Microsoft Word 十月第一篇V5

Size: px

Start display at page:

Download "Microsoft Word 十月第一篇V5"

寇家麴
5 years ago
Views:

1 物聯網系列 : 讓開發板發出音效 (WT588D-U 語音模組基本篇 ) 2016 年 10 月 15 日十月, 2016 文 \ 曹永忠隨著數位化技術的推進, 電子數位應用產品為人類生活帶來極佳的便利性與樂趣, 而越來越多的數位產品, 因應高齡使用者與弱勢族權, 語音提示顯示內容的需求越來越迫切, 因此, 語音模組已成為產業的關注焦點, 全球相關廠商也投注資源開發語音模組之新技術新應用, 並為提昇人類便利使用而努力前文簡單揚聲器篇 ( 曹永忠, 2016a, 2016b) 中提到使用簡單的揚聲器發出聲音與音效, 對簡單的應用也許夠用, 但是今日 3C 時代, 這樣效果可能應用上顯的不足, 所以本文要使用更高階的語音處理晶片來產生語音音效, 本篇介紹 WT588D-U 語音模組, 這是一個非常多元的語音晶片, 相信讀者閱讀過本文後, 想必會對語音的應用有更深入的認識本系列是物聯網系列系列電腦音效子系列第三篇 : 讓開發板發出音效 (WT588D-U 語音模組基本篇 ), 主要告訴讀者, 如何透過外加高階的語音處理晶片之模組來產生語音音效, 對更高階的語音音效等需求, 可以一一解決 ( 曹永忠, 許智誠, & 蔡英德, 2016a, 2016b) 如何使用 WT588D-U 語音模組由於解譯 Wav 或 Mp3 聲音資料, 對於 CPU 而言, 會耗損大量的 CPU 執行時間, 並且對於攥寫解譯 Wav 或 Mp3 聲音資料的程式也是很大的負擔, 所以本書引入了解譯 Wav 或 Mp3 聲音資料的硬體模組 :WT588D-U 語音模組, 下列將 WT588D-U 語音模組產品特徵列舉如下 : 28 腳模組封裝, 可通過更換記憶體以獲得不同長度的語音存儲時間支援 2M bit ~32M bit 容量的 SPI-Flash( 注 :1byte=8bit) 採用 WT588D-20SS 語音晶片當作主控核心

2 內嵌獨特的人聲語音處理器, 使語音表現極為自然悅耳內置 13Bit/DA 轉換器, 以及 12Bit/PWM 音訊處理, 確保高品質語音輸出支援載入 6K~22KHz 取樣速率 WAV 音訊 PWM 輸出可直接推動 0.5W/8Ω 揚聲器支援 DAC/PWM 兩種輸出方式 ; 支援按鍵控制模式一線串口控制模式三線串口控制模式 ; 按鍵控制模式底下可以設置多種 IO 口觸發方式 ; 任意設定顯示語音播放狀態信號的 BUSY 輸出方式 ; 最多可載入 500 段編輯的語音 220 段可控制位址位, 每個位址位最多可載入 128 段語音, 地址位元內的語音組合播放語音播放停止馬上進入休眠模式搭配套 WT588D VoiceChip 控制軟體, 介面簡單, 使用方便能發揮 WT588D-U 語音模組各項功能軟體中可完成控制模式設置語音組合調用語音靜音等操作可隨意進入靜音, 靜音時間範圍為 10ms~25min USB 下載方式, 支援線上下載 / 離線下載 ; 即便是在 WT588D-U 語音模組通電的情冴下, 也一樣可以正常下載資料到 SPI-Flash 工作電壓 DC2.8V~5.5V 休眠電流小亍 10uA 抗干擾性強, 可應用在工業領域下列將 WT588D-U 語音模組功能描述列舉如下 : 按鍵控制模式觸發方式靈活, 可隨意設置任意按鍵為脈衝可隨意設置任意按鍵為脈衝重複觸發

3 可隨意設置任意按鍵為脈衝可重複觸發可隨意設置任意按鍵為無效按鍵可隨意設置任意按鍵為上一曲可隨意設置任意按鍵為下一曲可隨意設置任意按鍵為上一曲可迴圈可隨意設置任意按鍵為下一曲可迴圈可隨意設置任意按鍵為音量 + 可隨意設置任意按鍵為音量 - 可隨意設置任意按鍵為播放可隨意設置任意按鍵為暫停可隨意設置任意按鍵為停止可隨意設置任意按鍵為播放 / 停止觸發方式 : 一線串口控制模式三線串口控制模式可透過單晶片控制語音播放停止迴圈播放和音量大小, 戒者直接觸發 0~219 地址位的任意語音下列將 WT588D-U 語音模組應用範圍列舉如下 : 報站器報警器提醒器鬧鐘學習機智慧家電電子玩具

