文章《Development of a Voice Synthesis Module Based on CAN Bus》介绍了基于CAN总线的语音合成模块的研发技术。CAN总线(Controller Area Network)是一种被广泛应用于汽车、工业控制等领域中的高效网络通讯协议。本文主要描述了如何使用AT89C51单片机作为核心电路,并利用MSM6588芯片实现ADPCM(自适应差分脉冲编码调制)语音合成,通过CAN总线传输指令和数据,将该模块作为分布式温度控制系统中上位机的音频输出设备。
需要了解单片机(Single Chip Computer)的知识。单片机是一种集成电路芯片,集成了中央处理单元(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、输入输出端口(I/O)等,能够实现简单计算和控制任务。AT89C51属于8051系列的单片机,广泛应用于嵌入式系统中。由于其具有足够的I/O端口、数据处理能力和灵活的编程特性,使得它非常适合作为智能模块的控制核心。
接下来是ADPCM的概念,这是数字音频压缩的一种技术。ADPCM通过减少存储或传输数字音频所需的数据量来降低带宽或存储需求,仍能维持相对较高的语音质量。在文章中,MSM6588芯片被用来建立语音数据库和输出语音合成信号。ADPCM通过12.4 kbps的速率运行,这说明了在有限的数据传输速率下,仍能实现有效率的语音数据压缩和还原。
紧接着,文章讨论了CAN总线的应用。CAN总线是一种多主总线,它使用差分信号传输,并采用非破坏性仲裁方式,保证了网络通讯的可靠性。在分布式控制系统中,通过CAN总线实现模块间的高效通讯是至关重要的。在本文研发的语音合成模块中,使用了SJA1000 CAN控制器和PCA82C250 CAN收发器。SJA1000为控制器提供了完整的CAN协议功能,而PCA82C250则负责信号的物理传输层。
模块的研发涉及到硬件和软件两个方面。硬件部分包括了AT89C51单片机、MSM6588 ADPCM芯片、SJA1000 CAN控制器、PCA82C250 CAN收发器等组件的电路连接与配置。软件方面则需要进行模块的初始化设置、数据包处理、指令解码、语音数据合成以及通过CAN总线发送和接收信息的程序编写。
文章最后指出,所研制的语音合成模块成功应用于分布式温度控制系统中,承担了声音输出设备的角色。在实际应用中,该模块能有效地将温度信息转换为语音输出,增加了系统的用户交互功能,提高了系统的整体性能和用户体验。
在深入理解以上技术后,本文的知识点总结如下:
1. 单片机AT89C51的应用与特性。
2. ADPCM语音压缩技术的基本原理及其在语音合成中的应用。
3. CAN总线技术的标准、工作原理以及在工业通讯中的优势。
4. SJA1000 CAN控制器和PCA82C250 CAN收发器的作用与集成。
5. 语音合成模块的硬件设计和软件编程。
6. 分布式温度控制系统中语音合成模块的实际应用案例。
以上知识点涉及了嵌入式系统设计、数字信号处理、网络通讯协议以及工业控制系统等多个领域的知识,对研发类似的智能模块具有重要的参考价值。