基于CPLD和VS1011E解码器的电梯语音系统设计

　VS1011E的工作流程如图3所示。VS1011E的工作流程为：首先MP3或者WAV格式音频文件通过SDI总线进入芯片内部，并解码。解码后，如果SCL_AIADDR!=0，将会执行应用区代码，代码地址由相应的地址寄存器提供。然后，按照SCL_BASS寄存器(SB_AMPLITUDE位和ST_AMPLITUDE位)的设置，数据可能会被送到低音和高音优化器进行音效处理。此后，数据通过音量控制单元，同时备份到音频FIFO中。音频FIFO保持数据，并作为采样率转换器和DAC的输入。采样率转换器将所有不同采样率转换成CLKI／512，输送给DAC。DAC按位依次产生立体声模拟信号，这些信号紧接着送到耳机功率放大器中。

　　由于本系统为电梯系统，推动大功率扬声器发声，需要外置功放。功放采用的是CD4752CZ，该功放具有较大的电压范围和抗干扰能力，适合电压波动大、外界干扰强的电梯工作环境。

　　3.5 Flash存储器

　　采用Samsung公司的NAND Flash K9F5608作为存储器。K9F5608拥有32 MB的空间，完全满足电梯语音系统的要求。

　　NAND Flash以块(block)和页(page)为存储单元。K9F5608包括2 048块，每一块又包括32页，一页大小为528字节，依次分为2个256字节的数据区，最后是16字节的备用空间。

　　K9F5608的读、写和擦除操作均由命令完成。读／写操作是以页为单位进行。擦除操作是以块为单位，不能字节擦除，而且在每次改写操作之前需要先擦除一整块；每一块的擦除次数有限，为10万次左右，数据保存时间超过10年。典型的读操作时间为50 ns／字，写操作时间为200 μs／页，擦除操作时间为2 ms／块。

　　4软件设计

　　4.1主流程图

　　电梯在运行过程中，如果无人按键，电梯语音系统则自动播报广告、天气预报等信息，同时伴有点阵或液晶显示。当有按键按下时，语音系统则会根据按键值调用相应的按键语音处理程序。主程序流程图如图4所示。

 

　　4.2 YS1011E的软件设计

　　软件设计采用VS1011E音频解码器，其控制流程如图5所示。

　　控制MP3解码器时应注意以下几点：

• 　　设置内部控制寄存器MODE的参数。包括支持文件格式、软启动设置、数据流模式设置、DCLK触发沿设置以及SDI数据首位设置；
• 　　如果时钟速率不是24.576 MHz，则需要设置SCI_CLOCKF寄存器。若通过改变SCI_CLOCKF倍频时钟，应将适当的采样速率写人SCI_AUDATA寄存器，等待至少11 000个时钟后才能SPI通讯；
• 　　设置音量寄存器SCI_VOL，0为最大音量，0xFEFE为静音，0xFFFF触发模拟调电模式；
• 　　强化低音和高音，可设置寄存器SCI_BASS；
• 　　使用用户代码，SCI_AIADDR置为零；
• 　　采用RAM级的用户代码，激活SCI_WRAM、SCI_WRAMADDR、SCI_AIADDR装载数据能够实现所需功能。

　　5 结束语

　　本系统已经投入市场，音质良好、功能稳定。基于CPLD和VS1011E解码器的语音系统如今被应用到很多领域，如公共汽车的站名播报系统等。