所謂"IC卡電子語音書",，即讀取IC卡中的信息,，再將其轉(zhuǎn)換成聲音信息，用以取代現(xiàn)有的書籍的電子裝置,，可供不便于視覺閱讀的人群（如老年人,、盲人或患者等）使用。 目前,，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)銷售的IC卡的容量可達(dá)500K字節(jié),，如直接存儲(chǔ)語音信號(hào)（以8K/秒采樣率計(jì)），可存儲(chǔ)約62.5秒的直接語音信息。雖然所存儲(chǔ)的音質(zhì)比較好,，但顯然還不能滿足一般書藉大量信息存儲(chǔ)的要求,。筆者以漢字的語音編碼（自定義）形式存儲(chǔ)，存儲(chǔ)一個(gè)漢字只占用1.5個(gè)字節(jié)（12位）,，則500K字節(jié)的IC卡可存儲(chǔ)的漢字不少于33.3萬個(gè),，可連續(xù)播放近30小時(shí)，足以滿足實(shí)用要求,。 本文給出的設(shè)計(jì)方案以AT89LV51單片機(jī)為微處理機(jī),，配以ISD4004作語音支持，采用AT45D041型IC卡作為電子書籍信息存儲(chǔ)載體,。AT45D041型IC卡是由美國(guó)ATMEL公司于近年推出的大容量存儲(chǔ)卡（4M位）,，是目前市場(chǎng)上易于購(gòu)得的容量最大的IC卡。隨著技術(shù)的進(jìn)步,，改用容量更大的其它類型IC卡時(shí),，只要通訊方式不變，本設(shè)計(jì)方案仍然適用,。即使是通過方式有所改變,，亦只需對(duì)本設(shè)計(jì)方案銷作修改即可。 該裝置的基本工作過程如下：首先將漢字文本文件（如《三國(guó)演義》）轉(zhuǎn)換成語音編碼文件存儲(chǔ)于IC卡中（這一工作由PC機(jī)完成）,；然后,，當(dāng)IC卡電子語音書工作時(shí)，播放裝置中的CPU將從IC卡中讀出語音編碼,；最后,，CPU再按此編碼控制ISD單片語音錄放電路，播放出相應(yīng)的語音,。 本設(shè)計(jì)方案是一個(gè)經(jīng)濟(jì)實(shí)用型電子語言書基本設(shè)計(jì)方案,，雖然在音質(zhì)方面不如語音直接存儲(chǔ)的方案，但具有裝置成本低廉,、體積小巧,、用電省和連續(xù)播放時(shí)間長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)。 1 硬件設(shè)計(jì) 播放裝置的電氣原理圖如圖1所示,。 圖1 IC卡電子語音書電氣原理圖 本設(shè)計(jì)中設(shè)有6個(gè)按鍵,，分別為"播放"（BUTTON0）、"快進(jìn)"（BUTTON1）,、"慢進(jìn)"（BUTTON2）,、"快退"（BUTTON3）、"慢退"（BUTTON4）和"停止"（BUTTON5）,。 為了能夠在下一次開機(jī)時(shí)從上一次中止處繼續(xù)播放,，需要一個(gè)掉電保持的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，本文中使用了AT24C01A。 為使播放裝置的體積和重量盡可能減小,，本裝置僅使用一節(jié)AA型（即5號(hào)）電池,，因此需采用升壓式開關(guān)型穩(wěn)壓電源，本文采用的是MAX856,。為了節(jié)省電池消耗，本裝置應(yīng)具有自動(dòng)斷電的功能,。按下"播放"鍵時(shí),，MAX856芯片1腳將抬高為高電平，裝置上電,。以后每隔16秒由單片機(jī)向MAX856芯片1腳發(fā)送一個(gè)高電平脈沖,，讓裝置繼續(xù)被供電。當(dāng)定時(shí)時(shí)間（60分鐘）到時(shí),，裝置停止向MAX856芯片發(fā)送高電平脈沖,，則裝置自動(dòng)斷電。 本設(shè)計(jì)中采用的AT45D041型大容量IC存儲(chǔ)卡的主要功能和技術(shù)參數(shù)如下：

（1）具有與SPI兼容的串行接口,；

（2）4325376位,；

（3）低功耗，動(dòng)態(tài)電流為15mA,，靜態(tài)待機(jī)電流為20μA,；

（4）最大時(shí)鐘頻率為10MHz。 AT45D041型大容量IC存儲(chǔ)卡的引腳及命令請(qǐng)參閱參考文獻(xiàn)[1],。

IC_CARD的1～8腳對(duì)應(yīng)于AT45D041的1～8引腳,；9和10為IC卡座的輔助觸點(diǎn)，用于檢測(cè)IC卡是否已插入,。 本設(shè)計(jì)中采用的ISD4004語音芯片的主要功能和技術(shù)參數(shù)如下：

