基于復旦微FM33LF016的電梯報站器語(yǔ)音輸出方案

在現代建筑及交通系統中，電梯已成為不可或缺的運輸設施。為了提升電梯乘客的用戶(hù)體驗，電梯通過(guò)內置語(yǔ)音報站功能，將當前抵達樓層信息清楚地傳遞給每位乘客，以提醒乘客準確的上下樓層。

語(yǔ)音播報功能兩種常見(jiàn)的音頻輸出技術(shù)分別為PWM(Pulse Width Modulation, 脈沖寬度調制)和DAC(Digital to Analog Converter, 數字-模擬轉換器)，其中，DAC技術(shù)是通過(guò)數字-模擬轉換功能將數字音頻信號轉換為模擬信號，其輸出的音頻與PWM輸出技術(shù)相比具有更好的音質(zhì)和更低的失真度。無(wú)論在嘈雜的商業(yè)中心，還是在靜謐的醫院環(huán)境，DAC都能保證報站聲音的清晰度和可辨識度，讓每一位乘客都能準確獲取到站信息。

方案特色

復旦微基于FM33LF016推出了一套DAC音頻輸出方案。該方案通過(guò)SPI接口從Flash中讀取數字音頻信號數據（wav格式），并通過(guò)DMA將數據傳遞給片內集成的DAC模塊，實(shí)現將數字音頻信號轉換為模擬信號。

此外，片上集成了OPA，可以增強驅動(dòng)能力，配合DAC通過(guò)功放實(shí)現音頻輸出。相較于傳統的通過(guò)外掛語(yǔ)音芯片實(shí)現音頻輸出的方案，本方案整體BOM成本具有顯著(zhù)成本優(yōu)勢，并可提供整套音頻輸出解決方案供客戶(hù)使用。

除了從Flash中讀取信號，本方案同樣支持從外掛SD卡中讀取信號以及音頻處理，并且外掛SD卡支持FATFS文件系統。

    本方案具備以下功能：

（1）芯片內置1個(gè)10位電壓輸出型DAC，用于語(yǔ)音輸出；

（2）芯片內置2個(gè)OPA，可配置為Buffer模式，配合DAC輸出；

（3）支持外掛SD卡掛載FATFS文件管理系統；

（4）支持片上或外掛FLASH內音頻文件編輯及燒錄；

（5）音頻文件批量處理（mp3轉wav）；

（6）音頻文件斷點(diǎn)續傳，可在背景音播放時(shí)插播其他音頻；

FLASH音頻處理

首先，將mp3文件轉換為wav格式。將多個(gè)mp3文件導入音頻處理軟件；

選中多個(gè)音頻文件后，將文件轉換為單聲道音頻，如下圖：

按如下配置導出為wav文件：

將mp3文件轉換為wav格式同樣可以通過(guò)批量處理工具實(shí)現。如下圖所示：

通過(guò)“WavProcess_boxed.exe”文件可以實(shí)現多個(gè)wav文件合并，如下圖：

生成wav文件后，可以通過(guò)燒錄設備將音頻數據燒錄至Flash中。

SD卡內音頻處理    

    將mp3文件轉換為wav格式的方法同上。生成wav文件后，通過(guò)“WavProcess.exe”選擇輸入的wav文件，并在同目錄下生成新的wav文件；生成后，修改文件名和后綴。受芯片空間限制，文件名不能超過(guò)8個(gè)字符；且后綴要改成txt格式。例如：“ABCDEFGH.txt”。修改后，放到SD根目錄中。

?場(chǎng)景應用圖

?展示板照片

復旦微MCU愛(ài)好者天地

?方案方塊圖

復旦微MCU愛(ài)好者天地

?核心技術(shù)優(yōu)勢

集成了OPA，可以增強驅動(dòng)能力，配合DAC通過(guò)功放實(shí)現音頻輸出。相較于傳統的通過(guò)外掛語(yǔ)音芯片實(shí)現音頻輸出的方案，本方案整體BOM成本具有顯著(zhù)成本優(yōu)勢，并可提供整套音頻輸出解決方案供客戶(hù)使用。

?方案規格

（1）芯片內置1個(gè)10位電壓輸出型DAC，用于語(yǔ)音輸出 （2）芯片內置2個(gè)OPA，可配置為Buffer模式，配合DAC輸出 （3）支持外掛SD卡掛載FATFS文件管理系統 （4）支持片上或外掛FLASH內音頻文件編輯及燒錄 （5）音頻文件批量處理（mp3轉wav） （6）音頻文件斷點(diǎn)續傳，可在背景音播放時(shí)插播其他音頻