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資料知識(shí)

MP3-FLASH-10P模塊說(shuō)明書(shū)V1.0

MP3-FLASH-10P模塊說(shuō)明書(shū)V1.0
1.1 簡(jiǎn)介
MP3-FLASH-10P是一個(gè)提供串口的語(yǔ)音模塊，良好的集成了MP3、WAV的硬解碼。同時(shí)軟件支持工業(yè)級(jí)別的串口通信協(xié)議，以SPIFLASH、U盤(pán)作為存儲(chǔ)介質(zhì)，用戶(hù)可以靈活的選用其中的任何一種設(shè)備作為語(yǔ)音的存儲(chǔ)介質(zhì)。通過(guò)簡(jiǎn)單的串口指令即可完成播放指定的語(yǔ)音，以及如何播放語(yǔ)音等功能，無(wú)需繁瑣的底層操作，使用方便，穩(wěn)定可靠是此款產(chǎn)品的大特點(diǎn)。
無(wú)需任何燒錄器，無(wú)需任何軟件，USB直接燒寫(xiě)FLASH
同時(shí)可以以SPIFLASH為存儲(chǔ)介質(zhì)的U盤(pán)功能,后面章節(jié)詳細(xì)說(shuō)明
1.2 功能
1、支持采樣率(KHz):8/11.025/12/16/22.05/24/32/44.1/48
2、24位DAC輸出，動(dòng)態(tài)范圍支持90dB，信噪比支持85dB
3、大支持16M字節(jié)的SPIFLASH。例如W25Q16[2M字節(jié)]、W25Q128[16M字節(jié)]
4、多種控制模式、串口模式、AD按鍵控制模式[此功能可以定制開(kāi)發(fā)]
5、Miniusb接口更新語(yǔ)音文件，無(wú)需安裝任何軟件。支持XP到WIN10系統(tǒng)。
6、支持組合播放功能，可以實(shí)現(xiàn)報(bào)時(shí)、報(bào)溫度，在一定程度上可以替代一些昂貴的TTS方案
7、30級(jí)音量可調(diào)，5級(jí)EQ可調(diào)[此功能暫不開(kāi)放]
8、直接可接3W喇叭，也可以接耳機(jī)或功放
9、支持1段語(yǔ)音的觸發(fā)播放，IO檢測(cè)的方式，所以適合碳膜按鍵等等場(chǎng)合
10、可以同時(shí)支持U盤(pán)以及SPIFLASH作為存儲(chǔ)介質(zhì)
1.3 應(yīng)用
1、車(chē)載導(dǎo)航語(yǔ)音播報(bào)
2、公路運(yùn)輸稽查、收費(fèi)站語(yǔ)音提示；
3、火車(chē)站、汽車(chē)站安全檢查語(yǔ)音提示；
4、電力、通信、金融營(yíng)業(yè)廳語(yǔ)音提示；
5、車(chē)輛進(jìn)、出通道驗(yàn)證語(yǔ)音提示；
6、公安邊防檢查通道語(yǔ)音提示；
8、電動(dòng)觀光車(chē)安全行駛語(yǔ)音告示；
9、機(jī)電設(shè)備故障自動(dòng)報(bào)警；
10、消防語(yǔ)音報(bào)警提示；

2. 方案說(shuō)明

芯片選用的是SOC方案，集成了一個(gè)16位的MCU，以及一個(gè)專(zhuān)門(mén)針對(duì)音頻解碼的aDSP，采用硬解碼的方式，更加保廣告法證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和音質(zhì)。小巧的封裝尺寸更加滿(mǎn)足嵌入其它產(chǎn)品的需求
2.1 參數(shù)說(shuō)明

名稱(chēng)	參數(shù)
MP3文件格式	1、支持有比特率11172-3和ISO13813-3 layer3音頻解碼
	2、采樣率支持(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標(biāo)準(zhǔn)
UART接口	標(biāo)準(zhǔn)串口，TTL電平,波特率可設(shè)[用戶(hù)不可設(shè)]
輸入電壓	3.3V-5V[7805后級(jí)串一個(gè)二極管為佳]
額定電流	10MA[靜態(tài)]
低功耗電流	<200uA
功放功率	驅(qū)耳機(jī)，功放
尺寸	16S
工作溫度	[-40度] -- [80度]
濕度	5% ~ 95%
主芯片型號(hào)	YX6100-16S[SSOP24]

