百变电子门铃的设计

摘 要 ：利用STC12LE5A单片机驱动语音芯片WT588,设计一种高档门铃.该门铃体积小、语音播报质量好、音乐随机变换,用户可以通过随机软件写作.经试用,该门铃效果较好,有一定的推广价值.

关 键 词 ：电子门铃 WT588 单片机

0 引言

目前市场上所出售的电子门铃多用音乐片加触发延时电路构成.这些产品普遍具有声音固定单调的缺点.随居民生活水平的提高,语音播报质量好、用户可DIY播报音乐、具有播报音乐随机变换功能的高档门铃有较大市场.

以单片机为控制核心,扩展语音芯片和按键电路的高档电子门铃可实现来访者按下按键时,随机播放存储在语音芯片中的乐曲,以实现门铃迎宾乐曲百变的效果.

1.语音电路

电子门铃的核心电路是语音电路.近年来语音处理合成芯片构成的语音电路在单片机系统中的应用越来越广,大多是先将语音经A/D转换后存入内存中,放音时取出再经D/A转换输出.美国信息内存软件公司推出的ISD系列语音电路采用直接模拟存储技术,不需要专用开发工具、编程器,操作简单,接口灵活.广州唯创科技有限公司联合台湾华邦共同研发可编辑语音芯片WT588D系列语音单片机将单片机和语音电路集成,性能稳定、功能较多、音质好,而且具有多种工作模式,控制便捷.本项目选用WT588D-16,如图1所示.

WT588D-16内嵌DSP高速音频处理器、13位DA转换器和12位PWM.PWM输出可直接推动0.5W/8Ω扬声器,可加载W音频格式.通过随机专业上位机操作软件,随意组合语音,最多可加载500段用于编辑的语音.支持USB下载方式,支持在线下载/脱机下载；即便是在WT588D语音芯片通电的情况下,也一样可以正常下载数据到SPI-Flash；支持MP3控制模式、按键控制模式、3×8按键组合控制模式、并口控制模式、一线串口控制模式、三线串口控制模式以及三线串口控制控制端口扩展输出模式.WT588语音模块工作在三线串口控制模式.三线控制模式的三条通信线分别是片选CS,数据DATA,时钟CLK,时序同于标准SPI通信方式.通过三线串口可以实现语音芯片命令控制、语音播放.语音及命令码对应表见表1,语音地址对应关系见表2.三线串口模式下,所有按键均无效,WT588D-16的端口分配：P01为DATA,P02为CS,P03为CLK功能.

三线串口控制时序

三线串口控制模式复位信号在发指令码前先拉低5ms,然后拉高等待17ms.三线串口控制时序如图2所示.工作时RESET需要一直保持高电平.片选信号CS拉低5ms～10ms以唤醒WT588D语音芯片,推荐使用5ms.接收数据低位在先,在时钟的上升沿接收数据.时钟周期介于300us～1ms之间,推荐使用300us.数据成功接收后,语音播放忙信号BUSY输出在20ms之后做出响应.发送数据时先发低位,再发高位.发完指令码后,DATA、CLK、CS均要保持高电平.在发送数据时,无需先发送命令码再发送指令.D0～D7表示一个地址或者命令数据,数据中的00H～DBH为地址指令,E0H～E7H为音量调节命令,F2H为循环播放命令,FEH为停止播放命令,F5H为进入三线串口控制控制端口扩展输出命令,F6H为退出三线串口控制控制端口扩展输出命令.复位信号仅在外界干扰比较强烈的环境中使用,如不是特殊的工业场合,不需要发送复位信号,直接发送片选、时钟和数据信号即可.

2.电路硬件设计

百变电子门铃的硬件电路原理图如图3所示.以深圳宏晶公司供电电压DC3.3V的STC12LE5A60S2单片机为控制核心.该型号单片机与WT588语音模块工作电压相同.DC3.3V电压由LM1117为核心的稳压模块稳压,供电电源电压D.2V-DC9V均可.扩展微动开关S1,用于来访者按压呼叫.

3.软件设计

可使用广州唯创科技有限公司音乐片WT588D的专用固化软件内置音乐,由生产厂家将厂家预置或用户指定的多首音乐歌曲内置到音乐片中,地址对应00~219,即最多220首乐曲,不能超过220段而且音乐歌曲时间容量受WT588D扩展存储器容量限制.当访客按下门铃按键后,门铃随机播放乐曲,实现百变效果.音乐播放到时,单片机控制切断门铃电源,达到节省电能的目的.

4.结论

采用专用单片机+音乐片的门铃设计,具有DIY个性,有广阔的市场前景.