一、產品市場

隨著遠程辦公和混合會議模式的普及，智能會議設備市場需求持續增長。據統計，2024年全球智能會議系統市場規模已突破百億美元，其中高清晰度錄音、云端存儲與實時傳輸功能成為核心需求。會議場景中，用戶不僅需要精準捕捉發言內容，還需應對復雜環境噪聲干擾，同時要求錄音數據可通過本地存儲（如TF卡）快速備份，并通過網絡實時上傳至服務器進行協作分析。

WT2000T芯片方案憑借其高音質、低功耗、長時錄音及靈活的存儲擴展能力，成為會議錄音設備的優選方案。該方案尤其適用于企業會議室、教育錄播系統、司法庭審記錄等場景，滿足用戶對高效、可靠、易管理錄音設備的需求。

二、產品應用框圖

基于外部MCU與WT2000T的UART協議交互架構，系統框圖重構如下：

1）音頻采集與處理鏈

輸入級：支持雙麥克風差分輸入，通過WT2000T內置PGA（可編程增益放大器）調節靈敏度，適應3-10米拾音范圍。

處理單元：WT2000T獨立完成ADC采樣（16bit/44.1kHz）、環境噪聲消除、MP3實時編碼（CBR128kbps），編碼后數據流直接寫入TF卡。

2）控制與通信鏈

指令交互：外部MCU通過UART發送標準指令控制WT2000T，包括錄音啟停、文件查詢、數據塊讀取等操作。

數據傳輸：WT2000T響應MCU請求時，將TF卡中的音頻文件以512字節/包的形式通過UART回傳，數據流格式為[包頭][長度][命令碼][數據][CRC16]。

網絡層：MCU接收數據包后，通過SPI接口連接網絡模塊（如ESP32-C3），封裝為TCP/IP協議包上傳至服務器，支持Base64編碼或二進制直傳。

3）電源與狀態管理

供電設計：WT2000T與MCU采用獨立LDO供電（3.3V/500mA），避免數字噪聲干擾音頻電路。

狀態同步：MCU通過解析WT2000T的狀態碼（如0x01:空閑、0x02:錄音中），驅動LED指示燈顯示設備工作狀態。

4）數據流詳解

該架構實現硬件級解耦：WT2000T專注高精度音頻處理，MCU負責協議轉換與網絡通信，二者通過標準化UART指令協同，降低系統耦合度與開發復雜度。

三、芯片介紹

WT2000T是唯創知音針對音頻處理推出的高性能SoC芯片，現有WT2000T-32NQFN32（體積小4*4MM）的封裝芯片。帶有地址播放、插播、單曲循環、所有曲目循環、隨機播放等功能。32級音量可調、最大可以支持外掛128Mbit的Flash。

3.1產品特點

1）核心性能：

高性能32位處理器、最高頻率可達160MHz。實時處理多路音頻流。

集成MP3/WAV編碼器，支持8-48kHz采樣率，比特率8-320kbps，錄音音質達CD級。

音頻輸出方式默認為雙DAC輸出，不可修改，硬件支持16bitDAC輸出。

2）存儲擴展：

支持SPI-FLASH、TF卡、U盤三種存儲介質，最大支持32GB容量，錄音時長可達數百小時。

3）接口豐富：

標準UART通信接口，默認波特率115200，支持通過串口命令設置波特率，便于與外部MCU通信。

4）低功耗優化：

內置動態功耗調節機制，工作電流≤50mA，休眠模式下功耗低至uA級。

3.2芯片引腳描述

四、功能介紹

1）指令化錄音控制

精準操控：MCU通過UART指令直接控制錄音啟停，支持調節采樣率、增益等級。

狀態反饋：WT2000T實時返回硬件狀態（如存儲異常、低電量）。

2）文件存儲與讀取

無文件系統存儲：錄音文件按日期_時間.wav格式直接寫入TF卡，規避FAT表風險。

指令驅動操作：MCU通過指令查詢文件列表、分塊讀取數據（512字節/包），支持斷點續傳與安全擦除。

3）裸數據上傳

協議精簡：MCU將音頻數據封裝為自定義TCP幀（同步頭+時間戳+數據+CRC），直傳服務器。

自適應分片：根據網絡質量動態切換數據塊大小（512字節），確保傳輸穩定性。

4）低功耗與可靠性

三級休眠：工作模式（50mA）→待機（30μA）→深度休眠（2μA），按鍵/RTC定時喚醒。

核心優勢：純UART指令驅動，實現硬件級高可靠控制，適配低成本MCU開發，無軟件依賴。

五、指令介紹

5.1協議命令格式

標準UART異步串口接口，屬于3.3VTTL電平接口。通訊數據格式是：起始位：1位；數據位：8位；奇偶位：無；停止位：1位。使用電腦串口調試助手，需要正確設置串口的參數，設置如圖：

