語音芯片NV020

1、NV系列多功能語音芯片NV020多功能語音芯片數(shù)據(jù)手冊Version NumberReverse DateRemark1.0第一版本1.1修正了第一版本電路圖，增加了環(huán)境極限參數(shù)1.2修正了部分時序圖1.3增加了SOP20電路圖目 錄目錄21概述22功能特點33封裝示意圖34腳位描述34.1 SOP16封裝對應表34.2 NV020-SOP20引腳45 應用范圍46電氣參數(shù)及環(huán)境極限系數(shù)56.1 電器參數(shù)56.2環(huán)境絕對極限參數(shù)57觸發(fā)模式57.1 按鍵模組67.1按鍵控制模式67.2一線串口觸發(fā)模式87.3三線串口控制98典型應用電路108.1 NV020-SOP16典型應用圖108.2 N

2、V020-SOP20典型應用圖119封裝尺寸圖129.1 SOP16 （150mil）129 .2主控芯片NV020 封裝尺寸圖，SOP20-300mil1310 命名規(guī)則14附錄161.一線、三線串口控制流程圖162.一線串口控制匯編程序163.一線串口控制C語言程序174.三線串口控制匯編程序175.三線串口控制C語言程序181概述廣州九芯電子最新推出的多功能智能語音芯片NV系列，NV是一款功能強大的一次性可編程語音芯片，音頻輸出為PWM或DAC模式。可選控制方式有按鍵控制模式、并口控制模式、串口控制模式等。按鍵控制模式的觸發(fā)方式靈活；串口模式下可控制音量、打開或關閉功放、有循環(huán)播放和停止

3、功能。NV芯片內建16位DA音頻輸出，且自帶內部濾波功放，可以直接驅動0.5W的喇叭，內建PSG可編程語音合成技術，真正具有高音質和低噪聲的特點；內置立體聲雙聲道，可輕松實現(xiàn)混音播放。此芯片具有眾多單元電路，且有極強的可編程能力，不僅能實現(xiàn)標準的控制方式，亦可根據(jù)需求，訂做各種功能，盡可能的使產(chǎn)品的性價比提升到最高。亦可控制各種電器設備等，可應用在很多領域，例如：電子琴、高級玩具、兒童學習機、汽車防盜設備、智能家電、保健與理療產(chǎn)品、儀器儀表，以及各類自動控制系統(tǒng)等等，目前在上述領域已經(jīng)得到廣泛應用。2功能特點OTP存儲格式，生產(chǎn)周期快，最快僅需一天，下單無最小量限制； 靈活的多種操作模式供選擇

4、（按鍵操作、串口操作、并口操作）； 20秒語音長度（在6KHz采樣率）； PWM級別D揚聲器放大器，可直接驅動一個8的揚聲器或典型的蜂音器，音質優(yōu)美清晰；也可DAC輸出；靈活的分段放音操作，通過組合可節(jié)省語音空間，最多可播放220段組合語音段； 有忙狀態(tài)輸出指示，可以軟件調節(jié)音量大??； 音質好，性能高，物美價廉； SOP16，SOP20兩種封裝可供選擇，使用方便，應用靈活； 外圍電路簡單，芯片內部資源豐富，且有多種外部可擴展性，輕松實現(xiàn)用戶提出的各種功能要求；工作電壓范圍：2.7V3.6V； 靜態(tài)電流：2uA； 音頻輸出時工作電流20mA120mA之間；3封裝示意圖 NV020芯片適合于用戶不

5、同的應用場合。封裝簡圖見下圖：4腳位描述4.1 SOP16封裝對應表1P01K1/A0/CS按鍵觸發(fā)口，并口地址，三線串口片選口 2GNDGND地3EQIOPI內部功放反饋輸入（外接功放輸出端口）4EQOOPO內部功放反饋輸出5VCCVCC芯片模擬電源2.6V3.6V6SPK-PSPK-PDAC及PWM輸出7SPK-NSPK-NDAC及PWM輸出8P06BUSY語音播放忙信號9P05K3/A2/DI/RXD按鍵觸發(fā)口，并口地址，一線、三線串口數(shù)據(jù)口。10P04K2/A1/SCK按鍵觸發(fā)口，并口地址，三線串口時鐘口11VPPVPP芯片編程電源12VDDVDD芯片數(shù)字電源2.6V3.6V13P10

