车载仪表真人发声提示技术的研究

2013年第 5期 安徽 电子信息职业技术学 院学报 No．5 2013第 l2卷(总第 68期)Jo AL01 ! ! ! ! 皇! 2：鱼 ：[文章编号】1671—802x(2013)05—0001—03车载仪表真人发声提示技术的研究范维全， 邓 华(安徽江淮汽车股份有限公司技术中心， 安徽 合肥 230601)[摘 要]目前仪表发出的指示和报警信息主要是视觉信息。如数字显示、图形图像显示及文字显示。报警仪表在发送视觉信息的同时加上铃声这个听觉方式，但这仅仅是引起人们的注意。人们通过视觉了解的具体 内容，如果在显示报警仪表上采用数字语音技术，使适合用听觉传送的信息用语音来传送，就可以发挥听觉的优势，弥补完全用视觉信号传送信息的不足。

[关键词]车栽仪表；语音技术；真人发声[中图分类号]TH702 [文献标识码]AStudy of the Automotive Instrument with Real Voice Prompt Technology圜困固囫 范维全★邓华——车载仪表真人发声提示技术的研究 第5期和音调的结构参数目前尚无标准，需通过人机工效实验来确定最佳参数。需确定的参数包括，语音：故障短语、语速、间断时间等；音调：波形、频率、通断时间、持续时间等；以及语音和音调配合实用时上述参数的合理选择等。在仪表中加入语音系统，使仪表装置的功能更强、效率更高、适用性更好。这种设计方法语音报警系统应用已十分广泛，包扩在电话语音提示系统、验钞机、技术已经相当成熟。

一
、技术分析汽车仪表是汽车的重要组成部分，是驾驶员对汽车各子系统的信息获得的平台，目前语音技术在汽车仪表的应用尚不多见 ，但其应用潜力是巨大的。

人的所有感觉器官都可以接收到外部信息，如视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉，而最主要的方式是视觉和听觉。它们都可以接收确定性的信息，但接收信息的方式不同。首先，视觉是主动的，而听觉基本上是被动的。视觉受空间位置和距离的影响较大，而声音受信号源的空间相对位置的影响不大；人不能看到背后的东西，但却可以听到来自包括背后在内的各个方向的声音，所以听觉是全方位的。

目前仪表发出的指示、报警信息主要是视觉信息。如数字显示及图形图像显示、文字显示。报警仪表在发送视觉信息的同时加上铃声这个听觉方式，但这仅仅是引起人们的注意，人们通过视觉了解的具体内容。如果在显示报警仪表上采用数字语音技术，使适合用听觉传送的信息，用语音传送，就可以发挥听觉的优势，弥补完全用视觉信号传送信息的不足。语音报警仪表使用语音输出是最自然，也是最易为人们所接受的，因为语音信息是主动的，听觉本省是被动的，报警信息发车应该是主动的。

二、成本分析一 般仪表会应用50个左右 LED，其中有 25个左右的 LED报警灯用做报警或提示，有 25个左右用做照明，每一个报警灯从 1元到2元不等。如果我们把仪表上的报警符号用语音提示代替这样可以节约25元到50元；而只需要增加一个语音库，在仪表的内部电路增加一个存储空间，然后驱动仪表的SPERK．。从结构上分析由于大量减少了 LED灯 ，从而使仪表的硬件设计更加简单。

三、应用实例随着智能化程度的不断提高，智能仪表的应用也越来越广泛。为了使仪表装置的功能更强、更完善，我们在仪表中加入了语音系统，增加了仪表的智能化。

语音系统的原理图如图 1所示，分语音存储和语音播放两部分。系统利用单片机进行数据采集，经处理转换成判断语音芯片播放哪段语音的判断信号。同时，单片机提供控制信号给语音芯片，使其正常工作。wTV系列语音芯片能够直接驱动0．5W的喇叭，所以语音芯片输出端直接接喇叭。

图 1 语音 系统原理图(一)语音存储的实现1．WrV系列语音芯片wrV系列语音芯片是集单片机和语音电路于一 体的可编辑语音芯片。该系列采用语音数据直接在 OTP存储器中存储的技术，并采用特有的语音平滑、降噪处理技术，因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声。因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声。功能多、音质好、应用范围广性能稳定是 wⅣ 系列语音芯片的特长，弥补了以往各类语音芯片应用领域狭小的缺陷。

能 够 完 全 取 代 OKI、ISD1700、ISD1425、ISD4000、PM5O等语音芯片。

wTv系列语音芯片具有如下特点：变更语音内容简单，放音方便；高音质，声音自然；有 10／20／40／80／170／340S多个时间档次可选；手动操作／微控制器控制兼容；放音时可用边沿触发或电平触发；可以循环放音；具有自动节电控制，节电时静态电流小于10uA；信息存储无需后背电源；最多可加载 220段语音；PWM输出可直接推动 0．5W／8fl扬声器 ；放音可用单片机编程控制；单电源工作；芯片封装有DIP、SOP、SSOP和 44F2等形式。

2．语音存储和控制设置圜圜固囫 范维全★邓 二奎墼 壅塞 垄重 垫 塑 窒 篁主塑图 2 语 音存 储 流程WT VoiceChip软件是根据 WrV系列语音芯片特性开发出来的相对应配套软件。能极大程度的拓展 WTV系列 语音芯片的各项功能，能在最短的时间内完成 WTv系列 语音芯片的各种编程工作，且操作界面简单，编辑过程方便，完全的可视化傻瓜式操作，即使不懂得任何编程方式，都能轻易的操作WT VioceChip软件。很好的完成对 wrV系列 语音芯片各种控制模式程序的写人，语音的组合，音频输出模式的设置等。当单片机口线不够可选用一线控制或三线控制，更有能够作为扩展单片机I／O口线的功能，非常适合在单片机场合下使用。

智能仪表对时间要求比较苛刻，单片机发送数据 占用时间要尽量少，因此选择并 口模式作为语音芯片的控制模式。软件操作流程如图2所示。

(二)放音功能的实现1．ATMEL通用单片机ATMEL公 司 单 片机 采 用 了 FLASH技 术 、EEPROM电可擦除技术、低功耗技术、高可靠性技术、抗干扰技术等，因而使单片机在性能、结构、品质上都有明显的优势。它具有电压工作范围宽、丰富的片上外设、存储器结构与一般计算机相同、多种可编程低功耗方式和开发方便等优点。

我们选用 AT89C2051单片机，它有 2KB的程序存储器，128B的RAM。

放音电路及原理单片机 AT89C2051通过 P3．0、P3．1、P3．2端 口采集数据，并对采集的数据进行处理，产生判断语音芯片播放哪段语音的变量，单片机根据这些变量通过送相应的初始地址给wTv语音芯片，然后用P3．3输出一个低脉冲给SBT触发语音芯片，让语音芯片播放制定地址的语音，并把声音信号送到输出端(AMP—N，AMP—P)，在通过喇叭发出播放的声音。

放音原理如图 3所示。

图 3 放 骨 原 理荬现圳 4所示。该程序用 MCS一51汇编实l uVision2软件上编译通过。

f 开始 l L J
J L数据采集 lJ L数据处理 lJ L送初始地址给语音芯片 lJ L给sBT一个低脉冲，歆音l图4 放音的流程 图可行l生、成本及应用实例的分析，真义表的应用具有较大的推广意义和广袤的场前景，必将被越来越多的车辆所采用。

音合成技术与单片微机综合系统【M】．北京：北学 出版社，1993.

(责任编辑：江玉祥)Il lI J． l I X fJE 日 A 【J 1