摘 要: 利用8031单片机作为CPU来进行总体控制，通过语音控制电路进行各种提示 语音的录制和再生，同时使用LED点阵电路进行汉字显示，以实现公共汽车的 语音自动报站以及汉字提示的功能。
关键词: 报站器，语音合成，LED点阵，单片机

引言

现在的公交车上大部分都采用投币的购票方式，同时，不再设乘务员。本设计主要是解决如何方便、准确地指示乘客到站的问题，另外，该系统还可以为乘客提供各种各样的提示或警示服务，使得乘客能愉快、安全地上下车。设计中使用8031单片机来控制语音合成芯片，使其工作在CPU控制模式下，在该模式下，语音芯片能够建立63段语音库信息，并且可以对此63段语音信息进行自由组合，形成变化多样的语音提示信息，再配合多达16字的汉字显示提示，就使得该报站系统更加方便、实用。

功能

1．具有语音到站提示的功能（应用型或开发型报站器）。
2．具有16个16*16的点阵汉字提示功能（应用型或开发型报站器）。
3．提示信息具有方便的可修改性（开发型报站器）。

原理

如图1, 本系统使用8031作为CPU，由CPU来控制语音合成芯片TC8830AF，使其工作在CPU控制模式下。当系统进行语音再生时，由CPU控制语音合成电路中的语音芯片来读取其外接的存储器内部的语音信息，并合成语音信号，再通过语音输出电路，进行语音报站和提示。CPU同时通过程序读取汉字信息，送入LED点阵显示电路来进行汉字提示。当汽车到达某站时，汽车司机通过键盘来控制本系统进行工作，并且，系统将使用状态指示电路，向司机指示出当前的行驶方向及站号（如与实际方向不符，司机可通过键盘来调整）。当系统进行语音录制时，语音信号通过语音输入电路输入给语音合成电路中的语音合成芯片，由语音合成芯片进行数据处理，并将生成的数字语音信息存储到语音存储芯片中，从而建立语音库。 部分电路的设计

1.语音处理电路

如图2，语音处理芯片采用TC8830AF（即U2），该芯片使用自适应增量 调制（ADM）方式的大规模CMOS电路，可以实现语音信息的录制及再生。其外部接有四片256K位的EPROM，这种EPROM 可使用27256（即U3~U6），U3~U6中存放的是已固化的语音库信息（包含站名、提示、警告等语音信息）。当此芯片选用波特率为8Kbps时，可以录制128秒的语音信息，如再通过单片机（即U1）扩展与TC8830AF相连接的存储器，就可以得到更长的语音信息。在U1的控制下，U2可以从语音库中自由组合读取各段语音信息，将其进行语音再生后，从FILOUT管脚输出，此输出信号经功率放大后驱动扬声器S进行语音报站和提示。对于开发型报站器（具有语音库建立、应用程序开发、数据固化等功能），本电路的语音库载体U3~U6可以使用与其兼容的闪存或SRAM，并在单片机系统中扩展两片封装同27256的插座（此插座用来插接一片62256和27256作为单片机的外部数据存储器，电路略），在这种情况下，系统就可以进行语音信息库的录制及固化。录制的大概过程是：首先，操作人员分段通过麦克MIC进行语音输入，输入的语音信号由U2进行转化、生成数字语音信息，并存储于U3~U6中，形成语音库。其次，操作人员控制系统依次读取U3~U6中的语音库信息，将其转存到系统外部扩展的62256中，并依次将此62256中的语音库信息固化到系统外部扩展的27256中（电路中U1的P1.7管脚作为系统外存使能信号，当其为低电平时，U1的P2.7被封锁，与非门输出高电平，U2不能工作，8031地址线就可以作用于扩展外存（图略），当P1.7为高电平时，与非门被打开，U1通过P2.7选通U2，对U2进行命令输入，即可对其进行控制）。

2.LED点阵显示电路

如图3，本电路采用16*256的LED点阵显示屏来显示16个16*16的汉字，采用显存U14来存放汉字点阵信息。显示屏分32页，每页由16行8列LED发光二极管构成，在设计电路中，用一片4-16译码器74LS154进行行译码，将地址A0-A3译码形成行信号，用两片4-16译码器74LS154组合成一个5-32译码器，进行页译码，将地址A4-A8译码形成页选通信号，分别用以选通一片74LS244，系统通过此74LS244的数据线向该页的某行（由A0-A3译码选通）上的8个发光二极管送入显示信息。九位地址线A0-A8的地址范围为0-511，分别对应显示屏的第1页的第1行到第32页的第16行，地址线A0-A8与显存U14的地址输入管脚相连接，因此U14中的第1到第512字节中的数据存放的是对应显示屏中第1页的第1行到第32页的第16行的显示数据信息。系统通过循环地址的方法将U14中的每个单元的数据送入显示屏的第1页的第1行到第32页的第16行，适当选择循环周期，即可实现汉字的显示。循环的地址信号由计数器U13所构成的九位二进制循环计数器产生，并通过缓冲器U7和 U9的第1组通道送给U14和上述三片译码器的A0-A8端，作为地址信号。显存中的数据由单片机在需要时写入，写入时，单片机的P1.6置低电平（平时为高电平），封锁计数器U13的计数脉冲CP（注：CP为占空比为10:1的方波信号），同时选通缓冲器U8和U9的第2组通道（经非门U11A反向输出的高电平封锁缓冲器U7和U9的第1组通道），使单片机送入的地址信号A0-A8通过缓冲器（U8、U9）作为显存的地址信号，单片机送来的数据（P0.0-P0.7）就可以通过缓冲器U12写入显存（P1.6已为低电平）中的对应地址单元内，显示信息完全写入后，P1.6被置成高电平（缓冲器U8和U9的第2组通道被封锁，缓冲器U7和U9的第1组通道开锁），计数脉冲CP开锁，计数器U13工作，循环提供9位地址信号，使显存中的点阵数据被循环送入显示屏（此时，U12输出高阻态，实现显示屏的数据总线与单片机系统的数据总线间的隔离），以实现汉字提示信息的显示输出。

3.键盘及状态指示电路

键盘电路采用中断模式。当有键按下时，系统产生中断， CPU响应中断后，即查询键号，通过软件来实现该键号所对应键的功能（具体电路略）。键盘的大体设置为：第一个键为报站方向控制键（上行：第1站到第n，下行：第n站到第1站），并配有两个发光二极管来指示此方向；第2个键为预置键，用来预置将要报的站号，通过第3、第4个键（上下调整键）来调整预报站站号，调整好后，按下预置键来完成预置；第5个键为报站键，用来使系统开始播报当前站号的到站信息及相关提示信息，报站完成后，系统根据报站方向将当前站号调整为预报的下一站站号（站号显示采用两个LED数码管），为下次报站做准备。此为应用型报站器（只有报站功能）的键盘电路简介，如若为开发型报站器（具有语音库建立、应用程序开发、数据固化等功能），需另增加一模式开关，以实现语音录制与再生功能的切换，再增加若干个数字键和功能键，配合少量的功能电路及系统程序，就可以构成一开发型系统。