2.2管腳說(shuō)明

mp3-flash-10p引腳說(shuō)明

引腳序號(hào)	引腳名稱(chēng)	功能描述	備注
1	VDD	5V 電源輸入	不可以超過(guò)5.2V
2	DAC-L	音頻輸出左聲道	驅(qū)動(dòng)耳機(jī)、功放
3	DAC-R	音頻輸出右聲道	驅(qū)動(dòng)耳機(jī)、功放
4	BUSY	Busy 輸出	播放時(shí)輸出低電平
5	RX	UART 串行數(shù)據(jù)輸入	3.3V 的TTL 電平
6	TX	UART 串行數(shù)據(jù)輸出	3.3V 的TTL 電平
7	GND	電源地/音頻地
8	PO1	觸發(fā)輸出口	對(duì)地觸發(fā)
9	SPK+	喇叭+	接1-5W喇叭
10	SPK-	喇叭-	接1-5W喇叭

3、串口通訊協(xié)議
串口作為一種在控制領(lǐng)域常用的通信，我們進(jìn)行了工業(yè)級(jí)別的優(yōu)化，加入的幀的校驗(yàn)、重發(fā)、錯(cuò)誤處理等措施，大大加強(qiáng)通信的穩(wěn)定性和可靠性，同時(shí)可以在此基礎(chǔ)上擴(kuò)展更加強(qiáng)大的RS485
進(jìn)行組網(wǎng)功能，串口的通信波特率可自行設(shè)置，默認(rèn)為9600

3.1 通訊格式
支持異步串口通訊模式,通過(guò)串口接受上位機(jī)發(fā)送的命令

通訊標(biāo)準(zhǔn):9600 bps
數(shù)據(jù)位 :1
校驗(yàn)位 :none
流控制 :none

格式：$S VER Len CMD Feedback para1 para2 checksum $O

$S	起始位0x7E	每條命令反饋均以$開(kāi)頭,即0x7E
VER	版本	版本信息
Len	len后字節(jié)個(gè)數(shù)	校驗(yàn)和不計(jì)算在內(nèi)
CMD	命令字	表示具體的操作,比如播放/暫停等等
Feedback	命令反饋	是否需要反饋信息,1反饋,0不反饋
dat	參數(shù)	和前面的len相關(guān)聯(lián)，不限制長(zhǎng)度
checksum	校驗(yàn)和[占兩個(gè)字節(jié)]	累加和校驗(yàn)[不計(jì)起始位$]
$O	結(jié)束位	結(jié)束位0xEF

舉個(gè)例子，如果我們指定播放SPIFLASH，就需要發(fā)送:7E FF 06 09 00 00 04 FF dd EF
數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為6 ,這6個(gè)字節(jié)分別是[FF 06 09 00 00 04] 。不計(jì)算起始、結(jié)束、和校驗(yàn)。然后對(duì)得到的結(jié)果進(jìn)行累加，再用0減，即“0-checksum=校驗(yàn)數(shù)據(jù)”。如果這里不明白，可以參考我們的例程。另外用戶(hù)也可以直接忽視校驗(yàn)，參考我們的5.3.4章節(jié)說(shuō)明。
3.2 通訊指令
我們的通訊分為以下兩大塊
n 控制指令
n 查詢(xún)芯片的參數(shù)以及狀態(tài)
3.2.1 控制指令
這里是控制芯片如何工作

