2 语音信号控制
2.1语音电路构成
根据训练要求,语音电路在起跑前10秒发出“长提示音”一声,然后每隔一秒发“短提示音”一声,计时回零时发“发令枪声”(发声规律可调)。
语音部分电路设计见图2。“提示音”与“起跑枪声”由语音 存储 /再生芯片ISD1420分段 存储 ,ISD1420输出的音频信号经电容耦合到两片集成功率放大器TDA2003构成的BTL功放电路,最后由扬声器输出。MAX232将PLC送过来的RS232电平信号转换成TTL电平并送到单片机AT89C51,AT89C51根据PLC的指令,通过P3.6控制ISD1420的放音,P3.2~P3.5用来调整放音地址。MAX813L则作为看门狗为单片机AT89C51提供上电复位和运行监控,由P3.7提供喂狗信号。
2.2语音电路特性
选用语音存储/再生芯片ISD1420。该电路采用EEPROM存储方法将模拟语音数据直接写入半导体存储单元中,具有音质自然、可反复录放、抗干扰、低功耗等许多优点。ISD1420放音时间为20秒;最多可分为160段,每段段长最少125ms;输入采样6.4kHz;100000次录音周期;5V单电源供电,放音电流15mA,维持电流0.5μA。完全满足设计需要。使用28引脚的DIP封装芯片,引脚功能见参考文献[5]。
地址引脚(A0~A7)有两个作用,取决于A7、A6的状态。当A7或A6有一个为“0”时,A0~A7解释为地址位,作为当前录放操作的起始地址。我们设计的电路使用了A0~A7的地址位功能。ISD1420的地址空间分配见表1。
根据需要,语音信号分为“提示音”和“发令枪声”两段存储数据,“长提示音”或“短提示音”则由放音时间来区分。利用A0~A7引脚的地址功能,将ISD1420的内部存储空间分成两部分。20秒存储空间分为前8秒存储“提示音”,后12秒存储“发令枪声”。本设计对语音信号的音质要求并不高,所以语音数据事先由模拟方式录入。由于实际放音持续时间都小于存储的时间(8秒、12秒),可以通过调整语音芯片的低位地址A0、A1、A2(P3.2~P3.4控制)来选择合适的数据段播放。
4 结论
本起跑训练装置的语音环节结构简单,成本较低,调整方便,可靠性高,实际使用证明能够满足场地自行车训练要求。通过适当调整,该环节可用于其他场地竞赛训练。同时,该设计也为智能仪器提供较大功率语音信号输出给出了有益的尝试。
本文关键字:语音 元器件特点及应用,元器件介绍 - 元器件特点及应用