基于復(fù)旦微FM33LF016的電梯報(bào)站器語(yǔ)音輸出方案

在現(xiàn)代建筑及交通系統(tǒng)中，電梯已成為不可或缺的運(yùn)輸設(shè)施。為了提升電梯乘客的用戶體驗(yàn)，電梯通過(guò)內(nèi)置語(yǔ)音報(bào)站功能，將當(dāng)前抵達(dá)樓層信息清楚地傳遞給每位乘客，以提醒乘客準(zhǔn)確的上下樓層。

語(yǔ)音播報(bào)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(diào)制)和DAC(Digital to Analog Converter, 數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器)，其中，DAC技術(shù)是通過(guò)數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換功能將數(shù)字音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，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(yī)院環(huán)境，DAC都能保證報(bào)站聲音的清晰度和可辨識(shí)度，讓每一位乘客都能準(zhǔn)確獲取到站信息。

方案特色

復(fù)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(shù)字音頻信號(hào)數(shù)據(jù)（wav格式），并通過(guò)DMA將數(shù)據(jù)傳遞給片內(nèi)集成的DAC模塊，實(shí)現(xiàn)將數(shù)字音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。

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

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

    本方案具備以下功能：

（1）芯片內(nèi)置1個(gè)10位電壓輸出型DAC，用于語(yǔ)音輸出；

（2）芯片內(nèi)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(tǒng)；

（4）支持片上或外掛FLASH內(nèi)音頻文件編輯及燒錄；

（5）音頻文件批量處理（mp3轉(zhuǎn)wav）；

（6）音頻文件斷點(diǎn)續(xù)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(zhuǎn)換為wav格式。將多個(gè)mp3文件導(dǎo)入音頻處理軟件；

選中多個(gè)音頻文件后，將文件轉(zhuǎn)換為單聲道音頻，如下圖：

按如下配置導(dǎo)出為wav文件：

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

通過(guò)“WavProcess_boxed.exe”文件可以實(shí)現(xiàn)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(shè)備將音頻數(shù)據(jù)燒錄至Flash中。

SD卡內(nèi)音頻處理    

    將mp3文件轉(zhuǎn)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(yīng)用圖

?展示板照片

復(fù)旦微MCU愛(ài)好者天地

?方案方塊圖

復(fù)旦微MCU愛(ài)好者天地

?核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)

集成了OPA，可以增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力，配合DAC通過(guò)功放實(shí)現(xiàn)音頻輸出。相較于傳統(tǒng)的通過(guò)外掛語(yǔ)音芯片實(shí)現(xiàn)音頻輸出的方案，本方案整體BOM成本具有顯著成本優(yōu)勢(shì)，并可提供整套音頻輸出解決方案供客戶使用。

?方案規(guī)格

（1）芯片內(nèi)置1個(gè)10位電壓輸出型DAC，用于語(yǔ)音輸出 （2）芯片內(nèi)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(tǒng) （4）支持片上或外掛FLASH內(nèi)音頻文件編輯及燒錄 （5）音頻文件批量處理（mp3轉(zhuǎn)wav） （6）音頻文件斷點(diǎn)續(xù)傳，可在背景音播放時(shí)插播其他音頻