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        020-22320330

        語音芯片可編程芯片語音芯片應用方案

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        一次性(OTP) 語音芯片

        UTP-A系列語音芯片

        發布時間:2018-11-24   點擊量:2440

        UTP-A系列語音芯片
        • UTP-A系列語音芯片
        020-22320330
        1.簡介
        UTPXXXM是一個使用4位精簡指令,內置4通道MIDI播放單元的語音芯片,內置14位PWM驅動單位,8/16個IO,256*4bit RAM,可選容量有32K/64K/96K/128K/160K*12程序數據容量。工作電壓范圍從2.0V-5.5V,CPU支持1M/2MHZ內置高頻振蕩器。此外還具有低壓復位,紅外載波輸出,看門狗復位,5個可配置中源及兩個基本定時器。是一款可廣泛應用于高級電子玩具,賀卡,語音播報系統等場合的高性價比語音芯片。

        2.特性
        4位精簡指令集CPU
        工作電壓:2.0-5.5V
        內置校準電壓,輸入2.0-5.5V,輸出2.0-3.0V
        IOA-IOD工作電壓:2.0V-5.5V 
        14位高分辨率PWM輸出
        32K/64K/96K/128K/160K程序/數據存儲空間
        低功耗休眠模式
        支持4通道MIDI回放
        8/16個通用IO口
        IO口喚醒功能(IOA-IOD/IOA-IOB)
        低壓復位功能
        看門狗復位功能
        2線串口觸發
        支持最大15級音量控制
        最大支持256段語音
        可設置BUSY輸出腳

        3.芯片選型

        芯片型號

        UTP016M

        UTP032M

        UTP048M

        UTP064M

        UTP080M

        存儲容量
        (K word)

        32

        64

        96

        128

        160

        IO

        8

        8

        16

        16

        16

        4.結構方塊圖

        語音芯片

        UTPM系列芯片結構方塊圖


        5.引腳描述

        引腳名稱

        類型

        描述

        IOA[3:0]

        I/O

        通用IO口,可設置為喚醒口,可設置1M或200K下拉電阻
        IOA3:和OTP燒錄數據引腳共用
        IOA2:可設置為外部中斷引腳,或燒錄時鐘信號引腳
        IOA1:可設置為紅外輸出引腳
        IOA0:可設置為芯片復位引腳

        IOB[3:0]

        I/O

        IOB[3:0]通用IO口,可設置為喚醒口,可設置1M或200K下拉電阻
        IOB2:可設置為外部中斷引腳
        IOB1:可設置為紅外輸出引腳
        IOB0:可設置為按鍵復位引腳

        IOC[3:0]

        I/O

        UTP032M/UTP016M沒有這4個引腳
        通用IO口,可設置為喚醒口,可設置1M或200K下拉電阻
        IOC2:可設置為外部中斷輸入口
        IOC1:可設置為紅外輸出口
        IOC0:可設置為接鍵復位引腳

        IOD[3:0]

        I/O

        UTP032M/UTP016M沒有這4個引腳
        通用IO口,可設置為喚醒口,可設置1M或200K下拉電阻
        IOC2:可設置為外部中斷輸入口
        IOC1:可設置為紅外輸出口
        IOC0:可設置為接鍵復位引腳

        TEST

        I

        UTP032M/UTP016M沒有這個引腳
        對用戶沒用

        AUDP
        AUDN

        O

        PWM音頻驅動輸出口

        VDDIO

        P

        電源輸入口

        VSS1,VSS2

        G

        地參考引腳

        VPP

        P

        OTP燒錄電源引腳

        REGOUT

        P

        3.3V校準電壓輸出口

        VDDTRM

        P

        電源引腳,使用時保持懸空

        VSS_FUSE

        G

        電源引腳,使用時保持懸空

        PVDD

        P

        PWM驅動電源

        PVSS

        G

        PWM電路參考地

        6.芯片封裝圖

        UTP340M / UTP170M/UTP080M/UTP064M/UTP048M封裝

        語音芯片

        UTP032M/UTP016M封裝

        7.電氣參數
        7.1極限參數

        參數

        符號

        取值

        供電電壓

        V+

        <7.0V

        輸入電壓范圍

        VIN

        (VSS-0.3V)~(V+0.3V)

        工作溫度

        TA

        0℃~70℃

        存放溫度

        Tsto

        -65℃~+150℃

        7.2直流電氣參數

        參數

        符號

        極限值

        單位

        測試條件

         

         

        最小值

        典型值

        最大值

         

         

        工作電壓

        VDD

        2.0

        -

        5.5

        V

         

         

        工作電流

         

        IOP

        -

        1.5

        -

        mA

        FCPU=2MHZ @3.0VPWM關閉

         

         

        -

        2

        -

        mA

        FCPU=2MHZ @4.5V PWM關閉

        靜態電流

        ISTBY

        -

        -

        5

        uA

        VDD = 3.0V

         

         

        -

        -

        5

        uA

        VDD = 4.5V

        IO口輸入高電平電壓
        (IOA,IOB,IOC,IOD)

        VIH

        0.5VDD

        -

        -

        V

        VDD = 4.5V

        IO輸入低電平電壓
        (IOA,IOB,IOC,IOD)

        VIL

        -

        -

        0.5VDD

        V

        VDD=4.5V

        驅動電流
        (IOA,IOB,IOC,IOD)

        IOH

        -

        10

        -

        mA

        VDD = 3.0V,VOH = 0.7*VDD

         

         

