第23卷第1期齐齐哈尔大学学报Vol.23,No.12007年1月JournalofQiqiharUniversityJan.,2007基于ARM微处理器的语音报警系统设计与实现王永红1,2,张丽丽2,戴学丰2,刘树东2(1.中国网通黑龙江通信公司,黑龙江哈尔滨150001;2.齐齐哈尔大学机器人研究所,黑龙江齐齐哈尔161006摘要:介绍了由集成ARM微处理器的EX44B0开发板和语音芯片ZY1420A组成的语音报警系统的原理与实现过程。该系统具有报警速度快、报警直观、可靠性好、电路简单等优点。关键词:ARM;ZY1420A;语音报警中图分类号:TP277文献标识码:A文章编号:1007-984X(200701-0089-03目前,智能机器人已经成为机器人研究的热点,而民用服务机器人是智能机器人的一个重要研究领域。本课题属于家庭服务机器人语音交互子系统,当机器人配备的传感器检测到水、火、有害气体、非法入侵等信息时就通过ARM微处理器控制语音芯片报警。采用语音报警是基于目前常见的声光报警有许多缺陷。如:报警铃声不易区分多种警示;报警指示虽能区分多种警示,但需报警人员精神高度集中才能及时的发现报警。而采用语音报警,报警员通过报警器发出的语音信息,便可知道是哪一路有报警,以便及时采取措施,排除故障。与声光报警相比,语音报警显得更加直观可靠。ARM(advancedRISCmachine是英国ARM公司出品的通用32位RISC微处理器。它是一种低成本、低功耗、高性能的产品,在嵌入式领域应用广泛,目前已经发展出ARM7TDMI、StrongARM、ARM9TDMI等多种系列。S3C44B0X是Samsung公司推出的基于ARM7TDMI核的产品,是专为一般应用提供的高性价比和高性能的嵌入式微处理器解决方案。本系统使用英蓓特公司的EX44B0开发板,板上集成有S3C44B0X微处理器、2MBFlashROM、8MBSDRAM、RS232串口、10M以太网接口、20针JTAG调试接口、32个通用I/O(GPIO等模块,开发功能完备。本系统的应用软件是在英蓓特的EmbestIDE(integrateddevelopmentenvironment中完成的。EmbestIDE是一套集成编辑软件、编译软件、汇编软件、连接软件、调试软件、函数库、工程管理软件的面向嵌入式系统的开发和调试工具。它的编译工具采用的是自由软件GNU,GNU包括汇编器as、C编译器gcc、连接器ld等。本文的代码都是采用GNU的格式。1系统组成及工作过程1.1语音芯片简介早期的语音录放芯片使用DRAM(动态存储器,若无后备电池,一旦断电,所有的信息都会消失。美国ISD“”公司利用本公司的专利直接模拟存储技术(DAST,把模拟数据成功地存入EEPROM半导体存储器中。这种突破性的存储方法可以在每次取样后,将数据暂存在取样保持电路中,并最终将数据写入EEPROM存储单元,而不需要A/D和D/A转换。这种技术产生的效果:1比同等的数字存储方式增加了集成度。2模拟数据存储时不挥发,录音数据可永久保存。此外,ISD系列语音芯片还具有高保真、耗电少、使用方便、易于开发、适于同单片机接口等优点。本系统使用的语音录放芯片ZY1420A是广州致远公司的产品,它以ISD1420为主控芯片,具备ISD1420的全部优良性能。同时,ZY1420A还对ISD1420的标准外围电路作了优化并全部集成于芯片内部。同使用标准的ISD1420DIP40封装芯片相比较,ZY1420A可以提供更加稳定可靠的性能、更低的价格、更方便的使用,同时还可以减小实际的体积。收稿日期:2006-10-12基金项目:齐齐哈尔市工业攻关项目资助和黑龙江省教育厅科技项目资助(项目编号:10551330。作者简介:王永红,男,1968年出生,山西人,硕士研究生,工程师,研究方向为网络通信与计算机控制。·90·齐齐哈尔大学学报2007年ZY1420A具有20s的录放音时间,最多可录放160段语音信息,每段125ms。A0-A78位地址位用来设定录放音起始地址,录放音功能均从设定的起始地址开始。录音结束芯片自动在该段的结束位置插入结束标志(EOM,而放音时芯片遇到EOM标志即自动停止放音。芯片各管脚及功能如图1所示。1.2录音过程致远公司提供了专门的基于Windows平台的语音编程器软硬件,可对ZY1420A进行分段录放音操作。此编程器具有性能稳定、操作简单、编程速度快的特点,因此本文用语音编程器录制好报警信息,语音电路在现场使用时只受控放音。现场不使用录音功能,可以保证报警信息的质量。语音编程器要录制的文件必须为*.WAV类型的声音文件,可以通过Win...