WT588F02KD語音芯片在出租車計價器的應用方案設計解析

01方案開發背景

隨著交通行業的發展，出租車已經成為城市交通生活中必不可少的一部分，從加強行業管理和減少司機與乘客之間的糾紛觸發，具有良好性能的計價器對出租車司機和乘客來說是很必要的。

出租車計價器是出租車運營收費的專用智能化儀表，隨著電子計數的發展。出租車計價器技術也在不斷進步和提高，國內出租車計價器已經經歷了四個階段的發展，從傳統的全部由機械元器件組成的機械式到半電子式，即用電子線路代替部分機械元器件，再從集成電路式到目前的單片機系統設計的出租車計價器。

目前市場上出租車計價器功能主要具有計時計價功能、數據復位功能、數據輸出功能等，但能夠進行語音播報數據信息功能的計價器還是比較少見的。常用的方案是：MCU+霍爾傳感器件/光電傳感器件+掉電儲存電路+語音芯片來完成的，而本文介紹的方案：通過WT588F02KD+霍爾傳感器件+秒跳芯片即可完成。WT588F02KD集成度高，單顆芯片可完成掉電記憶功能，語音播報功能，時鐘功能等。從物料上節約了成本，可縮短產品開發周期。目前WT588F系列芯片有3種封裝：SOP8、SOP16、SSOP24。WT588F系列芯片集成了語音播報、數碼管顯示驅動等功能，以及有豐富的擴展資源，單芯片可以完成語音交互、顯示驅動、MCU功能。

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02WT588F02KD出租車計價器方案設計實例

壹方案概述

本設計方案滿足了以下功能要求：

起步費用：由用戶設定起步價，傳感器檢測的行車里程在起步價費用里程內，就關閉行車里程計費程序，當行車里程超過了起步價費用，計費程序才啟動計費。

行車里程計費：通過傳感器將出租車的行駛距離送入處理電路中，然后換算成里程，根據行車里程和已設定好的單價計算出所需行車費用，將這個費用信息通過數碼管顯示出來。

語音播報功能：當有乘客上車時，致以歡迎詞；當到達目的地乘客下車時，致以結束語同時播報本次行程的里程與金額。

時間顯示功能：當前時間顯示，且可帶計時功能，計算行程所用時間。

貳應用框架圖

本設計方案通過霍爾器件AH3144來檢測汽車行駛的公里數，并產生一系列相應的脈沖輸出，脈沖送到主控WT588F02KD進行處理，主控根據程序設定通過脈沖數換算出行駛公里數，再根據設定的相關單價進行金額的計算，計算好的金額、里程、時間都通過四位數碼管輪換顯示出來，同時在運營過程中根據上下車的不同狀態來實現不同的語音播放功能。在乘客到達目的地時，可通過按鍵進行語音播報。鍵盤可以用來調節價格等相關數據，且主控帶有掉電記憶功能，掉電后可以使調整好的數據不丟失，等下次通電后可直接讀取，系統結構圖如下圖所示：

叁硬件設計概述

3.1器件選型：

3.2主控介紹：

WT588F02KD是唯創知音研發出的一款16位DSP語音芯片，芯片內部有256kByte可反復擦寫的FLASH儲存空間，是一種帶鍵盤掃描接口 LED（4位LED數碼管）的驅動控制，帶語音播報功能，鍵盤掃描和基礎時鐘功能的芯片。下圖為芯片管腳圖。

