1、导言
语音体系是电梯不行短少的部分，用于楼层报数、方向提示、报警告示、消防对讲以及广告宣传等。传统语音体系绝大多数选用语音器材存储和播映语音，但存在比方外围电路杂乱、音质差、本钱高、容量小以及语音不易更改等缺点。鉴于此，规划了一款依据CPLD和VS1011E解码器的电梯语音体系。
2 体系概述
电梯操控体系的基本功用是依据用户的楼层按键信息，显现楼层数字，播报抵达楼层语音。电梯语音体系框图如图1所示。
2.1信息输入
输入信息分为两部分，一是用户经过按键向体系宣布楼层恳求，二是电梯操控体系依据楼层抵达或许撤销宣布的告诉。
2.2处理器
依据用户信息和操控体系信息操控楼层体系，操控分为显现楼层和语音报送两部分。体系要求处理器处理速度快、内存缓冲空间大。
2.3显现模块
用于显现楼层数以及提示超载、消防和紧急状况，乃至还供给日期广告等信息的发布。中低档楼宇电梯体系一般运用LED显现，即点阵块显现。跟着液晶显现操控技能的开展与老练，高级楼宇电梯体系则选用LCD显现。
2.4逻辑器材
主要是能进行强大数据快速处理的CPLD。从整个体系可以看出，处理器需求呼应输入信息并可以驱动显现模块作业，还要对扩展的存储器进行读写操作，并将存储器的语音数据送到MP3解码器解码。这些都对处理器提出很大应战，假如处理器功用低则或许导致整个体系作业紊乱，因而，有必要对处理器进行“减负”。
依据上述考虑，本体系运用CPLD。关于MP3解码器的操控，处理器只担任发送操控指令，而具体操作是由CPLD完结。这样就大大提高了体系的速度和可靠性。
2.5存储器
用于存储许多语音数据。市场上MP3播映器的存储器类型有3种：磁性存储器（2.5英寸硬盘）、光学存储器（CD-ROM和DVD）和Flash。其间Flash存储器还可以分为NAND Flash、CF卡、SD卡、SMC卡MMC卡以及SONY存储棒。考虑到体系规划和运用的便利性，体系选用NAND Flash。
2.6 MP3解码器、DAC和功放
作为MP3播映器的中心，MP3解码器担任把由微处理器从存储器中MP3格局数据编码转换成数字音频信号发送给DAC；DAC则把数字音频信号转变成模仿信号，最终模仿音频信号经过耳机或许功放宣布声音。
3硬件规划
3.1体系作业原理
依据Flash的读写规矩和MP3的解码协议，预先设置CPLD的逻辑规矩。操控器依据输人信息，向CPLD宣布操控指令和传送数据。CPLD依据接收到的指令依照逻辑规矩读写Flash并对MP3设定内部操控寄存器和传送音频数据。MP3解码器输出的模仿信号直接驱动耳机，若要驱动大功率扬声器，还需外接功放。其体系硬件电路如图2所示。
3.2微操控器STC89C58RD+C
STC89C58RD+C是新一代51增强型高功用单片机，具有加密性强、超强抗搅扰、超低功耗、在体系可编程、可供给内部集成MAX810专用复位电路等特色。
STC89C58RD+C选用MCS51内核，与AT89S52引脚兼容。需求留意的是，D型内部集成复位电路，复位引脚直接接地。具有32 KB的Flash和16 KB的EEPROM，内含1 280字节SRAM存储空间。因而，STC89C58RD+C能满意体系操控要求。
D0～D7与CPLD通讯，完结数据传输和指令操控，8个端口需求上拉电阻，阻值为10 kΩ，上拉电阻需求3.3 V电源供电，与CPLD电源匹配。DREQ1（P3.2）与CPLD衔接，用来读取MP3解码器的忙状况。READY（P2.3）与CPLD衔接，判别Flash是否准备好。WR、RD和ALE衔接至CPLD，完结对Flash的读写挑选和时序操控。
3.3 CPLD电路
CPLD是微操控器、Flash和MP3之间的中介，担任逻辑操控和数据传递。CPLD电路选用Xilinx公司的XC9572-VQ64。XC9572-VQ64具有72个宏单元、1 600个可用门电路、52个I／O端口，具有低至2.5 V供电电源，可在线编程等特性。J1用于ISP下载。晶体振荡器选用40 MHz。
