WT588DP20语音模块全球某工商大学版中文资料.docx
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WT588DP20语音模块全球某工商大学版中文资料
WT588D语音模块
ByCl
1.概述
目前有16引脚和28引脚两种，本文主要介绍16脚的模块的使用，一下以WTW-16P表示；
WTW-16P采用WT588D-20SS作为核心控制电路，包含了外围所需的SPI-FLASH、振荡电路、复位电路。
WT588D是一款具有单片机内核的可编辑语音芯片，功能多，音质好，应用广泛，性能稳定。
2.模块封装
2.1.模块引脚说明
1脚/RESET：
低电平>5ms复位，与WT588D芯片的1脚复位脚相连，模块自带了一（R2/C2）复位电路；
2脚DAC和3脚PWM+：
连接WT588D芯片的PWM+/DAC音频输出引脚，视功能设置而定；
4脚PWM-：
连接WT588D芯片的PWM-音频输出引脚；
5脚P14:
连接WT588D芯片的P14引脚，与SPI-FLASH的DI数据输入引脚相连；
6脚P13:
连接WT588D芯片的P13引脚，与SPI-FLASH的DO数据输出引脚相连；
7脚P16:
连接WT588D芯片的P16引脚，与SPI-FLASH的CLK相连；
8脚GND：
接地；
9脚P15:
连接WT588D芯片的P15引脚，与SPI-FLASH的/CS片选引脚；
10脚P03:
连接WT588D芯片的P03引脚；按键K4/三线时钟/一线数据输入脚；
11脚P02:
连接WT588D芯片的P02引脚；按键K3/三线片选输入脚；
12脚P01:
连接WT588D芯片的P01引脚；按键K2/三线片选输入脚；
13脚P00:
连接WT588D芯片的P00引脚，按键K1输入脚；
14脚VCC：
连接WT588D芯片的VDD-SIM（串口电源管理引脚）和SPI-FLASH的VCC引脚；
SIM系统能平衡WT588D芯片和SPI-FLASH之间串口的电压，无须在串口间串接电阻
C4电容用于滤波；2.8V~3.6V。
当VDD用5V电压供电时，需串接2个二极管至该引脚降压后给作为VCC电；
15脚BUSY：
连接WT588D芯片的P17引脚；可软件设置播放状态时输出高/低电平，判断状态忙；
16脚VDD：
连接WT588D芯片的VDD引脚，数字电源输入脚，2.8V~5.5V；
2.1.1.复位电路
R2/C2，刚上电时，C2右端电压为0，通过R2给C2充电；芯片复位时间5ms；
R1/C1，刚上电时，C1右端电压为0，通过R1给C1充电，电压上升速度比C2右端快10倍左右。
C5滤波电容。
2.1.2.振荡电路：
R3/C3，对音质要求不高的情况下，可选择采用较低的音频采样率，以能选用更小的SPI-FLASH，减低生产成本。
而在降低采样率的时候，软件都是通过减慢音频的节奏来得到更低的采样率的，这样，当在播放低采样率音频时，如果选用标注的震荡电阻，则会出现播放时音频出现节奏缓慢变慢的情况。
所以为了能调节好节奏，可根据音频的采样率来选用外部的震荡电阻，以达到音频节奏合适的效果。
下表为音频采样率跟震荡电阻的关系。
以下数据是以语速稳定为基本要求时测出来的。
对高频处理好的话，音质在20K时达到最好。
音频从8K采样率时起，声音的表现很好。
如果客户对音质的要求很低的话，6K采样率是可以采纳的。
不建议采用6K跟22K采样率的音频。
WT588D的优势展现在全频上，高频端表现细腻，低频浑厚，中频稍微有点软弱，要根据WT588D本身的特性选用外围音箱，或者采用中频弥补措施，如在处理音频时增强中频部分，或者在硬件电路中设置中频增益电路。
SPI-FLASH电路：
下方的芯片，通过SPI与WT588D芯片通信。
2.2.WT588D-20SS
WT588D是一款具有单片机内核的可编程语音芯片，内置DSP高速音频处理器。
支持加载WAV音频格式；支持8和弦MIDI播放（有待开发）。
抗干扰性强，可应用在工业领域。
语音播放停止马上进入休眠模式，芯片转为完全停止状态；静态休眠电流小于10uA。
2.2.1.控制模式
MP3控制模式、按键控制模式（15种触发方式）、
3*8按键组合控制模式（能以脉冲可重复触发的方式触发24个地址位语音，仅限28和32）、
并口控制模式（可用8个I/O口进行控制，仅限WT588D-32L和WTW-28P）、
一线串口控制模式（通过发码端控制语音播放、停止、循环播放、音量大小等，发码速率600us~2000us
三线串口控制模式和三线串口控制I/O口扩展输出模式。