芯片基本功能及特點：

1)16位DSP語音芯片、32Mhz內部振蕩；

2)工作電壓2.0~5.5V；建議電壓：2.2~4.0V（由于串口使用TTL電平通信）；

3)16bit的PWM輸出，可直接驅動8R 0.5W喇叭；

4)支持6K~32Khz的WAV文件；

5)客戶可以通過配套下載測試板在線更換芯片內部語音內容；

6)帶語音提示功能；

7)支持32768段地址，有更多需求可以擴展；

8)芯片內部有183K byte 的存儲空間（不包括主控程序）；

9)芯片主控程序和內置存儲數據均可擦除再燒寫；

10)讀取當前時鐘信息： 年、月、日、時、分、秒、周；

11)設置當前時間信息： 年、月、日、時、分、秒；

12)放置用戶數據（讀寫）：256個字節 放在FLASH里面；

13)掉電記憶；

3.3里程計價單元設計:

AH3144是由電壓調整器，霍爾電壓發生器，差分放大器，史密特觸發器和集電極開路的輸出級組成的磁敏傳感電路，其輸入為磁感應強度，輸出是一個數字電壓訊號。

里程計算是通過安裝在車輪上的霍爾傳感器檢測到信號，送到主控再經處理計算發送給顯示單元。每當車輪轉動一圈（假設車輪周長為2米），霍爾開關就檢測并輸出信號，引起MCU中斷，對脈沖計數，當計數達到500次時（即1公里），MCU就控制將金額自動增加。

3.4顯示設計:

由于設計要求有單價、里程、總金額等的顯示輸出，如果采用LCD液晶段碼顯示，在離屏幕1米之外將會很難看清數據的顯示，因此本設計采用4位LED數碼管顯示方式。

3.5鍵盤電路設計:

當單價等信息需要進行修改時，就要用到鍵盤進行修改，由于調節信息不多，故采用4個獨立鍵盤即可，分別實現清零、增大、減小和功能模式的更改切換作用。

KEY1接口的按鍵短按可開啟計費功能，長按則可以選擇模式，可進入到起步價、單價設置等模式；

KEY2接口的按鍵即實現增加1的功能；

SPICLK對應接口為復用接口，作為按鍵時為減少1的功能；

SPIDI對應接口為復用接口，當作為按鍵時短按 可結束當前行程，且播出金額或等可提醒乘客。

電路圖如下圖所示。

3.6時鐘系統設計：

此模塊選用WT5T01秒跳芯片，晶振在-5~+10ppm范圍內，脈寬為31.25ms。

3.7語音播報系統設計:

芯片可直接驅動8Ω/0.5W喇叭和蜂鳴器。芯片本身可以存儲200秒的語音，并且支持客戶使用上位機自己制作語音，帶有配套下載器，可以把語音下載到芯片里。

3.8在線下載/語音更換:

畫板時可在板子上留好下載口，方便下載更換語音。將 bin 文件存入在線下載器，通過在線下載器連接設備即可更換語音，可用于生產或客戶端設備語音的更換，使用方便、快捷、操作簡單，適用于需頻繁更換語音的設備。

制作bin文件：登陸網頁上位機網址后，加載要播放的語音文件或使用文字轉換音頻功能加載語音后制作bin文件。WT588網頁制作客戶登錄網址：http://WT588f.waytronic.com:8083/user/register。bin文件制作步驟可參考《WT588F網頁上位機操作說明2020-8-31》或視頻解說，可聯系業務員提供。

訪問API接口，可加載本地語音或采用文字轉語音功能生成語音文件，將語音文件轉換為bin文件或 T3Z文件（可用于單段語音修改），可用于單段語音或全部語音的遠程更換。

3.9總原理圖:

03走進唯創知音

唯創知音作為一家專注于語音技術研究的高新技術企業，始終堅持以“服務好工程師”為目標，以行業語音交互器件標準化為方向，致力于讓復雜變簡單，提供快捷的語音、智能物聯網應用解決方案。WT588F系列應用設計方案，在智能鬧鐘、智能水杯、霧化器等消費電子行業領域內已有成熟的應用案例。消費類電子產品應用是公司重要的發展領域，未來，唯創知音將在更多行業推出標準化語音芯片，進一步提升工程師的設計體驗，為消費類電子行業標準化賦能。

審核編輯：湯梓紅