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九芯语音合成芯片NVH-FLASH,看这一篇足矣!

九芯电子语音芯片 2024-11-21 01:01 次阅读

前言

什么是语音合成芯片:简而言之,就是将文字信息转化为语音信号输出的电子器件。它能够将存储或接收到的文字内容,通过内部复杂的算法处理,转换成自然流畅的语音,实现人机之间的语音交互。

在九芯智能云语音平台可以直接在线生成播报语音,并支持一键烧录至芯片中,极大地简化了开发流程,缩短了产品上市周期。

一、芯片介绍

NVH-FLASH系列语音芯片型号有三种,分别为NV128H、NV256H、NV512H;语音长度分别为200s,400s、800s。该系列芯片是一款高性能的16位单机片,并享有特有的1000次擦除程式周期,数据保留时间超过10年,针对的是语音领域的应用。最大的特点是单芯片方案、生产周期短、适合大中小型批量生产,即便是小数量生产也可以及时拿货。

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二、功能介绍

①功能特性方面:广泛支持DC 2.5V至5.2V的电压范围进行供电,其中,3.3V被设定为典型的供电电压,以确保设备的稳定运行。电源电路设计得极为简洁,仅需一个104耦合电容即可满足基本需求,这大大降低了电路复杂度和成本。

②在工作电流方面:静态电流低于10uA(在3.3V供电下),而工作电流则低于200mA(同样在3.3V供电下),这样的低功耗设计使得设备在长时间运行时能够节省大量能源。

音频输出方面:支持单声道16位PWM纯音频输出,能够直接驱动8Ω/0.5W的喇叭和蜂鸣器,为用户提供清晰、响亮的音质体验。同时,它还支持单声道16位DAC音频输出,可外接AB类功放,进一步拓宽了音频应用场景。

④音频采样率方面:ADPCM最大可达16K,PCM最大可达32K,满足用户多样化的需求。同时,设备还支持8级或16级音量控制,一线多地址则可支持高达3327个地址数据。最后,内置的LVR低电压复位电路(1.75V低电压复位)为设备的稳定运行提供了有力保障。

三、应用场景

●车载终端 智慧停车 智能家居 智能闹钟

●考勤终端 公交报站 智能手表 智能家电

●排队叫号 预警终端 智能门铃 智能药盒

仪器仪表 智能玩具 医疗机械 智能穿戴

●语音对讲 自助终端 血糖仪 充电桩

四、控制模式

1、一线普通串口控制模式

时序图:

07bffe5e-a761-11ef-8084-92fbcf53809c.png

先把数据(DATA)拉低 5ms(Start 起始时间),发送 8 位数据,先发低位,再发高位。

07caa002-a761-11ef-8084-92fbcf53809c.png

建议码值 1:1200us(H)+400us(L) ; 建议码值 0:400us(H)+1200us(L)

电平数据占空比值为 1:3 或 3:1。

07d7c9f8-a761-11ef-8084-92fbcf53809c.png

第一帧数据与第二帧数据之间间隔至少 50ms。

2、一线多地址串口控制模式

DATA 为数据发送端口,发送语音地址,先发送低位,发码前头码拉低 5ms,时序为 200us:600us.频繁发送是,数据与数据之前间要大于 100ms 间隔,BUSY 是语音播放忙信号,用户可以根据情况是否使用,上电需要等待 200 ms 后才可以给语音芯片发码,时序图如下:

07e0d39a-a761-11ef-8084-92fbcf53809c.png

备注:多条指令连续发送的时候,检测到忙信号变高后,先延迟 50~100ms 再发送一下条指令,以避免因为处理未完成导致丢失某段语音。

3、二线串口控制模式

时序图:

07ec9572-a761-11ef-8084-92fbcf53809c.png

先把数据(DATA)拉低 5ms,发送 8 位数据,先发低位,再发高位。

07fa9e38-a761-11ef-8084-92fbcf53809c.png

两线串口控制模式由数据 DATA(IOA2) 和时钟 CLK(IOA3) 进行控制操作,5ms 低电平开机唤醒,每发一个字节数据前, 时钟信号 CLK 先拉低 600us,再拉高,此时用户输出数据(上升沿:语音 IC读取信号),在保持 600us 高。如果用户需要快速通讯,建议至少 300us 的高低保持时间,以便语音 IC的顺利读取。

07fed232-a761-11ef-8084-92fbcf53809c.png

第一帧数据与第二帧数据之间间隔至少 50ms。

4、按键控制模式

所定义的管脚可以直接触发芯片放音,即每一个管脚都可以控制播放一段语音,每个按键的触发方式可单独设置,按键功能包括:边沿可重复触发、电平触发、电平循环触发、可打断触发、不可打断触发等,芯片默认为高电平触发,如果做低电平触发,则需要接 10K 上拉电阻,按键模式也可以定制用户需要的操作功能。

五、芯片设计

1、应用电路系统概述

PWM应用电路

080e108a-a761-11ef-8084-92fbcf53809c.png

备注:PWM 可以直推 0.5W的喇叭,LAYOUT C1 需要尽量靠近 NV H芯片,小于 1CM。C12 不小于 100UF

DAC应用电路

0818a9b4-a761-11ef-8084-92fbcf53809c.png

备注:IOA1 为 busy 忙信号输出,可以用来控制功放 MUTE 引脚。

2、封装及引脚配置

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3、芯片标识规则

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结语

物联网与智能语音威廉希尔官方网站 的相结合,引领了人机交互式新时代。NVH-FLASH系列语音芯片凭借其卓越的性能和广泛的应用场景,不断成为各类智能终端设备的理想选择。无论是在智能家居中提供语音提示,还是在车载终端实现精准的导航播报,都能以自然流畅的语音交互,为用户带来前所未有的便捷体验。

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