aP89682K/341K/170K/085K 系列语音 OTP IC 的规格说明书,涵盖芯片特性、引脚配置、功能模式、电气特性等内容,为芯片应用提供全面技术参考。
芯片概述
工艺与存储:采用标准 CMOS 工艺,分别内置 16M/8M/4M/2M EPROM,可存储不长语音信息,如以 6KHz 采样、4 - bit ADPCM 压缩时,aP89682K 能存 682 秒,aP89341K 为 341 秒等。
语音特性:支持多种语音数据压缩格式(PCM16、PCM8、ADPCM),多有 1023 个语音组,可组合语音块延长播放时长。
引脚配置与功能
引脚介绍:24 引脚,包括触发引脚(S1 - S8、SBT)、电源引脚(VDDP、VDDA、VSS)、模式选择引脚(M0、M1)、音频输出引脚(VOUT1、VOUT2、COUT)等。
引脚功能:如 S1 - S8 在不同模式下用于触发语音组或输入地址;SBT 在不同模式下功能各异,像在按键模式可顺序触发语音组,在 CPU 并行模式作地址选通;M0、M1 用于模式选择和功能设置;VOUT1、VOUT2 为 PWM 输出直接驱动扬声器,COUT 为 16 位电流模式 DAC 输出用于语音播放 。
语音相关设置
语音块与语音组:语音文件以固定长度语音块形式存储于内置 EPROM,通过语音表组合成语音组,多 1023 组。不同芯片型号虽存储容量不同,但大语音块数量均为 2016。
数据压缩:语音数据可存储为 4 - bit ADPCM、8 - bit PCM 或 16 - bit PCM 格式,16 - bit PCM 无压缩,音质佳,4 - bit ADPCM 和 8 - bit PCM 有压缩以节省空间,但音质稍逊。
组选项:用户可选择边缘或电平触发、可保持或不可保持触发、可重触发或不可重触发、禁用或启用停止脉冲等选项。
触发模式
按键模式:S1 - S8 不同组合可触发前 57 个语音组,SBT 可顺序触发多 1023 个语音组,每个语音组有独立触发选项。
CPU 并行模式:S8 - S1 作为 8 位地址输入,用于选择 255 个语音组,SBT 为地址选通引脚,触发对应语音组播放。
SPI 模式与 I2C 模式:均为简单 CPU 接口设计,通过特定引脚输入命令控制芯片,如 SPI 模式下 S1 为片选、S2 为串行时钟、S3 为数据输入;I2C 模式下 S2 为串行时钟、S3 为数据输入,两种模式下 OUT1 - OUT3 用于反馈响应 。
MP3 模式:SBT 用于播放 / 暂停,S1、S2 用于前后播放控制,S3 用于停止,S4 用于复位,M0、M1 用于音量调节。
电气特性
大额定值:规定了电源电压(VDD - VSS 为 - 0.5 ~ +5.0V )、输入电压(VSS - 0.3 < VIN < VDD + 0.3V)、工作温度( - 10 ~ +85℃)等极限参数。
直流特性:给出不同电源电压下的工作电压、待机电流、工作电流、输入输出电流、输入高低电压等参数范围。
交流特性:包含按键触发去抖时间、停止脉冲输出延迟时间、串行时钟脉冲宽度等与时间相关的参数,部分参数与采样频率有关。
典型应用电路:展示了按键模式、CPU 并行模式、SPI 模式、I2C 模式等典型应用电路,包括元件连接方式,还说明了电路中电容、电阻、晶体管等元件的取值范围及参考值。
目标:通过S1-S8引脚触发多57组语音。
步骤:
硬件连接:
将按钮连接到S1-S8引脚(引脚1-2、19-24),使用内部下拉电阻(无需外接电阻)。
将扬声器连接到VOUT1/VOUT2(PWM直接驱动)或COUT(需外接BJT晶体管驱动)。
将VDDP、VDDA(电源正极)和VSS(电源地)连接到电源(2–5V)和地。
设置M0=0、M1=0以选择按键模式。
触发逻辑:
第1组:将S1(引脚19)设为高电平。
第2组:将S2(引脚20)设为高电平。
……
第57组:将S1-S8全部设为高电平(完整组合见文件第9页表格)。
使用SBT(引脚16)按顺序触发超过57组的语音(多1023组)。
2. CPU并行模式(微控制器接口)目标:通过8位地址触发255组语音。
步骤:
硬件连接:
将S1-S8(引脚19-24、1-2)连接到微控制器的GPIO(S1为低位,S8为高位)。
将SBT(引脚16)作为地址锁存信号(设置地址后拉高)。
设置M0=1、M1=0以选择CPU并行模式。
触发逻辑:
在S1-S8上设置二进制地址(例如00000001对应第2组)。
将SBT引脚拉高以锁存地址并播放对应语音组。
3. SPI模式(串行控制)目标:通过SPI命令控制语音播放。
步骤:
硬件连接:
将S1(CS片选)、S2(SCK时钟)、S3(MOSI数据输入)连接到微控制器的SPI引脚。
OUT1(BUSY忙信号)、OUT3(LOAD加载完成信号)用于状态反馈。
设置M0=1、M1=1以选择SPI模式。
关键命令:
加载地址:发送16位命令(高8位为操作码,低8位为地址)。
播放:发送PLAY命令,地址加载后自动播放。
音量调节:使用VOL++、VOL--或VOL SET命令(支持16级音量)。
电源管理:PU1/PU2(上电)、PD1/PD2(断电),支持渐变控制。
4. I2C模式(两线制控制)目标:通过I2C协议控制语音播放。
步骤:
硬件连接:
将S2(SCK时钟)、S3(SDA数据)连接到微控制器的I2C引脚。
OUT1(BUSY)、OUT3(LOAD)用于状态反馈。
命令格式:
发送16位命令(与SPI模式相同),时序参考文件第16页。
5. MP3模式(简易播放控制)目标:实现播放/暂停、快进/快退功能。
步骤:
硬件连接:
SBT(播放/暂停)、S1(快退)、S2(快进)、S3(停止)、S4(复位)。
设置M0=0、M1=1以选择MP3模式。
其他配置选项振荡器模式:
内部电阻:OSC引脚悬空。
外部电阻:在OSC引脚接68kΩ电阻。
晶体振荡器:外接16MHz晶体(电容10-30pF)。
输出功能选择:通过编程设置OUT1-OUT3引脚功能(如BUSY信号、LED闪烁、停止脉冲等)。
典型应用电路按键模式:直接连接按钮和扬声器,电源端加滤波电容(0.1–4.7μF)。
DAC驱动:通过COUT引脚外接BJT(如8050D)驱动扬声器,基极电阻120–390Ω。
通过以上步骤,可灵活配置aP89682K芯片,满足不同场景的语音播放需求。具体参数请参考文件中的电气特性和时序要求。