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量裳钭
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文件編碼 :AN0375T 概述 HT66FV130/140/150/160 從低檔的 HT66FV130 到高檔的 HT66FV160, 構成一個完整的 Enhanced Voice Flash MCU 系列, 可以滿足各種語音產品應用需求由於愈來愈多的家電或消費性產品需要加入語音功能,Enhanced Voice Flash MCU 系列經由硬體 SPI 介面搭配外掛 SPI Flash

1 文件編碼 :AN0375T 概述 HT66FV130/140/150/160 從低檔的 HT66FV130 到高檔的 HT66FV160, 構成一個完整的 Enhanced Voice Flash MCU 系列, 可以滿足各種語音產品應用需求由於愈來愈多的家電或消費性產品需要加入語音功能,Enhanced Voice Flash MCU 系列經由硬體 SPI 介面搭配外掛 SPI Flash ROM 儲存語音資料, 使得更換語音內容變的非常容易外掛標準的 SPI Flash ROM, 客戶可根據不同語音的應用, 諸如音質語音長短語音變化等等情況, 彈性地選擇不同容量的 SPI Flash ROM HT66FV130/140/150/160 為高整合度的 SoC 產品, 內建高性能 16-bit DAC 與 1.5W Audio Power Amplifier, 滿足消費者對於高品質聲音的需求, 喇叭的輸出音量可由數位控制 ;I/O 可直推數碼管且不需外加限流電阻與三級管 ;12-bit SAR ADC 檢測傳感器或週邊模擬量信號除了 HT66FV130 外,SIM(I 2 C/SPI) 介面提供與週邊 IC 的通信, 外掛低耗電 32768Hz Crystal 計時功能此外 HT66FV150/160 還內建 4 個 SCOM, 可用於液晶顯示, 同時增加標準的 UART 通訊介面, 可以應用在有線連網通訊的產品配合 Holtek 的語音開發平台, 透過簡單的使用者介面可以很容易地編輯語音的內容並產生程式碼, 經由盛群提供的評估板, 可即時燒錄程式與語音並驗證功能 HT66FV130/140/150/160 重點規格比較表 Note:SPIA 為硬體 SPI 串列界面, 專門用來存取外部 SPI Flash ROM 播放語音資料且可由 VDDIO pin 實現 Level Shift 功能 AN0375T V1.20 1/12 January 13, 2017

2 IC 方塊圖應用方塊圖 Existing Solution MCU + Voice IC + Power Amplifier New Solution SPI Flash ROM HT66FV1x0 Power Amplifier AN0375T V1.20 2/12 January 13, 2017

3 16-bit DAC 與 Power Amplifier HT66FV1x0 內建 Class 10% THD) 高輸出功率的音頻功率放大器, 其相關的腳為分別如下所示 SP+ SP- AUD_IN BIAS AUD AVDD_PA AVSS_PA Power amplifier 輸出正端 Power amplifier 輸出負端 Power amplifier 輸入 Power amplifier 內部參考電壓 16-bit DAC 輸出 Power amplifier 正電源 Power amplifier 負電源經由 MCU 的暫存器, 可以很簡單的控制 16-bit DAC 與 Power Amplifier, 說明如下 : DAEN(PLAC.0): 控制 16-bit DAC, 設定此位元為 "1" 時,Power on 16-bit DAC PAEN(PLAC.1): 控制 Power Amplifier, 設定此位元為 "1" 時,Power on Power Amplifier 16-bit DAC 的輸出腳位是 AUD, 資料暫存器為 PLADL(Low Byte) / PLADH(High Byte), 軟體利用 Timer Module 設定 Timer Mode 固定時間產生中斷 (Ex: 8kHz 取樣頻率的語音為 125us 產生一次中斷 ), 中斷時間到, 軟體從 SPI Flash 讀取語音資料寫到 16-bit DAC, 再經內建 Power Amplifier 放大輸出推動喇叭發出聲音! 以下為 fsys =16MHz, 以 CTM0 之 Timer Mode 產生 8kHz 頻率中斷的範例 : ;CTM0 Setting(Timer Mode), Timer Counter Clock=fSYS/4=4MHz SET T0M1 SET T0M0 ;Timer Mode SET T0CCLR ;Compare A match SET CTMA0E ;CTM0 Comparator A match interrupt control CLR TM0DL CLR TM0DH ; kHz MOV A,LOW(4000/8) MOV TM0AL,A MOV A,HIGH(4000/8) MOV TM0AH,A SET T0ON ;CTM0 Enable SET MF0E ;MF0(CTM0) Enable 為避免 DAC 與 Audio Power Amplifier ON/OFF 時造成的 Pop Noise, 需有 Ramp up 與 Ramp down 的流程 DAC 之 16-bit 資料 (PLADL/PLADH) 的初始狀態須設定 0000H 且 MUTEB=0 Ramp up( 開始撥放語音的流程 ): 先設定 PAEN=1 與 DAEN=1,PLADL/PLADH 從 0000H 逐步增加到 8000H,MUTEB=1, 然後開始撥放語音 Ramp down( 結束撥放語音的流程 ): 將目前的 16-bit DAC 內容 PLADL/PLADH 逐步調整到 8000H,MUTEB=0,DAC 內容 PLADL/PLADH 從 8000H 逐步減少到 0000H, 然後關閉 Power Amplifier 與 DAC (PAEN=0, DAEN=0) 一般而言,Ramp up/down 大約需 200 ms 以上才不會有 Pop Noise 產生 AN0375T V1.20 3/12 January 13, 2017

