基于SST89V58和ISDl760的語(yǔ)音費額顯示器的設計

　　語(yǔ)音費額顯示器是用于普通和高速公路收費車(chē)道向應繳費車(chē)輛和人員顯示車(chē)型及收費金額等信息的一種機電設備。通常安裝于收費車(chē)道出入口的側部，可顯示車(chē)型、金額、余額及漢字信息等，同時(shí)具有通行指示、語(yǔ)音提示等功能。本文以SST89V58單片機和語(yǔ)音芯片ISDl760為核心，給出了一種語(yǔ)音費額顯示器的設計方法。

　　1 語(yǔ)音芯片ISDl760簡(jiǎn)介

　　ISDl760是華邦公司新推出的單片優(yōu)質(zhì)語(yǔ)音錄放電路ISDl700系列芯片中的一款。該芯片可用來(lái)替代已經(jīng)停產(chǎn)的ISD2560芯片。用戶(hù)可利用振蕩電阻來(lái)自已設定芯片的采樣頻率，從而決定芯片的錄放時(shí)間(40～120 s)和錄放音質(zhì)(4～12kHz)。相比過(guò)去的ISD2560芯片，ISDl760在功能上集成了錄放功能，并增加了一些更加人性化的提示功能以及對存儲空間的精確操作功能，而且音質(zhì)也有了明顯的提高。

　　ISDl760芯片提供的多項新功能包括內置多信息管理系統、新信息提示(vAlert)、雙運作模式(獨立模式和SPI模式)以及可定制的信息操作指示音效等。芯片內部包含有自動(dòng)增益控制、麥克風(fēng)前置擴大器、揚聲器驅動(dòng)線(xiàn)路、振蕩器與內存等全方位整合系統功能。此外，該芯片還具有專(zhuān)利技術(shù)的模擬處理存儲方式，且錄放音質(zhì)極佳，背景噪音很小，語(yǔ)音內容保存時(shí)間長(cháng)且不易丟失。非常適用于公路收費站和公交車(chē)等場(chǎng)合進(jìn)行語(yǔ)音播報。

　　ISDl760有獨立模式和SPI模式兩種工作模式。本系統采用SPI工作模式，其中單片機為主機，ISDl760作為從機。主控單片機主要通過(guò)四線(xiàn)(SCLK，MOSI，MISO，/SS)SPI協(xié)議來(lái)與ISDl760進(jìn)行串行通信，而且幾乎所有的操作都可以通過(guò)SPI協(xié)議來(lái)完成。

　　2 語(yǔ)音費額顯示器的硬件設計

　　一個(gè)語(yǔ)音費額顯示系統可由主控制模塊、存儲模塊、語(yǔ)音模塊、功放模塊，串口通信模塊、驅動(dòng)模塊和顯示模塊等模塊組成，其主控系統框圖如圖1所示。費額顯示器的通信命令來(lái)源于收費系統的車(chē)道控制計算機。計算機可將根據車(chē)型、軸載重量、行駛公里數、計費標準等數學(xué)計算公式得到的最終數據，通過(guò)串口發(fā)送給費額顯示器的RS-232通信芯片，再由RS-232通信芯片將數據輸入單片機進(jìn)行處理。單片機處理后的數據可分兩路輸出，其中一路輸出至解碼、驅動(dòng)芯片，以用于驅動(dòng)數碼管的費額顯示;另一路則輸出至語(yǔ)音芯片，以用于進(jìn)行同步語(yǔ)音報價(jià)。

　　由于本系統采用的是2MB的串行FLASH芯片SST25LF020A來(lái)存儲字庫內容，故可采用帶有SPI接口的SST89V58單片機作為主控制芯片，并使用模擬SPI方式與ISDl760進(jìn)行串行通信。

　　單片機上具有IO功能的四個(gè)管腳可分別與ISDl760上的SCLK、MOSI、MISO和連接;ISDl760的ROSC端可用一個(gè)80 kΩ的電阻接地，即設置的采樣頻率為8 kHz。該采樣率下的最大錄放音時(shí)間為60s;SP+、SP-端外接TDA2009A組成的功率放大電路可實(shí)現播報語(yǔ)音的音量控制。 TDA2009A是雙路音頻功率放大器，它具有過(guò)熱保護電路，而且外接元件少，安裝簡(jiǎn)單。

　　費額顯示器的語(yǔ)音播報內容主要包括播報歡迎詞、車(chē)型、收費金額、車(chē)重、警報音等。本系統使用ISDl700語(yǔ)音編程拷貝機將錄制好的語(yǔ)音分段錄制到語(yǔ)音芯片中。另外，通過(guò)語(yǔ)音編程拷貝機也可以很方便地讀取每段語(yǔ)音信息的開(kāi)始和結束地址，并可進(jìn)行多片芯片語(yǔ)音信息的拷貝。

　　在語(yǔ)音錄制過(guò)程中，需要注意的問(wèn)題首先是在燒錄語(yǔ)音前應檢查電腦聲卡驅動(dòng)，應保證有驅動(dòng)并且最新，最好將聲卡聲音輸出設置中的喇叭組態(tài)設置為耳機，輸出音量大小設置到三分之二的狀態(tài);其次是在燒錄語(yǔ)音時(shí)，電腦除了運行燒錄語(yǔ)音的程序外，將其它的應用軟件(如殺毒軟件等)關(guān)閉，以保證沒(méi)有噪音混入;最后，在燒錄語(yǔ)音芯片結束后，可循環(huán)播放試聽(tīng)一下，如果對音質(zhì)不滿(mǎn)意，可使用Goldwave或者Adobe Audition等音頻編輯軟件再對語(yǔ)音文件進(jìn)行編輯，已達到滿(mǎn)意的效果。

　　3 軟件程序設計

　　語(yǔ)音費額顯示器的系統軟件要實(shí)現的任務(wù)是處理收費亭中收費計算機發(fā)送的串行通信數據，完成相應的顯示功能并進(jìn)行語(yǔ)音播報。其中的語(yǔ)音處理程序主要判斷是否需要播報語(yǔ)音信息，以及找到相應語(yǔ)音信息的存儲地址，播報制定段語(yǔ)音。其系統程序流程圖如圖2所示。下面是模擬SPI發(fā)送數據子程序和播放制定地址段的子程序：

　　/*模擬SPI發(fā)送數據子程序*/