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计步器语音芯片应用设计介绍高品格音频芯片WT2003H_语音_芯片

萌界大人物 2024-10-17 21:20:24 0

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特殊是近三年的疫情影响,很多公司,学校,协会等很关心自己员工或成员的身心康健,希望其成员能以健壮的身体,饱满的状态投入到事情和学习中,防止万一情形,小则封锁楼幢,大则全体社区停产歇工,禁止出入,造成公司和个人沉重的经济丢失,开始以每天/周/月的走路步数作为某种考察指标,鼓励其成员参与体育运动,强身键体。

传统的计步器都是用数字显示步数,韶光等,但有缺点便是要一直地去看手环且功能腔调不人性化,跑步人多时乃至会涌现低头手环分心跌倒或与人碰撞的伤心事,为避免涌现上述征象,增加跑步走路的乐趣。

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本方案采取WT2003芯片增加语音功能。
不但可用耳朵听语音播报韶光,步数,卡路里,目标步数差等(依用户需求设置),而且可以播放音乐或英语口语美文(计步器内置体态传感器,可识别运动方向或手势,可用抬手切换音乐,甩手听韶光步数等功能,由大家去发挥)。
实现健身运动,休闲学习两不误,肯定会得到广大健身爱好者的喜好。

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(图片来自网络侵删)

其次采取WT2003H芯片方案,可省却几颗芯片:一颗存贮音乐的FLASH芯片(W25QXX之类),一颗功放芯片(如8002之类),一颗音频解码或录音芯片(ISD14XX,).工程师可以用更低的本钱和功耗去实现原有功能,提升公司利润和产品竟争力。

采取本方案可降落产品的难度,工程师只要写很少的代码,用WT2003芯片供应的通信协议,可直接命令WT2003H系列芯片实现显示,播放音乐等事情。

深圳唯创知音电子有限公司,位于广东省深圳市宝安区,1999年景立于广州。
历经20多年的发展,公司已成为集研发、生产、发卖和做事于一体的公司,专注于语音技能研究、语音产品方案设计及掌握等软、硬件设计的国家高新技能企业。
在北京、广州、武汉、上海等地拥有多家子公司,构筑了面向全国的经营和做事网络,涵盖家电、医疗东西、安防报警、汽车电子、多媒体、通信、电话录音、工业自动化掌握、玩具及互动消费类产品等领域,公司的集成芯片和模块紧张有:播放类、录音类、MP3类、蓝牙WiFi类、语音识别类。
唯创知音已经形成标准的品质保障流程和高效的做事体系。
芯片资料可向公司官网或客服索取干系资料,如果有订制需求,也可向客服咨询,可供应更多的技能做事。

公司成品线紧张产品涵盖有工地安全、电梯安全(语音广告)、森林防火安全提示、垃圾分类提示、娱乐、店铺迎宾等业务领域,涉及政府、工业、文教、交通、能源和企业等行业运用。

二.方案系统组成2.1系统紧张功能

(1)采取创唯WT2003H芯片(SOP16/24/QFN32引脚,120Mhz主频),实现电子计步器的主控及语音功能;

(2)按键设定功能:通过2个按键对计步器进行设定;

(3)LCD显示功能:通过MCU内置的LCD驱动以I2C/SPI联接LCD,显示当前韶光、步辇儿数、卡路里花费量,音乐名称歌词或英文单词等信息,可选关闭屏幕以节约电量;

(4)步辇儿数和卡路里花费量打算:通过3轴MEMS ADXL362检测运动过程,打算出步辇儿数并依据设定的体重和步长打算出卡路里花费量;

(5)内存功能:保存步辇儿数等主要数据到内部闪存,闪存具有掉电保护功能,避免意外丢失数据;

(6)音乐播放和报时报步数功能:可播放切换音乐英语,设置定时或整百千播报步数;

(7)电量不敷时,可发出“嘟嘟”“电量不敷,请充电”报警声;

(8)充电功能:可用磁吸式或USB防水接口充口,节省购买电池的用度。

(9)蓝牙功能:外接蓝牙模块,实现手机与计步器的信息互换。

(10)手机APP: 微信,电话等可显示在手环LCD上或用语音播放“微信来了”“电话来了”;每天的步数,运动韶光等也可通过手机上传到云平台。

计步事理及算法:

通过姿态传感器采集X Y Z轴方向的加速度数据画出图(下图),会创造走路的方向及重心移动方向,都会周期性的正---零----负---零---正,也便是加速度值在零点高下回来转换,就向荡秋千钟摆一样的运动,且周期基本附近。

打算过程:

利用截止频率为3Hz的六阶巴特沃斯低通滤波器来滤波降噪,再利用过零点检测法去检测步数。
之以是选择3Hz截止频率,是由于人类快走时均匀范围是每秒2.5步[相称于每分钟150步]。
截止频率越低,对平滑波形效果越好,把在零点附近的毛刺过滤到最小,又能清晰地显示步态周期的波形。
每周期可取三点(A最高点,B零点,C最低点),最高/低点AB是拐点可用差分求出,零点C由绝对值与单调性求出,知足这ABC三点时,步数加一。

2.2程序流程图

2.2系统构造框图

2.3紧张芯片先容

2.3.1 WT2003H芯片

WT2003HX是一款功能强大的高品质语音芯片,采取了高性能32位处理器、最高频率可达120MHz。
具有低本钱、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44MM) 三种封装的芯片。
掌握办法灵巧:支持UART掌握模式;支持一线串口和两线串口掌握模式;支持按键掌握模式

