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WT588F34B语音芯片单曲更换语音功能的实现与应用

日期: 2022-05-12
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  开发背景:产品需要更换语音内容一直能存在于生产端,而不能够实现产品在使用终端更换语音,从而实现产品的迭代升级。  

  实现原理:既然是要能够实现单曲声音的更换,那就需要规划一个文件系统去记录声音的信息,单曲更换在实际的情况下存放着不是连续的音频文件,这样就需要一个音频信息的存放区域。  

  WT588F34B是一款内置了32Mbit Flash的大容量语音芯片,可以通过Flash烧写器去更换语音文件。在唯创知音芯片Flash的操作中,一个扇区是4K,意味着是我们整个单曲更换的最小单位是4K,但是当客户的音频文件都是很小的时候,远远达不到4K,这样大大浪费了我们Flash的空间,空间利用率大大降低,于是提出划分为两个部分,一个是支持单曲更换的音频区域,一个是不支持单曲更换的音频区域,由客户来选择单曲存放的音频数量,这样也就提升了一个空间利用率,可以存放更大、更多的音频文件。为了保障这个扇区的可靠性,唯创知音还增加了一个Word,对这个扇区进行一个校验。 

WT588F34B语音芯片单曲更换语音功能的实现与应用

  那么要怎样去播放这些离散的音频文件呢?  

  其实做法也很简单,创建一个扇区,里面记录的便是每一个扇区时那一个音频文件的数据,在播放时,需要到这个扇区中寻找想要播放的地址,找到对应地址再进行一个寻址的计算,找到音频存放的扇区,开始进行播放,当这个扇区播放结束时,进行下一个扇区的地址寻找,这样就能够实现离散扇区的连续播放。  

  当播放的问题解决了之后,就是一个数据的更换了。  

  在上面提出了播放的原理后,数据更换的方式比较直白,只需要在记录单曲音频的扇区找到想要更换的地址的对应的扇区,对该扇区的擦除和写入,如果现有的音频数据长度超过原来的,那便在记录单曲音频的扇区寻找一个无音频数据的扇区进行写入、不足原来的数据长度则需要对剩下的数据空间清空,这样就是数据更换的原理。  

  但是在更换的过程中,遇到一个问题,Flash的写入只能有一变为零,这就导致了无法随意对记录单曲音频的扇区进行修改,必须先将这个扇区进行一个备份一份,4K的一个数据量,也不可能利用芯片的寄存器去存放这些数据,于是有了一个新的想法,在FLASH中创造一个扇区去作为原来数据的一个备份区,在数据更换的时候起到暂存的作用。  

  那么这个备份区的作用是不是仅仅如此呢?  

  答案是不止如此的!当数据更换时,如果遇到突发的情况,更换失败了,那样音频数据必然是不完整的,按照原来的播放方式是不能正常播放,于是有了一个大胆的想法,在备份区备份的是不完整的扇区,不对要更换的地址进行保存,然后在更换过程备份区备份好之后,对原先扇区进行一个“破坏”,这样存在的数据校验就不能通过,在原先扇区校验通过不了的情况下,启用备份区,进行一个播放,这样便保证了芯片能够正常工作。  

  当然客户执行更换的操作时,并没有这么麻烦,当然下面会讲到这个。

  

  WT588F34B语音芯片芯片的功能和特点:  

  1.16位DSP语音芯片、32Mhz内部振荡;

  2.工作电压2.4~3.6V;

  3.16bit的PWM/DAC输出、可直接驱动8R 0.5W喇叭;

  4.支持6K~32Khz的WAV文件;

  5.客户可以通过MCU或配套下载器在线更换芯片内部语音内容;

  6.支持模拟SPI通讯;

  7.支持最大4通道16K采样率混音;

  8.支持最高16通道midi播放(8K采样率);

  9.具有硬件SPI接口、UART接口、IIC、内置比较器等接口。可以为客户定制各类功能。

  10.芯片主控程序和内置存储数据均可擦除再烧写。

  

  引脚功能图:

  

WT588F34B语音芯片单曲更换语音功能的实现与应用

  SPI通信协议:

  

  SPI是串行通讯协议,也就是说数据是一位一位的传输的。MISO引脚和MOSI引脚上的数据的MSB位必须与SPSCK的第一个边沿同步,在SPI传输过程中,在同步时钟信号周期开始时(上升沿)数据上线,然后在同步时钟信号的下降沿时,SPI的接收方捕捉位信号,在时钟信号的一个周期结束时(上升沿),下一位数据信号上线,再重复上述过程,先发高位,直到一个字节的8位信号传输结束。由此可以实现控制语音播放、停止、循环等。详细说明可见下面介绍。 

WT588F34B语音芯片单曲更换语音功能的实现与应用 

  SPI控制模式由芯片CS、SCK和SI进行控制操作,每发一个字节数据前,CS先拉低4ms至20ms,推荐使用5ms,然后再发送CLK,接收数据高位在先,在时钟的下降接收数据。时钟周期介于160us~2ms之间,推荐周期使用200us。发数据时先发高位,再发低位。数据中的指令根据指令表来发送

  

  1)播放命令码:

  

 

语音芯片


  2)更换指令码

  

语音芯片

  

  3)Flash控制码

  

语音芯片


  应用电路:

语音芯片

  

  bin文件制作或T3Z文件制作说明:

  

  制作bin文件:登陆网页上位机网址后,加载要播放的语音文件或使用文字转换音频功能加载语音后制作bin文件。WT588网页制作客户登录网址:http://WT588f.waytronic.com:8083/user/register。bin文件制作步骤可参考《WT588F网页上位机操作说明2020-8-31》或视频解说,可联系业务员提供。  

  访问API接口,可加载本地语音或采用文字转语音功能生成语音文件,将语音文件转换为bin文件或T3Z文件(可用于单段语音修改),可用于单段语音或全部语音的远程更换。  

  接口网址:http://api.wt588f.waytronic.com:8083/doc.html?plus=1&cache=1,以下是API接口的使用流程:

语音芯片  

  应用场景:

  唯创知音的WT588F34B,能够支持大容量的语音存放,并且能过更换语音,适用于需要频繁更改语音播报的产品,能够实现在线更新语音包,增加产品活力。  

  1、公交车到站提醒系统  

  使用WT588F34芯片去进行到站语音的播报,不仅可以存放更多的一个公交站地点语音,而且在不同的场景下,比如节日祝福、防疫宣传等等,可以通过MCU去进行语音更换,进行一个适应的语音播报。不需要繁琐的将整个设备拆除更新语音。  

  2、打卡设备 

  现在市面上存在的高端打卡设备往往具有播报打卡人的名字,而中低端设备更多的是使用文字显示,而我们的WT588F34B正好可以在中低端设备上增加语音播报,增加产品亮点,竞争力。录入、修改打卡人,MCU同步对我们WT588F34B芯片的语音更换,达到正常的打卡人播放。


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