WT588F02KD語音芯片在出租車計價器的應用方案設計解析

01方案開發(fā)背景

隨著交通行業(yè)的發(fā)展，出租車已經(jīng)成為城市交通生活中必不可少的一部分，從加強行業(yè)管理和減少司機與乘客之間的糾紛觸發(fā)，具有良好性能的計價器對出租車司機和乘客來說是很必要的。

出租車計價器是出租車運營收費的專用智能化儀表，隨著電子計數(shù)的發(fā)展。出租車計價器技術也在不斷進步和提高，國內出租車計價器已經(jīng)經(jīng)歷了四個階段的發(fā)展，從傳統(tǒng)的全部由機械元器件組成的機械式到半電子式，即用電子線路代替部分機械元器件，再從集成電路式到目前的單片機系統(tǒng)設計的出租車計價器。

目前市場上出租車計價器功能主要具有計時計價功能、數(shù)據(jù)復位功能、數(shù)據(jù)輸出功能等，但能夠進行語音播報數(shù)據(jù)信息功能的計價器還是比較少見的。常用的方案是：MCU+霍爾傳感器件/光電傳感器件+掉電儲存電路+語音芯片來完成的，而本文介紹的方案：通過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，語音播報功能，時鐘功能等。從物料上節(jié)約了成本，可縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。目前WT588F系列芯片有3種封裝：SOP8、SOP16、SSOP24。WT588F系列芯片集成了語音播報、數(shù)碼管顯示驅動等功能，以及有豐富的擴展資源，單芯片可以完成語音交互、顯示驅動、MCU功能。

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02WT588F02KD出租車計價器方案設計實例

壹方案概述

本設計方案滿足了以下功能要求：

起步費用：由用戶設定起步價，傳感器檢測的行車里程在起步價費用里程內，就關閉行車里程計費程序，當行車里程超過了起步價費用，計費程序才啟動計費。

行車里程計費：通過傳感器將出租車的行駛距離送入處理電路中，然后換算成里程，根據(jù)行車里程和已設定好的單價計算出所需行車費用，將這個費用信息通過數(shù)碼管顯示出來。

語音播報功能：當有乘客上車時，致以歡迎詞；當?shù)竭_目的地乘客下車時，致以結束語同時播報本次行程的里程與金額。

時間顯示功能：當前時間顯示，且可帶計時功能，計算行程所用時間。

貳應用框架圖

本設計方案通過霍爾器件AH3144來檢測汽車行駛的公里數(shù)，并產(chǎn)生一系列相應的脈沖輸出，脈沖送到主控WT588F02KD進行處理，主控根據(jù)程序設定通過脈沖數(shù)換算出行駛公里數(shù)，再根據(jù)設定的相關單價進行金額的計算，計算好的金額、里程、時間都通過四位數(shù)碼管輪換顯示出來，同時在運營過程中根據(jù)上下車的不同狀態(tài)來實現(xiàn)不同的語音播放功能。在乘客到達目的地時，可通過按鍵進行語音播報。鍵盤可以用來調節(jié)價格等相關數(shù)據(jù)，且主控帶有掉電記憶功能，掉電后可以使調整好的數(shù)據(jù)不丟失，等下次通電后可直接讀取，系統(tǒng)結構圖如下圖所示：

叁硬件設計概述

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語音芯片，芯片內部有256kByte可反復擦寫的FLASH儲存空間，是一種帶鍵盤掃描接口 LED（4位LED數(shù)碼管）的驅動控制，帶語音播報功能，鍵盤掃描和基礎時鐘功能的芯片。下圖為芯片管腳圖。

芯片基本功能及特點：

1)16位DSP語音芯片、32Mhz內部振蕩；

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，可直接驅動8R 0.5W喇叭；

4)支持6K~32Khz的WAV文件；

5)客戶可以通過配套下載測試板在線更換芯片內部語音內容；

6)帶語音提示功能；

7)支持32768段地址，有更多需求可以擴展；

8)芯片內部有183K byte 的存儲空間（不包括主控程序）；

9)芯片主控程序和內置存儲數(shù)據(jù)均可擦除再燒寫；

10)讀取當前時鐘信息： 年、月、日、時、分、秒、周；

11)設置當前時間信息： 年、月、日、時、分、秒；

12)放置用戶數(shù)據(jù)（讀寫）：256個字節(jié) 放在FLASH里面；

13)掉電記憶；

3.3里程計價單元設計:

AH3144是由電壓調整器，霍爾電壓發(fā)生器，差分放大器，史密特觸發(fā)器和集電極開路的輸出級組成的磁敏傳感電路，其輸入為磁感應強度，輸出是一個數(shù)字電壓訊號。

里程計算是通過安裝在車輪上的霍爾傳感器檢測到信號，送到主控再經(jīng)處理計算發(fā)送給顯示單元。每當車輪轉動一圈（假設車輪周長為2米），霍爾開關就檢測并輸出信號，引起MCU中斷，對脈沖計數(shù)，當計數(shù)達到500次時（即1公里），MCU就控制將金額自動增加。

3.4顯示設計:

由于設計要求有單價、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米之外將會很難看清數(shù)據(jù)的顯示，因此本設計采用4位LED數(shù)碼管顯示方式。

3.5鍵盤電路設計:

當單價等信息需要進行修改時，就要用到鍵盤進行修改，由于調節(jié)信息不多，故采用4個獨立鍵盤即可，分別實現(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啟計費功能，長按則可以選擇模式，可進入到起步價、單價設置等模式；

KEY2接口的按鍵即實現(xiàn)增加1的功能；

SPICLK對應接口為復用接口，作為按鍵時為減少1的功能；

SPIDI對應接口為復用接口，當作為按鍵時短按 可結束當前行程，且播出金額或等可提醒乘客。

電路圖如下圖所示。

3.6時鐘系統(tǒng)設計：

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

3.7語音播報系統(tǒng)設計:

芯片可直接驅動8Ω/0.5W喇叭和蜂鳴器。芯片本身可以存儲200秒的語音，并且支持客戶使用上位機自己制作語音，帶有配套下載器，可以把語音下載到芯片里。

3.8在線下載/語音更換:

畫板時可在板子上留好下載口，方便下載更換語音。將 bin 文件存入在線下載器，通過在線下載器連接設備即可更換語音，可用于生產(chǎn)或客戶端設備語音的更換，使用方便、快捷、操作簡單，適用于需頻繁更換語音的設備。

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

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

3.9總原理圖:

03走進唯創(chuàng)知音

唯創(chuàng)知音作為一家專注于語音技術研究的高新技術企業(yè)，始終堅持以“服務好工程師”為目標，以行業(yè)語音交互器件標準化為方向，致力于讓復雜變簡單，提供快捷的語音、智能物聯(lián)網(wǎng)應用解決方案。WT588F系列應用設計方案，在智能鬧鐘、智能水杯、霧化器等消費電子行業(yè)領域內已有成熟的應用案例。消費類電子產(chǎn)品應用是公司重要的發(fā)展領域，未來，唯創(chuàng)知音將在更多行業(yè)推出標準化語音芯片，進一步提升工程師的設計體驗，為消費類電子行業(yè)標準化賦能。

審核編輯：湯梓紅