公交车语音报站器程序设计

王 鹏

（1.山西机电职业技术学院，山西 长治 046011；2.中北大学山西 太原 030051）

公交车为外出的人们提供了方便快捷的服务，而公交汽车的报站直接影响服务的品质。传统的方式系由乘务人员人工报站，由于该方式效果太差和工作强度太大，在很多大城市被淘汰。随着科学技术的日益发展和进步，无人售票公交车逐渐增多，语音报站器也被广泛使用，这在相当大程度上免除了乘务人员沿途报站的麻烦，给许多不熟悉公交线路的乘客带来了方便。

1 公交车语音报站器系统简介

公交车语音报站器用ISD25120语音芯片构成录/放音电路，用拨动开关控制录/放音，用功能键控制站名预播报，提供语音服务。系统采用分段录/放音，录音用驻极式话筒，放音用MC34119低功率音频放大器驱动扬声器。

2 硬件组成和原理

2.1 ISD25120语音芯片

ISD25120语音芯片采用模拟量存储技术，把语音信号以原始模拟形式，直接存储在片内EPROM存储器中，无需进行A/D转换和压缩处理，录放音品质好。该芯片可持续或分段录放音，持续录放时间可达120 s，分段录放最多可分为600段，最小录放时间单元为0.2 s。芯片采用+5V单电源供电，录放次数可达10万次以上，断电后可保存信息100年。

ISD25120语音芯片的引脚图如图1所示。

各引脚的功能如下：

（1）A0/M0～A6/M6：地址 /模式选择；

（2）A7～A9：输入地址线；

（3）AUX IN：辅助输入；

（4）VSSD、VSSA：数字地和模拟地；

（5）SP+、SP－：扬声器输出；

（6）VCCD、VCCA：数字电源和模拟电源；

（7）MIC、MICREF：话筒输入端和输入参考端；

（8）AGC：自动增益控制；

（9）ANA IN、ANA OUT：模拟信号输入和输出；

（10）OVF：溢出信号，当处于芯片存储空间末尾时，此端输出低电平脉冲；

（11）CE：片选信号输入端，此段为低电平时允许芯片工作；

（12）PD：芯片低功耗状态控制，该端为高电平时，芯片停止工作进入节电状态；

（13）EOM：录放音结束信号，放音遇到EOM时，此端输出低电平脉冲；

（14）XCLK：外部时钟输入端；

（15）P/R：录放音控制选择，高电平选择放音，低电平选择录音。

图1 ISD25120语音芯片引脚图

2.2 报站器硬件原理

公交车语音报站器的单片机采用12 MHz晶振，机器周期为1 μs。报站器以AT89C51单片机为核心（如图2所示），采用ISD25120语音芯片构成录音和放音报站电路，用拨动开关控制录/放音，用功能键控制站名预播报，提供语音服务。系统采用分段录/放音，录音用驻极式话筒，放音用MC34119低功率音频放大器驱动扬声器。

图2 AT89C51单片机

系统设有K0～K5共6个功能键，各键的功能如下：

（1）K0为上下行键。按下此键，车辆运行方向为下行，否则为上行；

（2）K1为预报键。按下此键，播报车辆起步时的服务用语，预报下一站的站名；

（3）K2为播报键。到站按下此键，播报车辆到站时的服务用语；

（4）K3为重复键。按下此键，将重复前一按键的预/播报内容；

（5）K4为加1键。每按下此键一次，则向前越过一个站名；

（6）K5为减1键。每按下此键一次，则向后越过一个站名。

系统设有一个发光二极管，发光时代表车辆运行在下行方向，否则为上行方向。

在硬件设计上，单片机的P1口为人机接口，P0、P2口为单片机与语音芯片ISD25120的通信口。P0口的P0.0～P0.5引脚与语音芯片的地址输入端A4～A9 相连，P0、P2 口的 P0.6、P0.7、P2.6、P2.7 引脚分别与语音芯片的低功耗状态控制端PD、录放音控制选择端P/R、录放音结束信号输出端EOM、片选端CE相连。

将ISD25120的地址端A0～A3接地，将其控制引脚P/R、PD与地址引脚A4～A9统一编址进行控制。由于A0～A3接地，故语音录/放最小时间长度为3.2 s。将语音芯片120 s的录/放时间分为6个录/放段，第 1、2、3、4、5 段的录 /放时间均为 16 s（3.2 s×5=16 s），第 6 段的录放时间为 22.4 s（3.2 s×7=22.4 s）。实际分段录音时，应在不超过设定的各段录音时间内停止录音；分段放音时，由地址端提供起始地址，放音持续到信息结尾标志（EOM）。

2.3 程序设计思路

公交车语音报站器应用程序的主要功能是：进行按键查询，根据查询结果执行各功能键对应的程序段，完成相应操作。程序流程图如图3所示。

图3 公交车语音报站器程序流程图

公交车运行时，其下行的起始站是上行的终点站，上行的起始站是下行的终点站。无论上行或下行，在起始站都不需要播报站号服务用语。设下行时，扎好由0开始依次增大，上行时，站号按反序依次减小，则下行时预播报服务用语从第一站开始，到终点站结束；上行时预播报服务用语，从下行终点站的前一站开始，到下行的起始站结束。录音时，对下行的起始站，应录制上行终点站的预播报服务用语；对上行的起始站，应录制下行终点站的预播报服务用语；对中间同一站点，上行和下行的预播报服务用语相同，录制一组即可。

在程序设计时，设置20 H.0为上/下行标志位，20 H.1为重复放音标志位，30 H和31 H单元分别为下行和上行站号寄存器。在有按键按下时，延时20 ms去抖动，若确认有键按下，则检查按键操作是否有误，如有误则自动纠错，无误则执行相应的功能。

2.4 主程序

3 结束语

本文是作者在单片机语音报警工作原理的基础上，设计实现了公交车语音报站器汇编语言程序。这套程序设计简单，使用广泛，可以应用于大部分公交车。即使是非电子计算机专业人员，通过学习一些专业基础知识以后，也能依靠自己的技术力量，来完成的公交车语音报站的程序应用。本文的语音控制系统，只是单片机广泛应用于各行各业中的一例，相信读者会依靠自己的聪明才智，使单片机的应用更加广泛化。另外，对本例可以作一些扩展，单片机的应用越来越广泛,由于单片机的运算功能较差，往往需要借助计算机系统，因此单片机和PC机进行远程通信，更具有实际意义。

[1]张洪源.汽车技术使用[M].北京：北京人民交通出版社，1993.

[2]南金瑞.汽车单片机及车载总线技术[M].北京：北京理工大学出版社，2007.

[3]黄 鹏.汽车单片机应用技术[M].北京：机械工业出版社，2010.

[4]李 勇.汽车单片机及车载总线技术[M].北京：电子工业出版社，2007.

[5]刘俊萍.汽车电脑与总线技术[M].武汉：武汉理工大学出版社，2009.

[6]何洪文.混合动力城市公交车系统设计[M].北京：北京理工大学出版社，2010.

[7]许智宏.国产汽车防盗及中控系统维修精华[M].北京：机械工业出版社，2005.

[8]管秀君.汽车单片机与局域网技术[M].北京：人民交通出版社，2008.