移动智能电子解说器(1)

1移动智能电子解说器比赛编号：10708日期：2002.05.01姓名：柳何(中文)LiuHe(英文)职业：电子工程师通讯地址：广东省东莞市长安乌沙步步高大道23号信箱通信设备分公司IQC科邮编：523860电子邮箱：[e-mail]电话：[phone]手机：[phone]传真：[phone]单位名称：广东步步高电子工业有限公司通信设备分公司单位地址：广东省东莞市长安乌沙步步高大道23号信箱单位电话：[phone]单位传真：[phone]内容目录一、引言……………………………………………………………………………………..31、产品功能………………………………………………………………………………32、产品特点……………………………………………………………………………....43、产品应用……………………………………………………………………………....4二、设计概述……………………………………………………………………………….41、系统框图………………………………………………………………………………4(1)解说器电路框图……………………………………………………………………4(2)信标机电路框图……………………………………………………………………52、软件流程……………………………………………………………………………..5(1)解说器软件流程……………………………………………………………………5(2)信标机软件流程……………………………………………………………………5三、硬件描述……………………………………………………………………………….61、MC68HC908GR8的介绍………………………………………………………….6(1)特点……………………………………………………………………………….6(2)存储器图………………………………………………………………………….7(3)管脚图………………………………………………………………………….82、ISD4004单片语音录放电路介绍………………………………………………8(1)特点…………………………………………………………………………………8(2)引脚描述……………………………………………………………………………8(3)SPI控制寄存器…………………………………………………………………9(4)指令………………………………………………………………………..……10(5)管脚图……………………………………………………………………………...113、整机电路介绍………………………………………………………………………11(1)解说器电路图…………………………………………………………………….11(2)信标机电路图……………………………………………………………………12四、软件描述…………………………………………………………………………………131、解说器软件流程图……………………………………………………………….132、信标机软件流程图………………………………………………………………….143、红外接收中断程序流程图……………………………………………………..153引言随着科技的进步，人们对自动化的需求日益增加。机器取代人力资源是一种不可避免的趋势。本设计是一套适用于各种展览会场、旅游场所的“移动智能电子解说器”。该解说器可实现人工选择播放解说内容或通过“对码”操作后自动播放解说内容的功能。因而可以补充现场解说人员的不足，极大的减少人力资源。同时可避免因人员业务素质参差不齐而造成的不良影响。此外，随着我国改革开放的深入，国际交流的频繁与广泛也需要有一种多语种的解说工具，本解说器在增加不多成本的情况下，可扩充为多语种解说器。这对我国许多博物馆、旅游景点的工作人员来说是非常有吸引力的。产品功能：本产品分为解说器与信标两部份。在需自动播放解说内容的场合，解说器与信标必须一起使用，通过红外通信交换解说器编码和场点编码，从而达到自动播放解说内容的目的。而在手动选择播放内容时，仅使用解说器即可。(1)“对码”方式自动播放解说内容在此种方式下，需在要给用户解说的场点的合适位置放置信标。信标须设置场点编码，在用户所使用的解说器中设置有解说器编码。当用户需要解说服务时，将携带的解说器与信标进行“对码”操作（即按解说器上“对码”键）。解说器根据所收到的场点编码，搜索机内的语音地址，并根据此地址将机内已录制好的解说内容播放出来。(2)人工方式选择播放内容在此种方式下，不须使用信标。组织者只需在要解说的场点标示出该场点的编号。用户在使用解说器时，在解说器键盘上输入此编号，机器将根据所输入的编号将要解说的内容播放出来。(3)解说内容的录制在解说器上设置有“录音”键，按下后，还需输入4位密码，经解说器核对无误后，即可开始录入所需解说的内容。录制完毕后，机器会自动设置一标志，供将来播放时寻址使用。4产品特点：(1)基于MC68HC908GR8(2)可扩充录音IC，延长播放语音时间(3)可自动、人工选择放音功能(4)可依据场合、主题不同而重新录制语音(5)密码方式进入录音状态，避免使用者将录音内容误删除(6)使用红外线通信传输编码信号(7)可软件设置为多语种解说(8)可扩充的功能模块和控制软件产品应用本产品成本较低，使用方便，实用性与应用性都很强，适用于各种展览会场，旅游景点或需要给用户解说内容的场所。此外，在扩充部分硬件后，该解说器可具有多语种解说功能，市场潜力巨大。设计概述一、系统框图(一)解说器电路框图解说器主要由MCU、键盘、红外通信端口、录音IC、控制电路五部分组成：1、MCU使用MC68HC908GR82、键盘电路为4X4形式，除0~9数字键外，还设有“对码”、“录音”等功能键，接MCU的键盘I/O口。3、红外通信端口包括发射、接收两部分，占用MCU的两个I/O口。4、录音IC，初步设计使用ISD4004，该IC最长可录制16分钟语音。