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资料知识

悦欣电子YX5200语音芯片中文手册V1.6

悦欣电子YX5200语音芯片中文手册V1.6
概述
1.1 简介
YX5200-24SS是一个提供串口的MP3芯片,完美的集成了MP3、WMV的硬解码。同时软件支持TF卡驱动,支持FAT16、FAT32文件系统。通过简单的串口指令即可完成播放指定的音乐,以及如何播放音乐等功能,无需繁琐的底层操作,使用方便,稳定可靠是此款产品的最大特点。另外该模块也是深度定制的产品,专为USB读卡器,USB声卡、固定语音播放领域开发的低成本解决方案。
1.2 功能
支持采样率(KHz):8/11.025/12/16/22.05/24/32/44.1/48
2、24位DAC输出,动态范围支持90dB,信噪比支持85dB
3、完全支持FAT16、FAT32文件系统,最大支持32G的TF卡,支持32G的U盘、64M字节的NORFLASH
4、多种控制模式,并口控制模式、串口模式、AD按键控制模式
5、广播语插播功能,可以暂停正在播放的背景音乐
6、音频数据按文件夹排序,最多支持100个文件夹,每隔文件夹可以分配1000首歌曲
7、30级音量可调,10级EQ可调
1.3 应用
1、 车载导航语音播报
2、 公路运输稽查、收费站语音提示;
3、 火车站、汽车站安全检查语音提示;
4、 电力、通信、金融营业厅语音提示;
5、 车辆进、出通道验证语音提示;
6、 公安边防检查通道语音提示;
7、 多路语音告警或设备操作引导语音;
8、 电动观光车安全行驶语音告示;
9、 机电设备故障自动报警;
10、消防语音报警提示;

11、自动广播设备,定时播报


模块选用的是SOC方案,集成了一个16位的MCU,以及一个专门针对音频解码的aDSP,采用硬解码的方式,更加保证了系统的稳定性和音质。小巧的封装尺寸更加满足嵌入其它产品的需求

2.1 硬件参数

名称

参数

MP3文件格式

1、支持所有比特率11172-3和ISO13813-3 layer3音频解码

2、采样率支持(KHZ):8/11.025/12/16/22.05/24/32/44.1/48

3、支持Normal、Jazz、Classic、Pop、Rock等音效

USB接口

2.0标准

UART接口

标准串口,TTL电平,波特率可设

输入电压

5.0V-10V(最好输入9V)

额定电流

20ma[不带U盘]

尺寸

23(长)*20(宽)[单位:mm]

工作温度

0度~70度

湿度

5% ~ 95%

2.2 管脚说明

引脚序号

引脚名称

功能描述

备注

1

GND

系统地

2

RX

UART串行数据输入


3

TX

UART串行数据输出


4

DACLout

DAC输出左声道


5

DACRout

DAC输出右声道


6

GPIO1

通用输入输出口

预留

7

ADKEY

AD按键

24K上拉

8

USBDP

USB信号


9

USBDM

USB信号


10

VPOWER

供电端

不可以超过5.2V



串口通讯协议
串口作为一种在控制领域常用的通信,我们进行了工业级别的优化,加入的帧的校验、重发、错误处理等措施,大大加强通信的稳定性和可靠性,同时可以在此基础上扩展更加强大的RS485
进行组网功能,串口的通信波特率可自行设置,默认为9600

3.1 通讯格式
支持异步串口通讯模式,通过串口接受上位机发送的命令

通讯标准:9600 bps
数据位  :1
校验位  :none
流控制  :none
格式:$S  VER  Len  CMD  Feedback  para1  para2  checksum  $O

起始位0x7E

每条命令反馈均以$开头,即0x7E

VER

版本

版本信息

Len

len后字节个数

校验和不计算在内

CMD

命令字

表示具体的操作,比如播放/暂停等等

Feedback

命令反馈

是否需要反馈信息,1反馈,0不反馈

para1

参数1

查询的数据高字节(比如歌曲序号)

para2

参数2

查询的数据低字节

checksum

校验和

累加和校验[不计起始位$]

