基于WT588F02KD語(yǔ)音芯片在出租車(chē)計(jì)價(jià)器的應(yīng)用方案設(shè)計(jì)解析

隨著交通行業(yè)的發(fā)展，出租車(chē)已經(jīng)成為城市交通生活中必不可少的一部分，從加強(qiáng)行業(yè)管理和減少司機(jī)與乘客之間的糾紛觸發(fā)，具有良好性能的計(jì)價(jià)器對(duì)出租車(chē)司機(jī)和乘客來(lái)說(shuō)是很必要的。

出租車(chē)計(jì)價(jià)器是出租車(chē)運(yùn)營(yíng)收費(fèi)的專(zhuān)用智能化儀表，隨著電子計(jì)數(shù)的發(fā)展。出租車(chē)計(jì)價(jià)器技術(shù)也在不斷進(jìn)步和提高，國(guó)內(nèi)出租車(chē)計(jì)價(jià)器已經(jīng)經(jīng)歷了四個(gè)階段的發(fā)展，從傳統(tǒng)的全部由機(jī)械元器件組成的機(jī)械式到半電子式，即用電子線路代替部分機(jī)械元器件，再?gòu)?a target="_blank">集成電路式到目前的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的出租車(chē)計(jì)價(jià)器。

目前市場(chǎng)上出租車(chē)計(jì)價(jià)器功能主要具有計(jì)時(shí)計(jì)價(jià)功能、數(shù)據(jù)復(fù)位功能、數(shù)據(jù)輸出功能等，但能夠進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)數(shù)據(jù)信息功能的計(jì)價(jià)器還是比較少見(jiàn)的。常用的方案是：MCU+霍爾傳感器件/光電傳感器件+掉電儲(chǔ)存電路+語(yǔ)音芯片來(lái)完成的，而本文介紹的方案：通過(guò)WT588F02KD+霍爾傳感器件+秒跳芯片即可完成。WT588F02KD集成度高，單顆芯片可完成掉電記憶功能，語(yǔ)音播報(bào)功能，時(shí)鐘功能等。從物料上節(jié)約了成本，可縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。目前WT588F系列芯片有3種封裝：SOP8、SOP16、SSOP24。WT588F系列芯片集成了語(yǔ)音播報(bào)、數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)等功能，以及有豐富的擴(kuò)展資源，單芯片可以完成語(yǔ)音交互、顯示驅(qū)動(dòng)、MCU功能。

WT588F02KD出租車(chē)計(jì)價(jià)器方案設(shè)計(jì)實(shí)例

1）方案概述

本設(shè)計(jì)方案滿(mǎn)足了以下功能要求：

起步費(fèi)用：由用戶(hù)設(shè)定起步價(jià)，傳感器檢測(cè)的行車(chē)?yán)锍淘谄鸩絻r(jià)費(fèi)用里程內(nèi)，就關(guān)閉行車(chē)?yán)锍逃?jì)費(fèi)程序，當(dāng)行車(chē)?yán)锍坛^(guò)了起步價(jià)費(fèi)用，計(jì)費(fèi)程序才啟動(dòng)計(jì)費(fèi)。

行車(chē)?yán)锍逃?jì)費(fèi)：通過(guò)傳感器將出租車(chē)的行駛距離送入處理電路中，然后換算成里程，根據(jù)行車(chē)?yán)锍毯鸵言O(shè)定好的單價(jià)計(jì)算出所需行車(chē)費(fèi)用，將這個(gè)費(fèi)用信息通過(guò)數(shù)碼管顯示出來(lái)。

語(yǔ)音播報(bào)功能：當(dāng)有乘客上車(chē)時(shí)，致以歡迎詞；當(dāng)?shù)竭_(dá)目的地乘客下車(chē)時(shí)，致以結(jié)束語(yǔ)同時(shí)播報(bào)本次行程的里程與金額。

