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語(yǔ)音芯片可編程芯片語(yǔ)音芯片應(yīng)用方案

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一次性（OTP） 語(yǔ)音芯片

UTP-A系列語(yǔ)音芯片

發(fā)布時(shí)間：2018-11-24   點(diǎn)擊量：3947

UTP-A系列語(yǔ)音芯片
  • UTP-A系列語(yǔ)音芯片
020-22320330
1.簡(jiǎn)介
UTPXXXM是一個(gè)使用4位精簡(jiǎn)指令，內(nèi)置4通道MIDI播放單元的語(yǔ)音芯片，內(nèi)置14位PWM驅(qū)動(dòng)單位，8/16個(gè)IO,256*4bit RAM，可選容量有32K/64K/96K/128K/160K*12程序數(shù)據(jù)容量。工作電壓范圍從2.0V-5.5V，CPU支持1M/2MHZ內(nèi)置高頻振蕩器。此外還具有低壓復(fù)位，紅外載波輸出，看門狗復(fù)位，5個(gè)可配置中源及兩個(gè)基本定時(shí)器。是一款可廣泛應(yīng)用于高級(jí)電子玩具，賀卡，語(yǔ)音播報(bào)系統(tǒng)等場(chǎng)合的高性價(jià)比語(yǔ)音芯片。

2.特性
4位精簡(jiǎn)指令集CPU
工作電壓：2.0-5.5V
內(nèi)置校準(zhǔn)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(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間
低功耗休眠模式
支持4通道MIDI回放
8/16個(gè)通用IO口
IO口喚醒功能（IOA-IOD/IOA-IOB）
低壓復(fù)位功能
看門狗復(fù)位功能
2線串口觸發(fā)
支持最大15級(jí)音量控制
最大支持256段語(yǔ)音
可設(shè)置BUSY輸出腳

3.芯片選型

芯片型號(hào)

UTP016M

UTP032M

UTP048M

UTP064M

UTP080M

存儲(chǔ)容量
(K word)

32

64

96

128

160

IO

8

8

16

16

16

4.結(jié)構(gòu)方塊圖

語(yǔ)音芯片

UTPM系列芯片結(jié)構(gòu)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(shè)置為喚醒口，可設(shè)置1M或200K下拉電阻
IOA3:和OTP燒錄數(shù)據(jù)引腳共用
IOA2:可設(shè)置為外部中斷引腳，或燒錄時(shí)鐘信號(hào)引腳
IOA1:可設(shè)置為紅外輸出引腳
IOA0:可設(shè)置為芯片復(fù)位引腳

IOB[3:0]

I/O

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

IOC[3:0]

I/O

UTP032M/UTP016M沒(méi)有這4個(gè)引腳
通用IO口，可設(shè)置為喚醒口，可設(shè)置1M或200K下拉電阻
IOC2:可設(shè)置為外部中斷輸入口
IOC1:可設(shè)置為紅外輸出口
IOC0:可設(shè)置為接鍵復(fù)位引腳

IOD[3:0]

I/O

UTP032M/UTP016M沒(méi)有這4個(gè)引腳
通用IO口，可設(shè)置為喚醒口，可設(shè)置1M或200K下拉電阻
IOC2:可設(shè)置為外部中斷輸入口
IOC1:可設(shè)置為紅外輸出口
IOC0:可設(shè)置為接鍵復(fù)位引腳

TEST

I

UTP032M/UTP016M沒(méi)有這個(gè)引腳
對(duì)用戶沒(méi)用

AUDP
AUDN

O

PWM音頻驅(qū)動(dòng)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(zhǔn)電壓輸出口

VDDTRM

P

電源引腳，使用時(shí)保持懸空

VSS_FUSE

G

電源引腳，使用時(shí)保持懸空

PVDD

P

PWM驅(qū)動(dòng)電源

PVSS

G

PWM電路參考地

6.芯片封裝圖

UTP340M / UTP170M/UTP080M/UTP064M/UTP048M封裝

語(yǔ)音芯片

UTP032M/UTP016M封裝

7.電氣參數(shù)
7.1極限參數(shù)

參數(shù)

符號(hào)

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(shù)

參數(shù)

符號(hào)

極限值

單位

測(cè)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(guān)閉

 

 

-

2

-

mA

FCPU=2MHZ @4.5V PWM關(guān)閉

靜態(tài)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(qū)動(dòng)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(guī)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(qiáng)電流)

IOL2

-

20

-

mA

VDD = 3.0V,VOH = 0.7*VDD

 

 

-

40

-

mA

VDD = 4.5V,VOH=0.7*VDD

內(nèi)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(nèi)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(qū)動(dòng)電流