$O

结束位

结束位0xEF




举个例子,如果我们指定播放NORFLASH,就需要发送:7E 10 06 09 00 00 04 FF dd EF

数据长度为6 ,这6个字节分别是[10 06 09 00 00 04] 。不计算起始、结束、和校验。

3.2 通讯指令

1、直接发送的指令,不需要返回参数

CMD详解(指令)

对应的功能

参数(16位)

0x01

下一曲


0x02

上一曲


0x03

指定曲目(NUM)

0-2999

0x04

音量+


0x05

音量-


0x06

指定音量

0-30

0x07

指定EQ(0/1/2/3/4/5)

Normal/Pop/Rock/Jazz/Classic/Base

0x08

指定播放模式(0/1/2/3)

循环/文件夹循环/单曲循环/随机

0x09

指定设备(0/1/2/3/4)

U/TF/AUX/SLEEP/FLASH

0x0A

进入睡眠 -- 低功耗


0x0B

正常工作


0x0C

模块复位


0x0D

播放


0x0E

暂停


0x0F

指定文件夹播放

1-10(需要自己设定)


2、查询系统的参数

CMD命令详解(查询)

对应的功能

参数(16位)

0x3C

STAY


0x3D

STAY


0x3E

STAY


0x3F

发送初始化参数

0 - 0x0F(低四位每位代表一种设备)

0x40

返回错误,请求重发


0x41

应答


0x42

查询当前状态


0x43

查询当前音量


0x44

查询当前EQ


0x45

查询当前播放模式


0x46

查询当前软件版本


0x47

查询TF卡的总文件数


0x48

查询UDISK的总文件数


0x49

查询FLASH的总文件数


0x4A

保留


0x4B

查询TF卡的当前曲目


0x4C

查询UDISK的当前曲目


0x4D

查询FLASH的当前曲目


3.3 模块返回的数据

模块在关键地方均会有数据返回。供用户掌控模块的工作状态

模块上电初始化成功的数据

模块播放完当前曲目的数据

模块成功接收到指令返回的ACK(应答)

模块接收一帧数据出错[包括数据没收完整、校验出错两种情况]

模块在繁忙时,有数据过来,模块会返回忙的指令

U盘、TF卡插入拔出,均有数据返回


3.3.1 模块上电返回的数据

(1)、模块上电,需要一定的时间初始化,这个时间是需要根据U盘、TF卡、flash等设备的文件多少决定的,一般情况在1.5 ~ 3S这个时间。如果超过这个时间模块的初始化数据还没有发送出来,说明模块初始化出错,请复位模块的电源,另外检测硬件的连接

