基于SPCE061A單片機(jī)的汽車保養(yǎng)提示系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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2．1 脈沖和時間累積的實(shí)現(xiàn)
在時間累積的程序中使用了SPCE061A單片機(jī)的實(shí)時時鐘，以達(dá)到良好的計(jì)時效果。SPCE061A單片機(jī)擁有一個32 768 Hz的實(shí)時時鐘源，通過頻率選擇組合可產(chǎn)生時間基準(zhǔn)信號。時基計(jì)數(shù)器還可以通過分頻產(chǎn)生2 Hz，4 Hz，1 024 Hz，2 048 Hz以及4 096 Hz的實(shí)時時鐘信號，為中斷系統(tǒng)提供各種實(shí)時中斷源(IRQ4和IRQ5)信號。通過對時基信號的選擇和設(shè)定，可以進(jìn)行非常精確的計(jì)時。另外，時基信號為定時／計(jì)數(shù)器A的時鐘源B提供各種頻率選擇信號。
由于在語音播放函數(shù)中使用了定時／計(jì)數(shù)器A作為時間溢出的快速中斷源，在函數(shù)執(zhí)行中對其進(jìn)行了初始化和占用，為了達(dá)到較高的計(jì)時精度這里選用2 Hz的時基信號作為計(jì)時頻率，采用IQR5作為計(jì)時中斷源引發(fā)的中斷。
SPCE061A單片機(jī)的B端口做為特殊功能引腳時，使用SPCE061A單片機(jī)的定時／計(jì)數(shù)器可以實(shí)現(xiàn)對外部輸入脈沖的計(jì)數(shù)。該設(shè)計(jì)將編碼器產(chǎn)生的脈沖輸入到SPCE061A單片機(jī)的B端口的第四引腳，通過對B端口第二和第四引腳的設(shè)置，即：B端口第二引腳為反相輸出，第四引腳為懸浮式輸入，來實(shí)現(xiàn)對脈沖的計(jì)數(shù)。由于PCE061A單片機(jī)的2個定時／計(jì)數(shù)器中，定時／計(jì)數(shù)器A已用于語音播放，所以這里采用定時／計(jì)數(shù)器B作為脈沖輸入計(jì)數(shù)器。采用IQR2做為脈沖計(jì)數(shù)溢出的中斷源引發(fā)的中斷。
2．2 語音播放功能的實(shí)現(xiàn)
凌陽的完整語音處理步驟可以分為：A／D轉(zhuǎn)換、語音編碼，語音存儲，解碼處理，D／A轉(zhuǎn)換等，凌陽公司提供了SACM．LIB語音庫，該庫將上述步驟中的語音處理功能制作成相應(yīng)的模塊，每個模塊都有其應(yīng)用程序接口，因此只需要掌握這些模塊的功能和使用方法，通過對該API函數(shù)的調(diào)用，就可以實(shí)現(xiàn)其功能。
凌陽的音頻資源通常有兩種獲取方法：采用錄音的方法和采用語音合成軟件合成語音。然后用凌陽公司提供的壓縮工具壓縮成能夠播放的語音格式。該設(shè)計(jì)使用第二種方法，采用從文字到語音的合成(Text-to-Speech)，這樣就不需要對語音信號進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換，使用方便。
使用第二種方法要解決語音壓縮的問題，語音壓縮是為了在保證一定聲音質(zhì)量的條件以較小的存儲空間實(shí)現(xiàn)對語音的表達(dá)和傳遞。語音壓縮的方法很好地解決了單片機(jī)存儲空間較小的問題。音頻壓縮根據(jù)壓縮比的不同可分為三種：
(1)SACM-A2000：壓縮比為8：1，8：1．25，8：1．5。
(2)SACM-S480：壓縮比為80：3，80：4．5。
(3)SACM-S240：壓縮比為80：1．5。
按音質(zhì)排序：A2000>S480>S240。
凌陽常用的音頻形式和壓縮算法也可分為3種：
(1)波形編碼。sub-band即SACM-A2000特點(diǎn)：高質(zhì)量、高碼率，適于高保真語音／音樂。
(2)參數(shù)編碼。聲碼器(vocoder)模型表達(dá)，抽取參數(shù)與激勵信號進(jìn)行編碼，如：SACM-S240。特點(diǎn)是壓縮比大，計(jì)算量大，音質(zhì)不高，廉價。
(3)混合編碼。CELP即SACM-S480特點(diǎn)是綜合參數(shù)和波形編碼之優(yōu)點(diǎn)。除此之外，還具有FM音樂合成方式即SACM-MS01。
語音壓縮的過程是，首先使用語音合成軟件將需要播放的信息傳化成*．WAV格式的音頻文件，在轉(zhuǎn)換時將語音資源屬性中的音頻格式轉(zhuǎn)換成8 kHz，16位，單聲道。然后我使用凌陽公司提供的凌陽語音壓縮工具Compress Tool軟件，對語音合成的音頻進(jìn)行壓縮。Compress Tool軟件只能按照SACM-A2000，SACM-S480兩種語音算法進(jìn)行壓縮，為了節(jié)省單片機(jī)的存儲空間，在這里使用SACM-S480算法進(jìn)行行壓縮。
完成語音資源的壓縮之后，還需要將壓縮后的語音資源添加到的程序中去，并在程序中確定語音播放順序，定義語音資源表。然后調(diào)用語音庫的API函數(shù)，播放需要的語音資源。
3 結(jié)語
該設(shè)計(jì)在實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)獲得成功，取得了不錯的語音播放效果和LCD顯示，很好地解決了汽車保養(yǎng)提示的問題，相信該系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用將會有助于提高汽車的利用率，降低能耗，給社會和使用者帶來巨大的效益。
由于汽車型號、品牌及使用環(huán)境等的不同都會對汽車的保養(yǎng)提出不同的要求，因此對于實(shí)踐中的應(yīng)用，還應(yīng)根據(jù)具體情況，以該系統(tǒng)為基礎(chǔ)對提示的內(nèi)容進(jìn)行修改，以達(dá)到很好的兼容性。另外，如果需要提示的語音資源過多，還需要進(jìn)行存儲器的擴(kuò)展。這對單片機(jī)和存儲器的通信提出了要求，播放函數(shù)也需要做相應(yīng)的變更。同樣，該系統(tǒng)還可以應(yīng)用到許多以時間或脈沖累積為條件的提示系統(tǒng)中去，具有廣闊的開發(fā)前景。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/171924.htm
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