6、A3按鍵口14P11D5按鍵口15RESETBRESETB芯片復位端,低有效16P00K0TEST按鍵觸發(fā)口，語音觸發(fā)端口4.2 NV020-SOP20引腳1P03K3 IO2P04K4/SCL三線串口時鐘口SCL3P05K5/SDA一線串口、三線串口數(shù)據(jù)口SDA4P06BUSY語音播放忙信號5P07K6按鍵觸發(fā)口，并口地址6VCCVCC模擬電源7SPK-PSPK-PPWM輸出口，可外接0.5W喇叭8NCNC空9SPK-NSPK-NPWM輸出口，可外接0.5W喇叭10OPOOPO內部功放反饋輸出11OPIOPI內部功放反饋輸入12GNDGND地13VPPVPP編程電源14VDDVDD數(shù)字電源1

7、5P10A3IO16P11-IO17RESETRESET復位端18P00K0/SBT/TEST測試鍵19P01K1/CS/A0三線CS口20 P02K2/A4按鍵觸發(fā)口5 應用范圍NV020語音芯片可用于各種語音提示的場合，例如：自動取款機，語音玩具，理療器，倒車雷達，語音報警器，交通燈控制系統(tǒng)，公交車報站，銀行密碼輸入提示器，語音計算器，語音考勤機，錄音電話語音提示等等小電器。電動玩具 汽車電子 理療儀 小家電安防、家庭防盜器 電子琴、教學儀器 儀器儀表 兒童益智早教機6電氣參數(shù)及環(huán)境極限系數(shù)6.1 電器參數(shù)D7D8驅動電流4mAVOH=2.7OP_O驅動電流4mASPK_PSPK_N驅動電

8、流300mARL=8WD0D1拉電流4mAVOL=0.3OP_O拉電流4mAVOL=0.3SPK_PSPK_N拉電流300mARL=8WI_STD靜態(tài)電流0.512uA6.2環(huán)境絕對極限參數(shù)VCC-GND-0.53.6VVinGND-0.3<Vin<VCC+0.3VVoutGND<Vout<VCCVT(Operation)DIP-30+75°CSOP-40+80°CT(Junction)-30+120°CT(Storage)-45+125°C7觸發(fā)模式NV020具有按鍵模組觸發(fā)，一線串口觸發(fā)，三線串口觸發(fā)，并口觸發(fā)。其中一線串口觸

9、發(fā)，雙線串口觸發(fā)，三線串口觸發(fā)分別可以和按鍵模組并存外，其他不控制方式不能同時設定。例如用戶需要3線串口觸發(fā)模式，那么可以根據(jù)用戶的需要同時定制具有三線串口和按鍵模組功能的芯片。而三線串口不能和其他串口和并口同時定制。7.1 按鍵模組下列控制模式中，除了按鍵模式可以和其它模式可以同時使用外，一線串口模式、三線串口模式、并口模式必須由用戶根據(jù)自己的需要單獨定制。如用戶定制了三線串口模式，那該芯片可以使用的模式有按鍵模式和三線串口模式,其它模式不能用。7.1按鍵控制模式7.1.1按鍵控制模式：所定義的管腳可以直接觸發(fā)芯片放音，即每一個管腳可控制播放一段語音。每個開關的觸發(fā)方式可單獨設置，按鍵控制模

10、式的防抖動時間為10ms。7.1.2 端口的分配封裝形式管腳PORT07PORT06PORT05PORT04PORT03PORT02PORT01PORT00SOP16-BUSYK3K2-K1K0備注：每個開關的控制方式都可以單獨設定,具體觸發(fā)方式請參閱“觸發(fā)時序圖”。7.1.3 觸發(fā)時序圖備注：負脈沖觸發(fā)。當I/O口檢測到有下降沿時（如，該I/O口對地短路一下），觸發(fā)播放語音。在語音播放期間，再檢測到下降沿，芯片不動作。直到語音結束后，檢測到的下降沿才有效。備注：負脈沖觸發(fā)。當I/O口檢測到有下降沿時（如，該I/O口對地短路一下），觸發(fā)播放語音。在語音播放期間，再檢測到下降沿，芯片會打斷正在播

11、放的語音，重新播放。只要有下降沿信號，就重新播放。備注：當I/O口為低電平時，保持播放，高電平則停止。當?shù)谝槐榻Y束后，還保持低電平，則繼續(xù)重新播放，直到轉變?yōu)楦唠娖讲磐Ｖ埂Ｖ灰堑碗娖剑瑒t有聲音；高電平，沒聲音。備注：電平不重復。當I/O口為低電平時，保持播放，高電平則停止。當?shù)谝槐榻Y束后，還保持低電平，也不會繼續(xù)播放，它只播放一次就結束。如果需要重新播放，則需要讓它拉高，再拉低，后保持低電平即可。備注：電平重復。當I/O口為低電平時，保持播放，高電平則停止。當?shù)谝槐榻Y束后，還保持低電平，它則會繼續(xù)重復播放，只有變?yōu)楦唠娖讲磐Ｖ?，否則不停，一直播放。備注：一個負脈沖開始播放，下一次負脈沖結束。

