摘要：本文主要介绍一种语音电饭煲控制器的设计，它利用专业语音芯片，并通过烧录语音内容于语音芯片内，利用单片机与语音芯片的通讯控制，在智能电饭煲在增加电子语音系统，增强智能电饭煲人机交流效果，使智能电饭煲更时尚与高档。
关键字：电饭煲 语音芯片 语音系统 单片机
引言：
随着现代科学技术的发展，在电饭煲行业内，会说话的电饭煲已不是什么新鲜事了，本文介绍一种简单与易用的会说话的智能电饭煲。电饭煲是现代家庭生活中使用最频繁且不可缺少的煮饭工具，传统机械电饭煲或普通智能电饭煲只有枯燥的蜂鸣器提示，现通过增加语音芯片控制后，电饭煲增添了许多人机交流效果，煮饭过程轻松提示烹饪过程，令煮饭过程更加的智能与时尚。
1、语音芯片简介：
智能电饭煲中电子系统采用可编程的一次性烧录(OTP)语音芯片。芯片特点：具有内置16bits DAC数字/仿真转换器、PSG语音合成器和音质优化算法器，能表现出比较高质量的音频；具有多种工作模式：按键控制模式、按键组合控制模式、并口控制模式、串口控制模式等；内置0.5W喇叭直推线路(Direct-Drive),不需要外加器件,音质与音量比传统"Cout+三极管"更佳,且耗电量更少；并具有强大的可编程能力，可以根据需要定制各种繁杂的功能。
2、应用电路及简析
语音芯片的各种控制模式、触发模式都可以使用电脑上位机软件设置和相关下载器简单完成。
应用电路如下图。
语音芯片 I/O 口 P01 被定义为 CS脚 ，P02 为CLK脚 ，P03 为 DATA脚。所发送的数据高电平时为 1，低电平为 0。由 MCU 发送 DATA、CS、CLK信号对语音芯片进行控制，接发数据的时间可以做得比一线串口更快。此方案使用三线串口模式，此模式能直接点播任意地址的语音，以及调节音量、设置语音循环播放等
三线串口控制模式电路图
3、语音芯片控制时序
如图示：芯片采用三线串口控制模式，由片选 CS、时钟 CLK 和数据 DATA 进行控制操作，时序仿照标准 SPI 通信方式，复位信号在发码前先拉低 5ms，8ms 后片选信号 CS 拉低 5ms 以唤醒 语音芯片，接收数据低位在先，在时钟的上升沿接收数据。时钟周期介于200us～2ms 之间。数据成功接收后，语音播放忙信号 BUSY 输出，在 20ms 之后做出响应。发数据时先发低位，再发高位。D0～D7 表示一个地址或者命令数据，数据中的 00H～CFH 为地址指令，详细时序图如下。
4、三线串口控制流程图：
5、语音电饭煲组成部分
语音电饭煲是以盛米的内锅为中心，用三个加热器(包括底部发热盘、侧部发热丝、顶部发热丝)将内锅包围起来，检测温度的传感器(包括底部传感器和顶部传感器)一上一下配置。
控制电路包括：变压器整流滤波电路、稳压电路、(电池电源电路)、电压采样电路、温度采样电路、过零检测电路、陶振电路、晶振电路、按键检测电路、LED显示电路、LCD显示电路、背光源显示电路、继电器驱动电路、语音模块驱动电路、喇叭驱动电路等。
6、智能电饭煲煮饭过程
智能电饭煲通过底部和顶部的温度传感器检测煮饭过程的各种变化，自动控制温度的细微变化，替代人工调节火力完成炊煮。
智能电饭煲煮饭功能的具体过程可分为四个阶段：吸水、加热、沸腾、焖饭。
吸水在这个阶段让米充分地吸收水分。米一般含有14%左右的水分，开始加热前，米的含水率应达到25%左右，才能使米皮到米心都能均匀受热，煮出的饭才松软可口。水的温度愈高，吸水愈快。稍加点热，可促进米吸水过程。但是，若水温超过60℃，米中所含的β淀粉开始转化成α淀粉，成为糊状(淀粉的α转化)，因此，整个吸水过程中，水温应在60℃以下。
加热把已吸足水分的大米采用全功率进行加热，使水温快速地升到沸点，水温升高，同时米也吸水，开始淀粉的α转化。水的温度继续升高，水便开始对流，整个锅内实现均匀加热。升温时间约12分钟可获得最佳的煮饭效果。
沸腾维持沸腾状态，可促进淀粉的α转换。包括焖饭时间在内，维持饭在98℃以上的温度不少于20分钟，便能煮出喷香的米饭。在沸腾过程的最后阶段，让内锅的温度升高，溢出诱人的香味。
焖饭此过程使小功率加热，利用电饭煲整个闭环系统中的余热或采用通、断电调节功率方法加热，使米饭上的多余水分完全蒸发掉，避免开盖有大量水分流入煲内影响米饭效果。
保温阶段 在上述的焖饭时间结束后，自动进入保温阶段，一般保温75度左右，如果保温温度过高，则会将米饭的水分蒸发掉，造成保温后米饭失水过硬；如果保温温度过低，则米饭易滋生细菌，造成米饭变馊。保温时间不宜太长，最好在24小时之内食用。
图二 电子电饭煲煮饭的四个阶段及内锅底的温度
7、电子语音电饭煲市场前景
电子语音系统已成为家电行业的发展方向，在智能电饭煲中添加语音系统，使电饭煲更具时尚与实用，它为追求时尚生活的人们展示无穷魅力，有着广阔的发展空间和应用前景。
参考文献
1．WTV系列语音芯片资料PDF文档
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