【正文】 主控模塊輸出的語音地址指向下一條語音信息地址表的存儲位置，同理按鍵SUB通過主控模塊作用可以使主控模塊輸出的語音地址指向上一條語音信息地址表的存儲位置，而REPEAT將不改變主控模塊輸出的語音地址以指向當前條語音信息地址表的存儲位置，按鍵CLEAR可以使主控模塊輸出的語音地址指向第一條語音信息地址表的存儲位置。按鍵ADD、SUB、REPEAT、CLEAR都有3個功能，第一個功能是前面講的修改主控模塊輸出的語音地址，第二個功能是使主控模塊輸出的語音地址清零以便從該條信息的第1段開始播放，第三個功能是通過主控模塊產(chǎn)生一個下降沿語音播放信號PLAY_E，該信號連接到語音芯片的邊沿觸發(fā)放音控制端PLAYE，使語音芯片開始播放語音信息。當?shù)?段語音信息播放完后，ISD1420將輸出PLAY_END信號，PLAY_END信號作為主控模塊的另一個輸入端，將使語音信息地址指向當前條語音信息的第2段，同時PLAY_END信號通過主控模塊內(nèi)部的相應(yīng)操作后還將產(chǎn)生語音播放信號PLAY_E，該信號作用于語音芯片ISD1420后又使語音芯片開始播放語音信息。以此類推，第2段播放完成后又將播放第3段、第4段直到第8段。當?shù)诙蔚牡?段播放完后主控模塊將設(shè)法屏蔽PLAY_END，即將PLAY_END置為高電平，使語音播放停止。這樣就達到了每條語音信息重復(fù)播放兩次的目的。系統(tǒng)分為鍵輸入模塊，時鐘模塊，編程下載接口模塊，主控模塊，報時模塊，錄音模塊，顯示模塊?！? 主控模塊（EPM7128S）編程下載接口模塊時鐘模塊按鍵部分顯示模塊(LED CD4511）報時模塊（ISD1420）錄音模塊 （ISD1420） 系統(tǒng)硬件模塊劃分圖 主控模塊為了使系統(tǒng)具有在系統(tǒng)可編程功能，本設(shè)計選用了在系統(tǒng)可編程芯片EPM7128SLC8415，并且為了系統(tǒng)更新方便，該芯片還外接了編程下載接口，可直接用下載電纜對芯片進行下載更新，提高了芯片的更新速度。結(jié)合CPLD軟件控制的設(shè)計和引腳綁定，EPM7128SLC8415芯片的58腳（I/O端口）接PLAY按鍵（I/O端口），57腳接ADD按鍵（I/O端口），56腳接REPEAT按鍵（I/O端口），55腳接ADD按鍵（I/O端口），54腳接SUB按鍵（I/O端口）。每個按鍵開關(guān)由一個1k?的電阻上拉至5伏的電源。EPM7128SLC8415芯片的振蕩回路由一個16MHZ的4腳晶振產(chǎn)生，4腳晶振第4腳接5V電源，2腳接地，3腳接EPM7128SLC8415芯片的33腳。EPM7128SLC8415芯片的TDO、TCK、TMS、TDI分別與編程下載接口模塊的9相連。EPM7128SLC8415芯片7770、666664腳和語音芯片ISD1420的A0～A7口連接。作為地址線，用于產(chǎn)生語音芯片的播放地址組合。EPM7128SLC8415芯片的77779腳作為CD4511的BCD碼信號輸入端。EPM7128SLC8415芯片的12345678腳接5伏電源，13445782腳接地。 按鍵模塊共有6個按鍵開關(guān)，分別為ADD,SUB,CLEAR,REPEAT,REC,PLAY按鍵。這些按鍵均與EPM7128SLC8415芯片的IO端口相連，分別實現(xiàn)加、減、清零、重復(fù)、錄音、放音功能。為了實現(xiàn)語音可進行人工錄入，設(shè)計中需要一個8路的DIP開關(guān)，用來在錄音時提供地址輸入?；趫髸r功能的打開和關(guān)閉，選用一個單刀雙置開關(guān)，一端與EPM7128SLC8415芯片的12腳相連，EPM7128SLC8415芯片的12腳在本設(shè)計中作為軟件編程的PNSELECT所綁定的引腳，另一端分別和地、電源相連。當單刀雙置開關(guān)接通電源報時，當接通地時選擇正報。 錄音模塊ISD1420的160 段對應(yīng)著160 個地址, 由 A 0～A 7 組合產(chǎn)生。對如下圖所示的錄音電路, 先要把要報站的語音分為若干個小段, 結(jié)合語音速度按字數(shù)分配與之相應(yīng)的時間, 最后按時間分配各自語音段的首地址。即每個語音段有一個首地址, 通過改變DIP 開關(guān)位置, 便可實現(xiàn)地址編碼。 