【LPC54114双核最终任务】 标准化考试的语音进程提示装置

jinglixixi

开发背景：

在各高校，英语四、六级考试是典型的标准化考试形式，它同常规的考试相比流程相对要复杂些。一般情况下，如果不是被轮到很少有人愿意去监这种考试。此次就借LPC54114 Lite 开发板来解决这个问题，以自动在指定的时段给出任务提示并执行一些控制操作。

设计思路：

借助LPC54114内部的RTC通过时间基准，并在指定的多个时段向3类对象给出不同的提示信息或控制信号。

这3类对象分别是监考人员、考生及屏蔽器，监考人员的主要任务是控制考试进程、收发试卷和答题卡、填写开场记录等；考生则按考场要求按进程完成考试；屏蔽器则除测试听力外，将一直处于开通状态，以屏蔽外部的电子信号进入。

为此，以TFT屏为监考人员显示提示信息；用语言模块和音箱来向考生发送不同时段的语音提示，以降低若采用显示器件所造成的产本提升；采用继电器则可以自动控制屏蔽器的开关。

由于RTC在断电时，会停止计时，为此时常要设置RTC的初始时间。为了避免不必要的键入操作，特采用串行通讯的方法，通过辅助软件来巧用计算机系统的时间值来设置RTC初始值。

整体构成：

为达到设计功能，其整体构成如图1所示。

图1 系统构成图

图2 实物图

在双核结构下，该装置的处理流程如图3所示。

图3 处理流程图

技术实现：

该设计涉及:双核方式运行、核间通讯、核间数据共享、RTC、温度检测、数字语音录制、flash语音存储、I2S语音播放、TFT屏显示、LED进程指示、继电器控制、串行通讯等。

  

1.核间通讯

进程传送程序:

1. // M4：
   
2. uint8_t JC;
   
3. void MAILBOX_IRQHandler()   // M4
   
4. {
   
5.      g_msg = MAILBOX_GetValue(MAILBOX, kMAILBOX_CM4);
   
6.      MAILBOX_ClearValueBits(MAILBOX, kMAILBOX_CM4, 0xffffffff);
   
7. }
   
8. 
   
9. // Initialize Mailbox
   
10.     MAILBOX_Init(MAILBOX);
    
11.     // Enable mailbox interrupt
    
12. NVIC_EnableIRQ(MAILBOX_IRQn);
    
13.         JC=i;
    
14.         MAILBOX_SetValue(MAILBOX, kMAILBOX_CM0Plus,i);
    
15. LED进程指示程序:
    
16. //M0+:
    
17. uint8_t JCH;
    
18. void MAILBOX_IRQHandler()   //M0+
    
19. {
    
20.         JCH = MAILBOX_GetValue(MAILBOX,kMAILBOX_CM0Plus);  //kMAILBOX_CM4
    
21.             //PRINTF(" *time* %02d\r\n",g_msg);
    
22.             MAILBOX_ClearValueBits(MAILBOX, kMAILBOX_CM0Plus, 0xffffffff);
    
23.             if(JCH==1) GPIO_SetPinsOutput(GPIO, 0, 1u << 15);
    
24.             if(JCH==2) GPIO_SetPinsOutput(GPIO, 0, 1u << 19);
    
25.         if(JCH==3) GPIO_SetPinsOutput(GPIO, 0, 1u << 21);
    
26.             if(JCH==4) GPIO_SetPinsOutput(GPIO, 0, 1u << 22);
    
27.             if(JCH==5)GPIO_ClearPinsOutput(GPIO, 0, 1u << 25);
    
28.             if(JCH==6)GPIO_ClearPinsOutput(GPIO, 0, 1u << 26);
    
29.         if(JCH==7)GPIO_ClearPinsOutput(GPIO, 0, 1u << 29);
    
30.             //if(JCH==8)GPIO_ClearPinsOutput(GPIO, 0, 1u << 30);
    
31.       }

复制代码

2.RTC计时

在该设计中，RTC计时是整个系统的进程管控核心，实现RTC计时与显示功能的程序如下:

1. while(len<7);//等待RTC初始值的读取
   
2.           rtc_datetime_t date;
   
3.           RTC_Init(RTC);
   
4. //设置RTC初始值
   
5.           date.year         = 2017;
   
6.           date.month         = 07;
   
7.           date.day                 = 27;
   
8.           date.hour  = (bufferString[0]-'0')*10+bufferString[1]-'0';
   