完全支持6k~22kHz采样率的音频加载。
可控制的语音地址位达220个，每个地址位里能加载可组合语音为128段语音，地址位内的语音组合播放。
任意设定显示语音播放状态信号的BUSY输出方式；支持对已加载语音播放试听。
2.2.2.上位机操作软件
可通过专业上位机操作软件WT588DVoiceChip（详细见专门章节），随意组合语音，可插入静音（时间范围10ms~25min），插入的静音不占用内存的容量，一个已加载语音课重复调用到多个地址；接口简单，使用方便。
2.2.3.外置SPI-FLASH接口
可根据实际用法外置SPI-FLASH存储器（支持2M~32Mbit），支持多个存储器；
众多控制模式、语音组合只需更换SPI-FLASH的内容，即可完全实现操作方式的切换。
支持SPI-FLASH内容在线下载。
USB下载方式，支持在线下载/脱机下载；即便在WT588D语音芯片通电的情况下，可一样可以正常下载数据到SPI-FLASH；给芯片电路复位一下，就能更新到刚下载尽量的控制模式。
2.2.4.输出
支持DAC/PWM两种输出方式，
内置13位DAC模数转换器，以及12位PWM输出，音质好。
PWM输出可直接推动0.5W/8Ω扬声器，推挽电流充沛；
2.3.SPI-FLASH
存储器，当语音为6k采样率时，容量和语音时间的关系：
存储器容量
2M
4M
8M
16M
32M
语音时间
30秒
100秒
200秒
500秒
1000秒
3.WT588D控制模式详细
3.1.MP3模式
MP3模式下，WT588D诧音单片机自劢默认6个I/O口的功能：
I/O口
P00
P01
P02
P03
P04
P05
功能
停止
播放/暂停
下一曲
上一曲
VOL+
VOL-
可知在WT588D-20SS构成的本模块中，没有P04和P05，也就是说没有音量调大和调小功能。
3.2.按键控制模式
所定义的管脚可以直接触发芯片的一个功能，使芯片动作，每个管脚的触发方式可单独设置。
按键控制模式的按键防抖时间为10ms。
按键触发模式下包括脉冲可重复触发、脉冲不可重复触发、电平保持可循环、电平保持不可循环、电平非保持循环、上一曲不循环、下一曲不循环、上一曲可循环、下一曲可循环、无效按键、播放/暂停、停止、音量+、音量-以及播放/停止等15种触发方式。
详细控制方法见如下触发时序图。
3.2.1.脉冲触发
脉冲可重复触发的时序图：
下降沿脉冲（如该I/O口低电平10ms以上）触发播放语音，在语音播放期间，再检测到下降沿，芯片会打断正在播放的语音，重新播放。
脉冲不可重复触发，即是在语音播放期间，再检测到下降沿时，芯片不动作；直到语音结束后，检测到的下降沿才有效。
3.2.2.电平触发
电平保持可循环的时序图：
I/O口低电平触发并保持播放，高电平则停止；当第一遍结束后，还保持低电平，则继续重新播放，直到转变为高电平才停止。
电平保持不可循环就是当第一遍结束后，还保持低电平也不会继续重新播放，一次触发只播放一次；如果需要重新播放，则需要重新让I/O口处于高电平，再拉为低电平并保持即可。
3.2.3.电平非保持循环
这种触发方式为下降沿或低电平触发（如该I/O口对地短路10ms以上），出发后播放一遍语音然后停止。
播放第一遍过程中，就算I/O口变为高电平也不停止，直到语音播放结束；
当第一遍结束后如果还保持低电平，则会继续重复播放，直到语音播放完且I/O口为高电平。
3.2.4.播放/停止
下降沿触发开始播放，下一个下降沿结束播放。
不管声音处于播放还是停止状态，都遵照这个规则。
3.2.5.下一曲
下一曲不循环模式：
下降沿触发，每次下降沿都触发下一段语音直到触发播放完最后一段。
下一曲可循环模式则是播放完最后一段语音后，会重新触发到第一段语音。
3.2.6.上一曲
上一曲不循环模式：
下降沿触发，每次下降沿触发上一段语音，直到触发最后一段后，不在向前触发播放声音。
上一曲可循环模式则是触发播放完第一段语音后，再次触发会跳到最后一段语音。
3.2.7.暂停
下降沿触发暂停，下一个下降沿开始从暂停点继续播放。
BUSY在暂停状态一直保持。
3.2.8.停止
下降沿触发播放的语音停止，语音停止后再次触发无效。
3.3.3*8矩阵按键控制模式
该组合模式下所有按键被默认为脉冲可重复触发方式，可以直接触发24段语音，各个按键所触发语音地址可定义。
在WT588D-20ss中I/O口不足，不支持该模式；
3.4.并口控制模式
该模式的优点是控制速度比较快，但也会占用较多的I/O口。
目前仅有WT588D-32L语音芯片、WTW-28P语音模块支持并口控制模式。