時(shí)間顯示功能：當(dāng)前時(shí)間顯示，且可帶計(jì)時(shí)功能，計(jì)算行程所用時(shí)間。

2）應(yīng)用框架圖

本設(shè)計(jì)方案通過(guò)霍爾器件AH3144來(lái)檢測(cè)汽車(chē)行駛的公里數(shù)，并產(chǎn)生一系列相應(yīng)的脈沖輸出，脈沖送到主控WT588F02KD進(jìn)行處理，主控根據(jù)程序設(shè)定通過(guò)脈沖數(shù)換算出行駛公里數(shù)，再根據(jù)設(shè)定的相關(guān)單價(jià)進(jìn)行金額的計(jì)算，計(jì)算好的金額、里程、時(shí)間都通過(guò)四位數(shù)碼管輪換顯示出來(lái)，同時(shí)在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中根據(jù)上下車(chē)的不同狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的語(yǔ)音播放功能。在乘客到達(dá)目的地時(shí)，可通過(guò)按鍵進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)。鍵盤(pán)可以用來(lái)調(diào)節(jié)價(jià)格等相關(guān)數(shù)據(jù)，且主控帶有掉電記憶功能，掉電后可以使調(diào)整好的數(shù)據(jù)不丟失，等下次通電后可直接讀取，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖所示：

3）硬件設(shè)計(jì)概述

3.1器件選型

?

?

?

?

3.2主控介紹

WT588F02KD是唯創(chuàng)知音研發(fā)出的一款16位DSP語(yǔ)音芯片，芯片內(nèi)部有256kByte可反復(fù)擦寫(xiě)的FLASH儲(chǔ)存空間，是一種帶鍵盤(pán)掃描接口 LED（4位LED數(shù)碼管）的驅(qū)動(dòng)控制，帶語(yǔ)音播報(bào)功能，鍵盤(pán)掃描和基礎(chǔ)時(shí)鐘功能的芯片。下圖為芯片管腳圖。

3.2.1芯片基本功能及特點(diǎn)

1.16位DSP語(yǔ)音芯片、32Mhz內(nèi)部振蕩；

2.工作電壓2.0~5.5V；建議電壓：2.2~4.0V（由于串口使用TTL電平通信）

3.16bit的PWM輸出，可直接驅(qū)動(dòng)8R 0.5W喇叭；

4.支持6K~32Khz的WAV文件；

5.客戶(hù)可以通過(guò)配套下載測(cè)試板在線更換芯片內(nèi)部語(yǔ)音內(nèi)容；

6.帶語(yǔ)音提示功能；

7.支持32768段地址，有更多需求可以擴(kuò)展；

8.芯片內(nèi)部有183K byte 的存儲(chǔ)空間（不包括主控程序）。

9.芯片主控程序和內(nèi)置存儲(chǔ)數(shù)據(jù)均可擦除再燒寫(xiě)。

10.讀取當(dāng)前時(shí)鐘信息： 年、月、日、時(shí)、分、秒、周

11.設(shè)置當(dāng)前時(shí)間信息： 年、月、日、時(shí)、分、秒

12.放置用戶(hù)數(shù)據(jù)（讀寫(xiě)）：256個(gè)字節(jié) 放在FLASH里面

13.掉電記憶

3.3里程計(jì)價(jià)單元設(shè)計(jì)

AH3144是由電壓調(diào)整器，霍爾電壓發(fā)生器，差分放大器，史密特觸發(fā)器和集電極開(kāi)路的輸出級(jí)組成的磁敏傳感電路，其輸入為磁感應(yīng)強(qiáng)度，輸出是一個(gè)數(shù)字電壓訊號(hào)。

里程計(jì)算是通過(guò)安裝在車(chē)輪上的霍爾傳感器檢測(cè)到信號(hào)，送到主控再經(jīng)處理計(jì)算發(fā)送給顯示單元。每當(dāng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈（假設(shè)車(chē)輪周長(zhǎng)為2米），霍爾開(kāi)關(guān)就檢測(cè)并輸出信號(hào)，引起MCU中斷，對(duì)脈沖計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到500次時(shí)（即1公里），MCU就控制將金額自動(dòng)增加。

3.4顯示設(shè)計(jì)

由于設(shè)計(jì)要求有單價(jià)、里程、總金額等的顯示輸出，如果采用LCD液晶段碼顯示，在離屏幕1米之外將會(huì)很難看清數(shù)據(jù)的顯示，因此本設(shè)計(jì)采用4位LED數(shù)碼管顯示方式。

3.5鍵盤(pán)電路設(shè)計(jì)

