洗地机智能语音交互方案：搭载WT588F/WTV/WT2003系列芯片的创新应用

时间： 2024-08-09 来源：唯创知音官网

技术问答

一、产品功能、背景及市场介绍

产品功能：

洗地机是一种适用于硬质地面清洗同时吸干污水，并将污水带离现场环保、节能、清洁的机械。洗地机适合多种地面的清洗工作，包括水泥地面、瓷砖、大理石、PVC、金刚砂、小方砖、塑胶地板等地面。

产生背景：

随着社会经济和科技的快速发展，人们对于清洁工作的效率和效果要求逐渐提高，这为洗地机的发展提供了广阔的市场空间，国内外洗地机市场群雄涿鹿，市场总量逐年递增，未来，随着科技的不断进步和市场需求的不断变化，洗地机行业有望继续保持快速发展的态势。

市场环境：

随着市场竞争的加剧，价格竞争成为一些企业争夺市场份额的主要手段，导致一些品牌为了降低成本而牺牲了产品质量和售后服务，竞争的白热化使得利润空间狭窄，如何在能够保持成本优势的条件下增加设备卖点，大幅升级设备以赢得更多的市场份额和利润空间，这就要从硬件成本上考虑。

目前市面上大多数洗地机属于仪表的整机控制解决方案，缺乏语音播放实时状态和语音警示，对一些年龄较大的一部分终端客户使用不够友好。在整机控制方案中加入WT588F/WTV/WT2003系列语音芯片，不仅成本低，外围电路简单，提升客户友好体验感。

二、具体应用案例

下面我们以WT588F/WTV/WT2003系列中的其中一款各举例应用实例：WT588F02B-8S、WTV380-8S、WT2003H4-16S芯片的洗地机方案方案分别直观的呈现：

1、WT588F02B-8S芯片的洗地机方案方案直概述

洗地机由语音芯片WT588F02B-8S及驱动外设电路、按键显示屏幕电路，原理图如下。

2、WTV380-8S芯片的洗地机方案方案直概述

洗地机由语音芯片WTV380-8S及驱动外设电路、按键显示屏幕电路，原理图如下。

3、WT2003H4-16S芯片的洗地机方案方案直概述

洗地机由语音芯片WT2003H4-16S实现主控功能及驱动外设电路、按键显示屏幕电路，原理图如下。

4、BOM表格

5、各方案应用原理

方案1、2属于语音芯片独立播音，MCU给语音芯片发送UART串口指令实现播音功能，外围电路简单，方便后续升级更换语音。

方案3属于语音芯片的扩张功能，在具备方案1、2的语音基础功能外，有多余的IO口可以用来控制外设设备及按键和显示器等，MUC+语音一体集成度高，无需额去选型MCU主控。

6、方案优点

使用WT588F02B-8S、WTV380-8S、WT2003H4-16S语音芯片不仅成本低，把系统的语音部分用一颗WT588F02B-8S、WTV380-8S、WT2003H4-16S语音芯片单独处理，外围电路简单，通讯方式丰富。无需在整机系统的MCU选型时还考虑是否支持语音功能，从而降低MCU的选型成本和系统设计难度，独立语音功能，更加聚焦整机功能的开发研发，提升开发效率，且WT2003H4-16S的IO脚多可作MUC+语音一体开发，无需再选MCU,集成度高，为便于后期升级和更换语音功能。

三、WT588F02B-8S、WTV380-8S、WT2003H4-16S基本功能、特点及应用框图

注：根据以下语音芯片的特性特点进行功能选型，以适用不同的应用场景和功能扩展。

1、WT588F02B-8S的应用优势特点

★16位DSP语音芯片、32Mhz内部振荡；

★工作电压2.0~5.5V；建议电压：2.2~4.0V（由于串口使用TTL电平通信）

★16bit的PWM输出，可直接驱动8R 0.5W喇叭；

★支持6K~32Khz的WAV文件，以及MIDI文件；

★客户可以通过配套下载测试板在线更换芯片内部语音内容；

★芯片内部有256K byte 的存储空间，可以做掉电记忆功能、数据存储等功能（可扩展给用户MCU做缓存空间）。

★芯片主控程序和内置存储数据均可擦除再烧写。

★芯片封装：SOP8。

★低电压检测功能，可以设置当电压低于某一个值，做出相应提示

★UART、IIC、SP、一线、两线等通讯协议及按键控制。

2、WTV380-8S的应用优势特点

★UART控制模式：标准UART通信接口，默认波特率9600；支持SPI-Flash作为存储器。带有文件索引播放、插播、单曲循环、所有曲目循环、随机播放等功能。32级音量可调、最大可以支持外挂128Mbit的Flash；

★一线、两线串口控制模式：可通过发码端控制语音播放、停止、循环播放和音量大小；16级音量可调、支持 SPI-Flash做为存储器：最大可以支持外挂128Mbit的Flash；

★一线、两线串口控制模式：语音芯片具有休眠模式功能，休眠模式分为深度休眠（功耗<3uA）和普通休眠（功耗<30uA），上电5S后默认进入普通休眠模式，无须指令唤醒，发送播放指令语音芯片立即响应播放；

★一线、两线串口，单芯片（不含外围负载电路，如功放等）上电在不播放状态下，默认进入普通休眠，功耗在30uA内（注：在不同环境下存在误差）。单芯片发送指令进入深度休眠后，功耗在3uA以内；

★按键控制模式：触发方式灵活，可随意设置任意按键为脉冲可重复触发、脉冲不可重复触发、无效按键、电平保持不可循环、电平保持可循环、电平非保持可循环、上一曲不循环、下一曲不循环、上一曲可循环、下一曲可循环、音量+、音量-、播放/暂停、停止、播放/停止等15种触发方式，最多可用10个按键触发控制输出；