12、不管聲音是正在播放還是停止，都遵照這個規(guī)則。備注：用一個按鍵觸發(fā)播放所有的聲音。一個負脈沖觸發(fā)播放一段，下一個負脈沖播放下一段，播放完最后一段，不會再有聲音。只會將全部聲音播放一遍。 備注：用一個按鍵觸發(fā)播放所有的聲音。一個負脈沖觸發(fā)播放一段，下一個負脈沖播放上一段，播放完最后一段，重新播放第一段。如此循環(huán)往復。它與上面說到的單鍵向后，只是次序上顛倒過來。功能是不變的。備注：onekey。用一個按鍵觸發(fā)播放所有的聲音。一個負脈沖觸發(fā)播放一段，下一個負脈沖播放下一段，播放完最后一段，則會播放第一段，如此循環(huán)往復地播放。備注：onekey。用一個按鍵觸發(fā)播放所有的聲音。一個負脈沖觸發(fā)播放一段，下一

13、個負脈沖播放下一段，播放完最后一段，則會播放第一段，如此循環(huán)往復地播放。7.2一線串口觸發(fā)模式 通過一根數(shù)據(jù)線發(fā)送串口數(shù)據(jù)，時序協(xié)議位占空比數(shù)據(jù)位，一線串口可以實現(xiàn)語音播放及控制命令等功能。P00位語音測試口。7.2.1端口分配表SOP16-DI-OKEYSOP20DIOKEY備注：P00位語音測試口，低脈沖觸發(fā)此鍵可一循環(huán)播放所有地址的語音。用戶可以通過此管腳測試語音。7.2.2語音地址對應關系數(shù)據(jù)（十六進制）功能00H播放第1段語音01H播放第2段語音02H播放第3段語音03H播放第4段語音播放第N段語音命令及語音碼E0HEFH音量調節(jié)在語音播放或者待機狀態(tài)發(fā)此命令可以調節(jié)16級音量，E0

14、H最小，EFH音量最大。F0H/F1H開關內置功放F0H關閉內部功放，F(xiàn)1H打開內置功放，發(fā)送此命令后需延時1ms后才有效。F2H循環(huán)播放在語音播放過程中發(fā)送此命令可循環(huán)播放當前地址語音。FEH停止語音播放停止播放語音命令。7.2.3控制時序圖： 一線串口控制時序只有一條數(shù)據(jù)通信線，依照電平占空比不同來代表不同的數(shù)據(jù)位。高電平與低電平數(shù)據(jù)占空比位1：3即代表數(shù)據(jù)位0，高電平于低電平數(shù)據(jù)位占空比為3：1代表數(shù)據(jù)位1。高電平在前，低電平在后。詳細時序請見下圖：說明：RESETB為復位信號，發(fā)數(shù)據(jù)前對芯片進行復位，在電池供電的情況下可不加此信號。DATA為一線串口數(shù)據(jù)通信線，復位芯片穩(wěn)定后先拉低5m

15、s以喚醒芯片，低位在前，BUSY位語音芯片忙信號輸出，數(shù)據(jù)成功發(fā)送后等待1ms BUSY輸出將作出響應。數(shù)據(jù)位占空比對應請見下圖。例如，在MCU一線控制下，發(fā)送數(shù)據(jù)9CH的時序參見下圖：7.3三線串口控制 三線串口由三條通信線組成，分別是片選SS,數(shù)據(jù)DI,時鐘SCK，時序仿照標準SPI通信方式。通過三線串口可以實現(xiàn)語音芯片命令控制、語音播放。D0位語音測試口。7.3.1其端口分配方式SO16-DISCKSSOKEYSOP20DISCKSSOKEY備注：P00位語音測試口，低脈沖觸發(fā)此鍵可一循環(huán)播放所有地址的語音。用戶可以通過此管腳測試語音。7.3.2語音地址對應關系數(shù)據(jù)（十六進制）功能00H

