基于BA放音模块的某直升机检查指令播报设备设计

蒋国峰

（空军第一航空学院 航空电子工程系，河南 信阳 464000）

直升机、运输机在开车前、开车后、滑出前及关车时，都需要对相关设备的工作情况进行一系列检查[1]，目前国内的检查方式大多采用卡片、操作手册或依靠人工记忆，存在着携带不方便，维护耗时相对较长，操作容易出现错漏和中断检查后不易恢复检查等缺点，尤其当直升机在开车时，由于噪音较大，设备检查操作者很难清晰地听到指令传达者的声音，检查项目很容易遗漏。为弥补上述不足，急需设计一种能够利用标准普通话播报检查指令的智能播报设备，实现人工控制或按照编程自动输出语音检查指令，并可以进行暂停、重放、快进、快退等操作，既保证检查效率，又可方便对设备进行排障或其他操作[1]。

1 硬件电路设计

硬件电路是设备功能实现的基础，在选择硬件方案时，应在满足系统功能的情况下，综合考虑当前成熟的技术和器件，以保证系统的稳定性和易实现性[2]。当前，语音播放器件和显示电路有多种COTS产品，如BA系列高保真放音模块和LED显示模块等，这就给本设备的设计奠定了良好的基础。

1.1 硬件原理框图

综合考虑设备功能、性能需求和相关器件的特性参数，为保证设备工作的稳定性，选用以单片机为核心，并扩展BA系列高保真放音模块和LED显示模块的硬件系统结构，其原理框图如图1所示，由单片机系统、高保真放音模块、面板按键与指示电路、液晶显示模块及电源电路等部分组成[3-4]。

图1 硬件原理框图Fig.1 Block diagram of hardware

单片机系统为设备的控制和数据处理中心，BA放音模块是系统功能实现的关键。检查指令的语音信息已按照MP3格式事先录制在BA放音模块中的FLASH存储器中，单片机系统通过采集面板按键信息，经过综合处理后，对高保真放音模块的工作模式、工作状态、语音的播放等进行控制，并控制液晶显示模块同步显示相关文字信息。按键与指示电路用于采集面板操作信息，并向操作者指示设备的工作状态；为保证设备功能的可靠性，当单片机系统出现故障时，设备还可以工作在应急模式，在应急模式下，面板按键直接控制高保真放音模块，此时设备只能进行语音播报指令，而不能显示文字信息。

1.2 BA系列高保真放音模块

BA系列高保真放音模块[5]在一个模块内集成MCU、MP3解码、TF/SD卡读写、电源支持、参数存储等几大功能，具有体积小、使用简单、灵活、用处广泛等特点。BA系列高保真放音模块使用非常简便，配合提供的免费技术支持和驱动程序，可最大限度地缩短用户的开发时间。BA系列高保真放音模块有非常灵活的MP3模式、直放模式、并行模式和串行模式等4种工作模式可供选择使用。通过20脚插针与外部进行电气连接，其管脚定义如表1所示。

表1 放音模块管脚功能表Tab.1 Pin assignment of playback module

BA系列高保真放音模块工作模式的设置是通过管脚M1和M0悬空或接地完成的，其定义如表2所示。

表2 工作模式设置表Tab.2 Work mode of playback module

在本系统中，应用BA系列高保真放音模块的MP3模式和串口模式，当设备处于正常工作状态下（同步进行语音播报和文字显示），放音模块处于串口模式。当设备处于应急工作模式下（只进行语音播报），放音模块处于MP3模式。

1.3 M12864显示模块

显示部分采图形液晶模块M12864[6]，带中文字库的128×64是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为128×64，内置8 192个16×16点汉字，和128个16×8点ASCII字符集。利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示8×4行16×16点阵的汉字，也可完成图形显示。

M12864模块管脚功能表如表3所示，在本系统中，应用M12864模块的8位并行接口模式，PSB端接高电位，DB0～DB7接入单片机的P0口。

表3 M12864模块管脚功能表Tab.3 Pin assignment of M12864 module

2 软件流程设计

为保证程序的可移植性和可维护性，软件设计采用了模块化编程，其主程序流程如图2所示。首先，对放音模块和显示模块进行初始化，其次判断设备工作状态，若是正常工作状态，则使放音模块处于串口模式，然后根据直升机在开车前、开车后、滑出前及关车时等不同阶段，选择相应检查指令播报子程序，并调用文字显示信息输出驱动液晶显示模块，使液晶显示模块显示与语音播报同步的文字指令信息。如果设备处于应急工作状态，则使放音模块处于MP3模式，只完成语音播报检查指令功能。

图2 主程序流程图Fig.2 Flow chart of main program

检查指令播报程序包括开车前、开车后、滑出前和关车时等4个模块，具体播报哪个模块则是按照面板对应的按键启动对应的子程序，其流程如图3所示，在自动播报模式下，一条指令播放完以后，按照检查设备所需的时间，合理调整指令之间的时间间隔，并时刻判断暂停、播放、停止等控制按键是否按下，若有相应按键按下，则执行相关操作。在手动播报模式，下一条指令的播报则是根据“下一条”按键是否按下来完成。

3 结 论

该设备实现了对某直升机检查指令进行同步语音播报和文字显示相结合的功能，具有自动和手动工作方式，检查指令信息的更新只需利用通用的计算机就可方便地完成，目前，该设备已推广应用于某型直升机上，弥补了传统的人工传达操作指令时误读和内容遗漏的问题，具有体积小、重量轻、实用性强、维护性和功能可扩展性好等特点。

图3 指令播报子程序程程图Fig.3 Flow chart of subroutine for inspecting repertoire broadcasted

[1]蒋国峰.某直升机检查指令语音播报设备，YHY0100068[R].信阳：空军一航院，2010.

[2]孙传友.测控系统原理与设计[M].北京：北京航空航天大学出版社，2002.

[3]朱弈丹.单片机公交车到站语音播报与液晶显示控制系统的研制[J].现代电子技术，2006（11）：153-158.ZHU Yi-dan.Research on pronunciation broadcasts bus to stand and liquid-crystal display in single chip control system[J].Modern Electronics Technique，2006（11）：153-158.

[4]杨成泽.基于51单片机的公交车语音报站系统[J].电子制作，2007（9）：36-37.YANG Cheng-ze.System on pronunciation broadcasts bus based on 51 SCM[J].Practical Electronics，2007（9）：36-37.

[5]葛少勇.BA系列高保真放音模块说明书[EB/OL]（2010-05-12）[2011-07-27].http://www.bansmart.com.

[6]胡友明.KXM12864中文字库液晶显示模块说明书[EB/OL]（2007-04-05）[2011-07-27].http://www.18show.cn/zt176398/Article_12964.html.