隨著全球定位系統(tǒng)GPS(IGlobal Position System)應(yīng)用技術(shù)的日趨完善,，GPS在各行業(yè)中的應(yīng)用正在迅速發(fā)展和擴(kuò)大,。尤其是在汽車運(yùn)營系統(tǒng)中，GPS的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛,。用于車載的GPS接收系統(tǒng)可以全天候,、高精度給出車輛位置的經(jīng)緯度信息。結(jié)合電子地圖,，可以極大地方便駕駛員尋找正確道路,。如果應(yīng)用在出租車中，又可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)行監(jiān)控,，既便于公司對車輛的統(tǒng)一調(diào)度,，又在一定程度上保障了駕駛員的安全,。
但是，目前市場上使用的大部分GPS導(dǎo)航系統(tǒng)都是通過液晶屏顯示的方式給出導(dǎo)航信息,。在一些場合(如車輛駕駛過程)中,，路面情況復(fù)雜多變，駕駛員的注意力高度集中,，單靠眼睛查看GPS信息有所不便,。
本文設(shè)計(jì)的具有語音播報(bào)GPS信息功能的電路系統(tǒng)，采用單片機(jī)讀取GPS接收模塊的定位信息,，在進(jìn)行分析處理后自動轉(zhuǎn)換為控制代碼,，通過語音組合形成定位信息的語音播報(bào)。由于駕駛員開車過程中可以直接聽到有關(guān)導(dǎo)航信息,，減輕了靠眼睛觀察的負(fù)擔(dān),，從而提高了行車的安全性。
1 系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)主控芯片采用ATMEL公司的89C2051單片機(jī)．該芯片的最大特點(diǎn)是使用方便,，價格低廉。GPS模塊選用Position公司的GPS-05型GPS接收模塊,，語音播報(bào)則采用北京中青公司推出的PM50語音處理芯片,。
1.1 GPS-05型GPS接受模塊介紹
Position公司產(chǎn)的GPS-05型GPS模塊有體積小(25×25mm2)、精度高,、易安裝,、控制方法簡單(串口控制)、功能強(qiáng)大等特點(diǎn),，可以給出經(jīng)度,、緯度、高度,、速度,、運(yùn)動方向等多種信息，具體參數(shù)如表1所示,。
GPS-05的控制,、輸出格式為NMEA-0183協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的232串行數(shù)據(jù)傳輸?？刂破饔?32串行接口對GPS-05進(jìn)行設(shè)置,，并讀取其輸出信息。協(xié)議簡述如下,。
通信設(shè)置：波特率默認(rèn)為4800bps,，從1200~115 200bps可選
格式：1起始位，8位數(shù)據(jù),，1停止位,，無效驗(yàn),。
命令格式：均采用ASCII碼格式。如下所示：
(1)命令頭,，所有命令均以$PFST開頭,。
(2)命令名稱，有多種格式的命令,。
(3)命令參數(shù),，可有多個參數(shù)。
(4)命令結(jié)束標(biāo)示,。
例：GPS-05開始工作命令：發(fā)$PFST,START,，
GPS-05停止工作命令：發(fā)$PFST,，STOP，
輸出格式：在自動輸出模式下,，GPS-05每秒鐘發(fā)送一次信息,。信息均以ASCII碼格式輸出，輸出信息可通過命令定制,，如：定制輸出內(nèi)容為GPRMC方式(輸出GNSS信息),，則輸出為：
(1)表示時間，hh小時,，mm分鐘,，ss.ss秒。
(2)表示數(shù)據(jù)是否有效,，A為有效,，V為無效。
(3)表示緯度數(shù)據(jù),，dd為度,，mm.mmmm分o
(4)為南/北緯，N北緯,，S南緯,。
(5)為經(jīng)度，ddd度mm.mmmm分,。
(6)為東/西經(jīng),，E東經(jīng),，W西經(jīng)。
(7)為地面速率,，單位0．01knot,，Iknot=1862m／h。
(8)為運(yùn)動角度,，正北向?yàn)镺度,，順時針計(jì)算，正值,。
(9)為日期,，dd日mm月yy年。
(10)磁場變化率,，單位0．1度,。
(11)磁場變化方向，E東,，W西,。
(12)工作模式：A自動獲取，V數(shù)據(jù)無效,。
此外,，天氣、衛(wèi)星情況,、電源穩(wěn)定度,、電磁干擾等因素會對精度有所影響,。
1．2 PMS0型語音芯片介紹
PM50系列語音芯片是北京中青世紀(jì)科技發(fā)展公司2003推出的新型語音芯片,。該系列芯片有采樣率高、音質(zhì)好,、控制方便,、可重復(fù)擦寫等特點(diǎn)，非常適合應(yīng)甩于語音組合播報(bào),。芯片的錄音時間從幾秒到200秒,，可分128段，每段語音長度不固定,。該芯片的示意圖及引腳說明分別如圖l及表2所示,。
PM50只需用3個引腳作為控制線，用其規(guī)定的串行口協(xié)議,，可方便地控制組合播放多段語音,。串行口控制時序如圖2所示。
該串行模式下最大可分128段,，Kl為數(shù)據(jù)端,，K2為時鐘端,，01為忙信號端。時鐘上升沿時數(shù)據(jù)端有效,。語音段的地址為80H～FFH,，第一段的地址是80H，按順序排列,，最多128段語音,。外部單片機(jī)直接送入要放音的段號數(shù)據(jù)，播放,。該段語音播放結(jié)束時,，PM50的忙信號拉低，外部單片機(jī)再
送下一段語音的段號,。
1．3 系統(tǒng)電路圖
系統(tǒng)電路如圖3所示,。單片機(jī)以UART同GPS-05相連，Pl.7,、P1.6和P3.2同PM50的Kl,、K2、01相連,。P3.4接一個按鍵,，按下時播報(bào)GPS信息。PM50事先錄好“位置”“速度”“高度”“運(yùn)動方向”“南”“北”“東”“西”“經(jīng)”“緯”“0”“1”……“9”“10”“百”“度”“點(diǎn)”“米”等所需的語音,。
2 軟件框圖和部分子程序
單片機(jī)對GPS芯片的控制和播報(bào)的軟件框圖如圖4所示,。
語音芯片播音子程序（參數(shù)Num為播報(bào)段數(shù)）：
本文所討論的GPS信息語音播報(bào)系統(tǒng)定位精度高、工作穩(wěn)定,、聲音悅耳動聽,，在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的效果。經(jīng)過改進(jìn),，配合電子地圖,，可以按語音方式播報(bào)出更多信息，獲得更好的效果,。