4 語音資料由外掛 SPI Flash ROM 儲存語音資料,MCU 經由內建的 SPI 介面讀取儲存在 SPI Flash 中的語音資料 ( 如下 ) 由於 SPI Flash ROM 的最高工作電壓為 3.6V, 因此在系統電源為 5V 的應用情況, 需外加 LDO 降壓至 3V, 並將此電壓接到 IC 的 VDDIO 腳位, 而且 PBS0 暫存器位元 0 與 1 (PBS01,PBS00) 要設定為 (1,1), 也就是 VDDIO 的功能, 此時 SPIA 的介面電源由外部 VDDIO 腳位提供, 所以 SPI 介面電壓準位為 3V 注意事項說明 : HT66FV1x0 語音產品在進行 EFT 測試時, 與 SPI Flash Memory 連接的 SCK(SPI clock) 比較容易受到 EFT 干擾, 因此在 PCB Layout 時, 注意 SCK 連線要與 MCU 靠近, 且走線越短越好! 所需 SPI Flash ROM 容量舉例說明 : 假設取樣頻率為 16kHz, 語音格式為 16-bit PCM( 無壓縮 ), 如果要儲存時間總長度為 2 分鐘的語音, 需要 16k x 16-bit x 2 分 x 60 秒 = kbits = 30 Mbits 因此 SPI Flash ROM 的容量需選用 32Mbits (Ex:MX25R3235F) 以下為 SPIA 的 SPI_Init 與 RW_SPI 的副程式範例 ;MCU 為 Master Mode,SPI Flash 為 Salve Mode: ;*************************************************************** ;Function Name: SPI_Init ;Objective: Hardware SPIA Intialization ;*************************************************************** SPI_Init: ;SPIA Setting CLR SPIC00 CLR SPIC01 CLR SPIC02 ;SPIC2~SPIC0=(000): SPI master mode; SPI clock is fsys/4 SET SPIMLS ;MSB First AN0375T V1.20 4/12 January 13, 2017

5 SET SPICKEG SET SPICKPOLB SET SPIEN ;Enable SPI Interface SET SPICSEN ;Enable SPI CS ; RET RW_SPI: MOV A,WriteSPIBuf MOV SPID,A SZ SPIWCOL JMP RW_SPI CHECKTRF: CLR WDT SNZ SPITRF JMP CHECKTRF CLR SPITRF MOV A,SPID MOV READSPIBUF,A RET Main_Start: : : ; ;SPIA I/O Setting SET PCS10 CLR PCS11 ;PC4/SDOA SET PCS12 CLR PCS13 ;PC5/SCKA SET PCS14 CLR PCS15 ;PC6/SDIA SET PCS16 CLR PCS17 ;PC7/SCSAB SET PCPU7 ;PC7/SCSB PULL-HIGH ENABLE MOV A, B ORM A,SLEDC0 ;SPIA Source Current MAX ; : : CALL SPI_Init MOV WRITESPIBUF, A SET SPICSEN CALL RW_SPI CLR SPICSEN : : AN0375T V1.20 5/12 January 13, 2017

