PM50 系列智能語(yǔ)音芯片

　　PM50 系列智能語(yǔ)音芯片是中青世紀科技公司 2003 年最新開(kāi)發(fā)的智能語(yǔ)音產(chǎn)品，它既是語(yǔ)音播放電路，也是智能單片機。其音質(zhì)水平、價(jià)格都要略?xún)?yōu)于著(zhù)名的 ISD 電路，同時(shí)也有21KHZ 高保真音質(zhì)。而其開(kāi)發(fā)設計簡(jiǎn)單度、智能控制的簡(jiǎn)單度、整體性?xún)r(jià)比等指標要遠勝過(guò)ISD，而如果用量超過(guò)1~3萬(wàn)片，可以原樣投產(chǎn)掩膜片，價(jià)格更低至五～十分之一?？梢哉f(shuō)，該芯片連同具有USB 電腦接口的atvoc-PM50語(yǔ)音編程開(kāi)發(fā)系統一起，開(kāi)創(chuàng )了數碼語(yǔ)音電路的新紀元，是智能語(yǔ)音電路的一場(chǎng)革命。

　　該芯片由專(zhuān)用的語(yǔ)音單片機和FLASHRAM存儲器集合構成，它既有幾秒到200秒的多段語(yǔ)音播放功能，也有單片機可編程的智能特性，大規模復雜電路已經(jīng)縮微到只有COB28封裝（ 18*36mm ）的印板上，可以方便地作為DIP28封裝的標準集成電路來(lái)使用。

一、特點(diǎn)：

（ 1 ）、使用上可以和普通音樂(lè )片一樣簡(jiǎn)單方便

（ 2 ）、 FLASHRAM 結構，可以反復擦寫(xiě)錄入，壽命在 1 萬(wàn)次以上

（ 3 ）、電源電壓 3~6V ，靜態(tài)電流 1uA ，工作電流 50mA

（ 4 ）、直接驅動(dòng) 8 歐姆 0.5 瓦的喇叭

（ 5 ）、一系列多規格可互換，開(kāi)發(fā)系統共用

（ 6 ）、錄制的語(yǔ)音可分 1~8 段或 128 段

（ 7 ）、自帶八個(gè)輸入端口，九個(gè)輸出端口，功能均可由用戶(hù)自定義

（ 8 ）、開(kāi)發(fā)系統采用最新的 USB 電腦接口

（ 9 ）、開(kāi)發(fā)用的電腦軟件系超智能傻瓜圖形設計，外行也能使用

（ 10 ）、配合編程軟件可以開(kāi)發(fā)出并行、串性、智能型等多種控制模式

（ 11 ）、開(kāi)發(fā)系統支持用戶(hù)對本組件在線(xiàn)編程（ ISP ）

（ 12 ）、音質(zhì)比著(zhù)名的 ISD 產(chǎn)品要略好

（ 13 ）、最小系統的外圍電路只需一只振蕩電阻、一只電源濾波電容

（ 14 ）、有 20/30/40/50/100 秒 ~200 秒多個(gè)時(shí)間檔次可選

（ 15 ）、完成開(kāi)發(fā)和試驗生產(chǎn)后，直接用源文件投產(chǎn)掩模芯片，電路設計、音質(zhì)效果、功能性能不變

二、PM50 系列編號及功能

三、PM50 外圍管腳圖和實(shí)物照片

PM50 的管腳定義表

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附：

1 、電源電壓為3~6V，靜態(tài)電流約1uA 。

2 、振蕩電阻上拉到正電源，在正常品質(zhì)下振蕩電阻一般取值240K標準值是255K）；在高級品質(zhì)（HQ）下振蕩電阻一般取值120K 。

3 、任何喇叭端嚴禁接地或串接喇叭后直接接地或正電源。

4 、 PM50 板上可以焊接兩個(gè)器件：濾波電容0.1UF，振蕩電阻240K，可選貼片器件。裝上后，外部不需要再裝。另外在PM50編程器內部已裝有240K振蕩電阻，測試或演示時(shí)PM50板上無(wú)須再裝振蕩電阻。

四、PM50 典型應用電路圖

　?。ò硕握Z(yǔ)音并行或智能控制輸入、九個(gè)LED控制輸出，K1~K8單鍵對單段或組合的多段，可選循環(huán)/電平/邊沿觸發(fā)等，九個(gè)LED可智能輸出）

