基于TTS模塊的語(yǔ)音播報(bào)紅外數(shù)字測(cè)溫計(jì)設(shè)計(jì)

I2C通訊模式：采用標(biāo)準(zhǔn)I2C總線接口，工作在Slave方式，在I2C總線上也可同時(shí)掛接多個(gè)設(shè)備。

XF-S4240控制命令

XF-S4240提供了多種語(yǔ)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(guò)狀態(tài)查詢命令可查詢當(dāng)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(duì)上位機(jī)發(fā)出的不同控制命令幀，XF-S4240模塊會(huì)向上位機(jī)回送單字節(jié)的反饋信息。此外，通過(guò)模塊輸出引腳RDY/BSY的電平變化，借助硬件電路也可識(shí)別模塊當(dāng)前的工作狀態(tài)。

語(yǔ)音合成電路設(shè)計(jì)

語(yǔ)音合成系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖2所示。語(yǔ)音模塊借助SPI接口與單片機(jī)連接，由硬件RDY引腳指示模塊的工作狀態(tài)，與單片機(jī)的INT1引腳相連。當(dāng)該引腳處于低電平時(shí)，表明板卡處于空閑狀態(tài)，可接收進(jìn)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(dòng)揚(yáng)聲器。

圖3 TN1外觀圖

其它模塊電路設(shè)計(jì)

LCD顯示電路

本設(shè)計(jì)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(cè)溫度、環(huán)境溫度的顯示功能，參見(jiàn)圖2.

按鍵接口電路

本設(shè)計(jì)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(jìn)行顯示或設(shè)置儀表內(nèi)部標(biāo)定參數(shù)，參見(jiàn)圖2.

電源處理電路

本設(shè)計(jì)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(shí)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(jì)

系統(tǒng)主程序框圖參見(jiàn)圖4.程序首先對(duì)單片機(jī)各IO端口、中斷系統(tǒng)、定時(shí)器等外部設(shè)備進(jìn)行初始化，隨后進(jìn)入工作循環(huán)。依次周期性更新被測(cè)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(yǔ)音方式播報(bào)，其后讀取用戶按鍵信息并作相應(yīng)處理。

語(yǔ)音合成程序的框圖則如圖5所示。單片機(jī)首先判別語(yǔ)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(yǔ)音合成命令碼、語(yǔ)音合成格式控制碼及待合成文本，語(yǔ)音模塊將隨后依所設(shè)命令完成TTS轉(zhuǎn)換。

圖5 語(yǔ)音合成程序框圖

結(jié)語(yǔ)

本系統(tǒng)將紅外測(cè)溫模塊、智能TTS語(yǔ)音合成功能有機(jī)結(jié)合，為非接觸測(cè)溫及相關(guān)應(yīng)用提供了一種新的模式。系統(tǒng)價(jià)格適中、結(jié)構(gòu)緊湊、功能強(qiáng)大，有著良好的實(shí)用價(jià)值。文中對(duì)系統(tǒng)各個(gè)部分的硬件電路和軟件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳述。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想及技巧還可為其它相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制作提供借鑒。