基于SPR4096的藏、英、汉三语公交报站系统设计

李书荣，肖 伟，罗布多吉，普 顿

（西藏大学 工学院 电子信息系，西藏 拉萨 850000）

目前西藏地区的旅游业快速发展，而拉萨出租车少，公交系统极不发达，并且缺少符合现代化都市的报站系统，游客出行问题十分影响西藏旅游业的发展。公交系统的发展必须从两方面入手：增加对公交系统的投入和加强服务质量。而加强服务质量中最为重要的就是使游客能够享受到更多的信息服务。目前，西藏地区的公交车报站主要由售票员完成。售票员的地方口音给外地乘客造成不便；售票员自身素质与服务质量有很大关系，这不利于保证公交售票服务的质量。基于以上情况，结合嵌入式系统设计方法[1-2]，这里设计一种藏、汉、英三语公交报站系统。

1 SPR4096的特点及引脚功能

本系统设计采用凌阳科技公司的SPCE061A单片机[3-4]、SPR4096存储器与LCD键盘显示模组设计并实现藏、汉、英三语公交车报站器系统。

SPR4096是一款基于SIO协议的存储器件,具有4 MB的存储空间，适合在小型化的嵌入式系统中应用。该器件内部嵌入 512 KB×8 bit高性能总线 Flash存储器和 4 KB×8 bit的SRAM。在嵌入式总线存储器接口和串行接口方式下，SPL13系列与SPLB3系列的MCU可通过总线存储器接口或1位串行模式访问SPR4096的Flash存储器和SRAM。SPR4096可采用VDDI和VDDQ两种电源模式供电。对于VDDI模式，电压范围是从2.25～2.75 V，可为内部的Flash和逻辑控制器提供电源；另一种是VDDQ模式，电压范围为2.25～3.6 V,仅适于对为IO口提供电源。SPR4096能够工作在5 MHz的频率；读取数据的最大电流为2 mA,编程和擦除数据的最大电流为6 mA。

图1为SPR4096内部结构图，其引脚定义如下：CF0～CF7：配置键选择；SCK：串行接口时钟；SDA：串行接口数据IO端口；VDDQ ：VDDQ 模式电源引脚（3.3 V）；VDDI：VDDI模式电源引脚（2.5 V）；VSS：地；VSSQ：地；RES ：复位（低电平有效）。

图1 SPR4096内部结构图

2 系统硬件电路设计

根据各功能需求，系统硬件电路主要由SPCE061A主控板、LCD模块、语音资源存储模块、语音资源选择模块、31键的键盘模块和内部音频放大模块组成，如图2所示。其中，LCD采用SPLC501液晶显示模组，通过SPCE061A直接控制，配合键盘输入模块设置和显示相关信息；语音资源存储模块采用2个SPR4096模组，分别用于存储公交线路的信息资源和广告、音乐资源,使用SPCE061A的DA通道，经由SPY0030构成的音频放大电路[5-6]直接输出到音频输出选择模块。

图2 系统硬件总体设计框图

3 SPR4096模块电路设计

针对存储器SPR4096，结合开发的简易烧写器，该烧写器配合PC机ResWriter工具（针对SPR4096开发的专用软件工具），通过EZ-probe下载线完成对SPR4096型存储器的擦除、写入、校验等功能。SPR4096的引脚SCK和SDA与支持SIO协议的SPCE061A单片机的IO端口IOB0和IOB1对应，实现SPR4096与单片机SPCE061A间的通信。SPR4096通过ResWriter工具对SPR4096存储器实现擦除、写入以及校验功能，方便地与单片机连接组成外扩存储器的系统。图3为SPR4096模块电路原理图。

图3 SPR4096模块电路原理图

4 系统软件设计

本设计主要面向西藏地区的公交车，所以，藏、汉、英3种语音是必须考虑的。 主程序是一个封闭的循环。IO端口初始化部分主要按照硬件资源分配对IO端口的状态进行初始设置，包括IO端口状态是处于输入还是输出状态，是否设置上拉等操作，这些都在IO端口初始化子函数中完成。液晶初始化主要是设置液晶显示部分的相关数据线、控制线的状态。SPR4096初始化用于设置串行传输速率以及CPU时钟频率和相对应的IO端口的状态。计时程序初始化用于打开计时中断，一些与控制相关的全局变量初始化也在该子函数中完成。主程序流程如图4所示。

5 结论

图4 主程序流程

当系统工作在正常放电模式时，测试主控板消耗电流，在播报语音时主控板消耗的电流，最终测试结果：主控板消耗电流40.26 mA；语音播放时系统消耗电流400 mA。该电路能够稳定工作在直流5～7 V的电源下，按键工作灵敏度高，系统响应速度快，语音采用SPY0030作为第1级放大，噪声滤除效果好，最终输出音色和音质都能满足实际需要。本系统将为西藏地区公交报站系统的信息化、人性化提供一个较好的解决方案，具有一定的推广前景。

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