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原创物联网中语音播报方案_WTN6X系列Flash语音芯片驱动分享

 2024-9-30 14:30  101 1 1 分类: 物联网

概述

WTN6 系列为多功能，低功耗，高性能的 CMOS 语音芯片。现有WTN6006、WTN6020、WTN6040、WTN6080、WTN6170 五种芯片（语音长度分别为6、20、40s、80s、170s），WTN6020、WTN6040、WTN6080、WTN6170 已投入市场。音频采样率目前最高可达32kHz，16 级音量控制，两种音频输出方式 PWM 输出和 DAC 输出。精准的+/-1%内部震荡，不需要加外部震荡，具备超低功耗待机。

功能简述

（1）工作电压：2.4V~5.2V；

（2）待机模式下，静态电流小于 5uA(语音播放完成后，DATA /CLK 信号线保持稳定的电平2 秒左右即可休眠)；

（3）精准的+/-1%内部震荡，有低压复位(LVR=2.0V)

（4） 12 位 PWM 纯音频输出，可直接驱动 8Ω/0.5W 喇叭和蜂鸣器，DAC音频输出，可外接功放；

（5）具备串口控制模式：数脉冲，按键，一线串口，两线串口（最多可以加载224段语音,后续有详解）

（6）支持 BUSY 状态输出（标准程序 BUSY 脚默认空闲时为高电平，语音播放过程中为低电平。另外，串口控制模式下，只有当语音芯片收到正确的语音地址时序BUSY脚才会有电平变化）；

选型注意：

1.芯片的控制方式和输出方式在烧写程序时已经设定好，不可以再次更改，订做芯片时需要和业务员说明应用要求。

2.因为 WTN6 上电需要一定的初始化时间(约 100MS 左右)，而且初始化期间无法响应指令，需完成初始化才能正常接收控制指令。

3.WTN6 芯片二线串口控制 DAC 输出 DEMO 板播放效果加通讯时序演示视频:

视频地址

4 芯片一线串口控制 PWM 输出 DEMO 板播放效果加通讯时序演示视频:

视频地址

管脚描述

3.1. 管脚分布图:

一线通信

一线串口模式可以利用 MCU 通过 DATA 线给 WTN6 系列语音芯片发送数据以达到控制的目的。可以实现控制语音播放、停止、循环等。

管脚分配

一线语音地址对应关系

一线通信时序

先把数据线拉低 4~20ms 后,推荐 5ms，发送 8 位数据，先发送低位，再发送高位，使用高电平和低电平比例来表示每个数据位的值。

注意：必须高电平在前，低电平在后。推荐使用 200us：600us。取值范围：40us:120us ~ 400us:1200us。注意使用3:1 和1:3电平比例以保障通讯稳定。假如我们要发送 96H，那么他对应的时序图，如下所示：

注意：发码前若 DATA 为低电平时，需先拉高大于等于 5ms（推荐5ms），然后再进行拉低5ms发码。（必须要有拉高 5ms 的动作，否则某些条件下发码会不响应）假如我们要让芯片依次播放 01/02/03/04 地址的语音内容。即连码指令播放F3H+01H+F3H+02H+F3H+03H+F3H+04H 对应时序可以如下图所示:

注意：1.因为WTN6上电需要一定的初始化时间(约100MS左右),而且初始化期间无法响应指令，因此建议用户使用连码功能时,一组连码地址发送之后延时 2ms 再发送下一组连码地址；但是F3 与地址之间的间隔还是 2ms；2.芯片 IO 口，默认内部 1M 下拉。因此客户在做低功耗休眠时，语音播放结束可以将DATA拉低，防止倒灌电流。

组件的使用

1 Gitee链接地址

Demo位于amaziot_bloom_os_sdk\sample\3rd\5.0_WTN6X

Gitee源码地址：https://gitee.com/ning./hongdou

Github源码地址：https://github.com/ayumid/hongdou

编译指令：.\build.bat -l .\amaziot_bloom_os_sdk\sample\3rd\5.0_WTN6X

2 组件功能介绍

驱动WTN6X系列芯片，播放芯片内置语音。

3 代码讲解

1 drv_wtn60x0_write

功能：该函数用于，写数据给芯片，控制芯片播放语音。

参数：

参数	释义
data	芯片语音编号

返回值：无

示例：

C
//第一段语音
drv_wtn60x0_write(0);

2 drv_wtn6x_2_line_write

功能：该函数用于，实现二线串口通信函数。

参数：

参数	释义
DDATA	发送数据内容

返回值：无

示例：

C
drv_wtn6x_2_line_write(data);