16、播放第1段語音01H播放第2段語音02H播放第3段語音03H播放第4段語音發(fā)N段地址播放第N段語音命令及語音碼E0HEFH音量調節(jié)在語音播放或者待機狀態(tài)發(fā)此命令可以調節(jié)16級音量，E0H最小，EFH音量最大。F0H/F1H開關內置功放F0H關閉內部功放，F(xiàn)1H打開內置功放，發(fā)送此命令后需延時1ms后才有效。F2H循環(huán)播放在語音播放過程中發(fā)送此命令可循環(huán)播放當前地址語音。FEH停止語音播放停止播放語音命令。7.3.3三線串口時序三線串口由片選SS，時鐘SCK，數(shù)據(jù)DI腳組成，時序仿照標準SPI通信方式。復位信號在發(fā)碼前先拉低1ms5ms，然后拉高等待5ms以上。工作時RST需一直保持高電平。片選

17、信號SS拉低2ms10ms以喚醒語音芯片。接收數(shù)據(jù)低位在先，在時鐘的上升沿接收數(shù)據(jù)。時鐘周期介于60us2ms之間。數(shù)據(jù)成功接收后，語音播放忙信號BUSY輸出在1ms之后作出響應。時序圖見下：8典型應用電路8.1 NV020-SOP16典型應用圖備注：第3腳與第4腳所接15K電阻為內置功放反饋電阻，調節(jié)它阻值可以調節(jié)音量輸出大小，無失真范圍在050K，默認為15K，阻值越大，音量越大。SPK可以直接驅動8歐/0.5W喇叭，VCC電壓范圍為2.7V3.6V。 一線MCU連接端口：1.RESET（第15腳）復位；2.P05數(shù)據(jù)（第9腳）3.BUSY忙輸出（第8腳）三線MCU連接端口：1.RESET

18、（第15腳）復位；2.P01片選（第1腳）3.P04時鐘（第10腳）；4.P05數(shù)據(jù)（第9腳）；5.BUSY忙輸出（第8腳）；另外，BUSY是忙信號輸出，用戶可根據(jù)自己需要選擇是否連接。8.2 NV020-SOP20典型應用圖備注：第10腳與第11腳所接15K電阻為內置功放反饋電阻，調節(jié)它阻值可以調節(jié)音量輸出大小，無失真范圍在050K，默認為15K，阻值越大，音量越大。SPK可以直接驅動8歐/0.5W喇叭，VCC電壓范圍為2.7V3.6V。 一線MCU連接端口：1.RESET（第17腳）復位；2.P05數(shù)據(jù)（第3腳）3.BUSY忙輸出（第4腳）三線MCU連接端口：1.RESET（第17腳）復位

19、；2.P01片選（第19腳）3.P04時鐘（第2腳）；4.P05數(shù)據(jù)（第3腳）；5.BUSY忙輸出（第4腳）；另外，BUSY是忙信號輸出，用戶可根據(jù)自己需要選擇是否連接。9封裝尺寸圖9.1 SOP16 （150mil）9 .2主控芯片NV020 封裝尺寸圖，SOP20-300mil10 命名規(guī)則NVXXX 品牌代碼V 代表語音系列R 代表可錄放系列020 代表20秒附錄1.一線、三線串口控制流程圖2.一線串口控制匯編程序one_line: ;/一線發(fā)碼子程序 CLR RST MOV R6,#2 ;延時2MS LCALL DELAY1MS SETB RST MOV R6,#6 ;延時6MS LC

20、ALL DELAY1MS CLR SDA MOV R6,#5 ;延時5MS LCALL DELAY1MS MOV A,DAIFAZHI LOOP: SETB SDA RRC A JNC DIDIANPIN ;高電平脈沖 高:低=3:1 LCALL DELAY300US LCALL DELAY300US LCALL DELAY300US CLR SDA LCALL DELAY300US LJMP LOOP1 DIDIANPIN: ;低電平脈沖 高:低=1:3 LCALL DELAY300US CLR SDA LCALL DELAY300US LCALL DELAY300US LCALL DELA

21、Y300US LOOP1: DJNZ R5,LOOP MOV R5,#08H SETB SDA RET DELAY300US: MOV R6,#150 ;延時400US子程序 DJNZ R6,$ RET3.一線串口控制C語言程序Send_oneline(unsigned char addr) unsigned char i; RST=0; delay1ms(2); /*復位延時1-5MS*/ RST=1; delay1ms(6); /* delay 6ms */ SDA=0; delay1ms(5); /* delay 5ms */ for(i=0;i<8;i+) SDA=1; if(addr & 1) delay100us(6); /* 600us */ SDA=0; delay100us(2); /* 200us */ else delay100us(2); /* 200us */ SDA=0; de