如何设计汽车检测中的语音合成器？-德赢Vwin官网网

汽车数量的急剧增加，加大了汽车检测工作的工作量。汽车检测中，检测人员要用眼浏览并判定许多屏幕上的信息，并做出判断。调查研究发现，检测人员的耳未发挥出应有的功能，而用语音的形式告知检测人员的检测结果，可减轻检测人员的工作负担，汽车检测线语音合成器就是为此目的研制的。

1主要技术指标

1.1 语音合成器输出语音信号要求

（1）输出语音信号特征

语音合成器输出语音信号特征为，语速：3～4字／秒；信噪比：20 dB；频率：300～3000 Hz，公输出大约90句话语。

（2）输出语音信号参数

电压幅值：3 V （带负载，有效值）;

输出阻抗：《50 Ω;负载阻抗： 600 Ω。

2 结构及工作原理

2.1 结构

汽车检测中语音合成器为一独立的智能语音合成块，配有标准串行口供测试及与主处理机通讯，与主处理机连接关系如图1。

如何设计汽车检测中的语音合成器？

2.2 工作原理

当语音合成器加电时，首先要做初始化、自测试工作等。

当主处理机要求输出语音时，通过RS232 接口把命令字传送给语音合成器，语音合成器响应中断后，进入中断服务程序，完成读取命令字、清除命令字等任务，然后返回，按读取的命令字报出对应的语音。

3 设计与实现

3.1 设计思想

针对语音合成器特定需要，音质要求高，词汇量小等特点，语音合成拟采用波形编码技术，这种方法相对简单、易行，合成的语音质量好。合成器的工作任务量较为有限，CPU可选用价格低廉，工作可靠，便于开发，应用面极广的8031单片微处理机芯片，编码芯片选用TCM2916，它是一种电话编码/解码芯片，内有放大滤波电路，可对输入语音，输出语音进行滤波处理，用它合成的语音音质好，清晰自然。

3.2 主要功能部分的设计与实现

3.2.1 功能

语音合成器是一独立的功能块。当主处理机用RS232口告知语音合成器有语音输出要求时，语音合成器的CPU从相应的串口数据寄存器读取信息，并进行判断，按要求产生输出语句。

3.2.2 硬件配置

语音合成器硬件配置如下：

CPU芯片： M8031;时钟频率： 11.059 MHz;

程序存储器： 8K×8 b;数据存储器： 64K×8 b;

“看门狗”定时器;一个RS232串行口;

两个外部中断INT0，INT1;语音编码U律编码。

3.2.3 语音合成器的设计实现考虑

语音合成块负责着语音的重构工作，下面说明设计实现的一些问题。

（1）语音合成

语音合成包括有限词汇的合成和无限词汇的合成。实现语音合成有两种方法，一种是采用波形编码技术进行合成；另一种是采用声码技术合成。前者能高质量地重建语音，很适于合成音质要求好，词汇量不太大的系统，特别是军用特定系统。它的缺点是占用的存贮量大，但随着存储器芯片集成度的大大提高及价格的下降，这个问题并不那么明显，目前的应用已发挥了很好的社会效益。后者包括三种实现方法，即线性预测参数合成法，共振峰合成方法，发音器官参数合成法。由于这些技术在实验中很难找到精确描述声道参数的模型，因而合成的语音质量较差，它的优点是所需的存贮量小，当要合成无限词汇量系统时必须采用这种技术。目前，民用市场有许多这方面的芯片，如用TI 公司语音合成芯片TMS5220构成的有限词汇量的系统，由于要求的存储量小，相对语音质量高而得到广泛的应用。针对飞控系统语音合成器特定需要：音质要求高，词汇量小等特点，语音合成采用波形编码技术实现，并选词组为存贮基元。

（2）CPU的选择考虑

语音合成器的主要任务是实时地响应主处理机送来的命令字，并把固化在语音参数存储器的语音参数按命令字进行解码回放，因此对CPU要求有一定的中断处理及控制能力，8031单片机可胜任这一工作。8031单片机具有功能强、外围接口丰富、指令控制能力强、价格低廉、工作稳定可靠等特点，能够实时处理该项任务，因此，语音合成器CPU选8031。

其主要性能如下：

· 最高时钟频率： 12 MHz

· 片内128×8 bit RAM

· 片外128 k×8 bit存储器

· 32位I／O口

· 两个16位定时器／计数器

· 两个外部中断INT0，INT1

· 串行口

· 低功耗： 150 mW

（3）语音参数的解码

语音芯片承担着语音的重构工作，从量化理论得知，对PCM编码，要达到电话质量，编码需11 bit的量化位数，而采用μ律PCM编码，只需7 bit的量化位数，本设计中我们选用TCM2916，为一μ律PCM编码芯片，量化位数为8 bit，因此可满足语音合成器要求，其主要特点如下：

·μ律PCM编码技术

·内部放大滤波电路，通带频率：200 Hz～3.4 kHz

·低功耗： 140 mW

·串行PCM编码I／O

·易于与单片机接口

3.2.4 参数存贮器

参数存贮器用来固化语音参数，按给定的检测输出语句（大约80句语句，这里未给出）及采用的μ律PCM编码技术，考虑到检测语句词汇的重复，语音合成器占用存储量大约为：512 k×8 b，因此参数存储器选用D72C4001D-15固化语音参数。

