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IC卡電子語(yǔ)音書(shū)
摘要：基于ISD單片語(yǔ)音錄放集成電路和大容量IC卡，給出了IC卡電子語(yǔ)音書(shū)的設(shè)計(jì)方法。這種電子語(yǔ)音書(shū)具有體積小、重量輕、用電省和成本低的特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：IC卡 語(yǔ)音錄放 文本轉(zhuǎn)換
所謂"IC卡電子語(yǔ)音書(shū)"，即讀取IC卡中的信息，再將其轉(zhuǎn)換成聲音信息，用以取代現(xiàn)有的書(shū)籍的電子裝置，可供不便于視覺(jué)閱讀的人群（如老年人、盲人或患者等）使用。
目前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)銷售的IC卡的容量可達(dá)500K字節(jié)，如直接存儲(chǔ)語(yǔ)音信號(hào)（以8K/秒采樣率計(jì)），可存儲(chǔ)約62.5秒的直接語(yǔ)音信息。雖然所存儲(chǔ)的音質(zhì)比較好，但顯然還不能滿足一般書(shū)藉大量信息存儲(chǔ)的要求。筆者以漢字的語(yǔ)音編碼（自定義）形式存儲(chǔ)，存儲(chǔ)一個(gè)漢字只占用1.5個(gè)字節(jié)（12位），則500K字節(jié)的IC卡可存儲(chǔ)的漢字不少于33.3萬(wàn)個(gè)，可連續(xù)播放近30小時(shí)，足以滿足實(shí)用要求。
本文給出的設(shè)計(jì)方案以AT89LV51單片機(jī)為微處理機(jī)，配以ISD4004作語(yǔ)音支持，采用AT45D041型IC卡作為電子書(shū)籍信息存儲(chǔ)載體。AT45D041型IC卡是由美國(guó)ATMEL公司于近年推出的大容量存儲(chǔ)卡（4M位），是目前市場(chǎng)上易于購(gòu)得的容量最大的IC卡。隨著技術(shù)的進(jìn)步，改用容量更大的其它類型IC卡時(shí)，只要通訊方式不變，本設(shè)計(jì)方案仍然適用。即使是通過(guò)方式有所改變，亦只需對(duì)本設(shè)計(jì)方案銷作修改即可。
該裝置的基本工作過(guò)程如下：首先將漢字文本文件（如《三國(guó)演義》）轉(zhuǎn)換成語(yǔ)音編碼文件存儲(chǔ)于IC卡中（這一工作由PC機(jī)完成）；然后，當(dāng)IC卡電子語(yǔ)音書(shū)工作時(shí)，播放裝置中的CPU將從IC卡中讀出語(yǔ)音編碼；最后，CPU再按此編碼控制ISD單片語(yǔ)音錄放電路，播放出相應(yīng)的語(yǔ)音。
本設(shè)計(jì)方案是一個(gè)經(jīng)濟(jì)實(shí)用型電子語(yǔ)言書(shū)基本設(shè)計(jì)方案，雖然在音質(zhì)方面不如語(yǔ)音直接存儲(chǔ)的方案，但具有裝置成本低廉、體積小巧、用電省和連續(xù)播放時(shí)間長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)。
1 硬件設(shè)計(jì)
播放裝置的電氣原理圖如圖1所示。
圖1 IC卡電子語(yǔ)音書(shū)電氣原理圖
本設(shè)計(jì)中設(shè)有6個(gè)按鍵，分別為"播放"（BUTTON0）、"快進(jìn)"（BUTTON1）、"慢進(jìn)"（BUTTON2）、"快退"（BUTTON3）、"慢退"（BUTTON4）和"停止"（BUTTON5）。
為了能夠在下一次開(kāi)機(jī)時(shí)從上一次中止處繼續(xù)播放，需要一個(gè)掉電保持的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，本文中使用了AT24C01A。
為使播放裝置的體積和重量盡可能減小，本裝置僅使用一節(jié)AA型（即5號(hào)）電池，因此需采用升壓式開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源，本文采用的是MAX856。為了節(jié)省電池消耗，本裝置應(yīng)具有自動(dòng)斷電的功能。按下"播放"鍵時(shí)，MAX856芯片1腳將抬高為高電平，裝置上電。以后每隔16秒由單片機(jī)向MAX856芯片1腳發(fā)送一個(gè)高電平脈沖，讓裝置繼續(xù)被供電。當(dāng)定時(shí)時(shí)間（60分鐘）到時(shí)，裝置停止向MAX856芯片發(fā)送高電平脈沖，則裝置自動(dòng)斷電。
本設(shè)計(jì)中采用的AT45D041型大容量IC存儲(chǔ)卡的主要功能和技術(shù)參數(shù)如下：
（1）具有與SPI兼容的串行接口；
（2）4325376位；
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