【应用】集单片机和语音电路于一体的语音芯片WT588D用于智能仪表，可直接驱动0.5W喇叭

时间： 2021-11-19 来源：唯创知音

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随着智能化程度的不断提高，智能仪表的应用也越来越广泛。为了使仪表装置的功能更强、更完善，仪表中加入了语音系统，增加了仪表的智能化。语音系统的原理图如图1所示，分语音存储和语音播放两部分。系统利用单片机进行数据采集，经处理转换成判断语音芯片播放哪段语音的判断信号。同时，单片机提供控制信号给语音芯片，使其正常工作。WT588D语音芯片能够直接驱动0.5W的喇叭，所以语音芯片输出端直接接喇叭。

语音存储的实现

WT588D系列语音芯片是深圳唯创知音电子有限公司的集单片机和语音电路于一体的可编辑语音芯片。该芯片采用语音数据直接在SPI-Flash存储器中存储的技术，并采用特有的语音平滑、降噪处理技术，因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声。功能多、音质好、应用范围广性能稳定是WT588D系列语音芯片的特长，弥补了以往各类语音芯片应用领域狭小的缺陷。能够完全取代OKI、ISD1700、ISD1425、ISD4000、PM50等语音芯片。

WT588D系列语音芯片具有如下特点：变更语音内容简单，放音方便；高音质，声音自然；支持2M～64M的SPI-Flash内存，在6K采样下能达到2149S的放音；手动操作/微控制器控制兼容；放音时可用边沿触发或电平触发；可以循环放音；具有自动节电控制，节电时静态电流小于10uA；信息存储无需后背电源；最多可加载220段语音；PWM输出可直接推动0.5W/8Ω扬声器；可重复擦除烧写10万次；放音可用单片机编程控制；单电源工作；模块封装（带FLASH存储器）为16脚、28脚嵌入式形式，芯片封装为DIP18、SSOP20和LQFP32形式。

语音存储和控制设置

WT588D VoiceChip软件是根据WT588D语音芯片特性开发出来的相对应配套软件。能极大程度的拓展WT588D语音芯片的各项功能，能在最短的时间内完成WT588D语音芯片的各种编程工作，且操作界面简单，编辑过程方便，完全的可视化傻瓜式操作，即使不懂得任何编程，都能轻易的操作WT588D VioceChip 软件。很好的完成对WT588D语音芯片各种控制模式程序的写入，当单片机口线不够可选用一线控制或三线控制，更有能够作为扩展单片机I/O口线的功能，非常适合在单片机场合下使用。语音的替换、组合，音频输出模式的设置等。完全支持在线下载，即便是WT588D通电的情况下，一样可以通过下载器给关联的SPI-Flash下载信息，给WT588D语音芯片电路复位一下，就能更新到刚下载进来的控制模式。在装载语音之前最好能做带通滤波处理（选用语音处理软件），效果会更好。智能仪表对时间要求比较苛刻，单片机发送数据占用时间要尽量少，因此选择并口模式作为控制WT588D的控制模式。软件操作流程如图2。

放音功能的实现

ATMEL通用单片机

ATMEL公司单片机采用了FLASH技术、EEPROM电可擦除技术、低功耗技术、高可靠性技术、抗干扰技术等，因而使单片机在性能、结构、品质上都有明显的优势。它具有电压工作范围宽、丰富的片上外设、存储器结构与一般计算机相同、多种可编程低功耗方式和开发方便等优点。我们选用AT89C2051单片机，它有2KB的程序存储器，128B的RAM。

放音电路及原理

单片机AT89C2051通过P3.0、P3.1、P3.2端口采集数据，并对采集的数据进行处理，产生判断语音芯片播放哪段语音的变量，单片机根据这些变量通过送相应的初始地址给WT588D，然后用P3.3输出一个低脉冲给SBT触发语音芯片，让语音芯片播放制定地址的语音，并把声音信号送到输出端（PWM+,PWM-），再通过喇叭发出播放的声音。放音原理如图3所示。

软件实现

流程图如图4所示。该程序用51汇编实现，并在Keil uVision2软件上编译通过。

结束语

在仪表中加入语音系统，使仪表装置的功能更强、效率更高、适用性更好。这种设计方法已经运用到很多体育测试当中。例如：在棒球速度测试中，它可以读出击球速度并且告知怎样调整击球姿势等，极大地方便了新手学习棒球。

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