基于RFID的便攜式智能語音播放器設計

3 無線信號收發模塊設計

　　無線信號收發系統工作原理如下：無線信號收發系統接收到由RFID系統閱讀器識別的信號，由發射部分發射信號;無線信號收發系統接收裝置接收信號，并將信號傳入便攜式語音裝置。

　　無線信號收發系統共由兩部分組成：RFID系統部分的無線信號發射部分，該部分分為編碼模塊與信號發射模塊(含天線);便攜式語音裝置部分的無線信號接收部分，該部分分為信號接收模塊(含天線)與解碼模塊。

　　無線信號收發信息發送的信息格式應包含兩部分：地址信息用于便攜式智能語音播放器識別接收無線射頻識別系統無線信號的信息來源;語音文件編號信息，用于便攜式智能語音播放器識別語音文件，選擇語音文件播放。發送的信息格式如圖3所示。

　　發送的信息采用8位地址碼和4位信息碼，地址設定時共有3種狀態(懸空、接正電源、接地)可供選擇，即地址編碼共有38即6 561組不重復的編碼方式，可有效發送無線信號的信息來源地址，避免出現由于地址信息重復造成的發送錯誤或重復的地址信息，使得信息無法識別或識別不正確信息的錯誤。

　　4 智能語音播放控制及解碼模塊設計

　　便攜式智能語音播放器主要由單片機(Micro Control Unit)、音頻解碼器、存儲設備、PC通訊端口、音頻DAC及功放、顯示界面和控制鍵等構成。其中單片機和音頻解碼器是整個系統的核心。

　　便攜式智能語音播放器工作流程如圖4所示。

　　首先由便攜式智能語音播放器的無線信號接收部分接收無線信號，識別出應播放的由播放器存儲的語音信號并讀取后，再由音頻解碼芯片對信號進行解碼，通過數模轉換機將音頻數字信號轉換為模擬信號放大輸出。

　　便攜式智能語音播放器的整個控制程序都由單片機的運行來完成，控制播放器的各個部分的工作(從存儲設備讀取語音信號送到音頻解碼器解碼、與PC連接時完成與PC的數據交換、響應控制按鍵的操作、顯示系統運行狀態等);音頻解碼器可以直接完成多種格式的音頻信號的解碼操作;存儲設備是系統的重要部分，它用于存儲預存在播放器中的音頻信號，也可以存儲由PC通信端口傳來的數據，播放時由單片機讀取存儲器中的數據并送到音頻解碼器;PC通信端口是播放器與：PC機進行數據交換，完成存儲器中數據的拷貝、刪除、復制等操作;音頻DAC是將數字音頻信號轉換為模擬音頻信號，方便耳機或功放等設備的使用。

　　單片機STC12LE5410AD部分用于控制響應接收識別的無線信號并讀取存儲設備中的語音文件信息，并播放由音頻解碼芯片解碼后的語音文件，并控制LED顯示屏顯示文件信息(包括文件名、文件長度、播放長度等)，除此之外，同時可以響應播放器上的按鈕播放、暫停、快進以及音量調節等。

　　STC12LE5410AD系列單片機是單時鐘/機器周期兼容的8051內核單片機。STC12LE5410AD特點如下：增強型1T流水線精簡指令集結構8051 CPU;用戶應用程序空間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)，復位后為準雙向口，弱上拉(普通8051傳統I/O口);可設置成四種模式：準雙向口弱上拉，推挽強上拉，僅為輸入高阻，開漏每個I/O口驅動能力均可達到20 mA，但整個芯片最大不得超過55 mA;ISP(在系統可編程)、IAP(在應用可編程)，無需專用編程器可通過串口(P3.0/P3.1)直接下載用戶程序，數秒即可完成一片;內部集成MAX810專用復位電路(外部晶體20 MHz以下時，可省外部復位電路);時鐘源：外部高精度晶體時鐘，內部R/C振蕩器用戶在下載用戶程序時，可選擇是使用內部R/C振蕩器還是外部晶體時鐘;常溫下內部R/C振蕩器頻率為5.2～6.8 MHz，精度要求不

　　高時，可選擇使用內部時鐘，但因為有溫漂，應認為是4～8 MHz;共2個16位定時器、計數器。

　　當單片機部分獲取了無線信號中語音信號的文件信息后，將對應的語音信號讀取，由音頻解碼芯片解碼語音文件，再由單片機控制通過耳機或其他音頻設備播放已解碼的音頻文件。

　　VS1003是一個MP3，WMA，MIDI音頻解碼器和ADPCM編碼器。VS1003通過一個串行接口來接收輸入的比特流，它可以作為一個系統的從機，輸入的比特流被解碼，然后通過一個數字音量控制器到達一個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;單時鐘操作12.13 MHz;內部PLL鎖相環時鐘倍頻器;內含高性能片上立體聲數模轉換器;模擬、數字、I/O單獨供電;為用戶代碼和數據準備的5.5 KB片上RAM。

　　播放器的存儲介質選用SD卡，SD卡應用廣泛，應用于移動存儲設備中，且容量有多種選擇，方便用戶任意改變存儲介質中的語音文件，成本較低;利用USB與PC進行通信，方便用戶將語音文件導人播放器;顯示部分采用LED顯示屏，供用戶通過顯示屏了解展品簡要信息。