应用MSP50C30设计电子语音导游机
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<P><STRONG>1 概述</STRONG>
<P> 随着我国经济的发展，旅游业也获得了长足的发展，节假日外出旅游已成为人们的首选，对大多数零散游客来说，希望有一种不受制于人的辅助导游手段，迫切需要一种携带方便、存储容量大且不会机械磨损的电子语音导游机（简称导游机），但目前市场上已在使用的导游机，要私体积大，不便于携带；要么容量不够，放音时间有限，因此制约了其应用和推广。要实现较长时间的数字放音有两种方式：一是扩大存储空间，但无限扩大存储空间必增加系统成本，二是采用语音压缩方法来降低数据量。其于上述两种方法，笔者选用了TI公司新近推出的语音合成芯片MSP50C30并采和MELP语音压缩算法，通过外接64M位存储器对语音信号进行了压缩存储和合成。经过这样处理合成后的语音音质良好，放音时间可长达6小时左右，且该机体积很小，较好地解决了上面所提到的问题。
<P><STRONG> 2 MSP50C30的结构特点</STRONG>
<P> MSP50C30是TI公司1998年推出的一款功能强大的语音合成芯片，其内部集成了8位微处理器、双通道语音合成器、RAM、ROM、I/O端口等功能模块。其中微处理器利用其专用的61条指令可完成数字运算、逻辑功能和控制功能；语音合成器则利用其内部集成的12阶格型滤波器，采用LPC压缩算法来合成高质量的语音。在进行语音合成时，微处理器从内部RAM或外部ROM中读取语音数据进行译码，然后将译码后的语音数据送到语音合成器，语音合成器对译码数据进行插值计算并合成语音，再通过D/A变换后送到功放直接驱动扬声器发声。
<P align=center> 表1 MSP50C30引脚说明
<P align=center><IMG style="WIDTH: 274px; HEIGHT: 282px" height=282 alt=msp50c30引脚说明 hspace=0 src="http://www.dzdqw.com/jishu/UploadFiles_9637/200610/20061010235952685.jpg" width=274 border=0></P>
<P> 另外，MSP50C30内部集成有晶体振荡器，可提供系统所需的时钟。
<P align=center><IMG style="WIDTH: 374px; HEIGHT: 466px" height=466 alt=msp50c30引脚图 hspace=0 src="http://www.dzdqw.com/jishu/UploadFiles_9637/200610/20061010235953483.gif" width=374 border=0></P>
<P> MSP50C30引脚图如图1所示，管脚说明如表1所列。MSP50C30的主要特点如下：
<P> ●带有双通道可编程LPC-12语音合成器，可实现立体声效果；
<P> ●内含8位微处理器，每秒可执行1.2M条指令；
<P> ●有61条指令，并具有单周期的乘法指令；
<P> ●具有ROM接口，23根地址线可寻址8M字节；
<P> ●带有28个软件可编程双向I/O口；
<P> ●具有内嵌和外接两种灵活的时钟方式；
<P> ●内嵌D/A，共有2种输出方式；
<P> ●含7级堆栈，具有外部控制的中断功能；
<P> ●可支持10kHz或8kHz语音采样速率；
<P> ●可用软件配置进入低功耗睡眠状态；
<P> ●支持LPC、MELP、CELP、FM、PCM等多种压缩算法。
<P> MSP50C30与同步芯片相比，其最大优点在于具有丰富的I/O接口和高达64M位的外部寻址能力，是长时间放音系统的理想选择。
<P><STRONG> 3 硬件电路设计</STRONG>
<P> 笔者设计的语音导游机的硬件原理图如图2所示。该系统以MSP50C30为核心，外接存储电路、键盘接口电路、显示电路、功放电路和DC-DC变换电路，其中MSP50C30完成语音的合成与控制功能。存储器选用INTEL公司生产的64M位FLASH ROM 28F640J5，其地址线和数据分别与MSP50C30的地址线（A0～A22）和数据线（ID0～ID7）直接相连，语音数据已事先经TI公司提供的专用软件进行压缩，并通过编程器烧录至FLASH ROM中。为便于数据更换，电路中还设计了存储器和编程器的接口，因此可通过编程并关的切换将28F640J5与语音合成电路分离，从而可方便的实现语音数据的更换。该导游机的键盘采用4×4矩阵式键盘，共设16个按键，其中数字键10个（0～9），用来实现数字选取；6个功能键用来实现播放、暂停、快进、快退等功能。键盘矩阵与MSP50C30端口PA0～PA7相接，系统通过键值扫描程序读取按键状态。液晶显示采用3位LCD数码显示器；ED-S812并用MSP50C30的PB0～PB7作为控制数码显示的I/O口，其驱动芯片采用MC14543来实现BCD译码，交流驱动方波（80Hz～100Hz）通过74HC14振荡电路产生。
<P align=center><IMG style="WIDTH: 402px; HEIGHT: 242px" height=242 alt=语音导游机的硬件原理图 hspace=0 src="http://www.dzdqw.com/jishu/UploadFiles_9637/200610/20061010235953449.gif" width=402 border=0></P>
<P> 为便于导游机的携带，系统采用两节5#电池供电，由于系统需5V电源，故需设计DC-DC变换电路。设计时，选用了MAXIM公司MAX756，该器件的输入电压可低至0.7V，通过管脚2的选择可输出3V和5V两种电压。 </P></TD></TR>
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