無(wú)線信號(hào)收發(fā)模塊設(shè)計(jì) - 基于RFID的便攜式智能語(yǔ)音播放器設(shè)計(jì)

　　無(wú)線信號(hào)收發(fā)系統(tǒng)工作原理如下：無(wú)線信號(hào)收發(fā)系統(tǒng)接收到由RFID系統(tǒng)閱讀器識(shí)別的信號(hào)，由發(fā)射部分發(fā)射信號(hào);無(wú)線信號(hào)收發(fā)系統(tǒng)接收裝置接收信號(hào)，并將信號(hào)傳入便攜式語(yǔ)音裝置。

　　無(wú)線信號(hào)收發(fā)系統(tǒng)共由兩部分組成：RFID系統(tǒng)部分的無(wú)線信號(hào)發(fā)射部分，該部分分為編碼模塊與信號(hào)發(fā)射模塊(含天線);便攜式語(yǔ)音裝置部分的無(wú)線信號(hào)接收部分，該部分分為信號(hào)接收模塊(含天線)與解碼模塊。

　　無(wú)線信號(hào)收發(fā)信息發(fā)送的信息格式應(yīng)包含兩部分：地址信息用于便攜式智能語(yǔ)音播放器識(shí)別接收無(wú)線射頻識(shí)別系統(tǒng)無(wú)線信號(hào)的信息來(lái)源;語(yǔ)音文件編號(hào)信息，用于便攜式智能語(yǔ)音播放器識(shí)別語(yǔ)音文件，選擇語(yǔ)音文件播放。發(fā)送的信息格式如圖3所示。

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　　發(fā)送的信息采用8位地址碼和4位信息碼，地址設(shè)定時(shí)共有3種狀態(tài)(懸空、接正電源、接地)可供選擇，即地址編碼共有38即6 561組不重復(fù)的編碼方式，可有效發(fā)送無(wú)線信號(hào)的信息來(lái)源地址，避免出現(xiàn)由于地址信息重復(fù)造成的發(fā)送錯(cuò)誤或重復(fù)的地址信息，使得信息無(wú)法識(shí)別或識(shí)別不正確信息的錯(cuò)誤。

　　4 智能語(yǔ)音播放控制及解碼模塊設(shè)計(jì)

　　便攜式智能語(yǔ)音播放器主要由單片機(jī)(Micro Control Unit)、音頻解碼器、存儲(chǔ)設(shè)備、PC通訊端口、音頻DAC及功放、顯示界面和控制鍵等構(gòu)成。其中單片機(jī)和音頻解碼器是整個(gè)系統(tǒng)的核心。

　　便攜式智能語(yǔ)音播放器工作流程如圖4所示。

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　　首先由便攜式智能語(yǔ)音播放器的無(wú)線信號(hào)接收部分接收無(wú)線信號(hào)，識(shí)別出應(yīng)播放的由播放器存儲(chǔ)的語(yǔ)音信號(hào)并讀取后，再由音頻解碼芯片對(duì)信號(hào)進(jìn)行解碼，通過數(shù)模轉(zhuǎn)換機(jī)將音頻數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)放大輸出。

　　便攜式智能語(yǔ)音播放器的整個(gè)控制程序都由單片機(jī)的運(yùn)行來(lái)完成，控制播放器的各個(gè)部分的工作(從存儲(chǔ)設(shè)備讀取語(yǔ)音信號(hào)送到音頻解碼器解碼、與PC連接時(shí)完成與PC的數(shù)據(jù)交換、響應(yīng)控制按鍵的操作、顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)等);音頻解碼器可以直接完成多種格式的音頻信號(hào)的解碼操作;存儲(chǔ)設(shè)備是系統(tǒng)的重要部分，它用于存儲(chǔ)預(yù)存在播放器中的音頻信號(hào)，也可以存儲(chǔ)由PC通信端口傳來(lái)的數(shù)據(jù)，播放時(shí)由單片機(jī)讀取存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)并送到音頻解碼器;PC通信端口是播放器與：PC機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，完成存儲(chǔ)器中數(shù)據(jù)的拷貝、刪除、復(fù)制等操作;音頻DAC是將數(shù)字音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號(hào)，方便耳機(jī)或功放等設(shè)備的使用。

