基于ISD4004單片機的火車(chē)站自動(dòng)語(yǔ)音播報系統

　　1.6 信號變換

　　系統信號取自車(chē)站信號室控制繼電器的觸點(diǎn)，主要是交流24 V的開(kāi)關(guān)量信號，必須將其轉換為單片機系統可以匹配的TTL電平，也就是將交流24 V變換為直流5 V，其信號電平變換電路如圖5所示。交流信號由二極管D32整流，電容C32濾波，經(jīng)限流電阻R32輸入光電耦合器4N25，經(jīng)內部發(fā)光管和光敏接收管有效實(shí)現光電轉換，同時(shí)將外部信號的電氣網(wǎng)絡(luò )與單片機控制系統隔離開(kāi)來(lái)，提高系統的可靠性和抗干擾能力。變換后輸出的信號是低電平，為保持輸入信號和輸出信號電平同步，后級加反相器，輸出標準的TTL 5 V信號，送往并行接口8255。

　　2 軟件總體設計

　　系統軟件設計直接影響到系統的整體性能。軟件主要功能是通過(guò)對鐵路信號進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢(xún)，準確判斷信號是否有效，并可靠查找信號所對應的語(yǔ)音存儲地址，取出信息進(jìn)行實(shí)時(shí)播報。軟件程序包括主控程序、信號查詢(xún)程序、語(yǔ)音播報程序、數據傳送程序、ISD4004的上電和掉電程序。程序中多次使用延時(shí)子程序，由于結構簡(jiǎn)單、通用性強、本文不再闡述。

　　2.1 主控程序

　　主控程序流程見(jiàn)圖6，系統上電時(shí)要進(jìn)行初始化，完成對I/O口、信號單元及信號標志位的清零和ISD4004及8255的初始化設置，并完成在系統上電時(shí)自檢和產(chǎn)品信息廣告的的語(yǔ)音播報。然后進(jìn)入信號的查詢(xún)和語(yǔ)音播報的循環(huán)控制流程。為了防止系統誤報、漏報或連報，在程序設計時(shí)充分考慮這方面的因素，如采用信號延時(shí)防抖判定，信號電平的高低交錯標志判斷及信號單元地址查表等方法，提高系統的可靠性。

　　2.2 信號查詢(xún)子程序

　　信號查詢(xún)子程序的流程見(jiàn)圖7，系統30多路信號分別占用AT89C51單片機的部分I/O線(xiàn)和可編程接口8255的A、B、C口24路輸入線(xiàn)。程序對多路信號進(jìn)行逐一查詢(xún)，并對到來(lái)的有效信號進(jìn)行分單元標記儲存，以便將參數傳遞給主控程序。

　　2.3 語(yǔ)音播報子程序

　　ISD4004芯片所有操作必須由微控制器控制的操作命令，通過(guò)串行通信協(xié)議SPI接口送入。SPI控制寄存器控制芯片的錄放音、信息檢索、上電、掉電、開(kāi)始和停止等功能，由軟件編程指令改變SPI控制寄存器的控制位來(lái)實(shí)現，SPI控制寄存器的控制位如圖8所示，指令格式是：8位控制碼+16位地址碼。ISD的任何操作在運行位C4置1時(shí)開(kāi)始，置0時(shí)結束，如果遇到EOM或OVF，則產(chǎn)生一個(gè)中斷，使用“讀”指令使中斷狀態(tài)位移出ISD的MISO引腳時(shí)，控制及地址數據也同步從MOSI端移入。因此要注意移入的數據是否與器件當前進(jìn)行的操作兼容。當然，也允許在一個(gè)SPI周期里，同時(shí)執行讀狀態(tài)和開(kāi)始新的操作(即新移入的數據與器件當前的操作可以不兼容)。

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