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基于復旦微FM33LF016的電梯報站器語音輸出方案

復旦微MCU ? 2024-09-20 08:09 ? 次閱讀

在現代建筑及交通系統中,電梯已成為不可或缺的運輸設施。為了提升電梯乘客的用戶體驗,電梯通過內置語音報站功能,將當前抵達樓層信息清楚地傳遞給每位乘客,以提醒乘客準確的上下樓層。

語音播報功能兩種常見的音頻輸出技術分別為PWM(Pulse Width Modulation, 脈沖寬度調制)和DAC(Digital to Analog Converter, 數字-模擬轉換器),其中,DAC技術是通過數字-模擬轉換功能將數字音頻信號轉換為模擬信號,其輸出的音頻與PWM輸出技術相比具有更好的音質和更低的失真度。無論在嘈雜的商業中心,還是在靜謐的醫院環境,DAC都能保證報站聲音的清晰度和可辨識度,讓每一位乘客都能準確獲取到站信息。

方案特色

復旦微基于FM33LF016推出了一套DAC音頻輸出方案。該方案通過SPI接口從Flash中讀取數字音頻信號數據(wav格式),并通過DMA將數據傳遞給片內集成的DAC模塊,實現將數字音頻信號轉換為模擬信號。

此外,片上集成了OPA,可以增強驅動能力,配合DAC通過功放實現音頻輸出。相較于傳統的通過外掛語音芯片實現音頻輸出的方案,本方案整體BOM成本具有顯著成本優勢,并可提供整套音頻輸出解決方案供客戶使用。

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基于FM33LF016的DAC語音輸出方案框圖

除了從Flash中讀取信號,本方案同樣支持從外掛SD卡中讀取信號以及音頻處理,并且外掛SD卡支持FATFS文件系統。

本方案具備以下功能:

(1)芯片內置1個10位電壓輸出型DAC,用于語音輸出;

(2)芯片內置2個OPA,可配置為Buffer模式,配合DAC輸出;

(3)支持外掛SD卡掛載FATFS文件管理系統;

(4)支持片上或外掛FLASH內音頻文件編輯及燒錄;

(5)音頻文件批量處理(mp3轉wav);

(6)音頻文件斷點續傳,可在背景音播放時插播其他音頻;

方案原理圖

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開發板設計示意圖

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下圖為開發板的實物圖照片:

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Flash內音頻處理

首先,將mp3文件轉換為wav格式。將多個mp3文件導入音頻處理軟件;

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選中多個音頻文件后,將文件轉換為單聲道音頻,如下圖:

98b1bc98-76e4-11ef-bb4b-92fbcf53809c.png

按如下配置導出為wav文件:

98d01e22-76e4-11ef-bb4b-92fbcf53809c.png

將mp3文件轉換為wav格式同樣可以通過批量處理工具實現。如下圖所示:

98d4abc2-76e4-11ef-bb4b-92fbcf53809c.png

通過“WavProcess_boxed.exe”文件可以實現多個wav文件合并,如下圖:

98fee374-76e4-11ef-bb4b-92fbcf53809c.png

生成wav文件后,可以通過燒錄設備將音頻數據燒錄至Flash中。

SD卡內音頻處理

將mp3文件轉換為wav格式的方法同上。生成wav文件后,通過“WavProcess.exe”選擇輸入的wav文件,并在同目錄下生成新的wav文件;

生成后,修改文件名和后綴。受芯片空間限制,文件名不能超過8個字符;且后綴要改成txt格式。例如:“ABCDEFGH.txt”。修改后,放到SD根目錄中。

DAC音頻輸出效果展示


FM33LF0xx的芯片資源介紹

FM33LF0系列是復旦微推出的基于ARM Cortex-M0+內核的32位低功耗MCU芯片,最高主頻72MHz,最大支持64KB FLASH和8KB RAM,集成LCD驅動、LED驅動、帶溫補的RTC、ADC、DAC、OPA、COMP、AES、UART、LPUART、I2C-SMBus、SPI、CAN、SENT等通用外設接口,支持LQFP 64 / 48 / 32等多種封裝。

FM33LF0系列資源如下圖所示:

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FM33LF0xx系列芯片片上資源豐富,具有低功耗和高可靠性的強勁優勢,其定制化的資源非常適用于特定的應用需求,目前已經在電梯內/外呼板、工業電源、工業電機傳感器儀器儀表、焊機等行業大批量應用,歡迎大家選用!

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