　　單片機(jī)STC12LE5410AD部分用于控制響應(yīng)接收識(shí)別的無(wú)線信號(hào)并讀取存儲(chǔ)設(shè)備中的語(yǔ)音文件信息，并播放由音頻解碼芯片解碼后的語(yǔ)音文件，并控制LED顯示屏顯示文件信息(包括文件名、文件長(zhǎng)度、播放長(zhǎng)度等)，除此之外，同時(shí)可以響應(yīng)播放器上的按鈕播放、暫停、快進(jìn)以及音量調(diào)節(jié)等。

　　STC12LE5410AD系列單片機(jī)是單時(shí)鐘/機(jī)器周期兼容的8051內(nèi)核單片機(jī)。STC12LE5410AD特點(diǎn)如下：增強(qiáng)型1T流水線精簡(jiǎn)指令集結(jié)構(gòu)8051 CPU;用戶應(yīng)用程序空間12 KB，10 KB，8 KB，6 KB，4 KB，2 KB;片上集成512 B RAM;通用I/O口(27/23個(gè))，復(fù)位后為準(zhǔn)雙向口，弱上拉(普通8051傳統(tǒng)I/O口);可設(shè)置成四種模式：準(zhǔn)雙向口弱上拉，推挽強(qiáng)上拉，僅為輸入高阻，開漏每個(gè)I/O口驅(qū)動(dòng)能力均可達(dá)到20 mA，但整個(gè)芯片最大不得超過55 mA;ISP(在系統(tǒng)可編程)、IAP(在應(yīng)用可編程)，無(wú)需專用編程器可通過串口(P3.0/P3.1)直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片;內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路(外部晶體20 MHz以下時(shí)，可省外部復(fù)位電路);時(shí)鐘源：外部高精度晶體時(shí)鐘，內(nèi)部R/C振蕩器用戶在下載用戶程序時(shí)，可選擇是使用內(nèi)部R/C振蕩器還是外部晶體時(shí)鐘;常溫下內(nèi)部R/C振蕩器頻率為5.2～6.8 MHz，精度要求不

　　高時(shí)，可選擇使用內(nèi)部時(shí)鐘，但因?yàn)橛袦仄瑧?yīng)認(rèn)為是4～8 MHz;共2個(gè)16位定時(shí)器、計(jì)數(shù)器。

　　當(dāng)單片機(jī)部分獲取了無(wú)線信號(hào)中語(yǔ)音信號(hào)的文件信息后，將對(duì)應(yīng)的語(yǔ)音信號(hào)讀取，由音頻解碼芯片解碼語(yǔ)音文件，再由單片機(jī)控制通過耳機(jī)或其他音頻設(shè)備播放已解碼的音頻文件。

　　VS1003是一個(gè)MP3，WMA，MIDI音頻解碼器和ADPCM編碼器。VS1003通過一個(gè)串行接口來(lái)接收輸入的比特流，它可以作為一個(gè)系統(tǒng)的從機(jī)，輸入的比特流被解碼，然后通過一個(gè)數(shù)字音量控制器到達(dá)一個(gè)18位過采樣多位，通過串行總線控制解碼器。VS1003特性如下：能解碼MPEG 1和MPEG 2音頻層Ⅲ(CBR+VBR+ABR)、WMA 4.0/4.1/7/8/9，5～384 Kb/s所有流文件、WAV(PCM+IMAAD—PCM)等格式文件;單時(shí)鐘操作12.13 MHz;內(nèi)部PLL鎖相環(huán)時(shí)鐘倍頻器;內(nèi)含高性能片上立體聲數(shù)模轉(zhuǎn)換器;模擬、數(shù)字、I/O單獨(dú)供電;為用戶代碼和數(shù)據(jù)準(zhǔn)備的5.5 KB片上RAM。

　　播放器的存儲(chǔ)介質(zhì)選用SD卡，SD卡應(yīng)用廣泛，應(yīng)用于移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備中，且容量有多種選擇，方便用戶任意改變存儲(chǔ)介質(zhì)中的語(yǔ)音文件，成本較低;利用USB與PC進(jìn)行通信，方便用戶將語(yǔ)音文件導(dǎo)人播放器;顯示部分采用LED顯示屏，供用戶通過顯示屏了解展品簡(jiǎn)要信息。