WT588F02KD语音芯片在出租车计价器的应用方案

WT588F02KD语音芯片在出租车计价器的应用方案设计解析

01 方案开发背景

随着交通行业的发展，出租车已经成为城市交通生活中必不可少的一部分，从加强行业管理和减少司机与乘客之间的纠纷触发，具有良好性能的计价器对出租车司机和乘客来说是很必要的。

出租车计价器是出租车运营收费的专用智能化仪表，随着电子计数的发展。出租车计价器技术也在不断进步和提高，国内出租车计价器已经经历了四个阶段的发展，从传统的全部由机械元器件组成的机械式到半电子式，即用电子线路代替部分机械元器件，再从集成电路式到目前的单片机系统设计的出租车计价器。

目前市场上出租车计价器功能主要具有计时计价功能、数据复位功能、数据输出功能等，但能够进行语音播报数据信息功能的计价器还是比较少见的。常用的方案是：MCU+霍尔传感器件/光电传感器件+掉电储存电路+语音芯片来完成的，而本文介绍的方案：通过WT588F02KD+霍尔传感器件+秒跳芯片即可完成。WT588F02KD集成度高，单颗芯片可完成掉电记忆功能，语音播报功能，时钟功能等。从物料上节约了成本，可缩短产品开发周期。目前WT588F系列芯片有3种封装：SOP8、SOP16、SSOP24。WT588F系列芯片集成了语音播报、数码管显示驱动等功能，以及有丰富的扩展资源，单芯片可以完成语音交互、显示驱动、MCU功能。

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02 WT588F02KD出租车计价器方案设计实例

壹方案概述

本设计方案满足了以下功能要求：

起步费用：由用户设定起步价，传感器检测的行车里程在起步价费用里程内，就关闭行车里程计费程序，当行车里程超过了起步价费用，计费程序才启动计费。

行车里程计费：通过传感器将出租车的行驶距离送入处理电路中，然后换算成里程，根据行车里程和已设定好的单价计算出所需行车费用，将这个费用信息通过数码管显示出来。

语音播报功能：当有乘客上车时，致以欢迎词；当到达目的地乘客下车时，致以结束语同时播报本次行程的里程与金额。

时间显示功能：当前时间显示，且可带计时功能，计算行程所用时间。

贰应用框架图

本设计方案通过霍尔器件AH3144来检测汽车行驶的公里数，并产生一系列相应的脉冲输出，脉冲送到主控WT588F02KD进行处理，主控根据程序设定通过脉冲数换算出行驶公里数，再根据设定的相关单价进行金额的计算，计算好的金额、里程、时间都通过四位数码管轮换显示出来，同时在运营过程中根据上下车的不同状态来实现不同的语音播放功能。在乘客到达目的地时，可通过按键进行语音播报。键盘可以用来调节价格等相关数据，且主控带有掉电记忆功能，掉电后可以使调整好的数据不丢失，等下次通电后可直接读取，系统结构图如下图所示：

叁硬件设计概述

3.1器件选型：

部位	型号	特性概述
主控	WT588F02KD	16位DSP、32MHz、256KFLASH、可重复擦写、…
时钟部分	WT5T01	-5~+20ppm、31.25ms
霍尔器件	AH3144	4.5V-24V、开关速度快、无瞬间抖动、工作频率宽（DC~100KHz）

3.2主控介绍：

WT588F02KD是唯创知音研发出的一款16位DSP语音芯片，芯片内部有256kByte可反复擦写的FLASH储存空间，是一种带键盘扫描接口 LED（4位LED数码管）的驱动控制，带语音播报功能，键盘扫描和基础时钟功能的芯片。下图为芯片管脚图。