五、PM50 的最小系統（僅一片PM50芯片就可以作為一個(gè)小的語(yǔ)音系統，下圖是單段單燈，或單鍵順序多段放音。振蕩電阻及濾波電容板載，用戶(hù)只需要外接喇叭、電源、按鍵就可以工作了。）

 
六、PM50 外接功放設計

　　MC34119（0.5W）帶自動(dòng)關(guān)斷功能，只在有聲音時(shí)工作，平時(shí)省電。其它功放也是類(lèi)似接法，接成平衡輸入方式。PM50的任一喇叭輸出端嚴禁接地或串接喇叭后直接接地或正電源。

 
七、PM50 在線(xiàn)編程（ISP）應用設計圖

　　在線(xiàn)編程（ISP）是指設計人員能夠在用戶(hù)板上、不把芯片單獨拿下來(lái)就能實(shí)現聲音錄制、修改、編程工作，能非常方便產(chǎn)品在成品化后做后期修改、調試工作這在很多應用上非常重要。PM50有專(zhuān)門(mén)的ISP在線(xiàn)編程接口，需要ATISP-PM50型的在線(xiàn)編程器配合使用。在www.atvoc.com上可以查到。

 
八、PM50 的標準串行控制方式

　　須由外部單片機接口，發(fā)串行指令控制放音的段號，段數最大128段，專(zhuān)用于語(yǔ)音組合用。如報數、報溫度、語(yǔ)音辭典用等。

 
　　在該串行模式下， K5 、 K7 端連接按鍵就賦予了特殊的演示、測試功能， K5 端每按鍵一次即順序播放一段，可以逐段聽(tīng)取所有段的語(yǔ)音內容和效果； K7 端每按鍵一次，即按順序連續播放八段的語(yǔ)音，以便聽(tīng)取語(yǔ)音組合時(shí)的合成效果。另外， K2 端如果接按鍵，可以作為測試時(shí)的復位端使用。

　　在該串行模式下最大可分 128 段， K1 為數據端， K2 為時(shí)鐘端， O1 為忙信號端。時(shí)鐘上升沿時(shí)數據端有效。語(yǔ)音段的地址為 80H~FFH ，第一段的地址是 80H ，按順序排列，最多128段語(yǔ)音。外部單片機直接送入要放音的段號數據，播放，結束時(shí) PM50 的忙信號拉低，在判斷一段語(yǔ)音結束時(shí)，外部單片機再送下一段語(yǔ)音的段號。

　　單片機控制時(shí)序圖如下， K2 時(shí)鐘為 10HZ~100KHZ 內均可。

 
　　以下是一個(gè) 89C2051 單片機與 PM50 芯片接口的電路原理圖，同時(shí)也是測試 PM50 語(yǔ)音合成效果的發(fā)碼測試板，能夠令用戶(hù)選擇播放PM50 中的任意一段或多段的組合。{{分頁(yè)}}

 
　　越來(lái)越多的語(yǔ)音產(chǎn)品智能化日漸增高，即使玩具產(chǎn)品也有很高的智能性，光靠上述手動(dòng)按鍵控制的智能編輯模式也不能適應一些高端產(chǎn)品的設計需要。例如有些小家電產(chǎn)品、高檔智能玩具產(chǎn)品，既需要復雜的用戶(hù)手動(dòng)按鍵功能，又需要播報溫度、數字、金額等不確定的語(yǔ)音組合，這樣就需要將上述的單片機串行控制與智能編輯模式結合起來(lái)。本模式就是這樣設計的。

　　本模式中，用戶(hù)可以利用串行控制的128個(gè)地址，從80H~FFH，每個(gè)地址下都能放很多個(gè)聲音文件的固定組合，還可以定義LED1、O2~O4、O5~O8這八個(gè)輸出端的輸出狀態(tài)：高電平、低電平、閃爍；還可以定義這八個(gè)輸出狀態(tài)的時(shí)間。這樣就充分利用了PM50的內部智能控制器的全部資源，使用戶(hù)的外圍電路設計和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的軟件設計成本都降到最低點(diǎn)。

　　用戶(hù)依然利用 PM50芯片的K1、K2、O1三個(gè)端口做串行控制，見(jiàn)上一節的串行控制。用戶(hù)依然可以利用 PM50芯片的K5、K6端做串行的語(yǔ)音播報測試，K5是順序的按鍵一次播放一組聲音文件，K6是逆序的播放。

