基于wt588d語音芯片的gsm-r手持終端

1、基于基于WT588D語音芯片的語音芯片的GSMR手持終端手持終端摘要：本文介紹了GSMR手持終端上語音回示功能的實現(xiàn)。采用ATMEGA48與WT588D之間的SPI控制接口，完成所需要的功能，給出了相應(yīng)的硬件設(shè)計及軟件實現(xiàn)，使用了一種全新的數(shù)據(jù)通信方式，采用緩沖加中斷的方法，解決了高速MCU和低速串口之間的矛盾。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：語音回示GSMRWT588D語音芯片串行通信1.GSMR手持終端功能概述鐵道部已確定以GSMR系統(tǒng)作為中國鐵路無

2、線通信平臺，因此，以GSMR為平臺建立綜合無線通信系統(tǒng)，為GSMR網(wǎng)絡(luò)的各種作業(yè)提供無線通信手段和設(shè)備已迫在眉睫。GSMR手持終端在編組站中有著特殊的應(yīng)用。編組站的作業(yè)以小組為單位，完成調(diào)車、編組工作。小組的每位成員均配備GSMR專業(yè)手持終端，并根據(jù)職務(wù)要求的不同，具有各自的功能。本文主要介紹語音回示功能的實現(xiàn)方式。調(diào)車長發(fā)出的調(diào)度指令種類是有限的，因此，GSMR手持終端可以先預(yù)存相應(yīng)指令的語音信息，然后根據(jù)收到的調(diào)度指令，播放出相應(yīng)的

3、語音。這個功能是編組站手持終端必備的功能，本文采用ATMEGA48和WT588D語音芯片完成此功能，并采用一種全新的方法高效完成ATMEGA48與WT588D語音芯片之間的通信與控制，完全發(fā)揮了ATMEGA48高速的特點。2.器件簡述本文采用WT588D語音芯片與ATMEGA48之間的SPI控制接口，完成所需要的語音回示功能。ATMEGA48是AVR單片機的一個型號，AVR內(nèi)核具有豐富的指令集和32個通用工作寄存器。所有的寄存器都直接與

4、算術(shù)邏輯單元(ALU)相連接，使得一條指令可以在一個時鐘周期內(nèi)同時訪問兩個獨立的寄存器。它還廢除了機器周期，采用精簡指令集，以字作為指令長度單位，將內(nèi)容豐富的操作數(shù)與操作碼安排在一字之中，取指周期短，又可預(yù)取指令，實現(xiàn)流水作業(yè)，可高速執(zhí)行指令。這種結(jié)構(gòu)大大提高了代碼效率，并且具有比普通的CISC微控制器最高至10倍的數(shù)據(jù)吞吐率。在軟硬件開銷、速度、性能和成本諸多方面取得了優(yōu)化平衡，是高性價比的單片機。WT588D語音芯片采用語音數(shù)據(jù)直接

5、在SPIFlash存儲器中存儲的技術(shù)，下載速度快，并經(jīng)過DA轉(zhuǎn)換后輸出。因此能夠非常真實、自然地再現(xiàn)語音、音樂、音調(diào)和效果聲。功能多、音質(zhì)好、應(yīng)用范圍廣性能穩(wěn)定是WT588D系列語音芯片的特長，彌補了以往各類語音芯片應(yīng)用領(lǐng)域狹小的缺陷。能夠完全取代ISD1700、ISD1425、ISD4000、PM50等語音芯片。WT588D系列語音芯片具有如下特點：變更語音內(nèi)容簡單，放音方便；高音質(zhì)，聲音自然；支持2M～64M的SPIFlash內(nèi)存，

