(1)設(shè)計(jì)初衷。語言是人類特有的通信方式,在漫長(zhǎng)的人類社會(huì)發(fā)展過程中發(fā)揮著無可比擬的作用。讓機(jī)器“說話”一直是電子技術(shù)不斷努力的方向,語言合成是人機(jī)語聲通信的一個(gè)重要組成部分。近年來,隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展,多種外圍電路簡(jiǎn)單性價(jià)比高專用語音處理芯片相繼問世,如uM6101、8P101 等。但這些芯片多缺乏“智能”組合合成的能力,有的甚至只能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的語音錄放功能,因此,應(yīng)用范圍受到一定的限制。最近一些研發(fā)人員利用單片機(jī)改造電子鬧鐘的語音自動(dòng)報(bào)時(shí)功能在單片機(jī)的智能化應(yīng)用方面邁出了建設(shè)性的步伐。

(2)軟件設(shè)計(jì)原理。波形編碼技術(shù)在眾多語音合成編碼方案脫穎而出,讓單片機(jī)工作在定時(shí)計(jì)數(shù)方式,當(dāng)單片機(jī)接收到需報(bào)時(shí)(或整點(diǎn)自動(dòng)報(bào)時(shí),或定鬧時(shí)間到) 的請(qǐng)求時(shí),壓縮固化在EPROM中的語音數(shù)據(jù)編碼,單片機(jī)就能根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)合的實(shí)際情況,自動(dòng)組合,調(diào)用不同的編碼語音數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)語音的“智能”組合合成。電路的工作原理是:根據(jù)當(dāng)前計(jì)時(shí)值,取出事前經(jīng)編碼壓縮固化在EPROM中的相應(yīng)語音數(shù)字信號(hào),經(jīng)解碼組合,送至單片機(jī)Pl口作D/A變換,然后經(jīng)平滑濾波和功放,還原成報(bào)時(shí)語音。鑒于語音報(bào)時(shí)電子鬧鐘的詞匯量不大,要求注重語音的合成質(zhì)量。本系統(tǒng)EPROM中所存貯的語音數(shù)據(jù)和常用數(shù)字聲等音節(jié)。獲得相應(yīng)的語音報(bào)時(shí)信號(hào),分時(shí)調(diào)用對(duì)應(yīng)的語音數(shù)據(jù)。當(dāng)接收到外部請(qǐng)求脈沖時(shí),單片機(jī)按“點(diǎn)”+“分”的組合方式,經(jīng)解碼送往單片機(jī)P,口作D/A變換。

(3)硬件設(shè)計(jì)原則。降低功耗和降低制作成本節(jié)約有限空間、有效布局是總體設(shè)計(jì)原則,根本出發(fā)點(diǎn)是盡量縮短CPU的運(yùn)行時(shí)間,延長(zhǎng)待機(jī)時(shí)間。具體設(shè)計(jì)時(shí)鑒于袖珍型便攜需用干電池供電的特點(diǎn)盡可能多使用80C31和27C256等低功耗CMOS芯片,只在需要報(bào)時(shí)時(shí)才接通功放和DZA等支路的電源,從而使整機(jī)靜態(tài)工作電源下降到0.6mA,即使兩節(jié)普通5號(hào)電池,也能滿足將近一個(gè)月的供電要求,達(dá)到降低功耗的目的。其次是,減少芯片數(shù)量,如采用數(shù)據(jù)和程序存貯器多合為一,實(shí)現(xiàn)一芯多用。在此時(shí)是將單片機(jī)設(shè)置成空閑節(jié)電運(yùn)行方式,同時(shí)在硬件上采用電子開關(guān)。具體措施是:1.將單片機(jī)設(shè)置成空閑節(jié)電運(yùn)行方式。 2.多用中斷方式,少用軟件查詢。3.采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)的程序散轉(zhuǎn)方法,減少程序的執(zhí)行時(shí)間。4.充分利用CPU內(nèi)部的定時(shí)/計(jì)數(shù)器,少用軟件定時(shí)、計(jì)數(shù)。