信號與單片機給地址預設的信號一致，將觸發(fā)中斷INT1，進(jìn)入中斷處理子程序，在中斷處理子程序中，將進(jìn)人對應的中斷處理程序進(jìn)行放音。TXD將用于與語(yǔ)音模塊進(jìn)行串行通信，P3口的INT1用于中斷。系統功能由發(fā)射部分和接收部分構成。

發(fā)射部分采用集成了SC2262和F05P發(fā)射頭的發(fā)射模塊，工作距離可通過(guò)天線(xiàn)的長(cháng)短和工作電壓的高低來(lái)調節。接收部分就是游客手持的電子導游機，系統框圖如圖1所示。

SC2272解碼出來(lái)的地址碼與預設的地址碼一致時(shí)，VT腳便從低電平跳到高電平，將此信號送反相器取反后，觸發(fā)中斷INT1;中斷控制子程序通過(guò)RXD、TXD向語(yǔ)音播放模塊發(fā)送指令“2404010000”，語(yǔ)音播放模塊便開(kāi)始播放景點(diǎn)介紹。系統電路如圖2所示。

圖2中有3個(gè)按鍵，2個(gè)是聲音大小鍵，另外1個(gè)是復位鍵。聲音大小鍵采用“采樣不同點(diǎn)電壓”的原理，是語(yǔ)音播放模塊自帶的按鍵電路;而復位鍵則采用經(jīng)典的電路，單片機的復位和語(yǔ)音播放模塊的復位連在一起，共同作用。

為了增強抗干擾效果，將J04P垂直于電路板，且在板圖上應該離語(yǔ)音播放模塊有一定的距離，這樣才能有最好的抗干擾效果。SC2262和SC2272的振蕩電阻選擇1 MΩ和200 kΩ為最佳。

系統還要考慮播放完錄音后是否要重復播放。本設計的功能是播放后不重復播放，除非游客按復位鍵，這是通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現的。在單片機的ROM中給每個(gè)景點(diǎn)留1字節的空間作為其播放標志位。每當進(jìn)入景點(diǎn)播放時(shí)，判斷該標志位是否為1，若是則表明已經(jīng)播放過(guò)，將不再播放;否則，播放景點(diǎn)介紹。按復位后可以重復播放。

系統的軟件流程如圖3所示。

3 現場(chǎng)測試

為了檢驗電子導游設備的可靠性，進(jìn)行了一些野外測試，效果良好：①發(fā)射模塊距離可調，符合顯示各旅游景點(diǎn)的需要，基本上能通過(guò)控制天線(xiàn)的長(cháng)短和電壓的高低得到理想的距離;②誤碼可能性極低;③通過(guò)程序的控制很好地實(shí)現了自動(dòng)判斷同一景點(diǎn)播放完后是否重新播放。

結 語(yǔ)

當前市場(chǎng)上電子導游系統有以下缺陷：成本高，體積大，語(yǔ)音存儲容量小。本文介紹的導游系統配合使用無(wú)線(xiàn)射頻發(fā)送/接收頭F05P/J04P和編解碼芯片SC22262/SC2272，采用低功耗單片機AT89C2051控制語(yǔ)音模塊的工作，成功地減小了體積(大約是普通手機大小)。采用市場(chǎng)上的普通器件，大大降低了成本。語(yǔ)音模塊miniC-A101FS支持的Flash容量是0～1024MB，而且支持SD卡，從根本上解決了導游機容量的問(wèn)題。該設備已經(jīng)投入到旅游景點(diǎn)測試，反映良好，不久就可以投入市場(chǎng)，相信會(huì )帶來(lái)很好的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益.