摘 要： 设计了一款基于集条形码技术、嵌入式系统及语音芯片技术于一体、结构紧凑、操作简单方便的盲人扑克游戏辅助仪。该装置设计了常见的扑克游戏程序，使用者可根据兴趣方便地选择游戏种类。其主要特点是利用语音技术能够实时播报其他人的出牌信息并可根据需要耳机播报本人手中牌的信息，让盲人用“听”牌代替了“摸”牌，使盲人以及不懂盲文的低视力人群能像正常人一样打扑克、玩桥牌等，克服了现有低视力群体打牌游戏中常见的问题，如盲文识别错误等。
关键词： 盲人；扑克游戏；红外扫描仪；WT588D语音模块；STC89C52单片机
0 引言
盲人在我国是一个庞大的弱势群体，他们也和正常人一样需要丰富多彩的业余生活。中国特色的盲人扑克游戏就是一种在盲人群体中很流行的娱乐活动。特别是近年来各省市还举办了很多别开生面的盲人扑克大赛。盲人玩扑克是通过手摸扑克牌背面拓有的盲文识别牌的大小和花色，所以懂盲文的盲人常聚在一起，就能玩“跑得快”、“斗地主”、“80分”等扑克游戏。但目前盲人玩扑克仍然需要三方面的配合：（1）识别牌，需靠手摸纸牌上的盲文；（2）捋牌，需要心记自己手中每张牌的大小和握在手中的位置；（3）出牌，需要耳听别人打牌时所报的牌的大小和花色。这种配合存在很多问题：（1）不懂盲文的朋友，扑克游戏无法进行；（2）懂盲文的盲人也可能会摸错盲文，继而报错牌；（3）扑克游戏中，因为盲人看不见，只能听牌，特别在盲人扑克比赛中，无法监督作弊行为，就会影响扑克比赛的公平性；（4）盲人为了打出一张合适的牌，需要回想自己手中每张牌的大小、花色和握在手中的位置，还要手摸牌上的盲文来进一步确认是否正确，出牌速度慢。该盲人扑克游戏辅助仪，是克服了目前打牌游戏中存在的种种不足而提出的一种游戏辅助装置。
1 系统总体设计结构框图
盲人扑克游戏辅助仪系统主要包括两部分，如图1所示。虚线右侧是盲人扑克游戏辅助仪部分，主要由条形码扫描模块、STC89C52单片机控制器和WT588D语音模块组成。STC89C52常用于系统控制装置中[1-2]，WT588D常用于语音播报系统的设计[3]。虚线左侧是贴有条形码的盲人扑克牌部分。扑克牌上的条形码与牌的花色、大小一一对应。在条形码扫描模块扫过牌上的条码后进行如下步骤：（1）在默认扬声器模式下，将条码信息发送给STC89C52单片机控制器，控制器结合发来的条码信息，发送相应的指令控制WT588D语音模块，将相应的语音信号在控制器选通继电器的同时传送到音频放大器，音频放大器将放大后的语音信号再输送到扬声器，以完成牌的内容、确认打牌完毕以及悔牌等功能的语音播报。（2）在耳机选通模式下，语音信号无需经过音频放大器，而是在控制器选通继电器的情况下直接将语音信号传输给耳机。这样使盲人用“听”牌代替了“摸”牌，从而简化了低视力群体的打牌难度，丰富了他们的业余生活。图1中的主按键用来选择语言模式和游戏模式等功能；耳机选通按键用来实现不懂盲文的盲人戴上耳机，以获取自己手中牌的隐私信息。
2 条形码盲文扑克牌设计
广泛应用的CoreLDRAW软件自带了一个专门制作条形码的工具。本系统采用的是Code128标准的两位字符的条形码（也可以采用其他标准）[4]，第1位字符标识对应纸牌的大小，第2位字符标识对应纸牌的花色。用该软件所制作的带有条形码的扑克牌如图2所示。
每个条形码唯一标识了每张纸牌的信息。为了提高扫描的灵敏度，方便盲人操作，将条形码做成两个并令其相互垂直，其上方有“JIANGNAN UNIVERSITY”、下方有“江南大学”的字样，其右方有显示该条码对应的扑克大小及花色的字符组合（如J3：“J”代表钩，“3”代表梅花），控制器接收到条形码扫描模块发来的纸牌信息后，通过程序控制，可实现从条形码中截取这两位信息，并分析处理，提取“J”和“3”。
3 辅助仪内部硬件设计
3.1 按键、开关接口设计
主按键依次与控制器引脚相连；耳机选通按键依次与控制器引脚相连。按键采用查询方式，控制程序实时检测每个按键的状态，以实现不同的功能。这里特别强调，选通耳机是为了确认自己手中的牌，具有隐私性，所以参与玩牌的每个人都有一个耳机选通按键，该按键具有互斥性，即一个人选通耳机按键时，其他耳机的选通按键无效。
3.2 条形码扫描模块接口设计
条形码扫描模块的接口标准为PS/2，其中CLK引脚与控制器P32中断引脚INT0相连，条码扫描采用中断方式。DATA引脚与控制器P33数据引脚SDA相连，控制器随时准备接收条形码扫描模块以中断方式发来的条形码信息。
3.3 语音模块设计及其工作原理简述