(2)、模块初始化数据包括在线设备,譬如发送7E 10 06 3F 00 00 01 xx xx EF

DL = 0x01 说明上电过程中,只有U盘在线。其它的数据请参照下表,各设备之间是或的关系

U盘 -- 在线

7E 10 06 3F 00 00 01 xx xx EF

各设备之间是或的关系

TF -- 在线

7E 10 06 3F 00 00 02 xx xx EF


PC -- 在线

7E 10 06 3F 00 00 04 xx xx EF


FLASH -- 在线

7E 10 06 3F 00 00 08 xx xx EF


U盘、TF -- 在线

7E 10 06 3F 00 00 03 xx xx EF



、MCU必须等待模块初始化指令发出之后才能发送相应的控制指令,否则发送的指令模块将不予处理。同时还会影响模块的正常初始化。

3.3.2 曲目播放完毕返回的数据

U盘播放完第1曲

7E 10 06 3C 00 00 01 xx xx EF

U盘播放第1曲完毕

U盘播放完第2曲

7E 10 06 3C 00 00 02 xx xx EF

U盘播放第2曲完毕

TF卡播放完第1曲

7E 10 06 3D 00 00 01 xx xx EF

TF卡播放第1曲完毕

TF卡播放完第2曲

7E 10 06 3D 00 00 02 xx xx EF

TF卡播放第2曲完毕

FLASH播放完第1曲

7E 10 06 3E 00 00 01 xx xx EF

FLASH播放第1曲完毕

FLASH播放完第2曲

7E 10 06 3E 00 00 02 xx xx EF

FLASH播放第2曲完毕


争很多的触发型的播放需求,我们模块更正为播放一曲之后自动进入暂停状态。如果用户需要此类应用。只需要指定曲目播放即可。这样,曲目播放完毕会自动暂停,等待指令

另外我们专门开辟一个IO作为解码和暂停的状态指示。请参见第6脚,GPIO1

、播放状态输出高电平

、播放暂停状态,输出低电平。模块睡眠状态。也是低电平

争对连续播放应用,可以这样实现。假如U盘播放第一首歌完毕之后,会返回

7E 10 06 3C 00 00 01 xx xx EF

3C    ---- 表示的是U盘命令

00 01 ---- 表示播放完毕的曲目。

如果外部的MCU收到这条指令。请先等待100ms。再发送播放指令[7E 10 06 0D 00 00 00 FF DD EF]。因为模块内部会先初始化下一个曲目的信息。这样的话,就可以做到模块连续的播放。

假如当前播放第一曲,播放完毕之后,曲目指针会自动指向第二首,如果发送”播放下一曲”的指令话,模块会播放第三首,请用户知晓。另外如果模块播放完最后一曲之后,播放指针会自动跳转至第一首,暂停。

5、指定设备之后,模块的播放指针会指向设备根目录的第一首曲目,并且进入暂停状态。等侯用户选曲的指令。

3.3.3 模块应答返回的数据

FLASH播放完第1曲

7E 10 06 3E 00 00 01 xx xx EF

FLASH播放第1曲完毕


(1)、为了加强数据通信之间的稳定性,我们增加了应答处理,ACKB字节就是设置是否需要回复应答。这样做的好处是保证每次通信都有握手信号,收到应答就表示MCU发送的数据,模块已经成功收到,马上处理。

(2)、对于一般的应用,客户可以自由选择,不加这个应答处理也是可以的。

3.3.4 模块错误返回的数据

模块处于忙状态

7E 10 06 40 00 00 00 xx xx EF


一帧数据未接收完毕

7E 10 06 40 00 00 01 xx xx EF


校验出错

7E 10 06 40 00 00 02 xx xx EF


(1)、为了加强数据通信之间的稳定性,我们增加了数据错误处理机制。模块收到不符合格式的数据,均会有信息反馈出来

(2)、在环境比较恶劣的情况下,强烈建议客户处理此命令。如果应用环境一般,可以不用处理。

(3)、模块返回忙,基本上是模块上电初始化的时候才会返回,因模块需要初始化文件系统

3.3.5 设备插入拔出消息

U盘插入

7E 10 06 3A 00 00 01 xx xx EF


TF插入

7E 10 06 3A 00 00 02 xx xx EF


PC插入

7E 10 06 3A 00 00 04 xx xx EF

使用此指令,请联系技术支持

U盘拔出

7E 10 06 3B 00 00 01 xx xx EF


TF拔出

7E 10 06 3B 00 00 02 xx xx EF


PC拔出

7E 10 06 3B 00 00 04 xx xx EF

使用此指令,请联系技术支持


(1)、为了模块的灵活性,我们特别增加了,设备插入、拔出的指令反馈。方便用户知道模块的工作状态。

(2)、设备插入的时候,我们默认播放设备的根目录下面的第一首曲目。作为试听,如果用户不需要此功能的话,可以在接收到设备插入的串口消息之后,等待100ms。发送播放暂停的指令即可。

3.4 串口指令详解

以下我们对关键的地方进行详细的说明:

指定曲目播放[必须要先指定设备之后才能指定曲目]

指定播放的音量

指定播放的设备

指定文件夹播放[要根据使用者来定制此功能]