ISD1420 錄音電路，在錄音電路中，ISD1420語音芯片的A0~A7口接DIP8路開關(guān)，DIP開關(guān)用于產(chǎn)生錄音時的二進制首地址。每個開關(guān)的另一端均與地相連，A0~A7通過1k的電阻上拉至電源。當DIP開關(guān)接通時，產(chǎn)生低電平，即為二進制中的0；相反，當DIP開關(guān)斷開時，產(chǎn)生低高電平，即為二進制中的1。由此就產(chǎn)生了二進制首地址。而每個地址對應(yīng)不同的語音輸入。在錄音時，與A7和A6對應(yīng)的開關(guān)其中必須有一個置為低電平，即為二進制中的0。每錄完一次，再進行下一次錄音前要調(diào)整好DIP開關(guān)，產(chǎn)生合適的地址。具體的地址對應(yīng)的語音內(nèi)容如下所示。為了能正確地進行語音播報，必須將20秒的語音芯片分段存儲所需的內(nèi)容，然后根據(jù)每條播報信息的要求組合后進行播報。根據(jù)分析，一個全長九站的線路，語音信息分18段存儲即可。 語音分段存儲內(nèi)容表地址(二進制)地址(十進制)單元數(shù)時間長度(s)內(nèi)容0001012空白0207276“前往”080F81581“小龍坎”1017162381“石橋鋪”181F243181“歇臺子”2027323981“石油路”282F404781“大坪”3037485581“鵝嶺公園”383F566381“兩路口”4047647181“解放碑”484F727981“終點站”5057808781“所有”585F889581“到了”60679610381“下一站”686F10411181“需要在”7081112129243“下車的乘客請下車”7481*116129243“（下車）的乘客請下車”8287116129243“沙坪壩”889F136159243“的乘客請做好準備”*其中7481是7081的子集，屬于同一個存儲段。在錄音時，我們把ISD1420的端接到REC按鍵開關(guān)，以控制錄音使能。此時由DIP開關(guān)提供地址數(shù)據(jù)，通過麥克風(fēng)把報時語音信號錄制到語音芯片中。檢測是否進入錄音狀態(tài)可以測ISD1420的端是否變?yōu)檫壿嫷汀１驹O(shè)計中用一個發(fā)光二極管連接到端，當錄音時，端輸出低電平，發(fā)光二極管LED亮。當錄音停止或存儲器錄滿時，LED熄滅。 放音模塊報站模塊采用的芯片是ISD1420。配以外圍器件，如喇叭，播鍵開關(guān)等。ISD1420的地址數(shù)據(jù)是由EPM7128SLC8415芯片提供的。由于一天共有24個小時，每報一次時需要連續(xù)報8個段，共需要存儲18個語音段，因此需要占用8條數(shù)據(jù)輸入線，即A0~A7均要和CPLD的IO端口相連，用于接收由CPLD軟件編程實現(xiàn)的語音輸入地址。放音時，采用端的下降沿觸發(fā)。放音時，由CPLD控制芯片產(chǎn)生信號，語音芯片ISD1420每遇到一個端的下降沿，就會去檢測由CPLD控制芯片輸出的地址，進行按整點報時。報時模塊中采用了LM386功放對聲音進行放大，使聲音更加清晰。LM3686的2號、3號端口分別與ISD1420芯片的1 放音電路 顯示模塊顯示部分采用的是共陰七段LED數(shù)碼管。共陰七段LED數(shù)碼管的A、B、C、D、E、F、G端口分別和CD4511的A、B、C、D、E、F、G端口直接相連。顯示模塊中，采用CD4511做硬件譯碼。根據(jù)CD4511的引腳說明和真值表，將CD4511的LT端（測試端）接高， BI端（消隱輸入端）接高電平，LE端（鎖定輸出端）接地。顯示模塊由小時、分鐘、秒構(gòu)成。而在顯示部分我們采用的是靜態(tài)顯示。故CD4511的和數(shù)碼顯示管各用了6個，其引腳綁定表示小時A0、B0、C0、D0，ABCD1的8個BCD碼數(shù)據(jù)輸入端分別與EPM7128SLC8415芯片的77779端口直接相連。表示分鐘ABCD2，ABCD3的8個BCD碼數(shù)據(jù)輸入端分別與EPM7128SLC8415芯片的 ，表示秒ABCD4，ABCD5的8個BCD碼數(shù)據(jù)輸入端分別與EPM7128SLC8415芯片的 用來接收由控制模塊送入的地址信號。 顯示模塊 編程下載接口模塊為了使系統(tǒng)的調(diào)試和更新更加方便，本系統(tǒng)設(shè)計了編程下載接口模塊。該模塊通過專用下載電纜一端和PC機相連，另一端和主控模塊的ISP編程信號控制線/專用輸入端口（TDO、TCK、TMS、TDI）相連。