WT588D语音芯片是一款功能强大的可重复擦除烧写的高度集成的语音单片机芯片[3]。配套WT588D VoiceChip上位机操作软件可随意更换WT588D语音单片机芯片的任何一种控制模式，把信息下载到SPI-Flash上即可。为此本系统选用的语音模块型号即为WT588D。WT588D共有220个语音地址，每个地址里最多可以组合85段语音，也可以在某语音段之间插入静音（延迟时间）。多个地址调用同一个语音，以及插入静音都不占用存储器空间，只有音频装载区的语音数据才占用存储器的空间。语音芯片与STC89C52单片机控制器之间为三线串口连接方式，主要使用了其中的6个引脚：VCC、GND、P01、P02、P03、DAC。P03作为时钟CLK引脚与STC89C52的P22引脚相连，P02作为片选CS引脚与STC89C52的P21引脚相连，P01作为串行数据SDA引脚与STC89C52的P20引脚相连。DAC为语音播报的语音信号接口。语音可以用“朗读女”软件制作，也可以人工录制（实验证明人工录制效果更好些）。利用与WT588D配套的开发软件VoiceChip（语音芯片公司提供），可将制作好的WAV格式的语音下载到语音芯片。图3为本系统软件组合语音的一个截图。
图3上半部是VoiceChip软件编辑界面的语音装载区，下半部是语音编辑区。先将所有游戏中可能用到的语音装载在装载区，再在编辑区的“地址序号”处顺序选定一个地址，然后把语音装载区的语音按需要拖曳过来，这些被选定的地址就存有相应的语音。例如在地址0bH里拖曳入扑克牌中的“J-钩”，这样在触发0bH地址的时候就能播放“J-钩”的语音。STC89C52所触发的单个地址，就是STC89C52以三线串口方式向语音芯片发送的指令代码，WT588D按照该指令代码就能按照已组合好的顺序播放不同的语音。
3.4 继电器接口设计
本系统用了5个电磁继电器，分别控制1个扬声器模式和4个耳机模式的选通。继电器模块引脚均与语音芯片的语音信号接口DAC引脚相连，其选通端IN1~IN5分别与STC89C52的引脚相连。STC89C52通过对各个继电器选通端的控制，将来自语音模块的语音信号分别传输给扬声器和耳机。
3.5 音频放大器及继电器控制电路的设计
扬声器音频放大电路是放大从语音模块传来的语音信号，它的输入端与语音芯片的语音引脚DAC相连，DAC输出外接音频功放，音质好。本系统采用的音频功放使用的运算放大器型号为LM386。放大以后的信号通过选通继电器模块，将来自语音模块的声源信号传输给扬声器，如图4所示。IN1端为继电器的选通端，连接着控制器的P23引脚，控制器通过对该继电器DJ1选通端的控制，将来自语音模块的声源信号分别传输给扬声器。其他电磁继电器模块控制耳机插孔选通的电路图与本继电器的控制电路类似，不再赘述。
4 系统软件总体流程图
系统软件总体流程图如图5所示。游戏模式选择可以根据软件的不同有多种选择，这里只罗列了其中常用的“跑得快”、“斗地主”、“五十K”3种。
5 结论
本系统采用了广泛应用且售价低廉的STC89C52单片机控制器、唯创WT588D语音模块和条形码激光扫描模块以及自制的PCB板和贴有自制专用条形码的盲人扑克纸牌；考虑到盲人的不便，各个不同功能的按键形状、大小均不同，方便盲人识别；辅助仪扫描区域为扫描凹槽上方4~10 cm，扫描范围大，方便盲人扫牌。该辅助仪实现了：（1）在游戏过程中通过耳机播报牌的内容来获取自己手中牌的信息，使不懂盲文的盲人朋友也能像懂盲文的盲人一样方便打牌；（2）用客观的“播报”牌代替了“摸”牌出牌，不存在虚报牌的可能性；（3）出牌速度加快和报牌的无误性，明显提高了纸牌游戏的进行速度；（4）在比赛过程中，能很好地代替裁判工作，更能体现比赛的公平性；（5）操作过程简单易学，普通盲人经过简单的学习即可参与游戏；（6）扫描区域刻有凹痕标记，方便盲人扫牌；（7）支持三种语言，通过下载软件可支持多种游戏，满足不同用户的需求；（8）有软件检测重牌和报警的功能，从根本上杜绝作弊行为的发生；（9）对纸牌要求低，只要普通盲文扑克贴上自制条形码即可使用；（10）体积小巧，普通适配器和移动电源都可为其供电，尤其满足户外的需求。
参考文献
[1] 周鹏.基于STC89C52单片机的多功能测温仪设计[J].微型机与应用，2013，32（1）：26-29.
[2] 朱利洋，吴夏来，胡叶民.基于单片机的门控系统硬件设计[J].微型机与应用，2013，32（2）：16-18.
[3] 王春武，刘春玲，秦政坤，等.基于WT588D模块的语音播报系统设计[J].电子技术应用，2012，38（1）：115-121.
[4] 刘志海.条形码技术与程序设计[M].北京：清华大学出版社，2010.