之間外掛一可變電阻做音量控制數位音量控制 (Digital Volume Control): 外部不需要可變電阻 VR, 應用電路如下, 經由暫存器 USVC 其中之 bit 0~6

6 音量控制 HT66FV1x0 的音量控制有兩種方式 1. 利用外掛可變電阻 ( 類比式 ) 2. 數位音量控制利用外掛可變電阻 ( 類比式, VR Volume Control): 在 DAC 輸出 (AUD) 與 Power Amplifier 輸入 (AUD_IN) 之間外掛一可變電阻做音量控制數位音量控制 (Digital Volume Control): 外部不需要可變電阻 VR, 應用電路如下, 經由暫存器 USVC 其中之 bit 0~6 可數位調整音量, 調整範圍從 +6dB ~ -32dB, 每一階為 0.5dB( 大音量 ) 或 1dB( 小音量 );USVC 位元 7 是靜音控制位元 MUTEB, 設 "0" 為靜音狀態應用電路如下 : 5V 應用方塊圖 3V 應用方塊圖 AN0375T V1.20 6/12 January 13, 2017

應用電路 ( 以 HT66FV140 Demo Board 為例 ) 說明如下 : AVDD_PA 直接單點接到電源正端,AVSS_PA 直接單點接到電源負端 ; 因 AVDD_PA 在 Power Amplifier 工作時會輸出較大電流, 可能導致 AVDD_PA 電壓會有較大變動, 因此需外接 R1/C2/C3 電路作濾波, 以防止 MCU 的電源 VDD 受到干擾 PCB Layout

7 應用電路 ( 以 HT66FV140 Demo Board 為例 ) 說明如下 : AVDD_PA 直接單點接到電源正端,AVSS_PA 直接單點接到電源負端 ; 因 AVDD_PA 在 Power Amplifier 工作時會輸出較大電流, 可能導致 AVDD_PA 電壓會有較大變動, 因此需外接 R1/C2/C3 電路作濾波, 以防止 MCU 的電源 VDD 受到干擾 PCB Layout 注意事項 : 零件擺設時優先考慮電源濾波電容, 其擺設盡可能靠近 MCU,SPI Flash ROM 之相關位置擺設方式也盡可能靠近 MCU 為原則, 特別是 SPI Clock 拉線儘可能越短越好避免 Audio Power Amplifier 操作時瞬間大電流所產生的雜訊干擾, 需區分為數位電源 (VDD) 及類比電源 (AVDD_PA), 共兩組獨立電源 Audio Power Amplifier 電源端腳位 AVDD_PA 需直接從電源正端拉線, 且走線線寬不小於 12 mil 避免 Audio Power Amplifier 操作時瞬間大電流所產生的雜訊干擾, 需區分為數位接地 (VSS) 及類比接地 (AVSS_PA), 共兩組接地, 須以鋪銅方式完成 Audio Power Amplifier 接地端腳位 AVSS_PA 需直接從電源負端接地點拉線, 且走線線寬不小於 12 mil 零件擺設時須預留電源及接地之走線寬度 Power Amplifier 輸出 SP+/SP- 走線要粗且儘可能不要有灌孔由於直角容易累積電荷, 有尖端放電的效應, 容易影響 PCB 之穩定度, 因此儘量以 45 度之斜角或弧角之方式進行走線在較大電流應用場合 ( 比如推動較多的 LED 時 ), 建議 VDD 大電容儘量靠近 MCU Application Circuit (HT66FV140 Demo Board) Power Circuit SPI Flash ROM Connector LDO Speaker Output HT66FV140 AN0375T V1.20 7/12 January 13, 2017