注意：“長度”是指長度+命令碼+參數+校驗和的長度，“累加和校驗”是指長度+命令碼+參數的累加和的低字節。

5.2協議指令

RTC時鐘

1）讀取當前的系統時鐘時間；

2）設置當前的系統時鐘時間。

設備剩余容量及電源電壓

1）查詢當前設備剩余容量，僅FAT可使用該功能；

2）查詢語音芯片當前的電源電壓，誤差±0.06V。

錄音通道

可設置錄音通道為line-in、MIC，默認為MIC。

錄音品質

碼率（BR）/采樣率（SR）對應關系

錄音控制

1）設置錄音時長并啟動錄音功能(單位：s)，達到錄音時長后自動停止錄音，錄音文件存儲在根目錄下。

錄音文件名采用時間戳命名，例如：文件名為24A23200，其中“24”表示年份為2024，“A”表示月份為10，“23”表示日期為23，“20”表示時間段為20:00~21:00，“0”表示該時間段內文件序號為1。

2）若當前處于錄音狀態，停止當前錄音，并生成完成的錄音文件。

文件管理

1）查詢當前外設連接狀態；

2）查詢TF卡內音樂文件總數；

3）查詢所有文件文件名；

4）讀取錄音文件：

通過文件名讀取文件數據，首先發送F4指令獲取文件大小（3字節），再發送F3指令自動上傳512bytes數據，上傳數據包含在7E00F3......XXEF中，其中......為上傳的一包數據，XX為累加和校驗，是指0x00+0xF3+上傳數據的累加和的低字節；上傳數據期間需要每隔一段時間發送7E03F3F6EF，以保持上傳數據的完整性，直至文件讀取完畢。

5）刪除指定文件：

可以指定根目錄下的文件索引及文件名來刪除指定的音頻文件。

網絡傳輸

波特率設置（921600，N，8，1），音頻錄制格式為MP3，外部單片機讀取音頻文件并上傳服務器。

六、方案展示

6.1硬件架構設計

系統由外部單片機（MCU）與WT2000T芯片協同工作，硬件架構如下：

主控鏈路：

WT2000T負責音頻采集、編碼、存儲至TF卡，僅通過UART協議與外部MCU通信。

外部MCU（如STM32F4系列）作為系統控制核心，通過UART發送指令讀取錄音文件，并通過Wi-Fi/以太網模塊上傳至服務器。

接口定義：

WT2000T與MCU之間采用UART（波特率921600bps，8N1格式），僅需連接TX、RX、GND三線。

MCU與網絡模塊（如ESP8266）通過SPI或UART通信，實現HTTP/MQTT協議封裝。

6.2控制與上傳流程

1）文件文件名獲取：

獲取根目錄下的所有文件的文件名。

2）文件內容讀取：

可以指定根目錄下的文件名來讀取指定的音頻文件。

3）數據上傳服務器：

MCU接收數據塊后，通過網絡模塊封裝為HTTPPOST請求，按分片上傳至服務器。

6.3典型應用案例

司法錄音筆方案：

硬件配置：WT2000T+STM32F405+4G模組（移遠EC200T），TF卡加密分區存儲。

工作流程：

庭審結束后，法警通過按鍵觸發MCU讀取指定錄音文件。

MCU逐包獲取數據并加密（AES-256），通過4G網絡上傳至法院私有云。

上傳完成后，MCU發送指令刪除本地文件，確保數據唯一性。

6.4方案優勢總結

通過UART協議實現外部MCU對WT2000T的精細化控制，系統具備以下特性：

高可靠性：純硬件協議交互，避免API接口的軟件層兼容性問題。

靈活組網：MCU可適配多種網絡環境（Wi-Fi/4G/有線），滿足不同場景部署需求。

強安全性：敏感操作（如文件刪除）需MCU二次校驗，防止誤觸發。

審核編輯 黃宇