這樣在軟件編程結(jié)束后PC機就可通過專用下載電纜把設(shè)計的控制程序下載到復(fù)雜可編程芯片中，實現(xiàn)了在系統(tǒng)編程，為系統(tǒng)的更新和調(diào)試提供了可能。 硬件和軟件的結(jié)合系統(tǒng)的軟件和硬件需要通過編程下載進行結(jié)合。在編程下載前要進行系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計。系統(tǒng)的幾乎所有控制邏輯均由CPLD實現(xiàn)。 CPLD控制邏輯框圖其中，ADD是加計數(shù)按鍵輸入；CLEAR是復(fù)位輸入；REPEAT是重復(fù)播報按鍵輸入；CLK16M是時鐘輸入端，信號頻率為16MHz；PLAY_END是ISD1420的放音結(jié)束信號，該信號是低有效；P_N_SELECT是方向選擇輸入端，當該輸入端為低電平時，播報信息是正向播報，反之，當為高電平時，播報信息是逆向播報；SUB是減計數(shù)按鍵輸入。PLAY_E是觸發(fā)語音播放的輸出端；A[7:0]是地址輸出端，用于給語音芯片播放時提供語音地址；BCD[3:0]是驅(qū)動顯示譯碼的輸出端，用于同步顯示汽車到站信息。值得注意的是PLAY_END輸入端不是一個按鍵輸入，而是語音芯片的輸出端，是低有效，該信號有效時表示當前播報的一段語音信息已經(jīng)結(jié)束，利用該信息去觸發(fā)下一段語音信息的播報，就可以使需要播報的一條完整的語音信息連續(xù)流暢地播放出來。具體軟件模塊設(shè)計見編寫軟件同學(xué)的論文。系統(tǒng)軟硬件設(shè)計都結(jié)束后，就可以進行編程下載，使得軟硬件結(jié)合，完成系統(tǒng)功能。首先將編程下載電纜兩端分別連接計算機的通信接口和在系統(tǒng)可編程芯片的編程下載接口。接著在軟件上實現(xiàn)引腳鎖定。最后通過下載線纜下載到在系統(tǒng)可編程芯片EPM7128SLC8415中。結(jié)合軟硬件，用軟件進行引腳鎖定結(jié)果如下：Input Pins Pin Name Pin Attribute ADD LOCK 55, PULLUP CLEAR LOCK 57, PULLUP CLK16MHZ LOCK 33, PULLUP PLAY_END LOCK 75, PULLUP P_N_SELECT LOCK 12, PULLUP REPEAT LOCK 56, PULLUP SUB LOCK 54, PULLUPOutput PinsPin Name Pin Attribute A[0] LOCK 74, PULLUP A[1] LOCK 73, PULLUP A[2] LOCK 70, PULLUP A[3] LOCK 69, PULLUP A[4] LOCK 68, PULLUP A[5] LOCK 67, PULLUP A[6] LOCK 65, PULLUP A[7] LOCK 64, PULLUP BCD[0] LOCK 75, PULLUP BCD[1] LOCK 76, PULLUP BCD[2] LOCK 77, PULLUP BCD[3] LOCK 79, PULLUP PLAY_E LOCK 58, PULLUP下載結(jié)束后，系統(tǒng)的總體功能就可以實現(xiàn)了。結(jié)合系統(tǒng)原理總圖（系統(tǒng)原理總圖見附錄），對系統(tǒng)的總體功能描述如下：DIP 8路開關(guān)用來給語音芯片送入地址碼，方便語音芯片ISD1420錄音。結(jié)合前面所講的具體語音芯片的地址對應(yīng)的語音內(nèi)容進行人工錄音。通過下載編程接口（JI）進行編程下載，以便系統(tǒng)進行軟件調(diào)試和更新。通過按鍵開關(guān)給主控模塊（復(fù)雜可編程邏輯器件）送驅(qū)動脈沖，使得主控模塊內(nèi)部由軟件編寫的計數(shù)器進行相應(yīng)的計數(shù)。例如，若按下ADD鍵可以使雙十六進制計數(shù)器的輸出加1以指向下一條語音信息地址表的存儲位置，同理按鍵SUB可以使雙十六進制計數(shù)器的輸出減1以指向上一條語音信息地址表的存儲位置，而REPEAT將不改變雙十六進制計數(shù)器的輸出以指向當前條語音信息地址表的存儲位置，按鍵CLEAR可以使雙十六進制計數(shù)器的輸出全為0以指向第一條語