本文介绍的多语种语音播放电路是多语种讲解系统的一部分，该系统已经在北京颐和园正式运行。下面简要描述该系统的构成和应用，重点介绍多语种语音播放电路及工程应用的思路，供大家参考。
该系统必须满足以下三个要求：第一，要具有在各景点自动播放解说词的功能；第二，系统必须具备多语种播欺功能；第三，要求产品具有较强的可操作性，系统采用小范围定点无线发射，游客可租用单频点接收机。
多语种讲解系统分成无线发射和接收两部分。无线发射部分是由直流稳压电源、多语种语音播放电路和多个不同频点的调频发射单元组成；接收部分是由单频点调频接收机构成。
每台发射机内装有与景点相对应的导游解说词，不同语种的解说词通过不同频点的调频发射单元发射出去。在整个景区中，相同语种的解说词对应相同频点的发射单元，以确保单频点接收机进入任何一台发射机功率的覆盖范围时，都能始终收到同一语种的解说词。
多语种语音播放电路
本多语种讲解系统暂定使用八种语言，考虑到稳压电源电路及八个独立发射单元所占用的空间，因此我们将多语种语音播放电路设计成两块电路形式完全一样的电路板，电路见下图。多语种语音播放电路是由一片单片机同时分别控制四片语音芯片构成的，电路比较简单。
电路中采用了独具特色的PIC单片机系列中的PIC16C57芯片。该芯片具有以下特点：采用精简指令集(RISC)，仅33条指令，指令字长12位，全部指令都是单字节指令。除涉及PC值改变的指令外（如跳转指令等），其余指令都是单周期指令；工作频率在20MHz内可选，本控制电路对速度要求不高，选用4MHz的工作频率是为了编程方便，便于计算时间，因为一条指令周期是工作周期的四倍，所以在这里每一条指令周期是1μs；内部程序存储器(ROM)为2K，提供的编程空间余地较大。内部寄存器组(RAM)72个，便于编程时多变量的设置；具有7个特殊功能寄存器；两级子程序堆栈；工作电源2.5～6.25V；内部自振式看门狗(WDT)；内部复位电路；20个双向可独立编程I/O口，无需扩展I/O口。PIC16C57芯片是初级PIC单片机系列中，存储量最大，I/O口线最多的单片机，其一次性可编程(OTP)芯片的市场零售价格仅为十几元，其性价比占一定优势。
管脚排列如上图，管脚说明如下：RA0～RA3为双向可编程输入/输出(I/O)口；RB0～RB7为双向可编程输入/输出(I/O)口：RC0～RC7为双向可编程输入/输出(I/O)口；RTCC为实时定时器/计数器；MLR为复位脚，低电平有效；OSC1为振荡（输入）；OSC2为振荡（输出）；VDD为电源，VSS为地，N/C未用，可悬空。
语音芯片选用了ISD公司的产品，该公司的专利技术成功实现了模拟数据在半导体存储器中的存储。这种存储方法可以将模拟语音数据直接写入单个存储单元，不需要经过A/D及D/A转换。其内部功能块包括时钟、前置放大器、滤波器、自动增益控制器(AGC)、功率放大器、控制逻辑和模拟存储器。ISD多系列语音芯片单片录放时间从几秒到16分钟可选，输入采样率分别为4、5.3、6.4和8kHz，录放时间的长短与输入采样率的高低成反比，例如ISD4004系列芯片中，录放时间为16分钟的芯片，其输入采样率为4kHz，录放时间为8分钟的芯片，其输入采样率为8kHz。输入采样率越高，播放的音质就越好。在颐和园景区中，每个景点的解说内容在4～8分钟之间，我们为了保证时间长度的要求，同时又希望获得较好的播放音质，于是选择了录放时间为8分钟，输入采样率为8kHz的ISD4004-8M芯片，其管脚排列如下图所示。