CMD命令	對(duì)應(yīng)的功能	參數(shù)(16位)
0x01	下一曲
0x02	上一曲
0x03	指定曲目(根目錄)	詳見(jiàn)3.4.1
0x04	音量+
0x05	音量-
0x06	指定音量	詳見(jiàn)3.4.2
0x07	保留	保留
0x08	單曲循環(huán)指定曲目播放（根目錄）	詳見(jiàn)3.4.3
0x09	指定播放設(shè)備	詳見(jiàn)3.4.4
0x0A	進(jìn)入睡眠 -- 低功耗	功耗10MA
0x0B	喚醒睡眠
0x0C	芯片復(fù)位
0x0D	播放
0x0E	暫停
0x0F	指定文件夾文件名播放	詳見(jiàn)3.4.5
0x13	插播廣告	詳見(jiàn)3.4.6
0x14	單個(gè)文件夾支持1000首曲目	保留
0x15	停止插播播放背景音樂(lè)
0x16	停止
0x17	指定文件夾循環(huán)播放	詳見(jiàn)3.4.7
0x18	指定整個(gè)設(shè)備隨機(jī)播放	詳見(jiàn)3.4.8
0x19	對(duì)當(dāng)前播放的曲目設(shè)置為循環(huán)播放	詳見(jiàn)3.4.8
0x1A	開(kāi)啟和關(guān)閉芯片的DAC輸出	詳見(jiàn)3.4.9
0x21	保留	詳見(jiàn)3.4.10
0x25	多文件夾插播	詳見(jiàn)3.4.11

3.2.2 查詢(xún)指令

這里是查詢(xún)芯片的狀態(tài)和相關(guān)的參數(shù)

CMD命令詳解(查詢(xún))	對(duì)應(yīng)的功能	參數(shù)(16位)
0x3C	保留
0x3D	保留
0x3E	保留
0x3F	查詢(xún)?cè)诰€(xiàn)的設(shè)備	詳見(jiàn)3.5.1
0x40	返回錯(cuò)誤，請(qǐng)求重發(fā)
0x41	應(yīng)答
0x42	查詢(xún)當(dāng)前狀態(tài)	詳見(jiàn)3.4.10
0x43	查詢(xún)當(dāng)前音量
0x44	查詢(xún)當(dāng)前EQ	保留
0x45	保留	該版本保留此功能
0x46	保留	該版本保留此功能
0x47	查詢(xún)UDISK文件總數(shù)	設(shè)備的總文件數(shù)
0x48	保留	保留
0x49	查詢(xún)FLASH的總文件數(shù)	5個(gè)文件夾的總文件數(shù)
0x4B	查詢(xún)UDISK的當(dāng)前曲目	物理順序
0x4C	保留	保留
0x4D	查詢(xún)FLASH的當(dāng)前曲目	返回文件夾號(hào)和曲目指針
0x4E	查詢(xún)指定文件夾的曲目總數(shù)	詳見(jiàn)3.5.3
0x4F	查詢(xún)當(dāng)前設(shè)備的總文件夾數(shù)	詳見(jiàn)3.5.4
0x61	查詢(xún)當(dāng)前文件夾指針	僅支持FLASH

3.3 芯片返回的數(shù)據(jù)

芯片在關(guān)鍵地方均會(huì)有數(shù)據(jù)返回。供用戶(hù)掌控芯片的工作狀態(tài)

n 芯片上電初始化成功的數(shù)據(jù)

n 芯片播放完當(dāng)前曲目的數(shù)據(jù)

n 芯片成功接收到指令返回的ACK(應(yīng)答)

n 芯片接收一幀數(shù)據(jù)出錯(cuò)[包括數(shù)據(jù)沒(méi)收完整、校驗(yàn)出錯(cuò)兩種情況]

n 芯片在繁忙時(shí)，有數(shù)據(jù)過(guò)來(lái)，芯片會(huì)返回忙的指令

n U盤(pán)、TF卡插入拔出，均有數(shù)據(jù)返回

3.3.1 芯片上電返回的數(shù)據(jù)

(1)、芯片上電，需要一定的時(shí)間初始化，這個(gè)時(shí)間是需要根據(jù)TF卡、U盤(pán)、SPIFLASH設(shè)備的文件多少?zèng)Q定的，一般情況在小于500ms這個(gè)時(shí)間。如果超過(guò)這個(gè)時(shí)間芯片的初始化數(shù)據(jù)還沒(méi)有發(fā)送出來(lái)，說(shuō)明芯片初始化出錯(cuò)，請(qǐng)檢查硬件的連接

(2)、芯片初始化返回的數(shù)據(jù)為當(dāng)前的有效文件夾,譬如返回7E FF 06 3F 00 00 03 xx xx EF

==>其中0x03代表的是U盤(pán)和TF這兩個(gè)設(shè)備在線(xiàn)