8 Power ON/OFF Switch Speaker 8/2W HT66FV140 Power indication SPI Flash KEY1 KEY2 KEY3 KEY4 HT66FV140 Demo Board HT66FV140 Demo Board PCB Layout Top View AN0375T V1.20 8/12 January 13, 2017

9 HT66FV140 Demo Board PCB Layout Bottom View AN0375T V1.20 9/12 January 13, 2017

官網下載, 並有 Youtube 教學影片實際操作演練, 讓使用者很快的學會如何操作語音開發平台軟體完成專案開發平台 (Development Platform) Model Function Note Holtek

10 開發環境語音開發平台 (Voice MCU Workshop) 為了讓客戶很快的開發出語音產品,Holtek 提供語音開發平台, 協助客戶快速上手使用 HT66FV1x0 系列的語音功能, 主要的特點如下 : 客戶不用自行開發語音底層程式代碼透過平台操作即可快速完成語音功能專案以平台產出的程式框架基礎, 加入 MCU 功能程式, 加快產品的開發其系統系統架構如下 : 程式開發架構如下 : 語音開發平台軟體可在 Holtek 官網下載, 並有 Youtube 教學影片實際操作演練, 讓使用者很快的學會如何操作語音開發平台軟體完成專案開發平台 (Development Platform) Model Function Note Holtek Voice MCU Workshop Development Platform for Voice MCU Can be used with ESK-66FV-100+ e-link AN0375T V /12 January 13, 2017

PC 端軟體 (Software) Model Function Support Hardware Note Holtek Voice MCU Workshop Voice development platform ESK-66FV-100 + e-link Supports : Windows XP or above 工具操作介紹影片 (Tools Introduction Video)

11 PC 端軟體 (Software) Model Function Support Hardware Note Holtek Voice MCU Workshop Voice development platform ESK-66FV e-link Supports : Windows XP or above 工具操作介紹影片 (Tools Introduction Video) Model Holtek Voice MCU Workshop Link Note: 細節請參考 Holtek Voice Workshop User Guide 語音平台開發流程參考資料參考文件 Holtek Voice Workshop User Guide 如需進一步瞭解, 敬請瀏覽 Holtek 官方網站版本及修改資訊 Date 日期 Author 作者 Issue 發行修訂說明李乾嘉李凡 First Version 李乾嘉李凡 V 李乾嘉李凡 V1.20 AN0375T V /12 January 13, 2017

12 免責聲明本網頁所載的所有資料商標圖片連結及其他資料等 ( 以下簡稱資料 ), 只供參考之用, 盛群半導體股份有限公司 ( 以下簡稱本公司 ) 將會隨時更改資料, 並由本公司決定而不作另行通知雖然本公司已盡力確保本網頁的資料準確性, 但本公司並不保證該等資料均為準確無誤本公司不會對任何錯誤或遺漏承擔責任本公司不會對任何人士使用本網頁而引致任何損害 ( 包括但不限於電腦病毒系統固障資料損失 ) 承擔任何賠償本網頁可能會連結至其他機構所提供的網頁, 但這些網頁並不是由本公司所控制本公司不對這些網頁所顯示的內容作出任何保證或承擔任何責任責任限制在任何情況下, 本公司並不須就任何人由於直接或間接進入或使用本網站, 並就此內容上或任何產品資訊或服務, 而招致的任何損失或損害負任何責任管轄法律本免責聲明受中華民國法律約束, 並接受中華民國法院的管轄免責聲明更新本公司保留隨時更新本免責聲明的權利, 任何更改於本網站發佈時, 立即生效 AN0375T V /12 January 13, 2017

Cost_Effective C Handbook

Cost_Effective C Handbook 文件編碼 :AN0398T 概述 Holtek 繼 BS66F340/350/360 之後, 再度推出 Enhanced Touch Voice Flash MCU 系列 BS66FV340/350/360, 內建最新版本的 Enhanced Touch Key Engine, 具有硬體加速電路, 可增強 Touch Key 演算法的執行效率, 內建 16-bit DAC 與 Audio Power