P00被定义为SBT触发脚，通过改变地址位An来触发播放语音。
脚定义如下：
控制时序图：
3.5.一线串口控制模式
通过一根数据线（接P03）发送串口数据。
一线串口可实现控制语音播放、停止、音量调节和直接触发语音等功能。
P00~P10的按键可以选择屏蔽或者任意触发方式。
该模式下，芯片无休眠状态，语音停止后大约有5mA的电流。
电池供电时请慎用。
3.5.1.命令及语音码：
3.5.2.语音地址对应关系：
3.5.3.控制时序图
一线串口只通过一条数据通信线控制时序，依照电平占空比不同来代表不同的数据位。
先发拉低RESET复位信号5ms（对芯片进行复位，如不是特殊的工业场合，可以不使用此复位信号），然后置于高电平等待大于17ms的时间（等芯片复位稳定），再将数据信号拉低5ms（唤醒芯片），最后发送数据。
占空比1/3即代表数据位0，占空比为2/3代表数据位1。
高电平在前，低电平在后。
数据信号先发低位再发高位。
在发送数据时，无需先发送命令码再发送指令。
D0～D7表示一个地址或者命令数据，
00H～DBH为地址挃令，
E0H～E7H为音量调节命令，（每次复位后音量处于默认最大等级）
F2H为循环播放命令，FEH为停止播放命令。
数据成功发送后等待20ms,BUSY输出将作出响应。
例如：
在一线串口控制模式下，发送数据9CH的时序如下图：
3.5.4.程序示例
主控单片机：
PIC16F54，时钟主频4MHz
Sendoneline（unsignedcharaddr）
｛
rst=0;/*对芯片迚行复位*/
delay1ms（5）;/*复位信号保持低电平5ms*/
rst=1;
delay1ms（17）;/*复位信号保持高电平17ms*/
sda=0;
delay1ms（5）;/*数据信号置亍低电平5ms*/
for（i=0;i<8;i++）
｛sda=1;
if（addr&1）
｛delay1us（600）;/*高电平比低电平为600us：
300us，表示发送数据1*/
sda=0;
delay1us（300）;
｝
else｛
delay1us（600）;/*高电平比低电平为200us：
600us，表示发送数据0*/
sda=0;
delay1us（300）;
｝
addr>>=1;
｝
sda=1;
｝
3.6.三线串口控制模式
该模式由三条同心县组成，分别是片选CS（对应P02引脚）、数据DATA（对应P01引脚）、时钟SCK（对应P03引脚），时序仿照标准SPI通信方式，可实现语音芯片命令控制、语音播放。
3.6.1.端口分配表
3.6.2.语音及命令码对应表
3.6.3.语音地址对应表
3.6.4.三线串口控制时序
三线串口控制模式由片选CS、时钟CLK和数据DATA脚组成，时序仿照标准SPI通信方式，复位信号在发码前先拉低5ms，然后拉高等待17ms。
工作时RESET需要一直保持高电平。
片选信号CS拉低2ms～10ms以唤醒WT588D语音芯片
接收数据低位在先，高位在后，在时钟的上升沿接收数据。
时钟周期介于200us～2ms之间，推荐使用300us。
数据成功接收后，语音播放忙信号BUSY输出在20ms之后做出响应。
发码完成后DATA、CLK、CS均要保持高电平。
在发送数据时，无需先发送命令码再发送指令。
D0～D7表示一个地址或者命令数据，
00H～DBH为地址挃令，
E0H～E7H为音量调节命令，
F2H为循环播放命令，
FEH为停止播放命令，
F5H为进入三线串口控制I/O口扩展输出命令，
F6H为退出三线串口控制I/O口扩展输出命令
3.6.5.地址/命令发送规则
循环播放命令F2H：
该命令需要在发送语音地址信号或者其他命令30ms之后、语音停止播放前发送，否则不能有效接收。
停止播放命令FEH：
在语音播放的过程中发送此命令可以停止播放语音，在发送DATA信号1ms之后、语音停止前发送有效。
音量调节命令E0H~E7H：
在语音芯片工作状态中发送此命令可调节音量大小，不管语音芯片是否处于播放状态。
如果是先触发地址语音或者其他的命令，则需要等待90ms才能发送音量调节命令，否则无效。
3.6.6.示例程序
（主控单片机PIC16F54，系统频率4MHz）
Sendthreelines（unsignedcharaddr）
｛rst=0;/*对芯片迚行复位*/
delay1ms（5）;/*复位信号保持低电平5ms*/
rst=1;
delay1ms（17）;/*复位信号保持高电平17ms*/
cs=0;
delay1ms
（2）;/*片选信号保持低电平2ms*/