3.2.5 看门狗电路

为防止语音合成器失控，设计看门狗电路实现对语音合成器的监视，当发生失控时，强迫语音合成器进入确定状态。

3.2.6 软件

要实现语音合成器所要求的功能，必须配置有相应的软件，软件包括语音合成软件和通讯软件。其中语音合成软件包括测试模块、控制模块及合成模块。

（1）语音合成软件

语音合成软件由自测试模块、控制模块及合成模块组成。

自测试模块完成语音合成模块的自测试工作，包括 8031指令系统，程序EPROM，语音参数EPROM及整个放音系统的测试工作。

控制模块控制模块实现对语音合成器的控制管理工作。包括语音合成器的初始化工作，与主处理机的通讯管理工作及输出语音信息的检索、判断工作以及词组的编排、组织工作。

4 结语

以上给出了汽车检测中语音合成器主要部分的工作原理及实现方法，实际应用中，语音合成器的设计还应包括结构、可靠性、可维护性、可测试性方面的设计。

声明：本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人，不代表德赢Vwin官网网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用，如有内容侵权或者其他违规问题，请联系本站处理。举报投诉

汽车电子

汽车电子

+关注

关注
3026

文章
7941

浏览量
166892
合成器

合成器

+关注

关注
0

文章
273

浏览量
25356
定时器

定时器

+关注

关注
23

文章
3246

浏览量
114713

合成器

满器加上—共其他使用反馈的电路来产生完美的正弦波。2、锁相环正如以前提到的，在电子系统中的反馈只是感觉某些器件的输出，如果输出不正确，就改变它的输入使它正常。这是合成器工作的基本原理，通过感应振荡器

发表于 12-06 14:06

详解频率合成器高性能架构的实现

一般可以使用可下载的应用程序完成合成器的寄存器加载和相位检测器增益的设置等功能。图1、像这种基于整数分频器的频率合成器对许多应用来说都非常有用。

发表于 07-08 06:10

基于DDS的频率合成器设计介绍

直接数字频率合成（DDS）在过去十年受到了频率合成器设计工程师极大的欢迎，它被认为是一种具有低相位噪声和优良杂散性能的灵活的频率源，基于DDS的频率合成器在许多应用中能比基于锁相环（P

发表于 07-08 07:26

如何利用FPGA设计PLL频率合成器？

。本文结合FPGA技术、锁相环技术、频率合成技术，设计出了一个整数/半整数频率合成器，能够方便地应用于锁相环教学中，有一定的实用价值。那么有谁知道具体该如何利用FPGA设计PLL频率合成器

发表于 07-30 07:55

什么是频率合成器

和相位来生成被调制信号，因此对于数字通信系统来说可以产生任意的波形。软件无线电系统中的数字上下变频、本地载波的产生以及压控震荡器等重要环节都可以用DDS技术实现。　　采用DDS技术的直接数字频率合成器

发表于 08-19 19:18

锁相环频率合成器是什么原理？

频率合成器的主要性能指标锁相环频率合成器原理锁相环频率合成器捕捉过程的分析与仿真

发表于 04-22 06:27

如何去实现汽车检测线语音合成器？

汽车检测线语音合成器的工作原理是什么？汽车检测线语音合成器的结构是怎样构成的？

发表于 05-14 06:57

ΣΔ技术在锁相环频率合成器中的应用

文章分析了小数分频频率合成器中存在的相位杂散的问题，介绍了采用Σ — Δ 调制技术的小数频率合成器。详细介绍了Σ — Δ 调制频率

发表于 08-19 11:00 •12次下载

频率合成器,频率合成器原理及作用是什么?

频率合成器,频率合成器原理及作用是什么? 所谓的频率合成器，就是以一个精确度、稳定度极好的石英晶体振荡器作为基准频率，并利用加、减

发表于 03-23 11:04 •1.5w次阅读

什么是直接式频率合成器（DS）

什么是直接式频率合成器（DS）频率合成的历史频率合成器被人们喻为众多电子系统的“心脏”。现代战

发表于 03-23 11:23 •1732次阅读

间接式频率合成器（IS）的定义和原理是什么?

间接式频率合成器（IS）的定义和原理是什么? 频率合成的历史频率合成器被人们喻为众多电子系统的“心脏”。现代战争是

发表于 03-23 11:31 •2358次阅读

单环锁相频率合成器,单环锁相频率合成器是什么意思

单环锁相频率合成器,单环锁相频率合成器是什么意思频率合成的历史频率合成器被人们喻为众多电子系统的“心脏”。现代战争是

发表于 03-23 11:36 •1021次阅读

集成锁相环频率合成器,什么是集成锁相环频率合成器

集成锁相环频率合成器,什么是集成锁相环频率合成器 频率合成的历史频率合成器被人们喻为众多电子系统

发表于 03-23 11:45 •819次阅读

带有语音合成器的酷定时器

德赢Vwin官网网站提供《带有语音合成器的酷定时器.zip》资料免费下载

发表于 11-14 14:23 •0次下载

pll频率合成器工作原理与pll频率合成器的原理图解释

pll频率合成器工作原理与pll频率合成器的原理图解释我们要搞清楚pll频率合成器工作原理与pll频率合成器的原理图就要先搞清楚pll和频率合成器

发表于 02-24 18:19 •9592次阅读

搜索历史

如何设计汽车检测中的语音合成器？

评论

合成器

详解频率合成器高性能架构的实现

基于DDS的频率合成器设计介绍

如何利用FPGA设计PLL频率合成器？

什么是频率合成器

锁相环频率合成器是什么原理？

如何去实现汽车检测线语音合成器？

ΣΔ技术在锁相环频率合成器中的应用

频率合成器,频率合成器原理及作用是什么?

什么是直接式频率合成器（DS）

间接式频率合成器（IS）的定义和原理是什么?

单环锁相频率合成器,单环锁相频率合成器是什么意思

集成锁相环频率合成器,什么是集成锁相环频率合成器

带有语音合成器的酷定时器

pll频率合成器工作原理与pll频率合成器的原理图解释