百變電子門(mén)鈴的設(shè)計(jì)

摘要：利用STC12LE5A單片機(jī)驅(qū)動(dòng)語(yǔ)音芯片WT588，設(shè)計(jì)一種高檔門(mén)鈴。該門(mén)鈴體積小、語(yǔ)音播報(bào)質(zhì)量好、音樂(lè)隨機(jī)變換，用戶(hù)可以通過(guò)隨機(jī)軟件定制。經(jīng)試用，該門(mén)鈴效果較好，有一定的推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：電子門(mén)鈴 WT588 單片機(jī)

0 引言

目前市場(chǎng)上所出售的電子門(mén)鈴多用音樂(lè)片加觸發(fā)延時(shí)電路構(gòu)成。這些產(chǎn)品普遍具有聲音固定單調(diào)的缺點(diǎn)。隨居民生活水平的提高，語(yǔ)音播報(bào)質(zhì)量好、用戶(hù)可DIY播報(bào)音樂(lè)、具有播報(bào)音樂(lè)隨機(jī)變換功能的高檔門(mén)鈴有較大市場(chǎng)。

以單片機(jī)為控制核心，擴(kuò)展語(yǔ)音芯片和按鍵電路的高檔電子門(mén)鈴可實(shí)現(xiàn)來(lái)訪(fǎng)者按下按鍵時(shí)，隨機(jī)播放存儲(chǔ)在語(yǔ)音芯片中的樂(lè)曲，以實(shí)現(xiàn)門(mén)鈴迎賓樂(lè)曲百變的效果。

1 語(yǔ)音電路

電子門(mén)鈴的核心電路是語(yǔ)音電路。近年來(lái)語(yǔ)音處理合成芯片構(gòu)成的語(yǔ)音電路在單片機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣，大多是先將語(yǔ)音經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后存入內(nèi)存中，放音時(shí)取出再經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換輸出。美國(guó)信息內(nèi)存軟件公司推出的ISD系列語(yǔ)音電路采用直接模擬存儲(chǔ)技術(shù)，不需要專(zhuān)用開(kāi)發(fā)工具、編程器，操作簡(jiǎn)單，接口靈活。廣州唯創(chuàng)科技有限公司聯(lián)合臺(tái)灣華邦共同研發(fā)可編輯語(yǔ)音芯片WT588D系列語(yǔ)音單片機(jī)將單片機(jī)和語(yǔ)音電路集成，性能穩(wěn)定、功能較多、音質(zhì)好，而且具有多種工作模式，控制便捷。本項(xiàng)目選用WT588D-16，如圖1所示。

WT588D-16內(nèi)嵌DSP高速音頻處理器、13位DA轉(zhuǎn)換器和12位PWM。PWM輸出可直接推動(dòng)0.5W/8Ω揚(yáng)聲器，可加載WAV音頻格式。通過(guò)隨機(jī)專(zhuān)業(yè)上位機(jī)操作軟件，隨意組合語(yǔ)音，最多可加載500段用于編輯的語(yǔ)音。支持USB下載方式，支持在線(xiàn)下載/脫機(jī)下載；即便是在WT588D語(yǔ)音芯片通電的情況下，也一樣可以正常下載數(shù)據(jù)到SPI-Flash；支持MP3控制模式、按鍵控制模式、3×8按鍵組合控制模式、并口控制模式、一線(xiàn)串口控制模式、三線(xiàn)串口控制模式以及三線(xiàn)串口控制控制端口擴(kuò)展輸出模式。WT588語(yǔ)音模塊工作在三線(xiàn)串口控制模式。三線(xiàn)控制模式的三條通信線(xiàn)分別是片選CS，數(shù)據(jù)DATA，時(shí)鐘CLK，時(shí)序同于標(biāo)準(zhǔn)SPI通信方式。通過(guò)三線(xiàn)串口可以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音芯片命令控制、語(yǔ)音播放。語(yǔ)音及命令碼對(duì)應(yīng)表見(jiàn)表1，語(yǔ)音地址對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表2。三線(xiàn)串口模式下，所有按鍵均無(wú)效，WT588D-16的端口分配：P01為DATA，P02為CS，P03為CLK功能。

三線(xiàn)串口控制時(shí)序

三線(xiàn)串口控制模式復(fù)位信號(hào)在發(fā)指令碼前先拉低5ms，然后拉高等待17ms。三線(xiàn)串口控制時(shí)序如圖2所示。工作時(shí)RESET需要一直保持高電平。片選信號(hào)CS拉低5ms～10ms以喚醒WT588D語(yǔ)音芯片，推薦使用5ms。接收數(shù)據(jù)低位在先，在時(shí)鐘的上升沿接收數(shù)據(jù)。時(shí)鐘周期介于300us～1ms之間，推薦使用300us。數(shù)據(jù)成功接收后，語(yǔ)音播放忙信號(hào)BUSY輸出在20ms之后做出響應(yīng)。發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)先發(fā)低位，再發(fā)高位。發(fā)完指令碼后，DATA、CLK、CS均要保持高電平。在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，無(wú)需先發(fā)送命令碼再發(fā)送指令。D0～D7表示一個(gè)地址或者命令數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)中的00H～DBH為地址指令，E0H～E7H為音量調(diào)節(jié)命令，F(xiàn)2H為循環(huán)播放命令，F(xiàn)EH為停止播放命令，F(xiàn)5H為進(jìn)入三線(xiàn)串口控制控制端口擴(kuò)展輸出命令，F(xiàn)6H為退出三線(xiàn)串口控制控制端口擴(kuò)展輸出命令。復(fù)位信號(hào)僅在外界干擾比較強(qiáng)烈的環(huán)境中使用，如不是特殊的工業(yè)場(chǎng)合，不需要發(fā)送復(fù)位信號(hào)，直接發(fā)送片選、時(shí)鐘和數(shù)據(jù)信號(hào)即可。

2 電路硬件設(shè)計(jì)

百變電子門(mén)鈴的硬件電路原理圖如圖3所示。以深圳宏晶公司供電電壓DC3.3V的STC12LE5A60S2單片機(jī)為控制核心。該型號(hào)單片機(jī)與WT588語(yǔ)音模塊工作電壓相同。DC3.3V電壓由LM1117為核心的穩(wěn)壓模塊穩(wěn)壓，供電電源電壓DC4.2V-DC9V均可。擴(kuò)展微動(dòng)開(kāi)關(guān)S1，用于來(lái)訪(fǎng)者按壓呼叫。

3 軟件設(shè)計(jì)

可使用廣州唯創(chuàng)科技有限公司音樂(lè)片WT588D的專(zhuān)用固化軟件內(nèi)置音樂(lè)，由生產(chǎn)廠(chǎng)家將廠(chǎng)家預(yù)置或用戶(hù)指定的多首音樂(lè)歌曲內(nèi)置到音樂(lè)片中，地址對(duì)應(yīng)00~219，即最多220首樂(lè)曲，不能超過(guò)220段而且音樂(lè)歌曲時(shí)間容量受WT588D擴(kuò)展存儲(chǔ)器容量限制。當(dāng)訪(fǎng)客按下門(mén)鈴按鍵后，門(mén)鈴隨機(jī)播放樂(lè)曲，實(shí)現(xiàn)百變效果。音樂(lè)播放到時(shí)，單片機(jī)控制切斷門(mén)鈴電源，達(dá)到節(jié)省電能的目的。

4 結(jié)論

采用專(zhuān)用單片機(jī)+音樂(lè)片的門(mén)鈴設(shè)計(jì)，具有DIY個(gè)性，有廣闊的市場(chǎng)前景。