若讀者者想要其它它連接方法的的電路圖, 可以參附錄錄章節中 : WT588D-U

4 電訊倒車車雷達各種種自動控制裝裝置本書使用的 WT588D-U 語音模模組, 由下圖所示, 其連接電路非非常簡單, 若讀者者想要其它它連接方法的的電路圖, 可以參附錄錄章節中 : WT588D-U 語音模組 ( 英文版 ) WT588D- 語音模模組 ( 中文版 ) 等相關關資料 ( 曹永永忠, 许智诚诚, & 蔡英德, 2014a, 2014b; 曹永忠, 許智誠, & 蔡英德, 2014a, 2014b) 讀者可以以到筆者 Github( 網站, 本書書的所有範範例檔, 都可可以在下載所需需要的檔案, 對於音效效範例檔部份, 可以以在下載所需要要音效範例檔 ( 曹永永忠, 许智智诚, et al., 2014a, 2014b; 曹永忠, 許智誠, et al., 2014a, 2014b) 圖 1 WT588D-U 串列電路路圖首先, 請讀讀者依照下下表進行 WT588D-U 電路組立, 再進行程式式攥寫的動作作表 1 WT588D-U 接腳表模組接接腳 Arduino 開發板接接腳解說 Pin 22 Arduino +5VV WT588D-U Pin 14 Pin 21 Pin 9 Arduino GND( 共地接點 ) 接 LED 負級, 正級連連接 470R 到 Arduino +5VV 外接喇叭 + +Speaker WT588D-U 資料接腳 Pin 10 外接喇叭 -Speaker

5 模組接腳 Arduino 開發板接腳解說 Pin 16(P03) Arduino digital output pin 7 完成 Arduino 開發板與 playstation 搖桿連接之後, 我們將下表程式, 請讀者鍵入 Sketch IDE 軟體 ( 軟體下載請到 : 編譯完成後上傳到開發版進行測試將下表之 WT588D-U 語音模組測試程式一上載到 Arduino 開發板進行測試, 可以聽到 WT588D-U 語音模組發出聲音, 因為 WT588D-U 語音模組推動喇叭的電力並非很強大, 若聲音太小時, 讀者可以外接音源擴大機將聲音放大表 2 WT588D-U 語音模組測試程式一 WT588D-U 語音模組測試程式一 (WT588_t01) int addrpin=7; int busypin=8; char addr; void PlayVoice(unsigned char addr,unsigned int addrpin) digitalwrite(addrpin,0); delay(5); for(int i=0;i<8;i++) digitalwrite(addrpin,1); if(addr & 1) delaymicroseconds(600); digitalwrite(addrpin,0); delaymicroseconds(300); else delaymicroseconds(300); digitalwrite(addrpin,0); delaymicroseconds(600); addr>>=1; // 此行用 >>= 还是 =>> 还不确定

6 digitalwrite(addrpin,1); WT588D-U 語音模組測試程式一 (WT588_t01) /* 用于播放由一串地址组成的语句 */ void PlayVoiceSerial(unsigned int addrserial[],unsigned int len,unsigned int addrpin,unsigned int busypin) for(int i=0;i<len;i++) addr=addrserial[i]; PlayVoice(addr,addrpin); pulsein(busypin,0); pulsein(busypin,1); void setup() pinmode(addrpin, OUTPUT); void loop() delay(2000); addr=0; PlayVoice(addr,addrpin); pulsein(busypin,0); pulsein(busypin,1);

