單片機在人際語言互動方面的開發(fā)利用

(1)設(shè)計初衷。語言是人類特有的通信方式,在漫長的人類社會發(fā)展過程中發(fā)揮著無可比擬的作用。讓機器“說話”一直是電子技術(shù)不斷努力的方向,語言合成是人機語聲通信的一個重要組成部分。近年來,隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展,多種外圍電路簡單性價比高專用語音處理芯片相繼問世,如uM6101、8P101 等。但這些芯片多缺乏“智能”組合合成的能力,有的甚至只能實現(xiàn)簡單的語音錄放功能,因此,應(yīng)用范圍受到一定的限制。最近一些研發(fā)人員利用單片機改造電子鬧鐘的語音自動報時功能在單片機的智能化應(yīng)用方面邁出了建設(shè)性的步伐。

(2)軟件設(shè)計原理。波形編碼技術(shù)在眾多語音合成編碼方案脫穎而出,讓單片機工作在定時計數(shù)方式,當(dāng)單片機接收到需報時(或整點自動報時,或定鬧時間到) 的請求時,壓縮固化在EPROM中的語音數(shù)據(jù)編碼,單片機就能根據(jù)不同應(yīng)用場合的實際情況,自動組合,調(diào)用不同的編碼語音數(shù)據(jù),實現(xiàn)語音的“智能”組合合成。電路的工作原理是:根據(jù)當(dāng)前計時值,取出事前經(jīng)編碼壓縮固化在EPROM中的相應(yīng)語音數(shù)字信號,經(jīng)解碼組合,送至單片機Pl口作D/A變換,然后經(jīng)平滑濾波和功放,還原成報時語音。鑒于語音報時電子鬧鐘的詞匯量不大,要求注重語音的合成質(zhì)量。本系統(tǒng)EPROM中所存貯的語音數(shù)據(jù)和常用數(shù)字聲等音節(jié)。獲得相應(yīng)的語音報時信號,分時調(diào)用對應(yīng)的語音數(shù)據(jù)。當(dāng)接收到外部請求脈沖時,單片機按“點”+“分”的組合方式,經(jīng)解碼送往單片機P,口作D/A變換。

(3)硬件設(shè)計原則。降低功耗和降低制作成本節(jié)約有限空間、有效布局是總體設(shè)計原則,根本出發(fā)點是盡量縮短CPU的運行時間,延長待機時間。具體設(shè)計時鑒于袖珍型便攜需用干電池供電的特點盡可能多使用80C31和27C256等低功耗CMOS芯片,只在需要報時時才接通功放和DZA等支路的電源,從而使整機靜態(tài)工作電源下降到0.6mA,即使兩節(jié)普通5號電池,也能滿足將近一個月的供電要求,達到降低功耗的目的。其次是,減少芯片數(shù)量,如采用數(shù)據(jù)和程序存貯器多合為一,實現(xiàn)一芯多用。在此時是將單片機設(shè)置成空閑節(jié)電運行方式,同時在硬件上采用電子開關(guān)。具體措施是:1.將單片機設(shè)置成空閑節(jié)電運行方式。 2.多用中斷方式,少用軟件查詢。3.采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)的程序散轉(zhuǎn)方法,減少程序的執(zhí)行時間。4.充分利用CPU內(nèi)部的定時/計數(shù)器,少用軟件定時、計數(shù)。