外接LM386音频放大器。5、控制电路主要是在扩充录音IC，以延长录制时间时进行控制片选，及对录音状态下的一些处理。5(二)信标机电路框图信标机硬件包含MCU、键盘、红外通信端口三部分，原理与解说器相关部分相同。二、软件流程1、解说器软件流程解说器上电，系统完成初始化后，MCU等待用户按键操作，若：(1)、用户按“对码”键，解说器调本机编码并通过红外接口发射出去。随后，开始接收信标机所发场点编码。接收成功后，根据场点编码搜索语音存放地址，并播放出来。完毕后MCU返回重新等待新的按键输入。(2)、用户输入场点编码，则MCU根据场点编码搜索语音存放地址，并播放出来。完毕后MCU返回重新等待新的按键输入。(3)、用户输入密码，按“录音”键，MCU将输入密码与原设置密码进行比较。若正确，则开始录音，录音完成后，MCU返回重新等待新的按键输入；若不正确，机器直接返回等待状态。2、信标软件流程信标机有两种作业状态：(1)、工作状态在工作状态时，MCU在红外通信接口收到信号后进入中断，对信号进行识别，确认为解说器所发信号后，自动发射出已设置的场点编码，供解说器使用。MC68HC908GR8键盘红外通信接口MC68HC908GR8键盘红外通信接口ISD4004录音IC录音控制电路LM386语音放大MIC喇叭或耳机6(2)、设置状态信标机扫描键盘进入到设置状态，MCU根据从键盘输入的4位数字，存储为场点编码，供将来使用。硬件描述一、MC68HC908GR8的介绍(一)特点(1)8kB片内Flash存储器，具有在线编程能力和保密功能。(2)384B片内RAM。(3)8MHz内部总线频率。(4)增强型串行通信口和串行外围接口。(5)两个16位定时器接口模块，每个通道可选择为输入捕获、输出捕获和脉宽调制输出，其时钟可分别选为内部总线的1、2、4、8、16、32和64的分频值。(6)系统保护特性，包括计算机工作正常(COP)复位；低电压检测复位，可选为3V或5V操作，非法指令码检测复位；非法地址检测复位。(7)时钟发生器模块，用32kHz晶振的锁相环电路，可产生各种工作频率。(8)PA和PD的输入口有可选择的上拉电阻。(9)所有口有10mA吸流和放流能力。(10)4位键盘唤醒口。(11)WAIT、STOP低功耗模式。(12)上电复位。(二)存储器图7$0000↓$003F$0040↓$01BF$01C0↓$DFFF$E000↓$FDFF$FE00$FE01$FE02$FE03$FE09$FE0A$FE0B$FE07$FE08$FE09$FE0A$FE0B$FE0C$FE0D↓$FE1F$FE20↓$FF55$FF56↓$FF7D$FF7E$FF7F↓$FFDB$FFDC↓$FFFF64字节1/0寄存器地址384字节RAM未用8KFLASHROMSBSR中断状态寄存器SRSR复位状态寄存器未用SBFCR中断标志寄存器INT1中断1状态寄存器INT2中断2状态寄存器INT3中断3状态寄存器未用FLCRFLASH控制寄存器BRKH中断地址寄存器高端BRKL中断地址寄存器低端BRKSCR中断状态控制寄存器LVISRLVR状态寄存器未用监控ROM310字节未用FLBPR块保护寄存器未用矢量区36字节8(三)管脚图二、ISD4004单片语音录放电路介绍(一)特点(1)单片8至16分钟语音录放。(2)内置微控制器串行通信接口。(3)3V单电源。(4)多段信息处理。(5)工作电流25~30mA，维持电流1uA。(6)不耗电信息保存100年(典型值)。(7)高质量、自然的语音还原技术。(8)10万次录音周期(典型值)。(9)自动静噪功能(10)片内免调整时钟，可选用外部时钟。(二)引脚描述电源：(VCCA，VCCD)为使噪声最小，芯片的模拟和数字电路使用不同的电源总线，并且分别引到外封装的不同管脚上，模拟和数字电源端最好分别走线，尽可能在靠近供电端处相连，而去耦电容应尽量靠近器件。地线：(VSSA，VSSD)芯片内部的模拟和数字电路也使用不同的地线。同相模拟输入(ANAIN+)这是录音信号的同相输入端。输入放大器可用单端或差分驱动。单端输入时，信号由耦合电容输入，最大幅度为峰峰值32mV，耦合电容和本端的3KΩ电阻输入阻抗决定了芯片频带的低端截止频率。差分驱动时，信号最大幅度为峰峰值16mV。12822732642552462372282192010191118121713161415CGMXFCOSC2OSC1/RSTPTE0/TXDPTE1/RXD/IRQPTD0/SSPTD1/MISOPTD2/MOSIPTD3/SPSCKVSSVDDPTD4/T1CH0VSSAVDDAPTA3/KBD3PTA2/KBD2PTA1/KBD1PTA0/KBD0VSSAD/VREFLVDDAD/VREFHPTB3/AD3PTB2/AD2PTB1/AD1PTB0/AD0PTD6/T2CH0PTD5/T1CH1MC68HC908GR89反相模拟输入(ANAIN-)差分驱动时，这是录音信号的反相输入端。信号通过耦合电容输入，最大幅度为峰峰值16mV。音频输出(AUDOUT)提供音频输出，可驱动5KΩ的负载。片选(SS)此端为低，即向该ISD4004芯片发送指令，两条指令之间为高电平。串行输入(MOSI)此端为串行输入端，主控制器应在串行时钟上升沿之前半个周期将数据放到本端，供ISD输入。串行输出(MISO)ISD的串行输出端。ISD未选中时，本端呈高阻态。串行时钟(SCLK)ISD的时钟输入端，由主控制器产生，用于同步，MOSE和MISO的数据传输。数据在SCLK上升沿锁存到ISD，在下降沿移出ISD。中断(/INT)本端为漏极开路输出。ISD在任何操作(包括快进)中检测到EOM或OVF时，本端变低并保持。中断状态在下一个SPI周期开始时清除。中断状态也可用RINT指令读取。OVF标志----指示ISD的录、放操作已达到存储器的末尾。EOM标志---