基于语言表达障碍者的藏文语音辅助系统的设计

当今，嵌入式系统已逐渐应用到各个领域，给人民群众的生活提供了极大的方便。但是基于藏语的嵌入式语音播放系统几乎没有，该项目的实施可以填补藏文文本语音播放系统的空白，同时对于推广藏语，提高少数民族同胞的生活、工作质量，促进少数民族事业发展都起到了很大的推动作用。

该系统包括藏文嵌入式输入法的设计与实现和藏文语音资源的处理两大部分，通过本项目的的实施，可以解决藏族同胞中有语言障碍者的交流问题，使其可以方便地将自己的想法通过键盘输入的方式变成藏文文本，进而可以通过该系统转化成声音，达到与正常人进行交流的目的，从而大大地改善和提高了他们的生活质量。

1 系统整体结构

本设计利用SPCE3200芯片进行开发，硬件上以开发板作为开发平台，利用PC机进行软件程序开发。SPCE3200嵌入式实验箱是凌阳科技大学计划推出的一款全功能32位开发学习系统，它基于S+Core架构32位微处理器SPCE3200，该处理器最大的特色是具有较强的多媒体处理能力。该核心板的设计基于开发考虑，配置简单，布局简洁明了，外设齐全，接口标准，扩展方便，可以较容易的实现本系统的字符输入、显示、语音播放功能，因此本设计采用SPCE3200作为主控芯片。根据各功能的需求，其系统硬件整体框图如图1所示。主要由SPCE3200主控板、TFT模块、Toueh Panel模块、语音资源播放模块组成。其中，TFT LCD即薄膜晶体管液晶显示器。在驱动方式上，与简单矩阵不同，它在液晶显示屏的每一个像素上都设置有一个薄膜晶体管大大提高了图像的质量(尺寸、)含有行驱动电路及数据驱动，可直接与多媒体处理器SPCE32 00的LCD控制器接口相连：Touch Panel模块利用SPCE3200获取触屏坐标，SPCE3200具有12位的ADC具有8个通用的A／D转换通道，通过电阻式获取触屏的标值；使用UFAT文件系统对SD卡进行读写文件操作，并通过AD和DA通道实现MP3的语音播放功能。



1．1 TFT_LCD模组简介

TFT LCD是Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display的缩写，即薄膜晶体管液晶显示器。在驱动方式上，TFT LCD与无源TN LCD、STN LCD的简单矩阵不同，它在液晶显示屏的每一个像素上都设置有一个薄膜晶体管(TFT)，可有效地克服非选通时的串扰，使显示液晶屏的静态特性与扫描线数无关。大大提高了图像质量(尺寸、色彩)，控制起来也比较容易。TFT LCD模块的电路连接式如图2所示。

TFT LED主要由偏振片、滤色器基板、液晶、TFT基板、偏振片、背光源组成。通过改变R、G、B信号线上的电压，可以控制LCD的透光，使每一个像素呈现不同的颜色。按照时序，控制整屏的所有像素点就可以控制LCD显示。

内置于SPCE3200的TFT LCD接口能够支持对多种输入格式的TFT型LCD显示屏的控制，譬如DataEnable(DE)、Hsync／Vsync、16位并行RGB、8位delta RGB以及CCIR601／656等输入。LCD显示屏支持的分辨率为320(水平像素)x240(垂直像素)，并支持NTSC／PAL显示格式。由于同步信号的位置及宽度都是可配置的，故可以满足各种规格的TFT LCD屏的要求。

本系统之所以选择TFT LCD模组是根据系统对图片显示的的需求和模组接口简单，应用方便。此外TFT LCD内置触屏接口，可以直接用来做触摸屏，是本系统的触屏与显示一体化。

1．2 Toueh Pannel模组简介

触摸屏(Touch Panel)是一种直接以触碰方式来达成输入指令的透明面板。SPCE3200具有12位的ADC具有8个通用的A／D转换通道，通过X2或者X1把接触点到Y1的电压输入SPCE3200的其中一个A／D通道，就可以计算获得纵坐标值，同样，通过Y1或者Y2把接触点到X2的电压输入其中一个A／D通过，就可以获得横坐标值。

实验箱上LCD大小为640 x480，最左端横坐标为0，最右端横坐标为639，最上端纵坐标为0。最下端纵坐标为479。假设屏上任意坐标点(x，y)的横向电压测得为Vx，纵向电压测得为Vy，其中：0≤x<640，0≤y<480，0≤Vx≤3.3 V，0≤Vy≤3.3 V。此时计算得到：

本系统是针对特殊人群设计的，考虑到操作的方便性和容易性，所以利用Touch Panel模组可以让使用者通过触摸屏实现各种功能。

1．3 语音播放模块--DAC

本系统语音的实现选择SPCE3200的MP3文件播放。硬件上依赖DAC进行输出播放；软件上主要通过MP3库解码器的API函数来实现，保证了语音输出的质量同时软件操作上也较容易。

SPCE3200有两路16位高速数模转换器，可以进行普通的D／A转换，也可以进行立体声语音播放。SPCE3200的DAC模块共有3个引脚：其中DAC_VREF为DAC参考电压输入引脚；DAC_CH0为DAC通道0信号输出引脚；DAC_CH1为DAC通道1信号输出引脚。SPCE3200的DAC模块有两路DAC通道(通道0和通道1)，具有4级深度的FIFO Buffer(Buffer的大小可设置)，可以编程设置DAC采样率，其中断机制和缓存区支持可使得语音播放更方便。其特性如下：

1)电压型输出；
2)16位精度；
3)共有两路DAC通道(通道0和通道1)；
4)具有4级深度的FIFO Buffer，Buffer的大小可设置；
5)终端机制和缓冲区的支持使得利用DAC进行语音播放更方便。