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一款实现电子时钟LCD屏幕驱动+语音播报的应用方案解析【WT2003H语音拓展芯片】

发布时间:2022-05-17 11:02 | 点击次数:0
  随着现代生活节奏的加快,简单快捷的产品越来越受到人们的青睐,产品也越来越注重人机交互和简单明了的用户体验,一款具备LCD屏幕的产品往往更具有竞争力,不可否认,LCD屏幕赋能了产品市场竞争力。
  
  上海小语音一直致力于让复杂变简单,LCD屏幕复杂的驱动协议让很多开发工程师望而却步,而我司开发的这款WT2003H语音芯片,仅需要简单的UART协议即可对接产品的LCD屏幕,让控制变简单,让开发更便捷。下面介绍一下 WT2003H语音芯片。
  
  WT2003H 是一款功能强大的高品质语音芯片,采用了高性能 32 位处理器、高频率可达 120MHz。 具有低成本、低功耗、高可靠性、通用性强等特点,可内置 350 秒/900 秒语音容量。现有 WT2003HX-16S、 WT2003HX-24SS、WT2003HP8-32N(体积小 4*4MM) 三种封装的芯片。这款芯片的参数如下:
  
  1、支持高品质语音音频格式,支持MP3和WAV格式,(音频码率支持 8Kbps~320Kbps) 声音优美;2、内置 0.5W D 类功放;3、16bit高精度ADC和DAC;4、支持 UART 更新程序以及语音;
  
  WT2003H因其优异的性能参数和强大的功能广泛应用于各种语音应用场合,比如玩具,按摩器,电子锁等行业,下面介绍一下WT2003H4-16S语音拓展芯片在时钟产品中的应用。
  
  WT2003H4-16S语音时钟方案实例
  
  1)方案概述
  
  WT2003H4-16S时钟应用方案集LCD屏幕显示,时钟读取,语音播报于一体,客户无需知道具体的通信协议接口,只需要通过UART串口协议即可配置LCD屏幕显示,实时读取时钟信息,实现控制当前语音播放闹钟设置等功能,免去客户开发的难度,缩短客户产品开发周期,实现客户产品价值最大化。
  
  2)设计框图
  
  本方案采用WT2003H4-16S封装的芯片,外加TM1621 LCD屏幕驱动芯片,主控MCU芯片,以及LCD屏幕,即可实现本方案闹钟产品功能。
 
语音IC方案
  
  3)设计原理图
 
语音IC方案 
 
  4)设计思路
  
  1.时钟更新
 
语音IC方案  
 
  本方案通过配置TM1621芯片的时基发生器产生准确的时基,WT2003H芯片脚连接到TM1621的/IRQ 脚,通过中断扫描方式检测外部电平信号,进而实现时钟数据更新。为了降低时间数据的误差,通常而言,TM1621需要采用外部晶振,OSCI 和 OSCO 外接一个 32.768KHz 晶振用于产生系统时钟;
  
  TM1621初始化配置代码:
语音IC方案
  
  2.LCD显示
  
  本方案采用UART串口方式控制WT2003H,进而通过WT2003H配置TM1621芯片驱动外部LCD屏幕,那么问题在于,屏幕的规格各式各样,如何才能实现通用的UART协议,去对接多种多样的屏幕接口呢 ? 这里我们会设置一个规则,只要按照这个规则去配置LCD屏幕,即可实现通用化的串口操作。
  
  下面是我们选用的屏幕COM口和SEG口的对应表,客户仅需要关注其中排列顺序, 按照协议说明配置好数码管的相应参数, 即可通过串口控制数码管数据显示。
语音IC方案
  
  下图为SEG和COM对应坐标的参数,该参数固定不可变,可以定位到LCD每个点的位置.LCD显示部分最重要的是对应于LCD屏幕的数码管部分,通过配置每个数码管的参数,即可输出对应的数字。下面在串口交互部分重点说明。
 
语音IC方案
  
  点亮LCD某个点的代码实现方式:
语音IC方案
  
  3.串口交互
  
  3.1. UART 硬件连接
  
  芯片 UART 接口硬件连接方式如下图所示:
语音IC方案
  
  框图为WT2003H 芯片与MCU芯片UART 接口连接示意图
  
  3.2. 协议命令格式
  
  标准 UART 异步串口接口,属于 3.3V TTL 电平接口。通讯数据格式是:起始位:1 位;数据位:8 位;奇偶位:无;停止位:1 位。使用电脑串口调试助手,需要正确设置串口的参数,设置如图:
语音IC方案  
语音IC方案
  
  注意:“长度”是指长度+命令码+参数+校验和的长度,“累加和校验”是指长度+命令码+参数的累加和的低八位。
  
  返回码格式
  
语音IC方案
  
  参数:   00 :表示执行成功。01 :表示执行错误。02: 表示文件不存在
    
  3.3.  命令列表(这里只介绍LCD驱动指令)
  
  1.设置数码管位命令( B0 )
语音IC方案
  
  回应:执行成功
  
 
 
  客户如果想要显示对应数码管的值,必须先通过此条命令进行配置相应的数码管,否则无法正常进行显示。
  
  数码管位号: 表示第几个数码管,客户可以自己定义
  
  段参数:    表示数码管对应的段所指向的坐标,分别按照顺序表示数码管的ABCDEFG,每个段通过一个字节进行表示, ,没有的通过0XFF表示
  
  例如 设置数码管2,从COM口和SEG口的排列位置来看,数码管2号ABCDEFG对应的坐标如下,所以我们的段参数数据为: 0X07 0X06 0X05 0X04 0X09 0X0B 0X0A
语音IC方案  
  因此,设置数码管2号,客户需要发送 :
语音IC方案
  
  注意:对于同一个坐标涉及到多个数码管段号的情况,同样的,每个段对应的地址数据相同
  
  例如:配置数码管1号,客户需要发送 7E 0D FF 02 B0 01 11 0E 0D 11 11 FF 11 XX EF
语音IC方案
  
  2. 数码管显示命令( B1 )
语音IC方案  
  
  回应:
  
  执行成功
  
  
  固定地址模式:
  
  当模式设置为0xB1时(即是设置成固定地址模式时),此地址命令可以设置固定的数码管位数。可以同时指定4个,也可以指定其中某几个亮。例如:7E XX FF 02 B1 C3 03 XX EF 表示第3个数码管显示3。若设置成为固定地址模式的话,需要使用数码管序号+数值+数码管序号+数值+...+数码管序号+数值的指令形式,即是:Cx  XX  Cx  XX  Cx  XX  Cx  XX,例如:7E XX FF 02 B1 C1 02 C3 03 XX EF表示第1个数码管显示2,第3个数码管显示3,其他数码管灭掉。
   
  3.LCD显示点命令(B3)
  
语音IC方案 
  
  回应:
  
  执行成功
  
语音IC方案 
  
  此条命令可以控制LCD屏幕的任意点位置的亮灭,01代表点亮 00 代表灭。例如: 7E 08 FF 02 B3 01 13 C5 EF 表示点亮闹钟标志
  
  上海小语音电子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应用设计方案,在智能闹钟、智能水杯、雾化器等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,上海小语音电子科技有限公司将在更多行业推出标准化语音芯片方案,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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