IPWM

-

180

-

mA

VDD = 3.0v,8歐負(fù)載

 

 

-

280

-

mA

VDD = 4.5v,8歐負(fù)載

頻率誤差
(電壓改變時(shí))

△F/F

-1

-

+1

%

FCPU = 2MHZ

頻率誤差
(在同一電壓下測(cè)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(cè)試圖表

語(yǔ)音芯片

頻率-工作電壓關(guān)系

語(yǔ)音芯片

頻率-溫度關(guān)系

語(yǔ)音芯片

工作電流-工作電壓關(guān)系

8.控制模式
UTPM系列語(yǔ)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(fā)、不可打斷觸發(fā)、電平保持觸發(fā)、電平非保持觸發(fā)、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(yīng)的語(yǔ)音組。
8.1按鍵控制
可以定義相應(yīng)的IO管腳直接觸發(fā)芯片放音，即每一個(gè)管腳可控制播放一段或多段語(yǔ)音。每個(gè)開(kāi)關(guān)的觸發(fā)方式可單獨(dú)設(shè)置。按鍵觸發(fā)方式可以設(shè)置的方式有：邊沿觸發(fā)、電平觸發(fā)。
8.1.1 觸發(fā)時(shí)序圖
A．邊沿觸發(fā)：普通輕觸開(kāi)關(guān)按鍵觸發(fā)，按一下播放一個(gè)聲音

語(yǔ)音芯片

B．電平觸發(fā)：適合到位開(kāi)關(guān)、葉片開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)的電平觸發(fā)，按著也可以觸發(fā)

語(yǔ)音芯片

C．可打斷觸發(fā)：在聲音播放過(guò)程中，按按鍵可以打斷當(dāng)前聲音播放并播放一個(gè)新的聲音

語(yǔ)音芯片

D．不可打斷觸發(fā)：播放聲音過(guò)程中，按鍵不可以打斷聲音播放，直到聲音播放結(jié)束，才能重新觸發(fā)

語(yǔ)音芯片

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

語(yǔ)音芯片

F．電平循環(huán)觸發(fā):有電平信號(hào)，聲音一直播放，電平信號(hào)結(jié)束，最后一個(gè)聲音會(huì)繼續(xù)播放完

語(yǔ)音芯片

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

語(yǔ)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(guò)與IOA2口和IOA3口相連，發(fā)送復(fù)位信號(hào)與脈沖信號(hào)來(lái)控制UTPM芯片播放相應(yīng)的語(yǔ)音，兩線控制模式最多可以控制256段語(yǔ)音的播放。
8.2.1兩線串口通訊端口分配
IOA2：復(fù)位信號(hào)接收口
IOA3：觸發(fā)信號(hào)接收口，高電平脈沖700uS（周期1.4ms）
8.2.2 兩線串口通訊時(shí)序圖

語(yǔ)音芯片

發(fā)碼時(shí)：IOA2先發(fā)700uS復(fù)位脈沖信號(hào)，等待700uS再向IOA3發(fā)送段數(shù)脈沖，向IOA3發(fā)送一個(gè)700uS脈沖后需要等待700uS，繼續(xù)發(fā)接下來(lái)的脈沖信號(hào)，要控制播第幾段聲音則向IOA3發(fā)送多少個(gè)脈沖。

9.應(yīng)用電路

語(yǔ)音芯片

一般電流應(yīng)用電路

注：此應(yīng)用電路用在當(dāng)系統(tǒng)電流較小的情況
PCB layout注意事項(xiàng)：
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(dāng)產(chǎn)品使用兩節(jié)電池供電時(shí)C1參考值為0.1uF~4.7uF,芯片發(fā)聲音量越大C1相應(yīng)越大
4.UTP032M/UTP016M不支持IOC/IOD兩組IO口
5.UTP016M/UTP032M沒(méi)有TEST引腳

語(yǔ)音芯片

大電流應(yīng)用電路

注：此電路用在當(dāng)系統(tǒng)整機(jī)電流較大電壓可能不穩(wěn)定的情況
PCB layout注意事項(xiàng)：
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(jù)系統(tǒng)電流可作相應(yīng)調(diào)整 
4.如果需要驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，REGOUT必須接C3連到地
5.UTP032M/UTP016M不支持IOC/IOD兩組IO口
6.UTP016M/UTP032M沒(méi)有TEST引腳
10.封裝信息

語(yǔ)音芯片

SOP24封裝 (300 mil)

語(yǔ)音芯片

SOP-16封裝(150mil)

語(yǔ)音芯片

SOP-8封裝(150mil)

11.技術(shù)支持與聯(lián)系信息

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