基于 CPLD 和 VS1011E 蒂森电梯解码器的电梯语音系统设计

1 引言
语音系统是

电梯

不可缺少的部分，用于楼层报数、方向提示、报警告示、消防对讲以及

广告宣传等。传统语音系统绝大多数采用语音器存储和播放语音，但存在比如外电路复杂、
音质差、成本高、容量小以及语音不易更改等缺陷。鉴于此，设计了一款基于 CPLD 和
VS1011E 蒂森电梯解码器的电梯语音系统。

2 蒂森电梯解码器系统概述
电梯控制系统的基本功能是根据用户的楼层按键信息，显示楼层数字，播报到达楼

 

层语音。

2.1 蒂森电梯解码器信息输入
输入信息分为两部分，一是用户通过按键向系统发出楼层请求，二是电梯控制系统

根据楼层到达或者取消发出的通知。

2.2 蒂森电梯解码器处理器
根据用户信息和控制系统信息控制楼层系统，控制分为显示楼层和语音报送两部分。

系统要求处理器处理速度快、内存缓冲空间大。

2.3 蒂森电梯解码器显示模块
蒂森电梯解码器用于显示楼层数以及提示超载、消防和紧急状况，甚至还提供日期广

告等信息的发布。中低档楼宇电梯系统一般使用 LED 显示，即点阵块显示。随着液晶显示
控制技术的发展与成熟，高档楼宇电梯系统则采用 LCD 显示。

2.4 蒂森电梯解码器逻辑器件
主要是能进行强大数据

快速

处理的 CPLD。从整个系统可以看出，处理器需要响应输

入信息并能够驱动显示模块工作，还要对扩展的存储器进行读写操作，并将存储器的语
音数据送到 MP3 蒂森电梯解码器解码。这些都对处理器提出很大挑战，如果处理器性能
低则可能导致整个系统工作紊乱，因此，必须对处理器进行"减负"。

基于上述考虑，本系统使用 CPLD。对于 MP3 蒂森电梯解码器的控制，处理器只负责

发送控制命令，而具体操作是由 CPLD 完成。这样就大大提高了系统的速度和可靠性。

2.5 蒂森电梯解码器存储器
用于存储大量语音数据。市场上 MP3 播放器的存储器类型有 3 种：磁性存储器(2.5 英

寸硬盘)、光学存储器(CD-ROM 和 DVD)和 Flash。其中 Flash 存储器还可以分为 NAND 
Flash、CF 卡、SD 卡、SMC 卡 MMC 卡以及 SONY 存储棒。考虑到系统设计和使用的便利性，
系统采用 NAND Flash。

2.6 MP3 蒂森电梯解码器、DAC 和功放
作为 MP3 播放器的核心，MP3 蒂森电梯解码器负责把由微处理器从存储器中 MP3 格

式数据编码转换成数字音频信号发送给 DAC；DAC 则把数字音频信号转变成模拟信号，
最后模拟音频信号通过耳机或者功放发出声音。

3 蒂森电梯解码器硬件设计
3.1 蒂森电梯解码器系统工作原理
根据 Flash 的读写规则和 MP3 的解码协议，预先设置 CPLD 的逻辑规则。控制器根据

输人信息，向 CPLD 发出控制命令和传送数据。CPLD 根据接收到的命令按照逻辑规则读
写 Flash 并对 MP3 设定内部控制寄存器和传送音频数据。MP3 蒂森电梯解码器输出的模拟

 

信号直接驱动耳机，若要驱动大功率扬声器，还需外接功放。

3.2 微控制器 STC89C58RD+C
STC89C58RD+C 是新一代 51 增强型高性能单片机，具有加密性强、超强抗干扰、超低