基于TTS模块的语音播报红外数字测温计设计

I2C通讯模式：采用标准I2C总线接口，工作在Slave方式，在I2C总线上也可同时挂接多个设备。

XF-S4240控制命令

XF-S4240提供了多种语音合成控制命令，如：合成命令、停止合成命令、暂停合成命令、恢复合成命令;通过状态查询命令可查询当前模块的工作状态;而休眠命令则可置模块于休眠方式以降低功耗。针对上位机发出的不同控制命令帧，XF-S4240模块会向上位机回送单字节的反馈信息。此外，通过模块输出引脚RDY/BSY的电平变化，借助硬件电路也可识别模块当前的工作状态。

语音合成电路设计

语音合成系统设计如图2所示。语音模块借助SPI接口与单片机连接，由硬件RDY引脚指示模块的工作状态，与单片机的INT1引脚相连。当该引脚处于低电平时，表明板卡处于空闲状态，可接收进一步的命令。音频功放电路则采用LM368音频放大器，输出端可直接驱动扬声器。

图3 TN1外观图

其它模块电路设计

LCD显示电路

本设计中使用一片1602字符形LCD模块作为系统的显示输出，提供操作指示及被测温度、环境温度的显示功能，参见图2.

按键接口电路

本设计中使用若干按键作为系统操作的输入接口，可供用户选择相关信息进行显示或设置仪表内部标定参数，参见图2.

电源处理电路

本设计中电源使用4.2V锂电池供电，以方便便携式应用。因XF-S4240、TN1模块还需采用3.3V供电，为此选用AMS1117-3.3V LDO器件实现电源变换，因篇幅所限，此部分电路略去。

图4系统主程序框图

软件系统设计

系统主程序框图参见图4.程序首先对单片机各IO端口、中断系统、定时器等外部设备进行初始化，随后进入工作循环。依次周期性更新被测温度及环境温度数据，之后更新LCD显示，并将相关信息送TTS模块以语音方式播报，其后读取用户按键信息并作相应处理。

语音合成程序的框图则如图5所示。单片机首先判别语音合成模块是否处于就绪状态，若是，则依次发送帧头、字节总数、语音合成命令码、语音合成格式控制码及待合成文本，语音模块将随后依所设命令完成TTS转换。

图5 语音合成程序框图

结语

本系统将红外测温模块、智能TTS语音合成功能有机结合，为非接触测温及相关应用提供了一种新的模式。系统价格适中、结构紧凑、功能强大，有着良好的实用价值。文中对系统各个部分的硬件电路和软件实现进行了详述。本系统的设计思想及技巧还可为其它相关产品的设计制作提供借鉴。