★上电默认不播放；具备BUSY状态指示、BUSY平时为高电平，播放时为低电平（可通过本司上位机网页合成语音bin文件，配置默认BUSY状态，选择平时为低，播放为高）；

★支持语音高品质音频格式，支持MP3格式，（音频码率支持8kbps~320kbps）声音优美；

★工作电压：SOP8：2.4V-3.6V、QFN20\QFN32：2.4V-5.2V；

★内置0.5W D类功放；

★两个16位异步分频器定时器；

★一个红外遥控解码器；

★12bit高精度AD采样；

★大功率IO驱动能力，最高可直接驱动64mA；

★出厂自带onekey（下一曲按键），IO口拉低触发播放下一曲功能，无需发码即可调试播放声音；注：如芯片内部存放有a、b、c三首音频，第一次拉低onekey IO，即播放a音频，第二次拉低onekey IO，即播放b音频，依此类推，拉低四次则又播放a音频。

★建议芯片上电300ms后再去发码控制，一般上电后160ms内芯片即可完成上电初始化，剩余140ms时间，因本司增加语音更换功能，上电初始化完成后握手判断是否有更新语音需求；如需要缩短芯片初始化时间的可以联系本公司做专门定制处理，可以做到上电初始化为60ms内；

★语音芯片出厂前需写入固件及语音。客户也可通过唯创上位机网页，及搭配本司下载器，进行语音bin制作和下载更新；

★本司下载器更新接口为UART接口（VCC/TX/RX/GND），建议画板时预留，更新操作请参考下载器说明书；

★重点注意：语音芯片如果需要挂flash。建议使用“唯创”出的flash，其他厂商的flash，不能保证可以正常工作。（建议将150mil和208mil尺寸兼容扩展画上，更方便备货）

★内置容量说明：SOP8封装：支持WTV380-8S/WTV890-8S、QFN20：WTV120-N/WTV380-N、QFN32：WTV380-P/WTV890-P；

注：当PWM电流瞬间过大，达到芯片负载极限时，将导致芯片内核电压瞬间低至2.0V以下，芯片进入保护状态。

3、WT2003H4-16S的应用优势特点

★UART控制模式：标准UART通信接口，默认波特率9600；支持本司上位机修改波特率，上位机波特率参数选择有：14400、19200、38400、57600、115200、128000、230400、460800、600000、750000、921600、1000000；支持 SPI-Flash作为存储器。带有文件索引播放、插播、单曲循环、所有曲目循环、随机播放等功能。32 级音量可调、最大可以支持外挂 128Mbit 的 Flash，上电默认最大音量等级；

★芯片的封装有 SOP16、TSSOP24和 QFN32 芯片，适合应用于各种应用场景。

★一线、两线串口控制模式：可通过发码端控制语音播放、停止、循环播放和音量大小；8级音量可调、支持 SPI-Flash做为存储器：最大可以支持外挂 128Mbit 的 Flash，上电默认最大音量等级；

★一线、两线串口控制模式：上电5S后默认进入深度休眠模式，发码前需先唤醒，否则第一次发码指令无效，只充当唤醒指令，在5S内发送第二次指令有效，可参考本司提供发码例程；

★一线、两线串口，单颗语音IC进入深度休眠后，功耗在5uA以内，目前录音/外挂flash电路用到芯片内部LDO 3.3V供电，功耗一般在30uA - 450uA左右，如需控制在5uA以内，需用其他IO口供电，定制工程（与本司业务员沟通）；

★上电默认不播放；具备BUSY状态指示、BUSY平时为低电平，播放时为高电平；

★支持切换音频输出方式，样品默认SPK输出，如需DAC输出，UART串口通信请参考音频输出切换B6指令；一线、两线串口，发送音频切换指令F4 00，详情可预览功能介绍部分；

★支持语音高品质音频格式，支持MP3和WAV格式，（支持采样率8K-44.1K，单声道音频码率支持8kbps~320kbps，双声道音频码率8kbps~128kbps）声音优美；

★工作电压：2.4-5.2V；

★内置0.5W D类功放；

★两个16位异步分频器定时器；

★数字音频流,IIS支持主机和从机模式；

★一个红外遥控解码器；

★16 bit高精度ADC和DAC；

★大功率IO驱动能力，最高可直接驱动64mA；

★芯片上电初始化时间为200-300ms，一般100ms芯片即可完成上电初始化，剩余200ms时间，因本司增加语音更换功能，上电初始化完成后握手判断是否有更新语音需求，因此建议芯片上电300ms后再去发码控制。

★语音芯片VCC脚为供电输入脚，VOUT为芯片内部LDO输出脚（最高输出3.3V），一般接106到地，可语音芯片相连的Flash或者TF卡供电，不能给VOUT脚输入超过3.3V的电压，否则导致工作异常；

★单芯片使用（使用内置容量）时内置语音需出厂前写入；

★支持UART更新程序以及语音，建议画板时预留UART串口，升级请参考串口升级文档；

重点注意：语音芯片如果需要挂flash。建议使用“唯创”出的flash，其他厂商的flash，不能保证可以正常工作。（建议将150mil和208mil尺寸兼容扩展画上，更方便备货）。

芯片应用框图

四、结尾

唯创知音作为一家专注于语音技术研究的高新技术企业，始终坚持以“服务好工程师”为目标，以行业语音交互器件标准化为方向，致力于让复杂变简单，提供快捷的语音、智能物联网应用解决方案。WT588F02B-8S应用设计方案，在智能检测中的语音播放等电气设备、消费电子行业领域内已有成熟的应用案例。消费类电子产品应用是公司重要的发展领域，未来，唯创知音将在更多行业推出标准化语音芯片，进一步提升工程师的设计体验，为消费类电子行业标准化赋能。

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