单片机在人际语言互动方面的开发利用

(1)设计初衷。语言是人类特有的通信方式,在漫长的人类社会发展过程中发挥着无可比拟的作用。让机器“说话”一直是电子技术不断努力的方向,语言合成是人机语声通信的一个重要组成部分。近年来,随着大规模集成电路的发展,多种外围电路简单性价比高专用语音处理芯片相继问世,如uM6101、8P101 等。但这些芯片多缺乏“智能”组合合成的能力,有的甚至只能实现简单的语音录放功能,因此,应用范围受到一定的限制。最近一些研发人员利用单片机改造电子闹钟的语音自动报时功能在单片机的智能化应用方面迈出了建设性的步伐。

(2)软件设计原理。波形编码技术在众多语音合成编码方案脱颖而出,让单片机工作在定时计数方式,当单片机接收到需报时(或整点自动报时,或定闹时间到) 的请求时,压缩固化在EPROM中的语音数据编码,单片机就能根据不同应用场合的实际情况,自动组合,调用不同的编码语音数据,实现语音的“智能”组合合成。电路的工作原理是:根据当前计时值,取出事前经编码压缩固化在EPROM中的相应语音数字信号,经解码组合,送至单片机Pl口作D/A变换,然后经平滑滤波和功放,还原成报时语音。鉴于语音报时电子闹钟的词汇量不大,要求注重语音的合成质量。本系统EPROM中所存贮的语音数据和常用数字声等音节。获得相应的语音报时信号,分时调用对应的语音数据。当接收到外部请求脉冲时,单片机按“点”+“分”的组合方式,经解码送往单片机P,口作D/A变换。

(3)硬件设计原则。降低功耗和降低制作成本节约有限空间、有效布局是总体设计原则,根本出发点是尽量缩短CPU的运行时间,延长待机时间。具体设计时鉴于袖珍型便携需用干电池供电的特点尽可能多使用80C31和27C256等低功耗CMOS芯片,只在需要报时时才接通功放和DZA等支路的电源,从而使整机静态工作电源下降到0.6mA,即使两节普通5号电池,也能满足将近一个月的供电要求,达到降低功耗的目的。其次是,减少芯片数量,如采用数据和程序存贮器多合为一,实现一芯多用。在此时是将单片机设置成空闲节电运行方式,同时在硬件上采用电子开关。具体措施是:1.将单片机设置成空闲节电运行方式。 2.多用中断方式,少用软件查询。3.采用并联结构的程序散转方法,减少程序的执行时间。4.充分利用CPU内部的定时/计数器,少用软件定时、计数。