芯片基本功能及特点：

1)16位DSP语音芯片、32Mhz内部振荡；

2)工作电压2.0~5.5V；建议电压：2.2~4.0V（由于串口使用TTL电平通信）；

3)16bit的PWM输出，可直接驱动8R 0.5W喇叭；

4)支持6K~32Khz的WAV文件；

5)客户可以通过配套下载测试板在线更换芯片内部语音内容；

6)带语音提示功能；

7)支持32768段地址，有更多需求可以扩展；

8)芯片内部有183K byte 的存储空间（不包括主控程序）；

9)芯片主控程序和内置存储数据均可擦除再烧写；

10)读取当前时钟信息： 年、月、日、时、分、秒、周；

11)设置当前时间信息： 年、月、日、时、分、秒；

12)放置用户数据（读写）：256个字节 放在FLASH里面；

13)掉电记忆；

3.3里程计价单元设计:

AH3144是由电压调整器，霍尔电压发生器，差分放大器，史密特触发器和集电极开路的输出级组成的磁敏传感电路，其输入为磁感应强度，输出是一个数字电压讯号。

里程计算是通过安装在车轮上的霍尔传感器检测到信号，送到主控再经处理计算发送给显示单元。每当车轮转动一圈（假设车轮周长为2米），霍尔开关就检测并输出信号，引起MCU中断，对脉冲计数，当计数达到500次时（即1公里），MCU就控制将金额自动增加。

3.4显示设计:

由于设计要求有单价、里程、总金额等的显示输出，如果采用LCD液晶段码显示，在离屏幕1米之外将会很难看清数据的显示，因此本设计采用4位LED数码管显示方式。

3.5键盘电路设计:

当单价等信息需要进行修改时，就要用到键盘进行修改，由于调节信息不多，故采用4个独立键盘即可，分别实现清零、增大、减小和功能模式的更改切换作用。

KEY1接口的按键短按可开启计费功能，长按则可以选择模式，可进入到起步价、单价设置等模式；

KEY2接口的按键即实现增加1的功能；

SPICLK对应接口为复用接口，作为按键时为减少1的功能；

SPIDI对应接口为复用接口，当作为按键时短按 可结束当前行程，且播出金额或等可提醒乘客。

电路图如下图所示。

3.6时钟系统设计：

此模块选用WT5T01秒跳芯片，晶振在-5~+10ppm范围内，脉宽为31.25ms。

3.7语音播报系统设计:

芯片可直接驱动8Ω/0.5W喇叭和蜂鸣器。芯片本身可以存储200秒的语音，并且支持客户使用上位机自己制作语音，带有配套下载器，可以把语音下载到芯片里。

3.8在线下载/语音更换:

画板时可在板子上留好下载口，方便下载更换语音。将 bin 文件存入在线下载器，通过在线下载器连接设备即可更换语音，可用于生产或客户端设备语音的更换，使用方便、快捷、操作简单，适用于需频繁更换语音的设备。

制作bin文件：登陆网页上位机网址后，加载要播放的语音文件或使用文字转换音频功能加载语音后制作bin文件。WT588网页制作客户登录网址：http://WT588f.waytronic.com:8083/user/register。bin文件制作步骤可参考《WT588F网页上位机操作说明2020-8-31》或视频解说，可联系业务员提供。

访问API接口，可加载本地语音或采用文字转语音功能生成语音文件，将语音文件转换为bin文件或 T3Z文件（可用于单段语音修改），可用于单段语音或全部语音的远程更换。

3.9总原理图:

03 走进唯创知音

唯创知音作为一家专注于语音技术研究的高新技术企业，始终坚持以“服务好工程师”为目标，以行业语音交互器件标准化为方向，致力于让复杂变简单，提供快捷的语音、智能物联网应用解决方案。WT588F系列应用设计方案，在智能闹钟、智能水杯、雾化器等消费电子行业领域内已有成熟的应用案例。消费类电子产品应用是公司重要的发展领域，未来，唯创知音将在更多行业推出标准化语音芯片，进一步提升工程师的设计体验，为消费类电子行业标准化赋能。

审核编辑：汤梓红