9. date.minute = (bufferString[3]-'0')*10+bufferString[4]-'0';
   
10.           date.second = (bufferString[6]-'0')*10+bufferString[7]-'0';
    
11.       RTC_StopTimer(RTC);
    
12.       RTC_SetDatetime(RTC, &date);
    
13.       RTC_StartTimer(RTC);
    
14.           RTC_GetDatetime(RTC, &date);
    
15.       //PRINTF("Current date: %04d-%02d-%02d\r\n",date.year,date.month,date.day);
    
16.           //PRINTF("Current time: %02d:%02d:%02d\r\n",date.hour,date.minute,date.second);
    
17.                 LCD_ShowNum(20,100,date.hour,2,16);  
    
18.                 LCD_ShowChar(36,100,':',16,0);
    
19.                 LCD_ShowNum(44,100,date.minute,2,16);
    
20.                 LCD_ShowChar(60,100,':',16,0);
    
21.                 LCD_ShowNum(68,100,date.second,2,16);
    
22. //实现RTC计时值/
    
23. secondp=date.second;
    
24.                 i=0;
    
25.                 LCD_ShowNum(200,100,i,1,16);
    
26.                 while(1)
    
27.         {
    
28.                                 RTC_GetDatetime(RTC, &date);
    
29.                                 if(secondp != date.second)  
    
30.                                 {
    
31.                                         //PRINTF("Current time: %02d:%02d:%02d\r\n",date.hour,date.minute,date.second);
    
32.                                     secondp=date.second;
    
33.                                 if((t[i]==date.hour)&&(p[i]==date.minute)&&(0==date.second))
    
34.                 {
    
35.                                         //PRINTF(" *time*: %02d:%02d:%02d\r\n",date.hour,date.minute,date.second);
    
36.                                     LCD_ShowChar(200,120+i*30,'*',16,0);
    
37.                                         i++;       
    
38.                                     LCD_ShowNum(200,100,i,1,16);
    
39.                                         MAILBOX_SetValue(MAILBOX, kMAILBOX_CM0Plus,i);
    
40.                         if(i==7)
    
41.                                         {       
    
42.                                          i=0;
    
43.                                          for(j=0;j<6;j++)
    
44.                                          {
    
45.                                                  LCD_ShowChar(200,120+j*30,' ',16,0);
    
46.                                          }
    
47.                                 }
    
48.                         }
    
49.                         LCD_ShowNum(20,100,date.hour,2,16);   
    
50.                     LCD_ShowNum(44,100,date.minute,2,16);
    
51.                     LCD_ShowNum(68,100,date.second,2,16);       
    
52.                         }       
    
53.         }

复制代码

图4 RTC计时验证

3.温度检测

（在需要的情况下，通过添加光隔继电器来控制电扇、空调的温度调节设备。）

通过添加以下2个函数即可进行温度的检测。

uint8_t pct2075_i2c_init(void)

uint8_t pct2075_i2c_read(float *data)

具体的温度读取过程由以下程序实现：

1. pct2075_i2c_init();
   
2. while(1)
   
3. {   
   
4. pct2075_i2c_read((float *)&fPCTValue);
   
5. if(fPCTValue>=0)
   
6.    {
   
7. n=(int)(fPCTValue*100)/100;
   
8. M0_TO_M4_T=(int)(fPCTValue*100)/100;
   
9.    if(n!=M0_TO_M4_T)
   
10.    {
    
11. //只传送零度之上的温度供显示
    
12. PRINTF("Temperature Value is +%d.%d oC.\r", (int)(fPCTValue*100)/100, (int)(fPCTValue*100)%100);
    
13.     M0_TO_M4_T=(int)(fPCTValue*100)/100;
    
14. }
    
15. }
    
16. else
    
17. PRINTF("Temperature Value is -%d.%d oC.\r", (int)((0-fPCTValue)*100)/100, (int)((0-fPCTValue)*100)%100);
    
18. delay();
    
19. }

复制代码

实现温度值的显示的语句如下:

LCD_ShowNum(120,100,M0_TO_M4_R,2,16);

                LCD_ShowChar(138,100,'C',16,0);

4.TFT屏显示

在该设计中，为了更多地显示信息特采用TFT屏来完成显示任务，并选取串口屏以节省GPIO资源。TFT屏与LPC54114开发板的引脚连接关系：

  SCE --P0.11

RST --P0.13

DC  --P0.12

  DIN --P0.14

  SCLK--P1.8

  LED+--P1.9

界面显示函数如下：

1. void xianshi(void)  
   