7 WT588D-U 語音模組測試程式一 (WT588_t01) delay(5000); addr=1; PlayVoice(addr,addrpin); pulsein(busypin,0); pulsein(busypin,1); 程式下載網址 : 透過外界參數使用 WT588D-U 語音模組由於上述程式已經可以完整驅動 WT588D-U 語音模組, 對於如何燒錄 Wav 語音檔案到 WT588D-U 語音模組, 請讀者參考附錄中 WT588D 語音燒錄器操作手冊一節, 便可以輕易將 Wav 語音檔案燒錄到 WT588D-U 語音模組由於我們一段語音只有燒錄一個對應的 Wav 語音檔案, 再針對該段語音, 透過串列通訊來驅動該段語音, 所以我們必需改寫程式, 所以將下列之 W WT588D-U 語音模組測試程式二, 鍵入 Arduino Sketch 之中 ( 軟體下載請到 : 完成編譯後, 上載到 Arduino 開發板進行測試, 我們可以在 Arduino Sketch 監控畫面之中, 透過輸入 0~9, 聽到第一段到第十段的語音所以我們可以見到下圖所示, 使用者可以在 Arduino Sketch 監控畫面之中, 透過輸入 0~9, 聽到第一段到第十段的語音表 3 WT588D-U 語音模組測試程式二 WT588D-U 語音模組測試程式二 (WT588_t02) int addrpin=7; int busypin=8; char addr; void setup() pinmode(addrpin, OUTPUT); Serial.begin(9600); Serial.println("program Start here");

8 WT588D-U 語音模組測試程式二 (WT588_t02) void loop() int aa ; char song; if (Serial.available()) aa = Serial.read() ; song = (char)aa -0x30; Serial.print("now playing song #"); Serial.println(song,HEX) ; PlayVoice(song,addrpin); //; void PlayVoice(unsigned char addr,unsigned int addrpin) digitalwrite(addrpin,0); delay(5); for(int i=0;i<8;i++) digitalwrite(addrpin,1); if(addr & 1) delaymicroseconds(600); digitalwrite(addrpin,0); delaymicroseconds(300); else delaymicroseconds(300); digitalwrite(addrpin,0); delaymicroseconds(600); addr>>=1; // 此行用 >>= 还是 =>> 还不确定

9 WT588D-U 語音音模組測試程程式二 (WT588_t02) digitalwrite(addrpin,1); /* 用于播放由一一串地址组组成的语句 */ void PlayVoiceSerial(unsigned int addrserial[],unsigned int len,unsigned int addrpin,unsigned int busypin) for(int i=0;i<len;i++) addr=addrserial[i]; PlayVoice(addr,addrpin); pulsein(busypin,0); pulsein(busypin,1); 程式式下載網址 : 圖 2 WT588D-U 語音模模組測試程式式二執行畫畫面

10 音效檔轉轉檔我們發現 WT588D-U 語音模組組需要某些格格式的 Wav 音樂檔, 但是我們找找到的 Wav 音樂檔檔無法符合 WT588D-UU 語音模組組的工具程式式 wt588dd voicechip 的規定, 此時我們們必須將檔 Wav Mp3 Wma 等等音 Wav 音樂檔效效檔進行轉檔檔筆者採用 FreeMake 公司的產品品 Free Audio Converte, 進行轉轉檔, 讀者可可以到 : 或到到筆者 Github: 下載該該軟體首先, 讀者者下載該軟軟體之後, 透過標準的的安裝方式, 安裝好該該軟體之後, 如下圖圖所示, 啟動該軟體圖 3 Free Audio Converter 啟始始畫面讀者可以以透過檔案總總管等軟體, 將要轉檔檔的音效檔檔, 拖拉到 Free Audio Converter 軟體體畫面, 如下圖所示, 設定好要要轉檔的音效效檔

11 圖 4 將要轉檔音音效檔拖拉到到畫面如下圖所所示讀者必需需先透過行行設定轉檔之之取樣頻率率單或立體體音由於 WT588D-U 語音模組的工工具程式 wt588d voicechip 的規規定, 注意! 如果要將一一般 mp3 檔案轉 wav 檔時, 記得先將檔檔案設為單單音 (MONO) 取樣率設設定為 6KHz 8KHz 12KHz 16KHz 22KHz, 取樣大小設定定為 16 bit 以上取樣樣率請皆設為為整數, 如取樣率率為 KHz 時, 則軟體將會警告無法正正常讀入, 請讀者多加加注意圖 5 設定轉檔取取樣頻率等等資料如下圖所所示, 讀者必必需先透過行行設定轉檔檔之取樣頻率率單或立立體音設定與與轉出路路徑後, 按下下圖所示示之轉換換鈕, 開始始進行檔案案格式轉換

12 圖 6 設定正確取樣樣資料與轉轉出路徑若一切就就緒, 按下上上圖所示之轉換鈕鈕之後, 開始始進行檔案案格式轉換, 如下圖圖所示, 則完完成音效檔檔的格式轉換換後, 讀者者就可以依附附錄之 WT588D 之相關關資料, 將音效檔檔燒入 WT588D-U 語音模組, 進行相關實實驗了圖 7 音效檔格格式轉換完完成