當(dāng)單價(jià)等信息需要進(jìn)行修改時(shí)，就要用到鍵盤(pán)進(jìn)行修改，由于調(diào)節(jié)信息不多，故采用4個(gè)獨(dú)立鍵盤(pán)即可，分別實(shí)現(xiàn)清零、增大、減小和功能模式的更改切換作用。

KEY1接口的按鍵短按可開(kāi)啟計(jì)費(fèi)功能，長(zhǎng)按則可以選擇模式，可進(jìn)入到起步價(jià)、單價(jià)設(shè)置等模式；

KEY2接口的按鍵即實(shí)現(xiàn)增加1的功能；

SPICLK對(duì)應(yīng)接口為復(fù)用接口，作為按鍵時(shí)為減少1的功能；

SPIDI對(duì)應(yīng)接口為復(fù)用接口，當(dāng)作為按鍵時(shí)短按 可結(jié)束當(dāng)前行程，且播出金額或等可提醒乘客。

電路圖如下圖所示。

3.6時(shí)鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì)

此模塊選用WT5T01秒跳芯片，晶振在-5~+10ppm范圍內(nèi)，脈寬為31.25ms。

3.7語(yǔ)音播報(bào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

芯片可直接驅(qū)動(dòng)8Ω/0.5W喇叭和蜂鳴器。芯片本身可以存儲(chǔ)200秒的語(yǔ)音，并且支持客戶(hù)使用上位機(jī)自己制作語(yǔ)音，帶有配套下載器，可以把語(yǔ)音下載到芯片里。

3.8在線下載/語(yǔ)音更換

畫(huà)板時(shí)可在板子上留好下載口，方便下載更換語(yǔ)音。將 bin 文件存入在線下載器，通過(guò)在線下載器連接設(shè)備即可更換語(yǔ)音，可用于生產(chǎn)或客戶(hù)端設(shè)備語(yǔ)音的更換，使用方便、快捷、操作簡(jiǎn)單，適用于需頻繁更換語(yǔ)音的設(shè)備。

制作bin文件：登陸網(wǎng)頁(yè)上位機(jī)網(wǎng)址后，加載要播放的語(yǔ)音文件或使用文字轉(zhuǎn)換音頻功能加載語(yǔ)音后制作bin文件。WT588網(wǎng)頁(yè)制作客戶(hù)登錄網(wǎng)址：
http://WT588f.waytronic.com:8083/user/register。bin文件制作步驟可參考《WT588F網(wǎng)頁(yè)上位機(jī)操作說(shuō)明2020-8-31》或視頻解說(shuō)，可聯(lián)系業(yè)務(wù)員提供。

訪問(wèn)API接口，可加載本地語(yǔ)音或采用文字轉(zhuǎn)語(yǔ)音功能生成語(yǔ)音文件，將語(yǔ)音文件轉(zhuǎn)換為bin文件或 T3Z文件（可用于單段語(yǔ)音修改），可用于單段語(yǔ)音或全部語(yǔ)音的遠(yuǎn)程更換。

接口網(wǎng)址：
http://api.wt588f.waytronic.com:8083/doc.html?plus=1&cache=1

3.9總原理圖

唯創(chuàng)知音作為一家專(zhuān)注于語(yǔ)音技術(shù)研究的高新技術(shù)企業(yè)，始終堅(jiān)持以“服務(wù)好工程師”為目標(biāo)，以行業(yè)語(yǔ)音交互器件標(biāo)準(zhǔn)化為方向，致力于讓復(fù)雜變簡(jiǎn)單，提供快捷的語(yǔ)音、智能物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用解決方案。WT588F系列應(yīng)用設(shè)計(jì)方案，在智能鬧鐘、智能水杯、霧化器等消費(fèi)電子行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)已有成熟的應(yīng)用案例。消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品應(yīng)用是公司重要的發(fā)展領(lǐng)域，未來(lái)，唯創(chuàng)知音將在更多行業(yè)推出標(biāo)準(zhǔn)化語(yǔ)音芯片，進(jìn)一步提升工程師的設(shè)計(jì)體驗(yàn)，為消費(fèi)類(lèi)電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化賦能。

審核編輯：符乾江