2. {   uint8_t i;         
   
3.         LCD_Clear(RED);     
   
4.         BACK_COLOR=RED;
   
5.         POINT_COLOR=WHITE;   
   
6.         //32*32  标准化考试进程调试器
   
7. showhanzi32(20,20,0);            
   
8.         showhanzi32(60,20,1);            
   
9.         showhanzi32(100,20,2);     
   
10.         showhanzi32(140,20,3);          
    
11.         showhanzi32(180,20,4);          
    
12.         showhanzi32(20,60,5);            
    
13.         showhanzi32(60,60,6);     
    
14.         showhanzi32(100,60,9);          
    
15.         showhanzi32(140,60,10);   
    
16.         showhanzi32(180,60,11);          
    
17.         showhanzi16(120,120,0);          //入场
    
18.         showhanzi16(140,120,1);          
    
19.   showhanzi16(120,150,2);          //开考
    
20.         showhanzi16(140,150,3);          
    
21.         showhanzi16(120,180,4);          //写作
    
22.         showhanzi16(140,180,5);          
    
23.         showhanzi16(120,210,6);          //听力
    
24.         showhanzi16(140,210,7);          
    
25.         showhanzi16(120,240,8);          //答题
    
26.         showhanzi16(140,240,9);                 
    
27.         showhanzi16(120,270,10);  //结束
    
28.         showhanzi16(140,270,11);          
    
29.         LCD_ShowString(20,120,120,16,16,"8:00-9:00 "); //1
    
30.         LCD_ShowString(20,150,120,16,16,"9:00-9:10 "); //2
    
31.         LCD_ShowString(20,180,120,16,16,"9:10-9:40 "); //3
    
32.         LCD_ShowString(20,210,140,16,16,"9:40-10:10 "); //4
    
33.         LCD_ShowString(20,240,140,16,16,"10:10-11:20 "); //5
    
34.         LCD_ShowString(20,270,140,16,16,"11:20-11:30 "); //6
    
35. }

复制代码

图5 TFT显示界面

5.串行通讯

借助串行通讯功能可从外部来接收必要的数据信息，在该设计中是通过串行通讯来接收RTC的初始时间值，具体的使用方法如下。

uint8_t bufferString[8] = {0};

uint8_t len=0;

串行通讯中断接收函数如下：

1. void FLEXCOMM0_IRQHandler(void)
   
2. {
   
3.     char ch=0;
   
4.     if ((kUSART_RxFifoNotEmptyFlag | kUSART_RxError) & USART_GetStatusFlags(USART0))
   
5. {
   
6.                         ch = USART_ReadByte(USART0);
   
7.                         bufferString[len]=ch;
   
8.                         //PRINTF("\r\nM0 Receive from PC :  %c\r\n", ch);
   
9.                         if(len<7) len++;
   
10. }
    
11. }

复制代码

6.I2S语音播放

为进行语音播放，是采用数字录音芯片事先进行语音录制并存在FLASH芯片中，在播放是再通过I2S芯片进行语音的再现。期间使用的关键函数有spiflash_init()、dmic_init()、pct2075_i2c_init()、wm8904_i2s_init()等。鉴于FLASH中存储的语音约16秒，故暂且播放一段语音信息。解决SD卡存储后再改为多时段语音播放。

受速度的影响，在进行语音再现是通过2个内存作为缓冲区来交替工作的，当一个在读取时，另一个在加速填充数据，以便连续播放不出现间断。

图6 以通讯方式接收RTC起始值

结语：

十分感谢论坛组织的这次活动及坛友所分享的经验，使自己从单核设计迈进了双核设计的门槛，并掌握了双核间的协作通讯问题，进而能将单核上实现的一些功能移植到双核上来实现该设计。限于时间和水平所，尽管整体上基本达到了设计的需要，但也仍存在尚需改进与完善之处，如实现多语音段录制与播放及以文件方式来管理语音库的播放等，期待对LPC5414的应用能跨上一个新的高度。

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gujiamao

厉害了！！！

小恩GG

谢谢楼主分享！！

anny

非常不错

jinglixixi

anny 发表于 2017-7-31 10:19
非常不错

感谢支持，总算基本完成了，但还有待完善。

epochal

不错，学习！

yydty1025-29933

学学习，好的达到

何昌昕

学习了

斩龙烈刃

不错哦，顶一个