前言

什么是語音合成芯片：簡而言之，就是將文字信息轉(zhuǎn)化為語音信號輸出的電子器件。它能夠?qū)⒋鎯蚪邮盏降奈淖謨?nèi)容，通過內(nèi)部復(fù)雜的算法處理，轉(zhuǎn)換成自然流暢的語音，實現(xiàn)人機之間的語音交互。

在九芯智能云語音平臺可以直接在線生成播報語音，并支持一鍵燒錄至芯片中，極大地簡化了開發(fā)流程，縮短了產(chǎn)品上市周期。

一、芯片介紹

NVH-FLASH系列語音芯片型號有三種，分別為NV128H、NV256H、NV512H；語音長度分別為200s，400s、800s。該系列芯片是一款高性能的16位單機片，并享有特有的1000次擦除程式周期，數(shù)據(jù)保留時間超過10年，針對的是語音領(lǐng)域的應(yīng)用。最大的特點是單芯片方案、生產(chǎn)周期短、適合大中小型批量生產(chǎn)，即便是小數(shù)量生產(chǎn)也可以及時拿貨。

二、功能介紹

①功能特性方面：廣泛支持DC 2.5V至5.2V的電壓范圍進行供電，其中，3.3V被設(shè)定為典型的供電電壓，以確保設(shè)備的穩(wěn)定運行。電源電路設(shè)計得極為簡潔，僅需一個104耦合電容即可滿足基本需求，這大大降低了電路復(fù)雜度和成本。

②在工作電流方面：靜態(tài)電流低于10uA（在3.3V供電下），而工作電流則低于200mA（同樣在3.3V供電下），這樣的低功耗設(shè)計使得設(shè)備在長時間運行時能夠節(jié)省大量能源。

③音頻輸出方面：支持單聲道16位PWM純音頻輸出，能夠直接驅(qū)動8Ω/0.5W的喇叭和蜂鳴器，為用戶提供清晰、響亮的音質(zhì)體驗。同時，它還支持單聲道16位DAC音頻輸出，可外接AB類功放，進一步拓寬了音頻應(yīng)用場景。

④音頻采樣率方面：ADPCM最大可達16K，PCM最大可達32K，滿足用戶多樣化的需求。同時，設(shè)備還支持8級或16級音量控制，一線多地址則可支持高達3327個地址數(shù)據(jù)。最后，內(nèi)置的LVR低電壓復(fù)位電路（1.75V低電壓復(fù)位）為設(shè)備的穩(wěn)定運行提供了有力保障。

三、應(yīng)用場景

●車載終端 智慧停車 智能家居 智能鬧鐘

●考勤終端 公交報站 智能手表 智能家電

●排隊叫號 預(yù)警終端 智能門鈴 智能藥盒

●儀器儀表 智能玩具 醫(yī)療機械 智能穿戴

●語音對講 自助終端 血糖儀 充電樁

四、控制模式

1、一線普通串口控制模式

時序圖：

先把數(shù)據(jù)(DATA)拉低 5ms(Start 起始時間),發(fā)送 8 位數(shù)據(jù)，先發(fā)低位，再發(fā)高位。

建議碼值 1：1200us(H)+400us(L) ; 建議碼值 0：400us(H)+1200us(L)

電平數(shù)據(jù)占空比值為 1:3 或 3:1。

第一幀數(shù)據(jù)與第二幀數(shù)據(jù)之間間隔至少 50ms。

2、一線多地址串口控制模式

DATA 為數(shù)據(jù)發(fā)送端口，發(fā)送語音地址，先發(fā)送低位，發(fā)碼前頭碼拉低 5ms，時序為 200us:600us.頻繁發(fā)送是，數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之前間要大于 100ms 間隔，BUSY 是語音播放忙信號，用戶可以根據(jù)情況是否使用，上電需要等待 200 ms 后才可以給語音芯片發(fā)碼，時序圖如下：

備注：多條指令連續(xù)發(fā)送的時候，檢測到忙信號變高后，先延遲 50~100ms 再發(fā)送一下條指令，以避免因為處理未完成導(dǎo)致丟失某段語音。

3、二線串口控制模式

時序圖：

先把數(shù)據(jù)(DATA)拉低 5ms,發(fā)送 8 位數(shù)據(jù)，先發(fā)低位，再發(fā)高位。

兩線串口控制模式由數(shù)據(jù) DATA（IOA2） 和時鐘 CLK（IOA3） 進行控制操作，5ms 低電平開機喚醒，每發(fā)一個字節(jié)數(shù)據(jù)前， 時鐘信號 CLK 先拉低 600us，再拉高，此時用戶輸出數(shù)據(jù)（上升沿：語音 IC讀取信號），在保持 600us 高。如果用戶需要快速通訊，建議至少 300us 的高低保持時間，以便語音 IC的順利讀取。

第一幀數(shù)據(jù)與第二幀數(shù)據(jù)之間間隔至少 50ms。

4、按鍵控制模式

所定義的管腳可以直接觸發(fā)芯片放音，即每一個管腳都可以控制播放一段語音，每個按鍵的觸發(fā)方式可單獨設(shè)置，按鍵功能包括：邊沿可重復(fù)觸發(fā)、電平觸發(fā)、電平循環(huán)觸發(fā)、可打斷觸發(fā)、不可打斷觸發(fā)等，芯片默認為高電平觸發(fā)，如果做低電平觸發(fā)，則需要接 10K 上拉電阻，按鍵模式也可以定制用戶需要的操作功能。

五、芯片設(shè)計

1、應(yīng)用電路系統(tǒng)概述

PWM應(yīng)用電路

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

DAC應(yīng)用電路

備注：IOA1 為 busy 忙信號輸出，可以用來控制功放 MUTE 引腳。

2、封裝及引腳配置

3、芯片標識規(guī)則

結(jié)語

物聯(lián)網(wǎng)與智能語音技術(shù)的相結(jié)合，引領(lǐng)了人機交互式新時代。NVH-FLASH系列語音芯片憑借其卓越的性能和廣泛的應(yīng)用場景，不斷成為各類智能終端設(shè)備的理想選擇。無論是在智能家居中提供語音提示，還是在車載終端實現(xiàn)精準的導(dǎo)航播報，都能以自然流暢的語音交互，為用戶帶來前所未有的便捷體驗。