        -

        20

        -

        mA

        VDD = 4.5V,VOH=0.7*VDD

        灌電流
        (常規電流)

        IOL1

        -

        10

        -

        mA

        VDD = 3.0V,VOH = 0.7*VDD

         

         

        -

        20

        -

        mA

        VDD = 4.5V,VOH=0.7*VDD

        灌電流
        (強電流)

        IOL2

        -

        20

        -

        mA

        VDD = 3.0V,VOH = 0.7*VDD

         

         

        -

        40

        -

        mA

        VDD = 4.5V,VOH=0.7*VDD

        內部下拉電阻
        (IOA,IOB,IOC,IOD)

         

        RL1

        -

        200

        -

        Kohm

        VDD = 3.0V,IO = 0V

         

         

        -

        100

        -

        Kohm

        VDD = 4.5V,IO = 0V

        內部下拉電阻2
        (IOA,IOB,IOC,IOD)

        RL2

        -

        1000

        -

        Kohm

        VDD = 3.0V,IO = 0V

         

         

        -

        500

        -

        Kohm

        VDD = 4.5V,IO = 0V

        PWM驅動電流

        IPWM

        -

        180

        -

        mA

        VDD = 3.0v,8歐負載

         

         

        -

        280

        -

        mA

        VDD = 4.5v,8歐負載

        頻率誤差
        (電壓改變時)

        △F/F

        -1

        -

        +1

        %

        FCPU = 2MHZ

        頻率誤差
        (在同一電壓下測試)

        △F/F

        -1

        -

        +1

        %

        FCPU = 2MHZ
        工作電壓 = 3.0V

         

        △F/F

         

         

         

         

        FCPU = 2MHZ
        工作電壓 = 4.5V

        7.3測試圖表

        語音芯片

        頻率-工作電壓關系

        語音芯片

        頻率-溫度關系

        語音芯片

        工作電流-工作電壓關系

        8.控制模式
        UTPM系列語音芯片具有豐富的控制方式。它分為按鍵控制模式、二線串口控制模式。其中按鍵控制模式分為ON/OFF控制、可打斷觸發、不可打斷觸發、電平保持觸發、電平非保持觸發、OneKey下一首。2線串口控制模式可以接受主控MCU的控制播放相應的語音組。
        8.1按鍵控制
        可以定義相應的IO管腳直接觸發芯片放音,即每一個管腳可控制播放一段或多段語音。每個開關的觸發方式可單獨設置。按鍵觸發方式可以設置的方式有:邊沿觸發、電平觸發。
        8.1.1 觸發時序圖
        A.邊沿觸發:普通輕觸開關按鍵觸發,按一下播放一個聲音

        語音芯片

        B.電平觸發:適合到位開關、葉片開關、接近開關的電平觸發,按著也可以觸發

        語音芯片

        C.可打斷觸發:在聲音播放過程中,按按鍵可以打斷當前聲音播放并播放一個新的聲音

        語音芯片

        D.不可打斷觸發:播放聲音過程中,按鍵不可以打斷聲音播放,直到聲音播放結束,才能重新觸發

        語音芯片

        E.電平保持觸發:有電平信號,聲音一直播放,電平停止,聲音立即停止

        語音芯片

        F.電平循環觸發:有電平信號,聲音一直播放,電平信號結束,最后一個聲音會繼續播放完

        語音芯片

        G.按鍵循環觸發:按一下按鍵播放一個聲音,再按一下播放下一個聲音,如此類推(播完循環)

        語音芯片

        8.2兩線串口控制
        兩線串口控制模式由主控MCU通過與IOA2口和IOA3口相連,發送復位信號與脈沖信號來控制UTPM芯片播放相應的語音,兩線控制模式最多可以控制256段語音的播放。
        8.2.1兩線串口通訊端口分配
        IOA2:復位信號接收口
        IOA3:觸發信號接收口,高電平脈沖700uS(周期1.4ms)
        8.2.2 兩線串口通訊時序圖

        語音芯片

        發碼時:IOA2先發700uS復位脈沖信號,等待700uS再向IOA3發送段數脈沖,向IOA3發送一個700uS脈沖后需要等待700uS,繼續發接下來的脈沖信號,要控制播第幾段聲音則向IOA3發送多少個脈沖。

        9.應用電路

        語音芯片

        一般電流應用電路

        注:此應用電路用在當系統電流較小的情況
        PCB layout注意事項:
        1.PVDD走線必須大于或等于VDD
        2.VSS,PVSS必須直接連到電源接地端
        3.當產品使用兩節電池供電時C1參考值為0.1uF~4.7uF,芯片發聲音量越大C1相應越大
        4.UTP032M/UTP016M不支持IOC/IOD兩組IO口
        5.UTP016M/UTP032M沒有TEST引腳

        語音芯片

        大電流應用電路

        注:此電路用在當系統整機電流較大電壓可能不穩定的情況
        PCB layout注意事項:
        1.PVDD走線必須大于或等于VDD
        2.VSS,PVSS必須直接連到電源接地端
        3.C1參考值為47uF,根據系統電流可作相應調整 
        4.如果需要驅動馬達,REGOUT必須接C3連到地
        5.UTP032M/UTP016M不支持IOC/IOD兩組IO口
        6.UTP016M/UTP032M沒有TEST引腳
        10.封裝信息

        語音芯片

        SOP24封裝 (300 mil)

        語音芯片

        SOP-16封裝(150mil)

        語音芯片

        SOP-8封裝(150mil)

        11.技術支持與聯系信息

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