FLASH中存储的固定测试语音

3.4.1 指定歌曲播放指令

我们给出的指令是支持指定曲目播放的,歌曲的选择范围为0~2999.其实是可以支持更多的,因为涉及到文件系统的原因,支持过多的歌曲,会导致系统操作缓慢,一般的应用也不需要支持这么多的文件。如果客户有非常规的应用,请事前和我们沟通。

(1)、例如选择第一首歌播放,串口的发送部分7E 10 06 03 00 00 01 FF E6 EF

7E --- 起始命令

10 --- 版本信息

06 --- 数据长度(不包含校验)

03 --- 代表产品编号

00 --- 是否需要应答[0x01:需要应答,0x00:不需要返回应答]

00 --- 曲目的高字节[DH]

01 --- 曲目的低字节[DL],这里代表的是第一首歌播放

FF --- 校验的高字节

E6 --- 校验的低字节

EF --- 结束命令

(2)、对于选曲,如果选择第100首,首先将100转化为16进制,默认为双字节,就为0x0064。

DH = 0x00  ; DL = 0x64

(3)、如果选择第1000首进行播放,首先将1000转化为16进制,默认为双字节,就为0x03E8

DH = 0x03  ; DL = 0xE8

(4)、其它的操作依次类推即可,因为在嵌入式领域采用16进制是最为方便的一种操作。

3.4.2 指定音量播放指令

(1)、我们系统上电默认的音量为30级,如果要设置音量的话,直接发送相应的指令即可

(2)、例如指定音量为15级,串口发送的指令:7E 10 06 06 00 00 0F FF D5 EF

(3)、DH = 0x00 ; DL = 0x0F ,15转化为16进制为0x000F。可以参照播放曲目部分的说明

3.4.3 指定播放设备

(1)、我们的模块默认是支持4种类型的播放设备,只有设备在线才能指定设备去播放

设备是否在线,我们软件会自动检测,无需用户关系。

、看下表,选择合适的指令发送

(3)、指定设备之后。模块会自动进入暂停状态,等待用户指定曲目播放。从指定设备到模块内部初始化文件信息。大概需要200ms。请等待200ms之后再发送指定曲目的指令。

指定播放设备-U盘

7E 10 06 09 00 00 01 xx xx EF

xx xx:代表校验

指定播放设备-TF卡

7E 10 06 09 00 00 02 xx xx EF


指定播放设备-AUX

7E 10 06 09 00 00 03 xx xx EF


指定播放设备-FLASH

7E 10 06 09 00 00 04 xx xx EF


指定播放设备-SLEEP

7E 10 06 09 00 00 05 xx xx EF



3.4.4 指定文件夹播放

(1)、指定文件夹播放是我们制定的扩展功能,默认文件夹的命名方式为"1","2"这样的方式因为我们的模块不支持汉字名称的文件夹名称识别,为了系统的稳定性和歌曲切换的速度每个文件夹下默认最大支持255首歌,最多支持10个文件夹的分类,如果客户有特殊要求,需要按照英文名称来分类,我们也是可以实现的,但是名称只能是“GUSHI”、“ERGE”等英文名称组成。