　　用該功能不但能實(shí)現很多段語(yǔ)音的復雜控制，還可以實(shí)現很多智能程序控制的設計，下面是將 PM50的八個(gè)輸出端接LED發(fā)光管、實(shí)現流水燈的開(kāi)發(fā)系統軟件設計，8個(gè)燈逐一被點(diǎn)亮然后逐一熄滅，點(diǎn)亮的時(shí)間也可控制。在此同時(shí)也可以有語(yǔ)音的輸出。

 
　　本編輯模式充分展示了PM50 優(yōu)異的語(yǔ)音芯片與智能單片機兼備的功能，用戶(hù)可以實(shí)現復雜的語(yǔ)音輸出和智能程序控制輸出，而要做的只是做簡(jiǎn)單的菜單選擇，無(wú)須學(xué)習專(zhuān)用的編程語(yǔ)言。

十、PM50 的升級版本

　　PM50開(kāi)發(fā)軟件又推出了V2.50版，除了繼承V2.03版的所有功能外，主要修改了V2.03版本出現的一些BUG；另外，增加了一個(gè)新的功能，音頻輸出方式可以做兩種選擇，一種是原有的平衡輸出模式“PWM”，另一種是單端放大輸出模式“DAC”。DAC輸出的典型電路如圖所示：注意：（1）DAC輸出端只能是芯片的13腳，14腳并不能作為輸出腳。

 
（2）使用DAC模式輸出，在編程器上試聽(tīng)沒(méi)有聲音是正常的。

十一、關(guān)于防自激、抗干擾措施
　　
　　PM50 語(yǔ)音芯片以極為方便的開(kāi)發(fā)設計、簡(jiǎn)單的控制使用、優(yōu)越的音質(zhì)效果贏(yíng)得客戶(hù)的好感，紛紛投入新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設計、老產(chǎn)品換代設計中。

　　在 PM50 的設計使用中，有不少客戶(hù)在第一次使用時(shí)遇到了一些問(wèn)題，主要反映是在自制的實(shí)驗板上搭接電路后，看起來(lái)電路連接都正確，但就是沒(méi)有聲音出來(lái)，有時(shí)還發(fā)現 PM50 芯片發(fā)燙。但同樣的 PM50 芯片換到我們公司做的實(shí)驗板上、編程器上就沒(méi)有問(wèn)題了，放音、控制都完全正常。

　　經(jīng)我們反復實(shí)驗，發(fā)現在 PM50 芯片的使用中，要注意以下幾點(diǎn)：

1、PM50 芯片 COB 板上的 0.1uf 濾波電容（ COB 板上有“ C ”的標志，分立件與貼片件的位置均有）一定要先貼焊上。我們發(fā)現焊裝 0.1uf 的瓷片電容效果最好，用 0.1uf 的 0805 貼片電容比較美觀(guān)，但貼片電容要注意選擇精度高（誤差在 20% 以?xún)龋┑恼幃a(chǎn)品。

2、PM50 的電源電路上不要再裝有 1uf 以上的電解式濾波電容。

3、PM50 的任何外引線(xiàn)都盡量短，元件都盡量靠近 PM50 芯片設計安裝。

4、PM50 的電源盡量使用電池供電。如果 PM50 的電源是交流市電變壓、整流、穩壓而來(lái)的，甚至是開(kāi)關(guān)電源供應的，其它電路都已經(jīng)使用了大的電源濾波電容， PM50 的電源供應端就需要串聯(lián)一只 47uH 的電感。

5、在 PM50 的共同電源系統中，如果有馬達、射頻發(fā)射電路、大電流切換的電路等，都需要在 PM50 的電源端加裝抗干擾電路。

；pm50控制程序； 51 單片機； 匯編語(yǔ)言版本k1 equ p1.7 ;k1 腳k2 equ p1.6 ;k2 腳o1 equ p3.2 ;o1 腳

;初始化org 0000h mov p1,#0ffh mov p3,#0ffh mov sp,#60h mov r6,#01h

fangyin: ;放音程序mov a,r6 ；r6 為需要放的段數add a,#80h ；最高位置一fang1: ；先給40毫秒以上的信號clr k1 acall ys60 ；延時(shí)setb k1 mov r7,#8 ；串行循環(huán)次數fang2: ；串行送數據acall ys10 clr k2 rrc a mov k1,c acall ys10 setb k2 djnz r7,fang2 acall ys10 jb o1,$ 等待o1信號ajmp $ ys10: mov r6,#50 ；延時(shí)10msy1: mov r5,#100 y2: nop djnz r5,y2 djnz r6,y1 ret ys60: mov r4,#6 ；延時(shí)60msy6: acall ys10 djnz r4,y6