蔣國峰

（空軍第一航空學院 航空電子工程系，河南 信陽 464000）

直升機、運輸機在開車前、開車后、滑出前及關車時，都需要對相關設備的工作情況進行一系列檢查[1]，目前國內的檢查方式大多采用卡片、操作手冊或依靠人工記憶，存在著攜帶不方便，維護耗時相對較長，操作容易出現錯漏和中斷檢查后不易恢復檢查等缺點，尤其當直升機在開車時，由于噪音較大，設備檢查操作者很難清晰地聽到指令傳達者的聲音，檢查項目很容易遺漏。為彌補上述不足，急需設計一種能夠利用標準普通話播報檢查指令的智能播報設備，實現人工控制或按照編程自動輸出語音檢查指令，并可以進行暫停、重放、快進、快退等操作，既保證檢查效率，又可方便對設備進行排障或其他操作[1]。

1 硬件電路設計

硬件電路是設備功能實現的基礎，在選擇硬件方案時，應在滿足系統(tǒng)功能的情況下，綜合考慮當前成熟的技術和器件，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和易實現性[2]。當前，語音播放器件和顯示電路有多種COTS產品，如BA系列高保真放音模塊和LED顯示模塊等，這就給本設備的設計奠定了良好的基礎。

1.1 硬件原理框圖

綜合考慮設備功能、性能需求和相關器件的特性參數，為保證設備工作的穩(wěn)定性，選用以單片機為核心，并擴展BA系列高保真放音模塊和LED顯示模塊的硬件系統(tǒng)結構，其原理框圖如圖1所示，由單片機系統(tǒng)、高保真放音模塊、面板按鍵與指示電路、液晶顯示模塊及電源電路等部分組成[3-4]。

圖1 硬件原理框圖Fig.1 Block diagram of hardware

單片機系統(tǒng)為設備的控制和數據處理中心，BA放音模塊是系統(tǒng)功能實現的關鍵。檢查指令的語音信息已按照MP3格式事先錄制在BA放音模塊中的FLASH存儲器中，單片機系統(tǒng)通過采集面板按鍵信息，經過綜合處理后，對高保真放音模塊的工作模式、工作狀態(tài)、語音的播放等進行控制，并控制液晶顯示模塊同步顯示相關文字信息。按鍵與指示電路用于采集面板操作信息，并向操作者指示設備的工作狀態(tài)；為保證設備功能的可靠性，當單片機系統(tǒng)出現故障時，設備還可以工作在應急模式，在應急模式下，面板按鍵直接控制高保真放音模塊，此時設備只能進行語音播報指令，而不能顯示文字信息。

1.2 BA系列高保真放音模塊

BA系列高保真放音模塊[5]在一個模塊內集成MCU、MP3解碼、TF/SD卡讀寫、電源支持、參數存儲等幾大功能，具有體積小、使用簡單、靈活、用處廣泛等特點。BA系列高保真放音模塊使用非常簡便，配合提供的免費技術支持和驅動程序，可最大限度地縮短用戶的開發(fā)時間。BA系列高保真放音模塊有非常靈活的MP3模式、直放模式、并行模式和串行模式等4種工作模式可供選擇使用。通過20腳插針與外部進行電氣連接，其管腳定義如表1所示。

表1 放音模塊管腳功能表Tab.1 Pin assignment of playback module

BA系列高保真放音模塊工作模式的設置是通過管腳M1和M0懸空或接地完成的，其定義如表2所示。

表2 工作模式設置表Tab.2 Work mode of playback module

在本系統(tǒng)中，應用BA系列高保真放音模塊的MP3模式和串口模式，當設備處于正常工作狀態(tài)下（同步進行語音播報和文字顯示），放音模塊處于串口模式。當設備處于應急工作模式下（只進行語音播報），放音模塊處于MP3模式。

1.3 M12864顯示模塊

顯示部分采圖形液晶模塊M12864[6]，帶中文字庫的128×64是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內部含有國標一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為128×64，內置8 192個16×16點漢字，和128個16×8點ASCII字符集。利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構成全中文人機交互圖形界面?？梢燥@示8×4行16×16點陣的漢字，也可完成圖形顯示。

M12864模塊管腳功能表如表3所示，在本系統(tǒng)中，應用M12864模塊的8位并行接口模式，PSB端接高電位，DB0～DB7接入單片機的P0口。

表3 M12864模塊管腳功能表Tab.3 Pin assignment of M12864 module

2 軟件流程設計

為保證程序的可移植性和可維護性，軟件設計采用了模塊化編程，其主程序流程如圖2所示。首先，對放音模塊和顯示模塊進行初始化，其次判斷設備工作狀態(tài)，若是正常工作狀態(tài)，則使放音模塊處于串口模式，然后根據直升機在開車前、開車后、滑出前及關車時等不同階段，選擇相應檢查指令播報子程序，并調用文字顯示信息輸出驅動液晶顯示模塊，使液晶顯示模塊顯示與語音播報同步的文字指令信息。如果設備處于應急工作狀態(tài)，則使放音模塊處于MP3模式，只完成語音播報檢查指令功能。

圖2 主程序流程圖Fig.2 Flow chart of main program

檢查指令播報程序包括開車前、開車后、滑出前和關車時等4個模塊，具體播報哪個模塊則是按照面板對應的按鍵啟動對應的子程序，其流程如圖3所示，在自動播報模式下，一條指令播放完以后，按照檢查設備所需的時間，合理調整指令之間的時間間隔，并時刻判斷暫停、播放、停止等控制按鍵是否按下，若有相應按鍵按下，則執(zhí)行相關操作。在手動播報模式，下一條指令的播報則是根據“下一條”按鍵是否按下來完成。

3 結 論

該設備實現了對某直升機檢查指令進行同步語音播報和文字顯示相結合的功能，具有自動和手動工作方式，檢查指令信息的更新只需利用通用的計算機就可方便地完成，目前，該設備已推廣應用于某型直升機上，彌補了傳統(tǒng)的人工傳達操作指令時誤讀和內容遺漏的問題，具有體積小、重量輕、實用性強、維護性和功能可擴展性好等特點。

圖3 指令播報子程序程程圖Fig.3 Flow chart of subroutine for inspecting repertoire broadcasted

[1]蔣國峰.某直升機檢查指令語音播報設備，YHY0100068[R].信陽：空軍一航院，2010.

[2]孫傳友.測控系統(tǒng)原理與設計[M].北京：北京航空航天大學出版社，2002.

[3]朱弈丹.單片機公交車到站語音播報與液晶顯示控制系統(tǒng)的研制[J].現代電子技術，2006（11）：153-158.ZHU Yi-dan.Research on pronunciation broadcasts bus to stand and liquid-crystal display in single chip control system[J].Modern Electronics Technique，2006（11）：153-158.

[4]楊成澤.基于51單片機的公交車語音報站系統(tǒng)[J].電子制作，2007（9）：36-37.YANG Cheng-ze.System on pronunciation broadcasts bus based on 51 SCM[J].Practical Electronics，2007（9）：36-37.

[5]葛少勇.BA系列高保真放音模塊說明書[EB/OL]（2010-05-12）[2011-07-27].http://www.bansmart.com.

[6]胡友明.KXM12864中文字庫液晶顯示模塊說明書[EB/OL]（2007-04-05）[2011-07-27].http://www.18show.cn/zt176398/Article_12964.html.