(2)、例如指定"1"文件夹的第100首歌播放,串口发送的指令为:7E 10 06 0F 00 01 64 FF 70 EF

DH:代表的是文件夹的名字,默认支持10个文件,即1~10的命名

DL:代表的是曲目,默认最多255首歌,即0x00 ~ 0xFF

曲目的设置请参考上面的曲目设置规则。

3.4.5 FLASH中存储的固定语音信息

曲目号

曲目名

曲目号

曲目名

1

0.mp3

2

1.mp3

3

2.mp3

4

3.mp3

5

4.mp3

6

5.mp3

7

6.mp3

8

7.mp3

9

8.mp3

10

9.mp3

11

10哒哒女声.mp3

12

11Mp3铃声.mp3

13

12外滩十八号.mp3

14

13回家.wav

15

14不得不爱.wav

16


备注:里面包含了MP3、WAV格式的音频文件.均是未经任何压缩的音频文件

参考电路

争对模块的应用,我们提供了详细的设计参考,让您可以更快的上手体验到该模块的强大功能

串行通信接口,波特率默认9600,可以根据客户的要求修改

外部AD按键的接口电路,按键的功能可以按照客户需求订制

外部单声道功放参考电路

4.1串行接口

QQ图片20130606115619

模块的串口为3.3V的TTL电平,所以默认的接口的电平为3.3V。如果系统是5V。那么建议在串口

的对接接口串联一个1K的电阻。这样足以满足一般的要求,如果应用于强电磁干扰的场合,请参考“注意事项”的说明。模块在5V和3.3V的系统中均正常的测试过,一切正常。均在采用的是直连的方式,并没有串1K的电阻。

4.2按键接口

模块我们采用的是AD按键的方式,取代了传统了矩阵键盘的接法,这样做的好处是充分利用了MCU越来越强大的AD功能。设计简约而不简单,我们模块默认配置16个按键的阻值分配,如果使用在强电磁干扰或者强感性、容性负载的场合,请参考我们的“注意事项”。

(1)、参考原理图

(2)、16个按键的功能分配表

阻值

短按

长按

按着不松

抬起

00-240K

9


V+


01-130K

8


V-


02-91K

7

扩音开



03-62K

6

扩音关



04-47K

5

播放设备切换



05-36K

4

EQ切换



06-30K

3

文件夹10



07-22K

2

文件夹9



08-18K

1

文件夹8



09-13K6

0

文件夹7



10-10K

播放模式

文件夹6



11-7K5

工作模式

文件夹5



12-5K1

下一曲

文件夹4



13-3K3

上一曲

文件夹3



14-1K5

暂停

文件夹2



15-0R

U/SD

文件夹1



备注:为空的表示无功能


4.3外接单声道功放

这里功放我们采用的是8002,具体参数请参考IC的datasheet。应用于一般场合足以,如果追求更高的音质,请客户自行寻找合适的功放。

注意事项

IO输入特性

符号

参数

最小

典型

最大

单位

测试条件

VIL

Low-Level Input Voltage

-0.3

-

0.3*VDD

V

VDD=3.3V

VIH

High-Level Input Voltage

0.7VDD

-

VDD+0.3

V

VDD=3.3V

IO输出特性

符号

参数

最小

典型

最大

单位

测试条件

VOL

Low-Level Output Voltage

-

-

0.33

V

VDD=3.3V

VOH

High-Level Output Voltage

2.7

-

-

V

VDD=3.3V









1、模块对外的接口均是3.3V的TTL电平,所以在硬件电路的设计中,请注意电平的转换问题。

另外在强干扰的环境中,请注意电磁兼容的一些保护措施,GPIO采用光耦隔离,增加TVS等等

2、ADKEY的按键取值均按照一般的使用环境,如果在强感性或者容性负载的环境下,请注意模块的供电,建议采用单独的隔离供电,另外再配上磁珠和电感对电源的滤波,一定要尽可能的保证输入电源的稳定和干净。如果实在无法保证,请联系我们,减少按键的数量,重新定义更宽的电压分配。

3、串口通信,在一般的使用环境下,注意好电平转换即可。如果强干扰环境,或者长距离的RS485应用,那么请注意信号的隔离,严格按照工业的标准设计通信电路。可以联系我们,我们提供设计参考

免责声明

开发预备知识

QY系列产品将提供尽可能全面的开发模版、驱动程序及其应用说明文档以方便用户使用但也需要用户熟悉自己设计产品所采用的硬件平台及相关C语言的知识

EMI和EMC

QY系列模块机械结构决定了其EMI性能必然与一体化电路设计有所差异。QY系列模块的EMI能满足绝大部分应用场合,用户如有特殊要求,必须事先与我们协商.

QY系列模块的EMC性能与用户底板的设计密切相关,尤其是电源电路、I/O隔离、复位电路,用户在设计底板时必须充分考虑以上因素。我们将努力完善QY系列模块的电磁兼容特性,但不对用户最终应用产品EMC性能提供任何保证.

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