U盤(pán) -- 在線(xiàn)	7E FF 06 3F 00 00 01 xx xx EF	各設(shè)備之間是或的關(guān)系
PC -- 在線(xiàn)	7E FF 06 3F 00 00 04 xx xx EF
FLASH -- 在線(xiàn)	7E FF 06 3F 00 00 08 xx xx EF

(3)、MCU必須等待芯片初始化指令發(fā)出之后才能發(fā)送相應(yīng)的控制指令，否則發(fā)送的指令芯片將不予處理。同時(shí)還會(huì)影響芯片的正常初始化。

3.3.2 曲目播放完畢返回的數(shù)據(jù)

U盤(pán)播放完第1曲	7E FF 06 3C 00 00 01 xx xx EF	U盤(pán)播放第1曲完畢
U盤(pán)播放完第2曲	7E FF 06 3C 00 00 02 xx xx EF	U盤(pán)播放第2曲完畢
FLASH播放完第1曲	7E FF 06 3E 00 01 01 xx xx EF	第1曲播放完
FLASH播放完第2曲	7E FF 06 3E 00 02 02 xx xx EF	第2曲播放完

1、針對(duì)很多的觸發(fā)型的播放需求，我們芯片更正為播放一曲之后自動(dòng)進(jìn)入停止?fàn)顟B(tài)。如果用戶(hù)需要此類(lèi)應(yīng)用。只需要指定曲目播放即可。這樣，曲目播放完畢會(huì)自動(dòng)停止，等待指令

2、另外我們專(zhuān)門(mén)開(kāi)辟一個(gè)IO作為解碼和暫停的狀態(tài)指示。請(qǐng)參見(jiàn)第16腳

(1)、播放狀態(tài)輸出低電平[很多功放有靜音腳，可以通過(guò)此IO直接進(jìn)行控制]

(2)、播放暫停狀態(tài)，輸出高電平。芯片睡眠狀態(tài)。也是低電平

3、芯片通電之后，初始化正常，芯片會(huì)自動(dòng)進(jìn)入設(shè)備播放狀態(tài)。并且停止解碼，等待用戶(hù)發(fā)送播放的相關(guān)指令

4、另外用戶(hù)在指定設(shè)備之后，需要等待200ms的時(shí)間，再發(fā)送指定的曲目，因?yàn)橐坏┲付ㄇ恐螅到y(tǒng)會(huì)對(duì)指定的設(shè)備進(jìn)行文件系統(tǒng)的初始化，如果立刻發(fā)送指定的曲目命令，會(huì)導(dǎo)致芯片接收不到。

3.3.3 芯片應(yīng)答返回的數(shù)據(jù)

芯片返回ACK

7E FF 06 41 00 00 00 xx xx EF

說(shuō)明成功接收數(shù)據(jù)

(1)、為了加強(qiáng)數(shù)據(jù)通信之間的穩(wěn)定性，我們?cè)黾恿藨?yīng)答處理，ACKB字節(jié)就是設(shè)置是否需要回復(fù)應(yīng)答。這樣做的好處是保廣告法證每次通信都有握手信號(hào)，收到應(yīng)答就表示MCU發(fā)送的數(shù)據(jù)，芯片已經(jīng)成功收到，馬上處理。

(2)、對(duì)于一般的應(yīng)用，客戶(hù)可以自由選擇，不加這個(gè)應(yīng)答處理也是可以的。

3.3.4 芯片錯(cuò)誤返回的數(shù)據(jù)

返回忙	7E FF 06 40 00 00 01 xx xx EF	芯片在文件系統(tǒng)初始化時(shí)
當(dāng)前處于睡眠模式	7E FF 06 40 00 00 02 xx xx EF	睡眠模式只支持指定設(shè)備
串口接收錯(cuò)誤	7E FF 06 40 00 00 03 xx xx EF	串口一幀數(shù)據(jù)沒(méi)接收完畢
校驗(yàn)出錯(cuò)	7E FF 06 40 00 00 04 xx xx EF	和校驗(yàn)出錯(cuò)
指定文件超范圍	7E FF 06 40 00 00 05 xx xx EF	文件的指定超過(guò)設(shè)定的范圍
未找到指定的文件	7E FF 06 40 00 00 06 xx xx EF	指定為文件沒(méi)有被找到
數(shù)據(jù)不符合規(guī)則	7E FF 06 40 00 00 08 xx xx EF	如小為1的地方，發(fā)送為0

