基于SPCE061A单片机的汽车保养提示系统设计

作者：时间：2012-03-08 来源：网络收藏

2．1 脉冲和时间累积的实现
在时间累积的程序中使用了SPCE061A单片机的实时时钟，以达到良好的计时效果。SPCE061A单片机拥有一个32 768 Hz的实时时钟源，通过频率选择组合可产生时间基准信号。时基计数器还可以通过分频产生2 Hz，4 Hz，1 024 Hz，2 048 Hz以及4 096 Hz的实时时钟信号，为中断系统提供各种实时中断源(IRQ4和IRQ5)信号。通过对时基信号的选择和设定，可以进行非常精确的计时。另外，时基信号为定时／计数器A的时钟源B提供各种频率选择信号。
由于在语音播放函数中使用了定时／计数器A作为时间溢出的快速中断源，在函数执行中对其进行了初始化和占用，为了达到较高的计时精度这里选用2 Hz的时基信号作为计时频率，采用IQR5作为计时中断源引发的中断。
SPCE061A单片机的B端口做为特殊功能引脚时，使用SPCE061A单片机的定时／计数器可以实现对外部输入脉冲的计数。该设计将编码器产生的脉冲输入到SPCE061A单片机的B端口的第四引脚，通过对B端口第二和第四引脚的设置，即：B端口第二引脚为反相输出，第四引脚为悬浮式输入，来实现对脉冲的计数。由于PCE061A单片机的2个定时／计数器中，定时／计数器A已用于语音播放，所以这里采用定时／计数器B作为脉冲输入计数器。采用IQR2做为脉冲计数溢出的中断源引发的中断。
2．2 语音播放功能的实现
凌阳的完整语音处理步骤可以分为：A／D转换、语音编码，语音存储，解码处理，D／A转换等，凌阳公司提供了SACM．LIB语音库，该库将上述步骤中的语音处理功能制作成相应的模块，每个模块都有其应用程序接口，因此只需要掌握这些模块的功能和使用方法，通过对该API函数的调用，就可以实现其功能。
凌阳的音频资源通常有两种获取方法：采用录音的方法和采用语音合成软件合成语音。然后用凌阳公司提供的压缩工具压缩成能够播放的语音格式。该设计使用第二种方法，采用从文字到语音的合成(Text-to-Speech)，这样就不需要对语音信号进行A／D转换，使用方便。
使用第二种方法要解决语音压缩的问题，语音压缩是为了在保证一定声音质量的条件以较小的存储空间实现对语音的表达和传递。语音压缩的方法很好地解决了单片机存储空间较小的问题。音频压缩根据压缩比的不同可分为三种：
(1)SACM-A2000：压缩比为8：1，8：1．25，8：1．5。
(2)SACM-S480：压缩比为80：3，80：4．5。
(3)SACM-S240：压缩比为80：1．5。
按音质排序：A2000>S480>S240。
凌阳常用的音频形式和压缩算法也可分为3种：
(1)波形编码。sub-band即SACM-A2000特点：高质量、高码率，适于高保真语音／音乐。
(2)参数编码。声码器(vocoder)模型表达，抽取参数与激励信号进行编码，如：SACM-S240。特点是压缩比大，计算量大，音质不高，廉价。
(3)混合编码。CELP即SACM-S480特点是综合参数和波形编码之优点。除此之外，还具有FM音乐合成方式即SACM-MS01。
语音压缩的过程是，首先使用语音合成软件将需要播放的信息传化成*．WAV格式的音频文件，在转换时将语音资源属性中的音频格式转换成8 kHz，16位，单声道。然后我使用凌阳公司提供的凌阳语音压缩工具Compress Tool软件，对语音合成的音频进行压缩。Compress Tool软件只能按照SACM-A2000，SACM-S480两种语音算法进行压缩，为了节省单片机的存储空间，在这里使用SACM-S480算法进行行压缩。
完成语音资源的压缩之后，还需要将压缩后的语音资源添加到的程序中去，并在程序中确定语音播放顺序，定义语音资源表。然后调用语音库的API函数，播放需要的语音资源。

3 结语
该设计在实验室已经获得成功，取得了不错的语音播放效果和LCD显示，很好地解决了汽车保养提示的问题，相信该系统的广泛应用将会有助于提高汽车的利用率，降低能耗，给社会和使用者带来巨大的效益。
由于汽车型号、品牌及使用环境等的不同都会对汽车的保养提出不同的要求，因此对于实践中的应用，还应根据具体情况，以该系统为基础对提示的内容进行修改，以达到很好的兼容性。另外，如果需要提示的语音资源过多，还需要进行存储器的扩展。这对单片机和存储器的通信提出了要求，播放函数也需要做相应的变更。同样，该系统还可以应用到许多以时间或脉冲累积为条件的提示系统中去，具有广阔的开发前景。