公交车报站系统的设计

 摘  要

随着多媒体信息处理技术的发展，音频处理技术得到了广泛的应用.语音技术是研究用数字信号处理技术对语音信号进行处理的一门学科，是在多学科基础上发展起来的综合性技术。语音技术涉及数字信号处理、模式识别、语音学、语言学和人工智能等多个学科。

凌阳十六位单片机SPCE061A采用凌阳最新推出的μ’nSP（Microcontroller and Signal Processor）16 位微处理器内核（以下简称μ’nSP），而μ’nSP内核是一个通用的核结构。SPCE061A内嵌32K字（Word）闪存（FLASH），2K字（Word）SRAM，内置十位ADC、DAC，有多达十四个的中断源等丰富的片内资源。CPU最高可工作在49MHz的主频下，较高的处理速度使μ’nSP能够非常容易地、快速地处理复杂的数字信号，这使得SPCE061A具有灵活的语音处理能力。因此，与其它类型的单片机相比，以μ’nSP为核心的SPCE061A微控制器是适用于有数字语音功能的应用领域产品的一种最经济的选择。

本文讨论了应用SPCE061A精简开发板——61板、LED键盘显示模块、SPR模组_4096实现简易的公交车报站器。接着对语音报站系统从硬件和软件方面进行分析设计，选择和利用开发板提供的软硬件资源，详细描述了语音报站系统的设计思想和实现步骤。

系统硬件设计是采用凌阳公司的SPCE061A高性能16位单片机，工作电压范围是2.6~5.5V，低电压、较高的系统工作频率使该单片机能够较快速的处理数字信号。片内集成了自动增益控制功能的麦克风输入方式以及DAC音频输出功能，提供了丰富的C函数库和语音处理函数库。

软件采用模块化程序结构，程序模块包括初始化、键盘扫描、SPR_4096驱动、时间显示、语音播放模块等等。

关键词： SPCE061A；SPR4096；公交车报站器；FLASH

目    录

1  引言 1

2  系统方案论证及介绍 2

2.1 设计要求 2

2.2 方案论证 2

2.3 系统硬件方案 3

2.4 系统的硬件框图 3

2.5 硬件模块连线图 4

3  模块特性简介 5

3.1 SPCE061A简介 6

3.2 芯片简介 7

3.2.1CPU 7

3.2.2指令系统介绍 9

3.3 SPCE061A精简开发板 15

3.3.161板简介 15

3.3.261板的组成和作用 18

3.4 SPR_4096模组 19

3.4.1基本特性与参数指标 19

3.4.2主要功能 19

3.4.3结构框图 19

3.4.4硬件设计电路 20

3.5 LED键盘模组简介 20

3.5.1基本特性与主要功能 21

3.5.2结构框图 21

3.5.3布局框图 21

3.5.4电路原理图 22

3.5.5接口说明 22

3.5.6使用提示 23

4  系统硬件设计 25

4.1 主控板电路模块分析 25

4.1.1微控制器电路 25

4.1.2电源板电路模块分析 25

4.1.3CPU语音输出电路 26

4.2 LED_键盘模块分析 26

4.2.1主要元器件 26

4.3 SPR模组电路分析 29

5  所用语音算法介绍 31

5.1 音频的概述 31

5.1.1音频的特点及分类 31

5.1.2数字音频的采样和量化 31

5.1.3音频格式的介绍 31

5.1.4语音压缩编码基础 33

5.2 凌阳音频概述 34

5.2.1凌阳音频压缩算法的编码标准 34

5.2.2压缩分类 35

5.2.3凌阳常用的音频形式和压缩算法 35

5.2.4凌阳语音的播放、录制、合成和辨识 35

6  系统软件设计 41

6.1 主要功能 41

6.2 方案实现 41

6.2.1初始化函数 43

6.2.2语音播放的实现 44

6.2.3更新时间 45

6.2.4设置时间 45

7  总结……………………………………………………………………….47

谢  辞 48

参考文献 49

附  录 50