(1)、為了加強(qiáng)數(shù)據(jù)通信之間的穩(wěn)定性，我們?cè)黾恿藬?shù)據(jù)錯(cuò)誤處理機(jī)制。芯片收到不符合格式的數(shù)據(jù)，均會(huì)有信息反饋出來(lái)

(2)、在環(huán)境比較惡劣的情況下，強(qiáng)烈建議客戶(hù)處理此命令。如果應(yīng)用環(huán)境一般，可以不用處理。

(3)、芯片返回忙，基本上是芯片上電初始化的時(shí)候才會(huì)返回，因?yàn)樾酒枰跏蓟募到y(tǒng)

(4)、芯片上電之后，進(jìn)入的是設(shè)備狀態(tài)，設(shè)備是SPIFLASH。如果SPIFLASH不在線(xiàn)的話(huà)，會(huì)自動(dòng)進(jìn)入睡眠狀態(tài)。

(5)、只要參考我們給出的測(cè)試SDK程序，移植里面的串口操作部分，就不會(huì)出現(xiàn)校驗(yàn)出錯(cuò)，在這里強(qiáng)烈建議用戶(hù)使用我們給出的校驗(yàn)方式。因?yàn)檎l(shuí)都不能保廣告法證數(shù)據(jù)的傳輸不會(huì)出錯(cuò)。

(6)、文件指定部分出錯(cuò)，請(qǐng)參考下面的詳解

3.3.5 設(shè)備插入拔出消息

U盤(pán)插入	7E FF 06 3A 00 00 01 xx xx EF
PC插入	7E FF 06 3A 00 00 04 xx xx EF
U盤(pán)拔出	7E FF 06 3B 00 00 01 xx xx EF
PC拔出	7E FF 06 3B 00 00 04 xx xx EF

(1)、為了加強(qiáng)芯片的靈活性，我們特別增加了，設(shè)備插入、拔出的指令反饋。方便用戶(hù)知道芯片的工作狀態(tài)。

(2)、設(shè)備插入的時(shí)候，我們默認(rèn)進(jìn)入到設(shè)備等待狀態(tài)，如果用戶(hù)插入的是帶燈的U盤(pán)，可以看到U盤(pán)燈閃爍。也可以接收到設(shè)備插入的串口消息。

3.4 串口控制指令詳解

以下我們對(duì)關(guān)鍵的地方進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明--針對(duì)控制指令:

n 指定曲目播放

n 指定播放的音量

n 指定播放的設(shè)備

n 全部循環(huán)播放指令

n 組合播放功能[亮點(diǎn)]

n 帶音量參數(shù)的指定曲目播放

3.4.1 指定歌曲播放指令[可以直接參考3.4.7]

我們給出的指令是支持指定曲目播放的，歌曲的選擇范圍為0~3000.其實(shí)是可以支持更多的，因?yàn)樯婕暗轿募芾淼脑颍С诌^(guò)多的歌曲，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)操作緩慢，一般的應(yīng)用也不需要支持這么多的文件。如果客戶(hù)有非常規(guī)的應(yīng)用，請(qǐng)事前和我們溝通。此指令在TF卡和U盤(pán)狀態(tài)是按照存儲(chǔ)的物理順序指定的。FLASH則是默認(rèn)為FOLDER1區(qū)域

(1)、例如選擇第1首歌播放，串口的發(fā)送部分7E FF 06 03 00 00 01 FF E6 EF

7E --- 起始命令

FF --- 版本信息

06 --- 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度(不包含校驗(yàn))

03 --- 代表產(chǎn)品編號(hào)

00 --- 是否需要應(yīng)答[0x01:需要應(yīng)答，0x00:不需要返回應(yīng)答]

00 --- 曲目的高字節(jié)[DH]

01 --- 曲目的低字節(jié)[DL],這里代表的是第1首歌播放

FF --- 校驗(yàn)的高字節(jié)

