PM50 系列智能語音芯片

　　PM50 系列智能語音芯片是中青世紀(jì)科技公司 2003 年最新開發(fā)的智能語音產(chǎn)品，它既是語音播放電路，也是智能單片機(jī)。其音質(zhì)水平、價(jià)格都要略優(yōu)于著名的 ISD 電路，同時(shí)也有21KHZ 高保真音質(zhì)。而其開發(fā)設(shè)計(jì)簡單度、智能控制的簡單度、整體性價(jià)比等指標(biāo)要遠(yuǎn)勝過ISD，而如果用量超過1~3萬片，可以原樣投產(chǎn)掩膜片，價(jià)格更低至五～十分之一?？梢哉f，該芯片連同具有USB 電腦接口的atvoc-PM50語音編程開發(fā)系統(tǒng)一起，開創(chuàng)了數(shù)碼語音電路的新紀(jì)元，是智能語音電路的一場革命。

　　該芯片由專用的語音單片機(jī)和FLASHRAM存儲(chǔ)器集合構(gòu)成，它既有幾秒到200秒的多段語音播放功能，也有單片機(jī)可編程的智能特性，大規(guī)模復(fù)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(biāo)準(zhǔn)集成電路來使用。

一、特點(diǎn)：

（ 1 ）、使用上可以和普通音樂片一樣簡單方便

（ 2 ）、 FLASHRAM 結(jié)構(gòu)，可以反復(fù)擦寫錄入，壽命在 1 萬次以上

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

（ 4 ）、直接驅(qū)動(dòng) 8 歐姆 0.5 瓦的喇叭

（ 5 ）、一系列多規(guī)格可互換，開發(fā)系統(tǒng)共用

（ 6 ）、錄制的語音可分 1~8 段或 128 段

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

（ 8 ）、開發(fā)系統(tǒng)采用最新的 USB 電腦接口

（ 9 ）、開發(fā)用的電腦軟件系超智能傻瓜圖形設(shè)計(jì)，外行也能使用

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

（ 11 ）、開發(fā)系統(tǒng)支持用戶對本組件在線編程（ ISP ）

（ 12 ）、音質(zhì)比著名的 ISD 產(chǎn)品要略好

（ 13 ）、最小系統(tǒng)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 ）、完成開發(fā)和試驗(yàn)生產(chǎn)后，直接用源文件投產(chǎn)掩模芯片，電路設(shè)計(jì)、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(biāo)準(zhǔn)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(yán)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(nèi)部已裝有240K振蕩電阻，測試或演示時(shí)PM50板上無須再裝振蕩電阻。

四、PM50 典型應(yīng)用電路圖

　?。ò硕握Z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(tǒng)（僅一片PM50芯片就可以作為一個(gè)小的語音系統(tǒng)，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，用戶只需要外接喇叭、電源、按鍵就可以工作了。）

 
六、PM50 外接功放設(shè)計(jì)

　　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。其它功放也是類似接法，接成平衡輸入方式。PM50的任一喇叭輸出端嚴(yán)禁接地或串接喇叭后直接接地或正電源。

 
七、PM50 在線編程（ISP）應(yīng)用設(shè)計(jì)圖

　　在線編程（ISP）是指設(shè)計(jì)人員能夠在用戶板上、不把芯片單獨(dú)拿下來就能實(shí)現(xiàn)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(diào)試工作這在很多應(yīng)用上非常重要。PM50有專門的ISP在線編程接口，需要ATISP-PM50型的在線編程器配合使用。在www.atvoc.com上可以查到。

 
八、PM50 的標(biāo)準(zhǔn)串行控制方式

　　須由外部單片機(jī)接口，發(fā)串行指令控制放音的段號，段數(shù)最大128段，專用于語音組合用。如報(bào)數(shù)、報(bào)溫度、語音辭典用等。

 
　　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，可以逐段聽取所有段的語音內(nèi)容和效果； K7 端每按鍵一次，即按順序連續(xù)播放八段的語音，以便聽取語音組合時(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(fù)位端使用。

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

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

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

 
　　越來越多的語音產(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(yīng)一些高端產(chǎn)品的設(shè)計(jì)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(fù)雜的用戶手動(dòng)按鍵功能，又需要播報(bào)溫度、數(shù)字、金額等不確定的語音組合，這樣就需要將上述的單片機(jī)串行控制與智能編輯模式結(jié)合起來。本模式就是這樣設(shè)計(jì)的。

　　本模式中，用戶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(nèi)部智能控制器的全部資源，使用戶的外圍電路設(shè)計(jì)和產(chǎn)品開發(fā)的軟件設(shè)計(jì)成本都降到最低點(diǎn)。

　　用戶依然利用 PM50芯片的K1、K2、O1三個(gè)端口做串行控制，見上一節(jié)的串行控制。用戶依然可以利用 PM50芯片的K5、K6端做串行的語音播報(bào)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(xiàn)很多段語音的復(fù)雜控制，還可以實(shí)現(xiàn)很多智能程序控制的設(shè)計(jì)，下面是將 PM50的八個(gè)輸出端接LED發(fā)光管、實(shí)現(xiàn)流水燈的開發(fā)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，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)也可以有語音的輸出。

 
　　本編輯模式充分展示了PM50 優(yōu)異的語音芯片與智能單片機(jī)兼?zhèn)涞墓δ?，用戶可以?shí)現(xiàn)復(fù)雜的語音輸出和智能程序控制輸出，而要做的只是做簡單的菜單選擇，無須學(xué)習(xí)專用的編程語言。

十、PM50 的升級版本

　　PM50開發(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(xiàn)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，在編程器上試聽沒有聲音是正常的。

十一、關(guān)于防自激、抗干擾措施
　　
　　PM50 語音芯片以極為方便的開發(fā)設(shè)計(jì)、簡單的控制使用、優(yōu)越的音質(zhì)效果贏得客戶的好感，紛紛投入新產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)、老產(chǎn)品換代設(shè)計(jì)中。

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

　　經(jīng)我們反復(fù)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)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(biāo)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(xiàn)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，但貼片電容要注意選擇精度高（誤差在 20% 以內(nèi)）的正規(guī)產(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 的任何外引線都盡量短，元件都盡量靠近 PM50 芯片設(shè)計(jì)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(wěn)壓而來的，甚至是開關(guān)電源供應(yīng)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(yīng)端就需要串聯(lián)一只 47uH 的電感。

5、在 PM50 的共同電源系統(tǒng)中，如果有馬達(dá)、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(jī)； 匯編語言版本k1 equ p1.7 ;k1 腳k2 equ p1.6 ;k2 腳o1 equ p3.2 ;o1 腳

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