3 drv_wtn6x_1_line_write

功能：该函数用于，显示汉字。

参数：

参数	释义
DDATA	发送数据内容

返回值：无

示例：

C
drv_wtn6x_1_line_write(data);

4 drv_virtual_i2c_sda_out_dir

功能：该函数用于，配置sda引脚。

参数：无

返回值：无

示例：

C
drv_virtual_i2c_sda_out_dir();

5 drv_wtn60x0_busy_pin_init

功能：该函数用于，显示数字。

参数：无

返回值：无

示例：

C
drv_wtn60x0_busy_pin_init();

4 Demo实战

4.1 创建一个Demo

复制20.1_file_xtu示例工程，到同一个文件夹下，修改文件名为3.1_SSD1315，如图：

4.2 修改makefile

增加文件组件所在目录头文件路径，和源文件路径，如图：

4.3 增加头文件

使用代码编辑器，将新建的工程文件加入代码编辑器中，打开main.c，修改main.c，加入am.h等头文件，如图：

4.4 修改代码

在Phase2Inits_exit 创建一个任务，如图：

4.5 宏定义介绍

sample_sc7a20_uart_printf

输出日志到DEBUG 串口，日志比较少，可以输出到这个串口，如果日志比较多，需要输出到usb口，以免不必要的问题出现

sample_sc7a20_catstudio_printf

输出日志到USB 串口，使用catstudio查看，catstudio查看日志需要更新对应版本mdb.txt文件，软件打开filtter过滤日志，只查看用户输出的日志

SAMPLE_SC7A20_STACK_SIZE

栈空间宏定义

4.6 全局变量介绍

sample_sc7a20_int_detect_stack_ptr

任务栈空间，本例使用数组实现，用户在做项目时，可以预先估算下当先任务需要的大致栈空间，OS没有提供可以查看栈空间使用情况的API

sample_sc7a20_int_detect_task_ref

任务指针

4.7 函数介绍

Phase1Inits_enter

底层初始化，本例空

Phase1Inits_exit

底层初始化，本例空

Phase2Inits_enter

底层初始化，本例空

Phase2Inits_exit

创建主任务，初始化消息队列，定时器，任务等。

代码片段：

C
void Phase2Inits_exit(void)
{
int ret = 0;
// GPIOConfiguration config = {0};

//创建定时器
// OSATimerCreate(&sample_sc7a20_int_detect_timer_ref);
//创建中断事件
// OSAFlagCreate( &sample_sc7a20_int_detect_flg_ref);
// Os_Create_HISR(&sample_sc7a20_int_detect_hisr, "sample_sc7a20_int_detect_hisr", sample_sc7a20_detect_handler, 2);
//创建中断处理任务
OSATaskCreate(&sample_sc7a20_int_detect_task_ref, sample_sc7a20_int_detect_stack_ptr, SAMPLE_SC7A20_STACK_SIZE, 100, "detect_task", sample_sc7a20_detect_task, NULL);

//初始化int引脚，这里使用70脚 gpio126
// config.pinDir = GPIO_IN_PIN;
// config.pinEd = GPIO_TWO_EDGE;
// config.pinPull = GPIO_PULLUP_ENABLE;
// config.isr = sample_sc7a20_irq_handler;
// GpioInitConfiguration(SAMPLE_GPIO_ISR_PIN_NUM, config);
}

sample_sc7a20_detect_task

主任务，发送语音编号给语音芯片，控制播放语音

代码片段：

C
void sample_sc7a20_detect_task(void *param)
{
drv_virtual_i2c_sda_out_dir();
// drv_wtn6x_1_line_write(0xEF);
drv_wtn60x0_busy_pin_init();
sample_wtn6x_sleep(1);
while(1)
{
//第一段语音
drv_wtn60x0_write(0);
sample_wtn6x_sleep(3);
//第二段语音
drv_wtn60x0_write(1);
sample_wtn6x_sleep(3);
//第三段语音
drv_wtn60x0_write(2);
sample_wtn6x_sleep(3);
//第三段语音
drv_wtn60x0_write(3);
sample_wtn6x_sleep(3);
//第三段语音
drv_wtn60x0_write(4);
sample_wtn6x_sleep(3);
//第三段语音
drv_wtn60x0_write(5);
sample_wtn6x_sleep(3);
//第三段语音
drv_wtn60x0_write(6);
sample_wtn6x_sleep(3);
//第三段语音
drv_wtn60x0_write(7);
sample_wtn6x_sleep(3);
//第三段语音
drv_wtn60x0_write(8);
sample_wtn6x_sleep(3);