E7 --- 校驗(yàn)的低字節(jié)

EF --- 結(jié)束命令

(2)、對(duì)于選曲，如果選擇第100首，首先將100轉(zhuǎn)化為16進(jìn)制,默認(rèn)為雙字節(jié),就為0x0064。

DH = 0x00 ; DL = 0x64

(3)、其它的操作依次類(lèi)推即可，因?yàn)樵谇度胧筋I(lǐng)域采用16進(jìn)制是為方便的一種操作。

3.4.2 指定音量播放指令

(1)、我們系統(tǒng)上電默認(rèn)的音量為30級(jí)，如果要設(shè)置音量的話(huà),直接發(fā)送相應(yīng)的指令即可

(2)、芯片內(nèi)部設(shè)置的音量細(xì)分級(jí)數(shù)為0--30.請(qǐng)用戶(hù)注意

(3)、例如指定音量為15級(jí),串口發(fā)送的指令:7E FF 06 06 00 00 0F FF D5 EF

(4)、DH = 0x00 ; DL = 0x0F ，15轉(zhuǎn)化為16進(jìn)制為0x000F?？梢詤⒄詹シ徘坎糠值恼f(shuō)明

3.4.3 單曲循環(huán)播放指令

循環(huán)播放指定曲目	7E FF 06 08 00 00 01 xx xx EF	根目錄循環(huán)播放第1曲
	7E FF 06 08 00 00 02 xx xx EF	根目錄循環(huán)播放第二曲
	7E FF 06 08 00 01 03 xx xx EF	根目錄循環(huán)播放第三曲

(1)、爭(zhēng)對(duì)一些需要單曲循環(huán)播放的要求，我們改進(jìn)這一條控制指令0x08。在操作SPI flash者U盤(pán)時(shí)，根目錄按照的是文件存儲(chǔ)的物理順序指定，這點(diǎn)請(qǐng)用戶(hù)注意。但是在操作FLASH時(shí)，是按照文件夾分區(qū)指定的，請(qǐng)參考上面的測(cè)試指令。

(2)、在循環(huán)播放的過(guò)程中，可以正常的操作播放/暫停，上一曲、下一曲、音量調(diào)節(jié)，包括EQ等等

并且狀態(tài)仍然是循環(huán)播放.可以通過(guò)指定單曲觸發(fā)播放或者停止來(lái)關(guān)閉循環(huán)播放狀態(tài)

3.4.4 指定播放設(shè)備

(1)、我們的芯片默認(rèn)是支持4種類(lèi)型的播放設(shè)備,只有設(shè)備在線(xiàn)才能指定設(shè)備去播放

設(shè)備是否在線(xiàn)，我們軟件會(huì)自動(dòng)檢測(cè)，無(wú)需用戶(hù)關(guān)系。

(4)、看下表，選擇合適的指令發(fā)送

(3)、指定設(shè)備之后。芯片會(huì)自動(dòng)進(jìn)入停止解碼狀態(tài)，等待用戶(hù)指定曲目播放。從接收到指定設(shè)備到芯片內(nèi)部完成初始化文件系統(tǒng)。大概需要200ms。請(qǐng)等待200ms之后再發(fā)送指定曲目的指令。

指定播放設(shè)備-U盤(pán)	7E FF 06 09 00 00 01 xx xx EF	xx xx：代表校驗(yàn)
指定播放設(shè)備-PC	7E FF 06 09 00 00 03 xx xx EF	指[讀卡、聲卡]模式
指定播放設(shè)備-FLASH	7E FF 06 09 00 00 04 xx xx EF
指定播放設(shè)備-SLEEP	7E FF 06 09 00 00 05 xx xx EF

3.4.5 指定文件夾文件名播放

文件夾01的001xxx.mp3	7E FF 06 0F 00 01 01 xx xx EF	TF卡或者U盤(pán)或者FLASH
文件夾11的100xxx.mp3	7E FF 06 0F 00 0B 64 xx xx EF	TF卡或者U盤(pán)或者FLASH
文件夾99的255xxx.mp3	7E FF 06 0F 00 63 FF xx xx EF	TF卡或者U盤(pán)或者FLASH