语音回示在GSM-R手持终端中的实现

技术分类: 通信  | 2006-11-28
来源:电子设计应用 | 铁道科学研究院通信信号研究所 刘刚 戴未央

GSM-R手持终端功能概述

    铁道部已确定以GSM-R系统作为中国铁路无线通信平台,因此,以GSM-R为平台建立综合无线通信系统,为GSM-R网络的各种作业提供无线通信手段和设备已迫在眉睫。

    GSM-R手持终端在编组站中有着特殊的应用。编组站的作业以小组为单位,完成调车、编组工作。小组的每位成员均配备GSM-R专业手持终端,并根据职务要求的不同,具有各自的功能。本文主要介绍语音回示功能的实现方式。调车长发出的调度指令种类是有限的,因此,GSM-R手持终端可以先预存相应指令的语音信息,然后根据收到的调度指令,播放出相应的语音。这个功能是编组站手持终端必备的功能,本文采用Atmega128和ISD4003完成此功能,并采用一种全新的方法高效完成Atmega128与ISD4003之间的通信与控制,完全发挥了Atmega128高速的特点。

硬件电路设计

器件简述


    本文采用Atmega128与ISD4003之间的SPI控制接口,完成所需要的语音回示功能。

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bsp; Atmega128是AVR单片机的一个型号,其废除了机器周期,采用精简指令集,以字作为指令长度单位,将内容丰富的操作数与操作码安排在一字之中,取指周期短,又可预取指令,实现流水作业,可高速执行指令,在软/硬件开销、速度、性能和成本诸多方面取得了优化平衡,是高性价比的单片机。

    ISD4003系列语音芯片的工作电压为3V,单片录放时间为4~8分钟,音质好,芯片采用CMOS技术,内含振荡器、防混淆滤波器、平滑滤波器、音频放大器、自动静噪及高密度多电平闪烁存储阵列。芯片采用多电平直接模拟量存储技术, 每个采样值直接存储在片内Flash中,因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声,避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和"金属声"。采样频率可为 4.0、5.3、6.4或8.0kHz,频率越低,录放时间越长,而音质则有所下降。

硬件电路设计

                              硬件电路图

                                                图 1 硬件电路图

    ISD4003的所有操作必须由微控制器控制,操作命令可通过串行通信接口(SPI或Microwire)送入。SPI 协议假定微控制器的SPI移位寄存器在SCLK的下降沿动作,因此对ISD4003而言,在时钟上升沿锁存MOSI引脚的数据,在下降沿将数据送至MISO引脚。使用Atmega128的SPI接口直接控制ISD4003,因此硬件设计相对比较简单。如图1所示。

    Atmega128作为SPI主设备,ISD4003作为SPI从设备。Atmega128通过/SS片选ISD4003,MOSI控制线向ISD4003发送控制信息,播放相应的语音信息。当ISD4003读到语音尾端时,会产生一个中断,Atmega128接收此中断,播放下一段语音。

具体引脚连接如下:

1、 Atmega128的SS的CS与ISD4003相连,当Atmega128对ISD4003进行操作时,选通此芯片。
2、 Atmega128的MOSI/MISO与ISD4003的MOSI/MISO相连,进行数据的输入/输出。
3、 Atmega128的SCLK与ISD4003的SCLK相连,提供串行数据的时钟。
4、 INT接Atmega128的中断线,作为语音播放完毕的中断信号。
5、 ISD4003的AUD_OUT引脚接功放或者喇叭,播放选中的语音信息。   

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