（1）16分鐘語音錄放,，最小段長(zhǎng)200～400ms（本設(shè)計(jì)采用300ms）；

（2）最大段數(shù)2400段,；

（3）SPI接口方式,。 ISD4004語音芯睡的主要引腳及與單片機(jī)的連接方法描述如下：AUD OUT--輸出音頻信號(hào)，為了得到較大的輸出,，采用功率放大器LM386進(jìn)行放大再提供給耳機(jī)或喇叭,。SS--片選，低電平有效,，兩條指令之間為高電平,。MOSI--串行輸入端，主控制器應(yīng)在串行時(shí)鐘上升沿之前半個(gè)周期將數(shù)據(jù)放到本端,。MIS0--串行輸出端,。SCLK--串行時(shí)鐘輸入端，由主控制器產(chǎn)生，用于同步MOSI和MISO的數(shù)據(jù)傳輸,。上述4個(gè)端子分別接單片機(jī)的P1.7～P1.4,。/INT--中斷，本端為漏極開路輸出,，在任何操作中檢測(cè)到EOM或OVF時(shí),，本端變低并保持；接單片機(jī)的INT0,。RAC--行地址時(shí)鐘,，漏極開路輸出，用于存儲(chǔ)管理,，接單片機(jī)的P1.3,。 2 語音碼文件的形成 ISD4004語音芯片是按段存放聲音的，每段一個(gè)音,，每個(gè)音300ms,。但應(yīng)注意到有許多字具有相同的發(fā)音（如ye3：也、冶,、野）,；而有些發(fā)音并無漢字（如：wai2、sai3,、ka2等）,。對(duì)于每一個(gè)不同的音，又有5個(gè)基本的發(fā)聲（即陰平1,、陽平2,、上聲3、去聲4和輕聲5）順序,。只要有漢字與之對(duì)應(yīng)（相同發(fā)音只取一個(gè)）,，則賦予其一個(gè)編碼，如此即可得到全部語音碼,。漢字現(xiàn)有發(fā)音共計(jì)1311個(gè),。設(shè)計(jì)時(shí)，把所有不同的音按英文字節(jié)和發(fā)聲順序排列,，共有1337個(gè)（1311漢字+26英文字母）語音碼,，亦即1337個(gè)語音。用1.5個(gè)字節(jié)可存儲(chǔ)一個(gè)語音碼（亦即1個(gè)漢字讀音）,，則4M位的IC卡可存儲(chǔ)近349500個(gè)漢字語音,。語音碼確定后，即可將1337個(gè)語音按語音碼的順序?qū)懛臝SD4004語音芯片中,。 首先按GB2312-80給出兩級(jí)漢字的內(nèi)碼與語音碼的轉(zhuǎn)換表,，參見表1,。對(duì)于給定的文本文件中的每個(gè)字，只需查出其區(qū)位碼,，然后通過查表即可得到其拼音碼,，最后將拼音碼寫入大容量IC卡。對(duì)于標(biāo)點(diǎn)符號(hào),，將其處理為停頓（不發(fā)聲）,。值得注意的是，有些漢字（如：和,，he2,、he4、huo2,、huo4、hu2）有多種發(fā)音,，對(duì)于這些漢字將有多個(gè)語音碼與之對(duì)應(yīng),。究竟轉(zhuǎn)換為哪個(gè)語音碼，則需參考該漢字的前一漢字或后一漢字,。仍不能確定時(shí),，應(yīng)取出現(xiàn)概率為最大的音（如和，取he2）,。 表1 區(qū)位碼與拼音碼的轉(zhuǎn)換表（片段） 區(qū)位碼漢字發(fā)音拼音碼（16進(jìn)制）拼音順序號(hào)（十進(jìn)制） … … … … … 1712 爆 bao4 01F 31 1713 杯 bei1 020 32 1714 碑 bei1 020 32 1715 悲 bei1 020 32 1716 卑 bei1 020 32 1717 北 bei3 021 33 … … … … … 采用VB程序?qū)㈦娔X中的文本文件轉(zhuǎn)換成本文的語音碼,，并將其寫入IC卡中，從而形成了"電子語音書",。不同IC卡裝有不同的內(nèi)容,，即不同的"書"。注意到IC卡的內(nèi)容是可以改寫的,，一本書聽過之后,，還可以到特約的服務(wù)點(diǎn)換一本新的"書"來聽。 按照本文給出方案所設(shè)計(jì)的IC卡電子語音書插放裝量的體積約為120mm%26;#215;80mm%26;#215;14mm,。本裝置的語音發(fā)音略顯生硬,。如能進(jìn)一步引入智能處理算法，使各漢字發(fā)音之間的連接變得柔和一些,，發(fā)聲效果將得到改善,。