3.4 MP3解码器VS1011E及电路规划
VS1011E音频解码器为VS10xx系列的第三代产品，是单片MP3／WMA／MIDI解码和ADPCM编码器。它内部集成有高功用、低功耗的DSP处理核（VSDSP），5.5 KB片内RAM可供用户存储代码和数据，串行SPI总线接口，双声道高质量的采样频率可调的16位DAC。VSl011E作业在12.288 MHz～14 MHz或许24.576 MHz～28 MHz时钟规模，能对MPEG1&2 Laver1、2、3以及MPEG2.5 Layer3格局、WAV格局和PCM格局文件进行解码。
VS1011E的作业流程如图3所示。VS1011E的作业流程为：首要MP3或许WAV格局音频文件经过SDI总线进入芯片内部，并解码。解码后，假如SCL_AIADDR！=0，将会履行运用区代码，代码地址由相应的地址寄存器供给。然后，依照SCL_BASS寄存器（SB_AMPLITUDE位和ST_AMPLITUDE位）的设置，数据或许会被送到低声和高音优化器进行音效处理。尔后，数据经过音量操控单元，一起备份到音频FIFO中。音频FIFO坚持数据，并作为采样率转换器和DAC的输入。采样率转换器将一切不同采样率转换成CLKI／512，输送给DAC。DAC按位顺次发生立体声模仿信号，这些信号紧接着送到耳机功率放大器中。
因为本体系为电梯体系，推进大功率扬声器发声，需求外置功放。功放选用的是CD4752CZ，该功放具有较大的电压规模和抗搅扰才干，合适电压动摇大、外界搅扰强的电梯作业环境。
3.5 Flash存储器
选用Samsung公司的NAND Flash K9F5608作为存储器。K9F5608具有32 MB的空间，彻底满意电梯语音体系的要求。
NAND Flash以块（block）和页（page）为存储单元。K9F5608包含2 048块，每一块又包含32页，一页巨细为528字节，顺次分为2个256字节的数据区，最终是16字节的备用空间。
K9F5608的读、写和擦除操作均由指令完结。读／写操作是以页为单位进行。擦除操作是以块为单位，不能字节擦除，并且在每次改写操作之前需求先擦除一整块；每一块的擦除次数有限，为10万次左右，数据保存时刻超越10年。典型的读操作时刻为50 ns／字，写操作时刻为200 μs／页，擦除操作时刻为2 ms／块。
4软件规划
4.1主流程图
电梯在运转过程中，假如无人按键，电梯语音体系则主动播报广告、天气预报等信息，一起伴有点阵或液晶显现。当有按键按下时，语音体系则会依据按键值调用相应的按键语音处理程序。主程序流程图如图4所示。
4.2 YS1011E的软件规划
软件规划选用VS1011E音频解码器，其操控流程如图5所示。
操控MP3解码器时应留意以下几点：
设置内部操控寄存器MODE的参数。包含支撑文件格局、软启动设置、数据流形式设置、DCLK触发沿设置以及SDI数据首位设置；
假如时钟速率不是24.576 MHz，则需求设置SCI_CLOCKF寄存器。若经过改动SCI_CLOCKF倍频时钟，应将恰当的采样速率写人SCI_AUDATA寄存器，等候至少11 000个时钟后才干SPI通讯；
设置音量寄存器SCI_VOL，0为最大音量，0xFEFE为静音，0xFFFF触发模仿调电形式；
强化低声和高音，可设置寄存器SCI_BASS；
运用用户代码，SCI_AIADDR置为零；
选用RAM级的用户代码，激活SCI_WRAM、SCI_WRAMADDR、SCI_AIADDR装载数据可以完结所需功用。
5 结束语
本体系现已投入市场，音质杰出、功用安稳。依据CPLD和VS1011E解码器的语音体系现在被运用到许多范畴，如公共汽车的站名播报体系等。
责任编辑：gt