}
}

4.8 编译

在SDK根目录打开命令行，输入命令.\build.bat -l .\amaziot_bloom_os_sdk\sample\3rd\5.0_WTN6X\

C++
PS F:\3.asr-b\cat.1-asr1606\1.software\BlOOM_OS_1606_OPENCPU_1191_A09_WIHT_NEWRF
λ .\build.bat -l .\amaziot_bloom_os_sdk\sample\3rd\5.0_WTN6X\
子目录或文件 out\bin 已经存在。
命令语法不正确。
子目录或文件 build\obj 已经存在。
gnumake: Entering directory `F:/3.asr-b/cat.1-asr1606/1.software/BlOOM_OS_1606_OPENCPU_1191_A09_WIHT_NEWRF/amaziot_bloom_os_sdk/sample/3rd/5.0_WTN6X'
armcc.exe -c --cpu Cortex-R4 --no_unaligned_access -g -O2 --apcs /inter --diag_suppress 2084,1,2,177,188,223,550,1296,2795,6319,9931,9933 --diag_error=warning --gnu --thumb --loose_implicit_cast -DDATA_COLLECTOR_IMPL -DISPT_OVER_SSP -DDIAG_SSP_DOUBLE_BUFFER_USE_DYNAMIC_ALLOCATION -DENV_XSCALE -DL1_DCXO_ENABLED -DLTE_HIGH_MOBILITY_OPTIMIZATION -DRUN_XIP_MODE -DCRANE_Z2 -DCA_LONG_IPC_MSG -DNEZHA3 -DNEZHA3_1826 -DUPGRADE_PLMS -DUPGRADE_PLMS_SR -DLTE_GSMMULTIBCCH -DGPLC_LTE_RSSI_SCAN -DL1V_NEW_RSSI -DUPGRADE_PLMS_3G -DUPGRADE_PLMS_L1 -DUPGRADE_FG_PLMS -DFG_PLMS_URR -DUPGRADE_L1A_FG_PLMS -DUPGRADE_PLMS_STAGE_2 -DUPGRADE_MBCCH -DMULTI_BCCH_READY_IND -DURR_MRAT_ICS_SEARCH -DUPGRADE_ICS -DMRAT_NAS -DUPGRADE_PLMS_SEARCH_API -DICS_MBCCH -DICS_MBCCH_2G_RSSI -DDIAG_NEWPP -DPHS_SW_DEMO -DPHS_SW_DEMO_TTC -DPHS_SW_DEMO_TTC_PM -DFULL_SYSTEM -D_DDR_INIT_ -D_TAVOR_HARBELL_ -DUPGRADE_ARBEL_PLATFORM -D_TAVOR_B0_SILICON_ -DTDL1C_SPY_ENABLE -DDLM_TAVOR -DTAVOR -DFLAVOR_DUALCORE -DDEBUG_D2_MOR_REG_RESEREVED_ENABLE -D_DIAG_USE_COMMSTACK_ -D_TAVOR_DIAG_ -DPM_DEBUG_MODE_ENABLED -DPM_D2FULL_MODE -DPM_EXT_DBG_INT_ARR -DFEATURE_WB_AMR_PS -DMACRO_FOR_LWG -DHL_LWG -DOPTIMIZE_FOR_2G_BCCH -DPLAT_TEST -D_FDI_USE_OSA_ -DPLAT_USE_THREADX -DLWIP_IPNETBUF_SUPPORT -DCRANE_MCU_DONGLE -DAT_OVER_UART -DPHS_SW_DEMO_TTC_PM -DUPGRADE_LTE_ONLY -DEXT_AT_MODEM_SUPPORT -DLTEONLY_THIN_SINGLE_SIM -DLFS_FILE_SYS -DLFS_FILE_SYS_V2 -DPSM_ENABLE -DNO_PAHO_MQTT -DNO_XML -DNO_LWM2M -DREMOVE_MBEDTLS -DNO_AT_NET -DCRANE_SD_NOT_SUPPORT -DNTP -DYMODEM_EEH_DUMP -DENABLE_DM_LTEONLY -DLTEONLY_THIN -DNO_EXTEND_MY_Q_AT -DNOT_SUPPORT_HTTPS -DNOT_SUPPORT_PM813 -DCRANEL_4MRAM -DREMOVE_PB -DUART_NEW_VERSION -DREMOVE_MEP -DREMOVE_SMS -DREMOVE_ENVSIM -DAPN_INCODE -DLTEONLY_THIN_SINGLE_SIM_2MFLASH -DASR160X_OPENCPU_FEATURE -DENABLE_UART3_FEATRUE -DENABLE_UART4_FEATRUE -DYUGE_MBEDTLS_3_2_1 -DENABLE_MAC_TX_DATA_LOGGING -DDISABLE_NVRAM_ACCESS -DINTEL_UPGRADE_EE_HANDLER_SUPPORT -DLTE_W_PS -DL1_DUAL_MODE -DUPGRADE_HERMON_DUAL -DINTEL_UPGRADE_DUAL_RAT -DINTEL_UPGRADE_GPRS_CIPHER_FLUSH -DUPGRADE_ENHANCED_QUAD_BAND -DINTEL_2CHIP_PLAT -DI_2CHIP_PLAT -DUPGRDE_TAVOR_COMMUNICATION -DRUN_WIRELESS_MODEM -DFLAVOR_DDR12MB_GB1MB5 -DFEATURE_SHMEM -DACIPC_ENABLE_NEW_CALLBACK_MECHANISM -DRELIABLE_DATA -DMAP_NSS -DTV_FNAME="\"SW_PLATFORM=PMD2NONE PHS_SW_DEMO PHS_SW_DEMO_PM SRCNUCLEUS FULL_SYSTEM NOACRTC PDFLT PLAT_TEST PV2 DIAGOSHMEM NVM WITHL1V\"" -DTV_FDESC="\"SW_DESCRIPTION=\"" -DENABLE_ACIPC -D_DATAOMSL_ENABLED_ -DUSB_CABLE_DETECTION_VIA_PMIC -DMIPS_TEST -DMIPS_TEST_RAM -DFLAVOR_DIET_RAM -DNVM_INCLUDE -DMSL_INCLUDE -DMSL_POOL_MEM -DNO_AUDIO -DOSA_QUEUE_NAMES -D_DIAG_DISABLE_USB_ -DOSA_NUCLEUS -DOSA_USED -DPM_D2NONE_MODE -DCRANE_SOC_TEMPERATURE_SENSOR -DL1_SW_UPDATE_FOR_DIGRF -DPHS_L1_SW_UPDATE_R7 -DUPGRADE_LTE -DFRBD_CALIB_NVM -DFRBD_AGC_CALIB -DFRBD_FDT_CALIB -DHSPA_MPR -DCAPT_PARAMS_OPTIMIZE -DL1_WB_R99_ONLY -DL1V_WB_R99_ONLY -DINTERGRATED_RF_SUPPORT -DL1_RX_DIV_SUPPORT -DENABLE_OOS_HANDLING 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-IF:\3.asr-b\cat.1-asr1606\1.software\BlOOM_OS_1606_OPENCPU_1191_A09_WIHT_NEWRF\include\asr160x\hal\UART\inc -IF:\3.asr-b\cat.1-asr1606\1.software\BlOOM_OS_1606_OPENCPU_1191_A09_WIHT_NEWRF\include\asr160x\hal\core\inc -IF:\3.asr-b\cat.1-asr1606\1.software\BlOOM_OS_1606_OPENCPU_1191_A09_WIHT_NEWRF\include\asr160x\hal\PMU\inc -IF:\3.asr-b\cat.1-asr1606\1.software\BlOOM_OS_1606_OPENCPU_1191_A09_WIHT_NEWRF\include\asr160x\hal\GPIO\inc -IF:\3.asr-b\cat.1-asr1606\1.software\BlOOM_OS_1606_OPENCPU_1191_A09_WIHT_NEWRF\include\asr160x\os\posix\inc -IF:\3.asr-b\cat.1-asr1606\1.software\BlOOM_OS_1606_OPENCPU_1191_A09_WIHT_NEWRF\include\asr160x\diag\diag_logic\src -IF:\3.asr-b\cat.1-asr1606\1.software\BlOOM_OS_1606_OPENCPU_1191_A09_WIHT_NEWRF\include\asr160x\csw\SysCfg\inc -IF:\3.asr-b\cat.1-asr1606\1.software\BlOOM_OS_1606_OPENCPU_1191_A09_WIHT_NEWRF\include\asr160x\csw\platform\inc -IF:\3.asr-b\cat.1-asr1606\1.software\BlOOM_OS_1606_OPENCPU_1191_A09_WIHT_NEWRF\include\asr160x\env\win32\inc -IF:\3.asr-b\cat.1-asr1606\1.software\BlOOM_OS_1606_OPENCPU_1191_A09_WIHT_NEWRF\include\asr160x\csw\BSP\inc -IF:\3.asr-b\cat.1-asr1606\1.software\BlOOM_OS_1606_OPENCPU_1191_A09_WIHT_NEWRF\include\asr160x\csw\platform\dev_plat\build -IF:\3.asr-b\cat.1-asr1606\1.software\BlOOM_OS_1606_OPENCPU_1191_A09_WIHT_NEWRF\include\asr160x\os\osa\inc -IF:\3.asr-b\cat.1-asr1606\1.software\BlOOM_OS_1606_OPENCPU_1191_A09_WIHT_NEWRF\include\asr160x\os\threadx\inc -IF:\3.asr-b\cat.1-asr1606\1.software\BlOOM_OS_1606_OPENCPU_1191_A09_WIHT_NEWRF\include\asr160x\os\nu_xscale\inc -IF:\3.asr-b\cat.1-asr1606\1.software\BlOOM_OS_1606_OPENCPU_1191_A09_WIHT_NEWRF\include\asr160x\pcac\psm\inc -IF:\3.asr-b\cat.1-asr1606\1.software\BlOOM_OS_1606_OPENCPU_1191_A09_WIHT_NEWRF\include\asr160x\pcac\httpclient\src -IF:\3.asr-b\cat.1-asr1606\1.software\BlOOM_OS_1606_OPENCPU_1191_A09_WIHT_NEWRF\include\asr160x\diag\diag_logic\inc -IF:\3.asr-b\cat.1-asr1606\1.software\BlOOM_OS_1606_OPENCPU_1191_A09_WIHT_NEWRF\include\asr160x\hop\timer\inc -IF:\3.asr-b\cat.1-asr1606\1.software\BlOOM_OS_1606_OPENCPU_1191_A09_WIHT_NEWRF\include\asr160x\hop\intc\inc -IF:\3.asr-b\cat.1-asr1606\1.software\BlOOM_OS_1606_OPENCPU_1191_A09_WIHT_NEWRF\include\asr160x\csw\PM\inc -IF:\3.asr-b\cat.1-asr1606\1.software\BlOOM_OS_1606_OPENCPU_1191_A09_WIHT_NEWRF\include\asr160x\hop\pm\inc -IF:\3.asr-b\cat.1-asr1606\1.software\BlOOM_OS_1606_OPENCPU_1191_A09_WIHT_NEWRF\include\asr160x\softutil\TickManager\inc -IF:\3.asr-b\cat.1-asr1606\1.software\BlOOM_OS_1606_OPENCPU_1191_A09_WIHT_NEWRF\include\asr160x\hop\BSP\inc -IF:\3.asr-b\cat.1-asr1606\1.software\BlOOM_OS_1606_OPENCPU_1191_A09_WIHT_NEWRF\include\asr160x\hop\telephony\atcmdsrv\inc -IF:\3.asr-b\cat.1-asr1606\1.software\BlOOM_OS_1606_OPENCPU_1191_A09_WIHT_NEWRF\include\asr160x\hop\telephony\atparser\inc 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--list F:\3.asr-b\cat.1-asr1606\1.software\BlOOM_OS_1606_OPENCPU_1191_A09_WIHT_NEWRF\out\bin\Arbel_PMD2NONE_40M.map \
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--feedback F:\3.asr-b\cat.1-asr1606\1.software\BlOOM_OS_1606_OPENCPU_1191_A09_WIHT_NEWRF\out\feedbackLinkOptLteonlyThin_SingleSim_NoSMS.txt
F:\3.asr-b\cat.1-asr1606\1.software\BlOOM_OS_1606_OPENCPU_1191_A09_WIHT_NEWRF\tools\buildimage_1606l.bat
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SDK_CUST_SKU : [THIN_SINGLE_SIM_NO_SMS]
SDK_PS_MODE : [LTEONLY]
SDK_CHIP_VER : [Z2A0]
SDK_OS_TYPE : [TX]
Platform Convertion Tools v4.01 with PS option extension
Convertion done!
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|This Is LteOnly 4M|
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|This Is LteOnly 4M|
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cp_1606L.map
gnumake: Leaving directory `F:/3.asr-b/cat.1-asr1606/1.software/BlOOM_OS_1606_OPENCPU_1191_A09_WIHT_NEWRF/amaziot_bloom_os_sdk/sample/3rd/5.0_WTN6X'
"copy NEZHAC_CP_CNR_MIFI_TX.bin to ./ "

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