6、在6K采樣下能達(dá)到2149S的放音；手動操作微控制器控制兼容；放音時可用邊沿觸發(fā)或電平觸發(fā)；可以循環(huán)放音；具有自動節(jié)電控制，節(jié)電時靜態(tài)電流小于10uA；信息存儲無需后背電源；最多可加載220段語音；PWM輸出可直接推動0.5W8Ω揚聲器；可重復(fù)擦除燒寫10萬次；放音可用單片機編程控制；單電源工作；模塊封裝（帶FLASH存5、WT588D可以設(shè)置為DAC(外接功放)輸出或者PWM（直接驅(qū)動喇叭）輸出，播放選中的語音信息。4.軟件實現(xiàn)本文使

7、用ATMEGA48的SPI接口直接控制WT588D，對其相應(yīng)的地址進(jìn)行讀操作，完成選定語音的播放。SPI收發(fā)程序往往是一段采用輪循方式完成收發(fā)的簡單代碼，也就是單片機通過MOSI寄存器發(fā)送數(shù)據(jù)。同時根據(jù)查詢MOSI狀態(tài)寄存器的狀態(tài)來判斷是否能發(fā)送下一個數(shù)據(jù)。在此過程中，單片機處于死等的狀態(tài)，不能進(jìn)行任何其它任務(wù)的執(zhí)行。對于高速的AVR來講，采用這種方式大大降低了MCU的效率，無法發(fā)揮其高速、高效的特點。同時，由于ATMEGA48在完成語

8、音回示的同時，還需要完成語音通話、故障記錄等功能，因此需要MCU能更高效地完成SPI收發(fā)功能。在使用ATMEGA48時，根據(jù)芯片本身的特點(片內(nèi)大容量RAM，適合采用高級語言編寫系統(tǒng)程序)，使用了一種新的方法，采用接收和發(fā)送緩沖器加中斷的方法，編寫高效可靠的SPI收發(fā)程序。基本思路如下：1、發(fā)送數(shù)據(jù)時，如果MOSI數(shù)據(jù)寄存器為空，則直接將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)填入MOSI數(shù)據(jù)寄存器，由單片機自動完成數(shù)據(jù)的發(fā)送。2、發(fā)送數(shù)據(jù)時，如果MOSI數(shù)據(jù)寄

9、存器不為空，也就是說有待發(fā)的數(shù)據(jù)，此時將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)填入發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)(構(gòu)建在ATMEGA48的RAM中)。單片機將數(shù)據(jù)置入發(fā)送緩沖區(qū)中，就算已經(jīng)完成了數(shù)據(jù)的發(fā)送，可以執(zhí)行別的指令，這樣，充分發(fā)揮了其并行高速運行的特點。本文在中斷處理程序中完成對發(fā)送緩沖區(qū)數(shù)據(jù)的處理。每次MOSI數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)發(fā)送完成，都會產(chǎn)生一個中斷，因此當(dāng)產(chǎn)生中斷時，表明前一個數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)送完成，將待發(fā)的發(fā)送緩沖區(qū)數(shù)據(jù)置入MOSI數(shù)據(jù)寄存器，進(jìn)行數(shù)據(jù)的自動發(fā)送。以下

10、為SPI數(shù)據(jù)發(fā)送程序和SPI中斷處理程序，流程分別如圖2、圖3所示。發(fā)送SPI數(shù)據(jù)退出送人緩沖區(qū)置SPDR存儲器空是否是否有待發(fā)數(shù)據(jù)中斷處理讀緩沖區(qū)退出圖3中斷處理程序采用緩沖加中斷的SPI發(fā)送方法，能夠高效地完成數(shù)據(jù)的收發(fā)，提高M(jìn)CU的效率，具有以下優(yōu)點：l、采用兩個8字節(jié)的接收和發(fā)送緩沖器來提高M(jìn)CU的效率，如當(dāng)程序發(fā)送數(shù)據(jù)時，如果SPI口不空閑，就將數(shù)據(jù)放入發(fā)送緩沖器中，MCU不必等待，可以繼續(xù)執(zhí)行其它工作。而SPI的硬件發(fā)送完一