5 主要硬件模塊設計

　　下面主要對主控制器和語音提示電路作介紹。

　　5.1 主控制器

　　系統主控制器主要由MIC 輸入模塊、控制模塊、存儲模塊、功放和喇叭輸出模塊四部分組成，其結構如下。

　　（1） 控制單元與語音識別：由SPCE061A 單片機完成。

　　（2） MIC 輸入模塊：SPCE061A 的A/D 轉換器有8個通道，其中有一個通道是MIC_IN 輸入，專門對語音信號進行采樣。選用駐極體話筒，其偏壓由SPCE061A 的VMIC 腳提供。該模塊電路比較簡單，只需外接三個電阻和電容對電流信號進行濾波就可以了。

　　（3） 功放和喇叭輸出模塊：SPCE061A 提供雙通道10 位的D/A 輸出AUD1、AUD2，每個通道的輸出能力是30mA。為了能驅動揚聲器放音，我們將輸出電路設計為由負載電阻和三極管8050 組成的功放電路。

　　（4） 存儲模塊：由于芯片內置的存儲空間有限，為了運行復雜的識別程序，必須通過擴展必要的存儲芯片來完成系統的功能。在本系統中我們采用SPBA01B 和W29C040 來對SPCE061A 進行Memory 擴展。

　　5.2 語音提示單元

　　本系統主要由語音識別電路和語音提示電路來完成人機交互，其中語音提示電路的電路原理圖如圖4 所示。

　　圖4 語音提示電路

　　數碼語音芯片選用的是單片語音錄放集成電路ISD25120，它具有抗斷電、音質好、使用方便、無需專用的開發系統等優點。錄音時間為120s，能重復錄放達10 萬次。芯片采用多電平直接模擬量存儲專利技術，省去了A/D、D/A 轉換器。每個采樣值直接存儲在片內單個存儲單元中， 因此能夠非常真實、自然地再現語音、音樂、音調和效果聲。

　　SPCE061A的IOA11~IOA15 與ISD25120 的地址線相連，用以設置語音段的起始地址。IOB11 和IOB13 用以控制錄放音狀態。IOB12 連接一按鍵，供錄放音測試時使用。ANA IN 與ANA OUT 是模擬信號的輸入端和輸出端，它們之間連接耦合電容，通常取值為0.22~1uF。

　　語音信號由SP+ 和SP- 端經耦合器耦合到電話線或由揚聲器直接播放。錄音時，單片機通過口線設置語音段的起始地址，再使端PD 端和P/ R 端和CE 為低電平啟動錄音。結束時，單片機又讓CE 端回到高電平，即完成一段語音的錄制。放音時，根據需要播放的語音內容，找到相應的語音段起始地址，并通過口線送出。再將P/ R端設為高電平， PD 端設為低電平，并讓CE 端產生一負脈沖啟動放音，這時單片機只需等待ISD25120 的信息結束信號，即低電平EOM 的產生。結束信號為一負脈沖，在負脈沖的上升沿， 標志著該段語音播放結束。