for（i=0;i<8;i++）
｛scl=0;
if（addr&1）sda=1;
elsesda=0;
addr>>=1;
delay1us（300）;/*时钟周期300us*/
scl=1;
delay1us（300）;
｝
cs=1;
｝
4.上位机软件WT588D VoiceChip
上位机软件只能也仅支持6000Hz、8000Hz、10000Hz、12000Hz、14000Hz、16000Hz、18000Hz、20000Hz、22000Hz采样率音频的加载。
如16001Hz、22050Hz这些采样率的音频是不能加载到软件中的，需要在音频编辑软件上进行转换，或者用上位机自带的转换工具进行转换。
在上位机软件中自带一个音频转换工具，如果对音质要求高的话，建议不要采用WT588D VoiceChip软件中的转换工具进行转换。
4.1.下载
ISP在线下载时（WT588D在应用环境中直接下载内容），须让WT588D处于停止工作的状态，如下载时把WT588D的RESET脚拉低接地，或者接到WTU02的P17脚，WTU02的P17在下载数据时为低电平，平时为高电平，从而起到在下载时对WT588D进行复位。
5.应用
5.1.按键控制PWM输出应用电路
在模块的基础上于P00至P03这4个引脚处各接一个按键；
PWM+和PWM-处接扬声器；在这种输出方式下，PWM+、PWM-均不能短接到地或者接电阻电容倒地，也不能PWM+/PWM-直接短路，否则容易造成音质失真，甚至引起WT588D芯片或者模块烧坏。
5.2.按键控制DAC输出（接三极管）应用电路
按键连接相同；
音频输出方式改成DAC方式，DAC引脚连接一个三极管的基极，
三极管的集电极接扬声器到VDD；三极管的发射极直接接地。
C6用于滤波，R6为分流电阻，取值为270Ω~1.2kΩ用于控制音量，阻值越大音量越大。
5.3.按键控制DAC输出（接功放）应用电路
其他地方与上相同，只有三极管电路放大改成功率放大芯片电路，C9为交流耦合作用。
5.4.控制方式变化
除了用4个按键控制方式外，还可用一线控制方式和3线控制方式；
一线控制方式：
P03作为数据DATA输入口，外部MCU发送数据给WT588D
三线控制方式：
P03作为时钟CLK口；
P02作为片选CS控制口；
P01作为数据口。
6.三线串口系统程序示例
说明：
此程序跟《WT588D诧音芯片及模块应用电路》中的三线串口控制模式应用电路相对应。
测试芯片：
AT89C2051。
#include
sbitKEY=P1^1;/*P1_1为P1口的第2位*/
sbitRST=P1^4;/*P1_4为P3口的第3位*/
sbitCS=P3^1;/*P3_1为P3口的第4位*/
sbitSCL=P3^2;/*P3_2为P3口的第5位*/
sbitSDA=P3^0;/*P3_0为P3口的第6位*/
//sbitDENG=P3^7;/*P3_5为P3口的第6位*/
voiddelay1ms（unsignedcharcount）//1MS延时子程序
{unsignedchari,j,k;
for（k=count;k>0;k--）
for（i=2;i>0;i--）
for（j=248;j>0;j--）;
}
voiddelay100us（void）//100US延时子程序
{unsignedcharj;
for（j=50;j>0;j--）;
}
Send_threelines（unsignedcharaddr）//三线发码子程序
{unsignedchari;
RST=0;
delay1ms（5）;
RST=1;
delay1ms（17）;/*17ms*/
CS=0;
delay1ms
（2）;
for（i=0;i<8;i++）
{SCL=0;
if（addr&1）SDA=1;
elseSDA=0;
addr>>=1;
delay100us（）;/*100us*/
SCL=1;
delay100us（）;
}
CS=1;
}
main（）
{unsignedcharFD=0;
P3=0XFF;
while
（1）
{if（KEY==0）
{
delay1ms（20）;
if（KEY==0）//通过挄键P1.1来迚行发码值的递增
{Send_threelines（FD）;
FD++;
if（FD==220//三线串口时,诧音段暂时最多为220段
{FD=0;}
while（KEY==0）;//等待挄键释放,以免一次挄键诨判成几次
}
}
}
}
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