13 本系列是物聯網系列系列電腦音效子系列第三篇 : 讓開發板發出音效 (WT588D-U 語音模組基本篇 ), 主要告訴讀者, 如何透過外加高階的語音處理晶片之模組來產生語音音效, 對更高階的語音音效等需求, 可以一一解決 ( 曹永忠 et al., 2016a, 2016b) 本文為物聯網系列系列電腦音效子系列第三篇 : 讓開發板發出音效 (WT588D-U 語音模組基本篇 ), 主要是介紹物聯網產品開發時, 面對更高階的需求, 揚聲器已無法滿足需求, 如何透過外加語音模組, 使用高階的語音處理晶片之模組來產生語音音效, 對更高階的語音, 則是一個更廣泛應用的開始在下期專欄中, 會介紹如何將我們的音效檔語音檔, 進行轉檔如何燒錄語音資料到 WT588D-U 語音模組使用, 如此可以實作出更多物聯網的產品或實驗, 後續筆者還會繼續發表物聯網系列系列的文章, 在未來我們可以創造出更優質, 更具未來性的物聯網 (Internet of Thing:IOT) 產品開發相關技術敬請期待更多的文章

14 筆者者介紹曹永永忠 (Yung-Chung Tsao): 目前前為自由作家, 專注於於軟體工程軟體開發發與設計計物件導向向程式設計計物聯網系系統開發 Arduino 開發嵌入式式系統開發, 商品品攝影及人人像攝影長長期投入資資訊系統設計計與開發企業應用系系統開發軟體工工程新產產品開發管理理商品及及人像攝影等等領域, 並持續發表作作品及相關關專業著著作 com,line ID:dr. brucetsaoo Arduino 部落格 : 臉書書社群 (Arduino.Taiwan): 活動動官網 : Youtube: youtube.com/channel/uccyg2yy_u0m1aotca4hrrgq 程式式下載網址 : 參考考文獻 : 曹永永忠. (2016a). 物聯網系系列 : 讓電電腦發出音效 ( 基本原原理篇 ). 智智慧家庭. Retrieved from 曹永永忠. (2016b). 物聯網系列 : 讓電電腦發出音音效 ( 簡單揚揚聲器篇 ). 智慧家庭. Retrieved from 曹永永忠, 许智诚, & 蔡英英德. (2014a). Arduino 互动跳舞兔兔设计 : Using Arduino to Develop a Dancing Rabbit with An Android Apps. 台湾彰化化 : 渥瑪數位位有限公司. 曹永永忠, 许智诚, & 蔡英英德. (2014b). Arduino 逆渗透滤水水器控制器器开发 : Using Arduino to Develop a Controller of Reverse-Osmosis-based Water Purifiers. 台湾彰化 : 渥瑪瑪數位有限公公司. 曹永永忠, 許智誠, & 蔡英英德. (2014a). Arduino 互動跳舞兔兔設計 : Thee Interactionn Design of a Dancing Rabbit by Arduino Technology ( 初版 ed.). 台灣彰彰化 : 渥瑪數數位有限公司. 曹永永忠, 許智誠, & 蔡英英德. (2014b). Arduino 逆滲透濾水水器控制器器開發 :The Development of a Controller for Reverse-Osmosis-based Water Purifiers

15 Using Arduino ( 初版 ed.). 台灣彰化 : 渥瑪數位有限公司. 曹永忠, 許智誠, & 蔡英德. (2016a). Arduino 程式教學 ( 語音模組篇 ):Arduino Programming (Voice Modules) ( 初版 ed.). 台湾彰化 : 渥瑪數位有限公司. 曹永忠, 許智誠, & 蔡英德. (2016b). Arduino 程序教学 ( 语音模块篇 ):Arduino Programming (Voice Modules) ( 初版 ed.). 台湾彰化 : 渥瑪數位有限公司.

Microsoft Word 一月第一篇V3

Microsoft Word 一月第一篇V3 智慧家庭 :ARDUINO 永遠的時間靈魂 -RTC 時鐘模組 2016 年 1 月 15 日一月, 2016 文 \ 曹永忠前言智慧家庭的核心就是人, 而人的最重視的事是時間, 所以如何讓創客神器 Arduino 來顯示出時間, 並且時間是連續不可磨滅的一件事, 但是創客神器 Arduino 開發版的確缺少這個非常重要的核心功能, 雖然創客神器 Arduino 可以自己計時, 但是關機或重開機後,