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伴隨著居民生活的整體提高，汽車已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)的主要交通工具，但由汽車造成的交通事故也與日俱增，其中，由汽車超速行使釀造的事故更是獨(dú)占鰲頭。開發(fā)和研究汽車的安全輔助功能也從而成為社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。本文主要著手于汽車行使超過預(yù)設(shè)速度時(shí)提供語音報(bào)警的電路應(yīng)用講述，語音報(bào)警電路的核心是SK040語音芯片。之所以選擇SK040語音芯片作為汽車超速報(bào)警器電路的核心，是因?yàn)镾K040語音芯片不僅僅能滿足汽車超速報(bào)警器性能的各種要求，而且芯片價(jià)格便宜，外圍電路簡(jiǎn)單，容易制作，最重要的是語音內(nèi)容可以由自己決定選用。我們先來認(rèn)識(shí)一下SK040語音芯片，根據(jù)語音芯片的各項(xiàng)功能，規(guī)劃一下汽車超速報(bào)警器的工作框圖，然后設(shè)計(jì)出整套汽車超速報(bào)警器。

一、SK040語音芯片簡(jiǎn)介

SK040語音芯片是一款功能強(qiáng)大的一次性編程語音芯片，工作電壓范圍為DC2.5～3.5V，所加載的語音為6K采樣率時(shí)，播放時(shí)間可達(dá)到40秒，音頻輸出為DAC和PWM模式，PWM輸出時(shí)能直接推動(dòng)0.5W/8Ω揚(yáng)聲器，聲音清晰洪亮�？蛇x擇的語音控制方式有按鍵控制模式、按鍵組合控制模式、并口控制模式、串口控制模式等。按鍵模式下又有脈沖可重復(fù)觸發(fā)、脈沖不可重復(fù)觸發(fā)、電平保持可循環(huán)觸發(fā)、電平保持不循環(huán)觸發(fā)等十幾種觸發(fā)方式。控制模式、觸發(fā)方式和報(bào)警語音可以由上位機(jī)軟件隨意進(jìn)行更改、設(shè)定，SK040語音芯片可根據(jù)自身的設(shè)計(jì)要求，應(yīng)用在多種場(chǎng)合中。

二、汽車超速報(bào)警器工作原理

當(dāng)汽車的行使速度達(dá)到或超過測(cè)速器的預(yù)設(shè)速度時(shí)，測(cè)速器往外發(fā)出一個(gè)12V的恒定直流電壓，SK040語音芯片在檢測(cè)到這個(gè)電壓后，點(diǎn)亮報(bào)警指示燈進(jìn)行提示并觸發(fā)語音進(jìn)行報(bào)警。由于測(cè)速器送出的電壓是恒定的，只要超速，就一直有電壓輸出，并且要求持續(xù)的提供語音報(bào)警，直到汽車速度低于預(yù)設(shè)的速度為止。這是一種電平保持供給的信號(hào)，我們?cè)谏衔粰C(jī)軟件上將SK040芯片的控制方式設(shè)置為按鍵模式，觸發(fā)方式為電平保持可循環(huán)觸發(fā)。在這里，我們先做一個(gè)簡(jiǎn)單又能滿足大部分車主要求的汽車超速報(bào)警器，也就是說只在語音芯片里面錄制一段報(bào)警語音，DIP16封裝的SK040語音芯片可支持4段語音的播放，所以選用DIP16封裝的SK040語音芯片就能夠滿足這些要求了。如果需要特殊制作豪華型的多段語音報(bào)警的汽車超速報(bào)警器，可以選用SSOP20封裝的SK040語音芯片，在SSOP20封裝模式下，最多可提供128語音的播放。

三、電路分析

電路中I/O口P01被定義為語音觸發(fā)腳，因目前只用到一個(gè)I/O口觸發(fā)語音播放，所以其他I/O口暫時(shí)被騰空。R8為下拉電阻，用于在觸發(fā)時(shí)減小SK040語音芯片的功耗，當(dāng)汽車的行使速度超過測(cè)速器上預(yù)設(shè)的速度時(shí)，測(cè)速器往外傳送出一個(gè)12V的恒定直流電壓，DC12V的電壓使繼電器K1工作并閉合，直接拉低I/O口P01的電平，使SK040語音芯片被觸發(fā)，觸發(fā)后BUSY腳導(dǎo)通，BUSY指示燈就是超速報(bào)警狀態(tài)指示燈被點(diǎn)亮，然后開始播放報(bào)警語音，提醒司機(jī)當(dāng)前的速度已經(jīng)超出了預(yù)設(shè)的速度，需要減慢速度行使。車速減慢后，測(cè)速器不再輸出電壓，繼電器K1斷開，觸發(fā)狀態(tài)被停止，SK040語音芯片關(guān)閉超速報(bào)警狀態(tài)指示燈和停止播放報(bào)警語音。電路由C5、Q1、R5、R6和D1組成上電復(fù)位電路，每次上電前自動(dòng)給SK040語音芯片進(jìn)行復(fù)位，以確保SK040語音芯片能處在最好的工作狀態(tài)。SK040語音芯片的震蕩模式為RC震蕩，震蕩頻率是48MHz，根據(jù)SK040語音芯片的內(nèi)部特性，選取了外部震蕩電阻R1為270KΩ。R2、R3、C2和C3組成SK040語音芯片的內(nèi)置功放外部反饋電路，R2、R3阻值的大小直接影響到SPEAKER聲音的大小。汽車使用的是12V直流電壓，超出了SK040語音芯片的工作范圍，需要在電路外部增加一個(gè)3V直流穩(wěn)壓電路，穩(wěn)壓電路可以先用電阻降壓后使用LD1117進(jìn)行穩(wěn)壓，這里就不對(duì)穩(wěn)壓電路進(jìn)行闡述了。本電路外圍元器件少，安裝完畢后無需調(diào)試，只要測(cè)速器在超速時(shí)有電壓輸出，就能正常工作。

四、SK040語音芯片的應(yīng)用輻射

SK040語音芯片提供多種控制模式和靈活的觸發(fā)方式，除了能應(yīng)用在汽車超速報(bào)警器上，還能被廣泛的應(yīng)用在其他語音場(chǎng)所，如汽車防盜報(bào)警器、倒車?yán)走_(dá)、GPS導(dǎo)航儀、智能居家系統(tǒng)等方面。更多的SK040語音芯片資料，請(qǐng)登陸www.asl.org.cn進(jìn)行查詢。