基于TTS模塊的語音播報紅外數(shù)字測溫計設(shè)計

I2C通訊模式：采用標準I2C總線接口，工作在Slave方式，在I2C總線上也可同時掛接多個設(shè)備。

XF-S4240控制命令

XF-S4240提供了多種語音合成控制命令，如：合成命令、停止合成命令、暫停合成命令、恢復(fù)合成命令;通過狀態(tài)查詢命令可查詢當前模塊的工作狀態(tài);而休眠命令則可置模塊于休眠方式以降低功耗。針對上位機發(fā)出的不同控制命令幀，XF-S4240模塊會向上位機回送單字節(jié)的反饋信息。此外，通過模塊輸出引腳RDY/BSY的電平變化，借助硬件電路也可識別模塊當前的工作狀態(tài)。

語音合成電路設(shè)計

語音合成系統(tǒng)設(shè)計如圖2所示。語音模塊借助SPI接口與單片機連接，由硬件RDY引腳指示模塊的工作狀態(tài)，與單片機的INT1引腳相連。當該引腳處于低電平時，表明板卡處于空閑狀態(tài)，可接收進一步的命令。音頻功放電路則采用LM368音頻放大器，輸出端可直接驅(qū)動揚聲器。

圖3 TN1外觀圖

其它模塊電路設(shè)計

LCD顯示電路

本設(shè)計中使用一片1602字符形LCD模塊作為系統(tǒng)的顯示輸出，提供操作指示及被測溫度、環(huán)境溫度的顯示功能，參見圖2.

按鍵接口電路

本設(shè)計中使用若干按鍵作為系統(tǒng)操作的輸入接口，可供用戶選擇相關(guān)信息進行顯示或設(shè)置儀表內(nèi)部標定參數(shù)，參見圖2.

電源處理電路

本設(shè)計中電源使用4.2V鋰電池供電，以方便便攜式應(yīng)用。因XF-S4240、TN1模塊還需采用3.3V供電，為此選用AMS1117-3.3V LDO器件實現(xiàn)電源變換，因篇幅所限，此部分電路略去。

圖4系統(tǒng)主程序框圖

軟件系統(tǒng)設(shè)計

系統(tǒng)主程序框圖參見圖4.程序首先對單片機各IO端口、中斷系統(tǒng)、定時器等外部設(shè)備進行初始化，隨后進入工作循環(huán)。依次周期性更新被測溫度及環(huán)境溫度數(shù)據(jù)，之后更新LCD顯示，并將相關(guān)信息送TTS模塊以語音方式播報，其后讀取用戶按鍵信息并作相應(yīng)處理。

語音合成程序的框圖則如圖5所示。單片機首先判別語音合成模塊是否處于就緒狀態(tài)，若是，則依次發(fā)送幀頭、字節(jié)總數(shù)、語音合成命令碼、語音合成格式控制碼及待合成文本，語音模塊將隨后依所設(shè)命令完成TTS轉(zhuǎn)換。

圖5 語音合成程序框圖

結(jié)語

本系統(tǒng)將紅外測溫模塊、智能TTS語音合成功能有機結(jié)合，為非接觸測溫及相關(guān)應(yīng)用提供了一種新的模式。系統(tǒng)價格適中、結(jié)構(gòu)緊湊、功能強大，有著良好的實用價值。文中對系統(tǒng)各個部分的硬件電路和軟件實現(xiàn)進行了詳述。本系統(tǒng)的設(shè)計思想及技巧還可為其它相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計制作提供借鑒。