本文關鍵詞：基于FPGA自動解說系統(tǒng)的優(yōu)化設計與實現，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：從以私有性和封閉性為特征的實物收藏，發(fā)展到公共性和開放性為特征的互動開放，博物館的社會化不斷加快，逐漸并成為擁有普遍群眾基礎的公眾文化設施，而對于博物館內的解說系統(tǒng)，是影響整個博物館重要的因素之一。借用1984年美國博物館界名著《MuseumsforaNewCentury》中對博物館教育意義的描述，我們可以這樣來形容博物館的解說系統(tǒng)：若典藏品是博物館的心臟，解說則是博物館的靈魂[1]。同時博物館界20多年來形成一個重要的共識，博物館不僅要關心物，更要關心人，因為人的因素是衡量一個博物館能否實現將藏品的價值和意義傳達給參觀者這一終極目標的最基本標準。博物館的這種新動向在于人與物，，人與人的交流，信息傳達的橋梁。解說系統(tǒng)便是博物館實現此功能的重要途徑，它幫助游客了解特定的信息，進行信息的有效傳遞和溝通。 自動解說系統(tǒng)改變了博物館傳統(tǒng)平面、靜態(tài)形式的展覽陳列方式，同時方便游客對展品內容的理解。本系統(tǒng)以紅外收發(fā)技術、音頻數據的壓縮存儲技術等集成于FPGA系列開發(fā)板上，能自動根據接收到的不同展品處的紅外序列碼來播放不同的語音段。本論文的主要目的是使游客得到每個展位、藏品的完整信息，協(xié)助游客了解博物館內每個藏品歷史和人文知識，提供一種使游客脫離解說員限制的自動解說設備。具體工作如下： 1.查閱國內外有關自動解說機的相關產品資料，概括了現有的幾種自動解說系統(tǒng)的工作模式和性能。 2.學習FPGA開發(fā)板的應用語言和其工作原理，選用適合的開發(fā)版套裝。設計自動解說系統(tǒng)的工作模塊和主要開發(fā)內容。 3.研究了紅外通信的原理和方式。在FPGA開發(fā)板的基礎上制作紅外觸發(fā)序列的外圍接受模塊，并根據使用的紅外通信方式編寫VerilogHDL語言。設計不同的紅外觸發(fā)序列來合理的配合工作模式的選擇。 4.研究FPGA開發(fā)板上音頻芯片的工作原理和方式。語音信號傳輸幾種不同的通信協(xié)議，選用合適的通信協(xié)議并根據此通信協(xié)議編寫開發(fā)語言使其在語音芯片上正常傳輸并播放。 5.研究了SD卡數據存儲和讀取的原理，將ADPCM數據壓縮原理在SD卡的存儲中得到應用，達到數據壓縮的目的。
【關鍵詞】：FPGA 自動解說 VerilogHDL 紅外通信 SD卡數據傳輸 IMA_ADPCM
【學位授予單位】：浙江工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：G266;TN791
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 緒論11-15
• 1.1 本課題研究背景11-12
• 1.2 國內外自動解說產品的狀況及趨勢12-13
• 1.3 本課題系統(tǒng)的研究內容和目標13-14
• 1.4 章節(jié)安排14-15
• 第2章 解說系統(tǒng)的硬件結構基礎15-23
• 2.1 系統(tǒng)的功能分析15
• 2.2 系統(tǒng)的整體結構15-17
• 2.3 硬件模塊選擇17-23
• 2.3.1 FPGA控制模塊17-19
• 2.3.2 紅外接收電路19-20
• 2.3.3 語音播放電路20-21
• 2.3.4 SD卡存儲電路21-23
• 第3章 自動解說系統(tǒng)各模塊的方案設計23-36
• 3.1 紅外解碼模塊的設計23-25
• 3.2 音頻播放模塊的設計25-28
• 3.2.1 音頻芯片的配置25-26
• 3.2.2 音頻芯片的數據傳輸26-28
• 3.3 SD卡數據讀寫模塊的設計28-35
• 3.3.1 SPI數據通信接口模塊29-30
• 3.3.2 SD卡初始化控制器模塊30-31
• 3.3.3 SD卡讀/寫數據控制模塊31-33
• 3.3.4 讀/寫數據緩存模塊33-34
• 3.3.5 時鐘分頻模塊34-35
• 3.4 數據壓縮存儲模塊的設計35-36
• 第4章 系統(tǒng)的軟件設計與實現36-54
• 4.1 紅外解碼模塊的軟件設計與實現36-41
• 4.2 音頻數據播放模塊的軟件控制與實現41-45
• 4.2.1 I2C數據總線傳輸規(guī)范41-42
• 4.2.2 I2C數據總線的軟件仿真與實現42-44
• 4.2.3 I2S數據總線的軟件仿真與實現44-45
• 4.3 SD卡數據讀寫模塊的軟件實現45-51
• 4.3.1 SPI接口的軟件實現45-46
• 4.3.2 SD卡初始化模塊的軟件實現46-47
• 4.3.3 SD卡讀寫控制器的軟件實現47-48
• 4.3.4 讀寫數據緩存模塊的實現48-51
• 4.4 數據壓縮存儲模塊的實現51-54
• 第5章 結論與展望54-56
• 5.1 結論54-55
• 5.2 展望55-56
• 參考文獻56-58
• 附錄58-74
• 致謝74-75
• 攻讀學位期間參加的科研項目和成果75

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