楼盘模型点对点灯光语音同步解说机的设计与实现

摘要： 为了减轻售楼人员工作强度，提高楼盘展示效果，以MP3语音模块和单片机为主要器件，设计了一款楼盘模型点对点语音灯光同步解说机，并对解说机的硬件电路及其软件的设计方法进行了详细描述。首先解说机把解说信息用MP3格式预先存放在SD卡中，然后用键盘无线遥控的方法实现楼盘信息的灯光、语音的同步呈现。将所设计的解说机系统应用于校园模型的展示，获得良好的效果。

关键词： 楼盘模型； MP3语音模块； 蓝牙； SD卡

中图分类号： TN911?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）06?0100?05

在楼盘销售过程中，售楼人员需要面对楼盘模型对来往的购买人群反反复复进行讲解，这不光让售楼人员非常辛苦，也会因为人为因素，把讲解内容遗漏或出现差错。针对这种情况，本文利用MP3语音播放模块[1]，结合单片机及蓝牙技术，设计了一款楼盘模型点对点语音灯光同步解说机。事先把售楼解说词按楼盘编号存入解说机中的SD卡中，售楼人员可以根据客人的需要，通过蓝牙遥控手柄，点对点按下按键，点亮需要介绍的楼盘灯光，并由MP3播放模块同步播放该楼盘的解说词，提高了解说质量和效果，节省了人力，也方便实现解说自动化。

1 系统硬件设计

点对点语音灯光同步解说机，既要实现解说语音的播放与对应楼盘的效果灯光同步出现，又要让这个对应点要反映在键盘上，由键盘直接控制。这样，要求语音播放模块除了能够点播需的语音外，还需要有输出端口能够控制外围电路，使相应灯光同步工作。常用的MP3语音播放模块[2]，主要进行音乐播放和控制，没有输出端口控制外围电路[3]，为此，需要对语音模块进行二次开发，以实现需要的功能。利用MP3语音播放模块和单片机技术设计的灯光语音同步解说机的硬件结构框图如图1所示。由主机电路和键盘电路两大部分组成，主机电路包括语音播放模块、单片机处理电路、继电器开关电路等，键盘电路包括单片机按键处理电路、蓝牙串口模块等。

主机和键盘之间通过蓝牙实现串口无线通信，使播放机的操作更方便灵活。

1.1 MP3语音播放模块选型

1.2 主机电路设计

主机电路采用40脚的AT89S51单片机[4]对MP3语音模块进行并口控制[5]，P3.0和P3.1串口作键盘控制的通信口，其余端口都用作继电器输出的控制端口。这样，在不增加扩展芯片的情况下，本电路也可以实现20路点对点语音灯光的同步控制。主机控制电路如图3所示。由单片机通过继电器实现对灯光的控制，由于继电器输出需要一定的电流驱动，而AT89S51单片机的管脚输出能力较弱，不能直接驱动继电器[6]，因此选用八NPN达林顿晶体管阵列芯片ULN2803来驱动继电器。该芯片工作电压为5 V，最大驱动电流为500 mA，且内置续流二极管，无需在继电器两端并接续流二极管，但在每个继电器两端仍然并接了一只LED，用于继电器工作状态的指示。MP3语音模块的1～8脚与单片机的P1.0～P1.7端口对应连接，模块的功能端口13（BUSY）脚和14（PL）脚分别与单片机的P3.2和P3.3引脚相连，这两个脚配合1～8脚的编码，实现模块的各种播放功能。模块的语音信号由模块的左右两个声道信号输出脚17～19输出，直接将其接入音频功率放大电路、播放语音信号。

1.3 键盘电路设计

本电路需要设置20个按键实现20路灯光的点对点控制，同时还需要设置一些功能按键，如音量的调节、页面的转换等，因此共设置了25个按键。键盘电路如图4所示，采用20脚的AT89C2051单片机来实现[7]。

1.4 串口通信电路设计

系统主机电路和键盘电路分别使用一片单片机来实现各自的功能，键盘电路通过串口和主机电路进行通信[9]。为了使操作灵活方便，本文把电路设计为遥控手柄，用蓝牙串口模块实现无线串口通信。

（1）语音模块控制程序

由于需要对MP3语音模块进行并口控制，因此要严格按照其提供的相关工作模式和时序来编写控制程序。根据模块资料，可以建立若干文件夹来存放拷贝在SD卡的MP3文件，第一个文件夹以02命名；直接存入SD卡的MP3文件被系统默认为根目录，默认的文件名为01，以后建立的文件名不能用01为文件名。每个文件夹内可以存放199段MP3文件，每个SD卡最多可以存放15个文件夹，含根目录。

