基于51單片機(jī)的電子導(dǎo)游系統(tǒng)設(shè)計(jì)

引言

隨著生活水平的提高，越來越多的人把旅游當(dāng)成了一種時(shí)尚的消費(fèi)方式，而有些問題也隨之產(chǎn)生，如導(dǎo)游人員的缺乏及其素質(zhì)不高，加之大批喜歡獨(dú)立自由的旅游者的出現(xiàn)，這些促使了電子導(dǎo)游系統(tǒng)的產(chǎn)生。電子導(dǎo)游系統(tǒng)發(fā)展有個(gè)過程，最開始時(shí)是一種半自動(dòng)化系統(tǒng)，功能是把景點(diǎn)信息以語(yǔ)音文件格式存儲(chǔ)在導(dǎo)游機(jī)里，一般通過鍵盤直接鍵入景點(diǎn)代碼，選擇播放。這種類型的導(dǎo)游機(jī)，缺點(diǎn)是要輸入景點(diǎn)代碼，很不方便。發(fā)展到現(xiàn)在，出現(xiàn)了全自動(dòng)化的導(dǎo)游機(jī)，它在景點(diǎn)先安放無線發(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(hào)。游客到達(dá)景點(diǎn)后，游客手上的導(dǎo)游機(jī)會(huì)自動(dòng)接收編碼信號(hào)，經(jīng)過解碼后，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(dǎo)游機(jī)的設(shè)計(jì)，采用了miniC- A101FS和單片機(jī)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(kuò)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(jī)提供查詢命令。其特性如下：

◆支持MPEG1／2／2.5 layer3的MP3格式播放；

◆支持USB2.0，通過USB接口更新音樂；

◆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(dá)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(dāng)前的地址編碼和數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)。當(dāng)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(dāng)SC2272收到有效信號(hào)時(shí)，其引腳VT將變成高電平。

2 電子導(dǎo)游系統(tǒng)的電路及系統(tǒng)構(gòu)成

在設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，射頻發(fā)射模塊被分布在景區(qū)的各個(gè)景點(diǎn)中，它們工作在不同的編址信號(hào)上。電子導(dǎo)游機(jī)采用比較通用的51系列單片機(jī)AT89C2051 作為系統(tǒng)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(shù)據(jù)，作為它們的地址；同時(shí)，射頻接收頭J04P將接收到的信號(hào)送至 SC2272解碼，如果解碼的信號(hào)與單片機(jī)給地址預(yù)設(shè)的信號(hào)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(duì)應(yīng)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(tǒng)功能由發(fā)射部分和接收部分構(gòu)成。

發(fā)射部分采用集成了SC2262和F05P發(fā)射頭的發(fā)射模塊，工作距離可通過天線的長(zhǎng)短和工作電壓的高低來調(diào)節(jié)。接收部分就是游客手持的電子導(dǎo)游機(jī)，系統(tǒng)框圖如圖1所示。

SC2272解碼出來的地址碼與預(yù)設(shè)的地址碼一致時(shí)，VT腳便從低電平跳到高電平，將此信號(hào)送反相器取反后，觸發(fā)中斷INT1；中斷控制子程序通過RXD、TXD向語(yǔ)音播放模塊發(fā)送指令“2404010000”，語(yǔ)音播放模塊便開始播放景點(diǎn)介紹。系統(tǒng)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(fù)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(fù)位鍵則采用經(jīng)典的電路，單片機(jī)的復(fù)位和語(yǔ)音播放模塊的復(fù)位連在一起，共同作用。

為了增強(qiáng)抗干擾效果，將J04P垂直于電路板，且在板圖上應(yīng)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(tǒng)還要考慮播放完錄音后是否要重復(fù)播放。本設(shè)計(jì)的功能是播放后不重復(fù)播放，除非游客按復(fù)位鍵，這是通過軟件來實(shí)現(xiàn)的。在單片機(jī)的ROM中給每個(gè)景點(diǎn)留1字節(jié)的空間作為其播放標(biāo)志位。每當(dāng)進(jìn)入景點(diǎn)播放時(shí)，判斷該標(biāo)志位是否為1，若是則表明已經(jīng)播放過，將不再播放；否則，播放景點(diǎn)介紹。按復(fù)位后可以重復(fù)播放。

系統(tǒng)的軟件流程如圖3所示。

3 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

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

結(jié) 語(yǔ)

當(dāng)前市場(chǎng)上電子導(dǎo)游系統(tǒng)有以下缺陷：成本高，體積大，語(yǔ)音存儲(chǔ)容量小。本文介紹的導(dǎo)游系統(tǒng)配合使用無線射頻發(fā)送／接收頭F05P／J04P和編解碼芯片SC22262／SC2272，采用低功耗單片機(jī)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(jī)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(dǎo)游機(jī)容量的問題。該設(shè)備已經(jīng)投入到旅游景點(diǎn)測(cè)試，反映良好，不久就可以投入市場(chǎng)，相信會(huì)帶來很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。