管脚说明如下：SS的反为器件选择，MOSI为串行输入端，MISO为串行输出端，VSSD为数字信号地，VS-SA为模拟信号地，NC为空脚，AUDOUT为音频信号输出端，AMCAP为自动静噪端，ANAIN-为录音信号差动输入端，ANAIN+为录音信号差动输入端，VCCA为模拟信号电源正端，VCCD为数字信号电源正端，RAC为行地址时钟输出，INT的反为中断输出，XCLK为外部时钟输入端，SCLK为串行时钟输入端。
下面以一块多语种语音播放电路板为例，介绍一下工作原理。接通电源以后，单片机振荡电路开始工作，内部上电复位电路经l8ms后完成自动复位，开始运行程序。首先预设RTCC分频比率，设定输入输出口线，给出起始值；然后根据TSD的数据手册，按照其同步串行数据传输协议和指令格式发送指令，指令顺序为：分别给每一ISD芯片传送上电指令——从起始位定点放音指令——当前位置放音指令。完成上述动作后，各语音芯片开始输出事先录制好的解说词。接下来的任务就是循环检测各语音芯片的中断输出脚(INT的反)，当某芯片放音结束时，该脚由高电平转为低电平并保持。单片机检出这一变化时，对该芯片发送以下指令：停止放音指令——从起始位定点放音指令——当前位置放音指令。这样就实现了自动循环播放解说词的设想。因为从检测出放音结束信号到发送出放音指令，只需在毫秒级内就能完成，所以，即使是四片语音芯片同时放音结束，单片机处理过程也只是在瞬间就完成了，游客收听起来不会感觉到放音有间断。
系统调试
硬件电路安装完毕，软件调试通过以后，是否能按照设计要求正确地播放语音，系统调试成了关键。系统调试需要经验和耐心，下面重点讲解一下调试过程中可能出现的问题和解决办法。
一般情况下很难做到上电以后一次播音成功，这就需要我们耐心细致地寻找和判断问题的起因。首先我们应当检查是否正确地接入了3.3V的稳压电源。然后确定单片机振荡电路是否起振。用示波器检查OSC2脚，如果有0.4V、4MHz的正弦波就说明单片机是工作正常，如果手头没有示波器，也可用万用表直流电压挡测量OSC2脚，电压幅度应为1.4V。
单片机已经正常工作了，程序是否正常运行呢？我们可以在单片机的某一管脚接上指示灯，暂时将它做为系统调试硬件来利用。如果没有指示灯，可以选择单片机某一管脚做为输出测试端，加装一个指示器（即将一只限流电阻和一只高亮度发光二极管串联，接在该管脚与地之间）。例如：单片机电源电压为3.3V，发光二极管压降为2V，发光管的驱动电流取8mA，则限流电阻为(3.3V-2V)/8mA=162.5Ω，可取160Ω。8mA的驱动电流使发光二极管在白天较亮处也清晰可辨。
该系统中测试软件的编写工作量不大，只需要编写几条测试语句，与系统测试硬件巧妙配合就可以了。我们可以在软件初始化段落后，加入把测试灯点亮3秒钟的几条语句，这样就可很快地判断出计数器设置是否正确，程序已经执行到哪一步？相应的硬件系统应有哪些动作？在各主要程序段中加入对测试灯不同的点亮时间，我们就可以轻松地判断出程序是否按照既定的流程执行了。在手头没有昂贵的在线仿真器的情况下，可以购买两片EPROM芯片（PIC16C57-JW），边调试边修改软件，边交替使用这两个芯片，既经济实用又可以提高系统调试的效率。
在应用ISD语音芯片的过程中，实际上我们只用到了这样几条指令：
1．使器件上电：发送指令0110000000000000。
2．从零地址处放音：发送指令1110000000000000。
3．从当前地址处放音：发送指令llll000000000000。
4．停止放音并不使器件掉电：发送指令0111000000000000。
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