本设计需要播放20段语音信息，因此，可以建立一个文件名为02的文件夹，把要播放的20段解说词事先录制为MP3文件存放在这个文件夹里，然后可在根目录存放一些MP3音乐。这样，通过键盘的控制，既能播放解说词，又可以在空闲的时候播放一些音乐，活跃现场气氛。表1是MP3模块1?8脚的编码功能表。表中，当1～8脚的编码为000时，模块将随机播放SD卡中根目录中的MP3文件；编码为001时，播放指定MP3文件中的第一个文件；编码为002时，播放第二个文件，依此类推，直到播放第199个文件。当编码为232时，模块实现的功能是增大音量；编码为233时，模块实现的功能是减小音量，对音量的控制操作，模块系统给予了最高的优先权。需要功能脚PL和BUSY的配合来实现这些功能。具体实现方法是，先对1～8脚按功能要求进行编码，然后给PL脚一个下降沿信号，模块就执行设置的功能。如要进入02文件夹播放解说词，可先把编码“242”送入P1端口，再给PL脚一个下降沿，模块就进入了02文件夹。要播放第2段解说词，把编码“02”送入P1口，再给PL脚一个下降沿，模块就开始播放第二段解说词。播放时，BUSY脚输出低电平，这个脚与单片机P3.2连接，通过检测这个脚的电平，可以知道该段是否播放完毕，当P3.2为高电平时，表明该段播放结束，这时应该给出“239”这个结束指令，以免继续播出下段语音。

（2）继电器控制程序

（3）串口通信程序

2.2 键盘程序

3 系统测试及应用

电路设计和组装过程中，要对多个环节进行测试和实验，如语音模块的播放控制、按键的串口控制、蓝牙的配对及无线通信实验等。在语音播放控制实验时发现， 保存在SD卡中语音段，不是按照保存的文件名序号播放的，而是按照存入SD卡的时间顺序播放的，如单片机P1口输入语音模块P1口的编码是001，这时语音模块播放的是第一个存放在文件夹中的语音段，与这个语音段的文件名无关，文件名序号只是帮助便于管理播放文件。完成的产品实物照片见图9，通过测试，用手柄遥控可以完成设计的全部功能，实际遥控距离8 m左右，室内操作已经够用了。

4 结 语

本文利用单片机对MP3语音模块进行二次开发，实现了楼盘模型语音灯光的同步控制，给楼盘销售人员带来了方便。也可以把本系统的键盘直接连接在主机电路上，并将其放置在模型的合适位置，键盘上的编号和模型上楼盘编号一一对应，参观的顾客或观众可以自己按下需要了解的楼盘号，相应灯光和语音就呈现出来，实现楼盘展示的自动化。本电路还可应用于旅游景点沙盘模型的自动导游、城市沙盘模型展示、国防教育沙盘模型自动演示等方面。

参考文献

[1] 杭州远光科技有限公司.BAT/BAS系列高保真MP3模块使用说[EB/OL].[2012?08?02 ].http：//bbs.hc360.com/thread?2373081?1?1.html.

[2] 高惠平，任维政.多功能语音模块的设计与应用[J].电子测试， 2008（11）：65?68.

[3] 李世红，将海潮.简易智能语音模块的设计与实现[J].电子设计工程，2011（22）：191?192.

[4] 楼然苗，李光飞.51单片机设计实例[M].北京：北京航空航天大学出版社，2002 .

[5] 李华，孙晓明.MCS?51系列单片机实用接口技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，1993.

[6] 欧阳斌林，刘立山.单片机原理及应用[M].北京：中国水利水电出版社，2001.

[7] 佚名.单片机AT89C2051中文资[EB/OL].[2012?08?02].http：//wenku.baidu.com/view/f03ae6edaeaad1f346933fe9.html.

[8] 李键，田航.锂电池线性管理芯片LTC4054及其应用[J].重庆教育学院学报，2004（5）：20?25.

[9] 黄国平，王金龙.蓝牙遥控系统的设计与实现[J].电子科技大学学报，2004（8）：395?398.

[10] 深圳市博陆科电子科技有限公司.BLK?MD?BC04?蓝牙模块技术手册[EB/OL].[2012?08?02].http：//wenku.baidu.com/view/db68769c51e79b8968022621.html.