语音合成器与水流测量仪项目全解析

### 语音合成器与水流测量仪项目全解析 #### 语音合成器部分 当你为 Arduino 和语音合成器盾牌通电时，即使还未向 SpeakJet 发送任何值，它也会立即说出“ready”。这其实是 SpeakJet 的内部自检，表明自检完成且已准备好接收命令。 ##### SpeakJet 命令与音素 SpeakJet 接受 0 到 255 的单字节值，部分值被视为命令，其他则作为音素用于发声。低数值用于发送命令，具体命令如下表所示： | Byte | Command | | --- | --- | | 0 | Pause 0 (0ms) | | 1 | Pause 1 (100ms) | | 2 | Pause 2 (200ms) | | 3 | Pause 3 (700ms) | | 4 | Pause 4 (30ms) | | 5 | Pause 5 (60ms) | | 6 | Pause 6 (90ms) | | 7 | Play next sound fast | | 8 | Play next sound slow | | 14 | Stress next phoneme | | 15 | Relax next phoneme | | 20 | Volume X (range 0–127, default 96) | | 21 | Speed X (range 0–127, default 114) | | 22 | Pitch X (range 0–255, default 88) | | 23 | Bend X (range 0–15, default 5) | | 30 | Delay X (range 0–255 times 10ms increments) | 其中，有五个命令是双字节命令。第一个字节是命令本身，第二个 X 字节是该参数的值。例如，发送 20 和 56 这一对字节，会将音量设置为 56。 数值 128 及以上是音素本身，用于构成单词的发音。128 到 199 的值代表了各种音素，以下是部分音素的示例： | Byte | Phoneme | Sample Words | Duration | Type | | --- | --- | --- | --- | --- | | 128 | IY | Feed, See, Even | 70 | Voiced Long Vowel | | 129 | IH | Sit, Fix, Pin | 70 | Voiced Short Vowel | | 130 | EY | Hair, Gate, Beige | 70 | Voiced Long Vowel | | 131 | EH | Met, Check, Red | 70 | Voiced Short Vowel | | 132 | AY | Hat, Fast, Fan | 70 | Voiced Short Vowel | 数值 200 及以上用于特殊用途的声音，如音效和 DTMF 音调，示例如下： | Byte | Phoneme | Sample Words | Duration | Type | | --- | --- | --- | --- | --- | | 200 | R0 | Robot | 80 | - | | 201 | R1 | Robot | 80 | - | | 202 | R2 | Robot | 80 | - | | 203 | R3 | Robot | 80 | - | | 204 | R4 | Robot | 80 | - | ##### 创建自定义消息 使用音素创建易于理解的单词是一个繁琐的过程。即使是一个简短的句子，如果要逐个读出每个单词，也需要花费不少时间。为节省时间，Practical Arduino 网站上的语音合成器项目页面提供了一个包含近 2000 个单词及其等效音素的文件链接。你只需在列表中查找所需的单词，然后将相关代码复制到软件中即可。 ##### 读取 SpeakJet 状态 SpeakJet 有一个 64 字节的小输入缓冲区，因此不需要太多命令就会填满它。输入缓冲区存储一系列音素，每个音素代表一个单词内的声音或单词之间的停顿。虽然音素数量因单词而异，但大致与单词中的字母数量相似。不过，像改变音高、音量和速率等命令会在缓冲区中占用两个字节：一个用于指示参数，另一个用于指示值。 由于缓冲区空间有限，一个简单的句子很容易填满缓冲区，导致句子结尾被截断。一种简单的解决方法是将几个值作为一个块一起发送，然后在发送下一个块之前插入一个延迟。但这种方法存在风险，如果延迟过长，你会听到 SpeakJet 在等待下一批音素时出现停顿；如果延迟过短，文本会因缓冲区溢出而被截断。 通过将 SpeakJet 的状态引脚连接到 Arduino 的数字输入，可以让软件自动检测 SpeakJet 是否准备好接收更多数据，然后以合适的速率向其发送命令，避免缓冲区溢出。SpeakJet 状态引脚与 Arduino 输入的连接如下表所示： | SpeakJet Pin | Name | Function | Arduino Pin | | --- | --- | --- | --- | | 17 | D0 | Ready | Digital I/O 6 | | 16 | D1 | Speaking | Digital I/O 5 | 状态引脚连接到 Arduino 的流程如下： 1. 准备三个 1K 电阻。 2. 将 SpeakJet 的 D0 引脚通过 1K 电阻连接到 Arduino 的数字 I/O 6 引脚。 3. 将 SpeakJet 的 D1 引脚通过 1K 电阻连接到 Arduino 的数字 I/O 5 引脚。 4. 确保连接牢固，避免短路。 通过 Arduino 读取数字引脚 4、5 和 6，就可以检查 SpeakJet 是否准备好接受更多值。如果引脚 6（Ready）为高电平，说明 SpeakJet 已通过内部自检并准备好接收值；引脚 5 仅在实际发声时为高电平，发声结束后立即变为低电平；引脚 4 是关键引脚，当输入缓冲区超过一半满时，该引脚会变为高电平，指示主机暂时停止发送值。当引脚 4 再次变为低电平时，就知道 SpeakJet 的缓冲区有足够空间接