WT2003H功能特点

(1)UART掌握模式:标准UART通信接口,默认波特率9600;支持 SPI-Flash作为存储器。
带有文件索引播放、插播、 单曲循环、所有曲目循环、随机播放等功能。
32 级音量可调、最大可以支持外挂 128Mbit 的 Flash;

(2)一线串口掌握模式:可通过发码端掌握语音播放、停滞、循环播放和音量大小;8级音量可调、支持 SPI-Flash做为存储器:最大可以支持外挂 128Mbit 的 Flash;

(3)两线串口掌握模式:可通过发码端掌握语音播放、停滞、循环播放和音量大小;8级音量可调、支持 SPI-Flash做为存储器:最大可以支持外挂 128Mbit 的 Flash;

(4)按键掌握模式:触发办法灵巧,可随意设置任意按键为脉冲可重复触发、脉冲不可重复触发、无效按键、电平保持不可循环、电平保持可循环、电平非保持可循环、上一曲不循环、下一曲不循环、上一曲可循环、下一曲可循环、音量+、音量-、播放/停息、停滞、播放/停滞等15种触发办法,最多可用10个按键触发掌握输出;

(5)上电默认不播放;具备BUSY状态指示、BUSY平时为低电平,播放时为高电平;

(6)支持切换音频输出办法,样品默认SPK输出 ,如需DAC输出,请参考音频输出切换指令;

(7)支持语音高品质音频格式,(音频码率支持8kbps~320kbps)声音幽美;

(8)内置0.5W D类功放;

(9)两个16位异步分频器定时器;

(10)数字音频流,IIS支持主机和从机模式;

(11)一个红外遥控解码器;

(12)16 bit高精度ADC;

(13)16 bit高精度DAC;

(14)大功率IO驱动能力,最高可直接驱动64mA;

(15)单芯片利用(利用内置容量)时内置语音需出厂前写入。

(16)支持UART更新程序以及语音,建议画板时预留UART串口,升级请参考串口升级文档。

2.3.1 ADL362姿态传感器芯片

ADL362是一款超低功耗、3轴MEMS加速度计,输出数据速率为100 Hz时功耗低于2 μA,在运动触发唤醒模式下功耗为270nA。
与利用功率占空最近实现低功耗的加速度计不同,ADXL362没有通过欠采样混叠输入旗子暗记;它采取全数据速率对传感器的全体带宽进行采样。
ADXL362 常日供应12位输出分辨率;在较低分辨率足够时,还供应8位格式化数据以实现更高效的单字节传送。

丈量范围为±2 g、±4 g及±8 g,±2 g范围内的分辨率为1 mg/LSB。
噪声电平哀求低于ADXL362正常值550 μg/√Hz的运用可以选择两个低噪声模式(范例值低至175 μg/√Hz)之一,电源电流增加极小。

除了超低功耗以外,ADXL362还具有许多特性来实现真正的系统级节能。
该器件包含了一个深度多模式输出FIFO、一个内置微功耗温度传感器和几个运动检 测模式,个中包括可调阙值的就寝和唤醒事情模式,在该模式下当丈量速率为6HZ(大约)时功耗低至270nA。
如有须要,可在检测到运动时供应一个引脚输 出来直接掌握外部开关。
此外,ADXL362还支持对采样韶光和/或外部时钟进行外部掌握。

ADXL362可以在1.6V至3.5V的宽电源电压范围内事情,并且必要时可以与采取独立低电源电压事情的主机接口。
ADXL362采取3 mm × 3.25 mm × 1.06 mm封装。

三.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;停滞位:1位。
利用电脑串口调试助手,须要精确设置串口的参数,设置如图:

把稳:“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+参数的累加和的低字节。

把稳:Flash语音播放可以实现FLash索引播放,组合播放,插播等指令;

表3 通信掌握指令

表 4 通信查询命令

3.1 操作指令

写操作指令返回码格式

注:实行完每条写命令之后,按照通信协议格式返回该命令相对应的结果码。

结果码:→: 00表示:OK命令实行;

→: 01表示:Flash命令出错,不实行;

→: 02表示:EMP无此文件;

→: 05表示:该设备不在线;

3.2部分通信协议先容

其它指令见产品解释书,可向公司客服索取。

3.2.1. 指定 Flash根目录索引播放(A0)

此命令索引Flash中的文件进行播放,文件排序按照索引顺序。
索引顺序出厂前设定。

示例:发→◇7E 05 A0 00 01 A6 EF □

收←◆7E 04 A0 00 A4 EF

曲目高位/低位解释:16进制表示,第300首语音为0x012C,则曲目高位为0x01,曲目低位为0x2C;

第67首语音为0x43,则曲目高位为0x00,曲目低位为0x43。

3.2.2. 停息放音命令(AA)

播放状态下,发送该指令,则停息播放;停息状态下,发送该指令,则从停息处连续播放音乐。

停滞状态下发送该指令无效

示例:发→◇7E 03 AA AD EF □

收←◆7E 04 AA 00 AE EF

3.2.3.. 停滞命令(AB)

发送该指令,停滞播放当前正在播放的音乐。

示例:发→◇7E 03 AB AE EF □

收←◆7E 04 AB 00 AF EF

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