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NV020S 系列语音模块语音 ICNV020S 系列数据手册 Version Number Reverse Date Remark 1.0 2006.10.18 第一版本 1.

1 NV020S 系列语音模块语音 ICNV020S 系列数据手册 Version Number Reverse Date Remark 第一版本修正了第一版本电路图, 增加了环境极限参数广州市九芯电子科技有限公司 1 电话 : ( 胥 ) QQ:

2 目录概述功能特点功能简介选型指南语音长度和 FLASH 容量对应表应用范围应用方框图封装示意图脚位描述 DIP16 模块封装脚位列表电气参数环境极限参数控制模式按键模组触发模式串口触发模式模块最小应用电路命名规则广州市九芯电子科技有限公司 2 电话 : ( 胥 ) QQ:

3 概述广州九芯电子是一家致力于语音科技研发设计的高新技术企业, 拥有良好的企业文化, 雄厚的技术基础以及有着丰富研发经验与实力的敬业团队 NV020S 系列是一款具有高速 DSP 内核的语音芯片, 因此可以轻松实现用户的各种需求 NV020S 的主要功能特点有 : 高音质的语音播放多功能多领域的应用范围灵活的语音容量扩充方式, 弥补了业界语音芯片的应用范围窄, 欠灵活等缺陷控制方式有按键触发方式 ( 包含 10 种按键触发模组 ), 单线串口触发双线串口触发三线串口触发并口触发等, 另外可根据用户特殊定制控制方式及功能强大的功能几乎可以掩盖到语音应用的每一个角落高音质的语音播放是 NV020S 系列语音模块的一个显著特点, 可以播放 6K~32K 采样率的声音,16 位的 DAC 输出内置噪声滤除器可以让声音得到完美的展现, 音质绝对不亚于 MP3 音质可以任意地添加静音且不占用语音空间, 语音控制地址多达 1024 个地址, 每个地址可以组合存放多达 3328 个语音组合文件 NV020S 系列可根据用户语音时长不同灵活配置外挂 FLASH 大小, 支持 1Mbit~128Mbit 的 SPI 存储器, 语音时长从几十秒到一小时以上全面支持 NV020S 具有与之配套的 PC 端软件以及下载器, 可以轻松下载更换语音及功能 NV020S 系列语音模块的推出标志着语音时长 1 小时内的应用领域, 从此业界具有了一个完美的语音方案理想选择它高音质的语音具有量产优势的实惠价格灵活的控制方式及扩展方式完善成熟的技术及配套工具可以轻松实现将完美的声音嵌入到您的产品当中, 为您产品展开完美的歌喉 1 功能简介 NV020S 系列可支持市面上通用的各种品牌 SPI FLASH, 如 25P 系列 25X 系列 25L 系列等, 支持 1Mbit~128Mbit 的容量, 根据语音容量灵活配置更换 FLASH 芯片即可 NV020S 支持智能的语音组合播放, 可节省语音空间, 另外可根据需要自由定义静音时间的长短, 嵌入到语音段落中去, 支持 1024 段组合语音段落, 用户可通过按键或者串口发送 8 位地址控制任意段的播放停止循环等有忙信号的输出 2 功能特点语音内容存储在外挂 SPI FLASH 中, 可重复擦写次以上, 保存时间超过 100 年 ; 简洁易用的操作方式 ( 按键模组一线串口三线串口 ); 可以存入 WAV ADPCM 格式的文件, 语音可以组合播放以节省存储空间 ; 两种输出方式 (DAC 以及 PWM 输出,DAC 可外接功放输出,PWM 可直接驱动 0.5W 喇叭 ); 可外挂 4Mbit~128Mbit 容量 SPI FLASH 闪存, 语音时长 40 秒 ~2560 秒 (6K 采样率计算 ); 灵活的分段放音操作, 可方便地控制任意段语音播放, 语音组合极大地节省空间 ; 体积小, 模块设计为标准 DIP16 封装, 使用方便, 应用灵活 ; 有忙状态电平信号指示 ; 电压工作范围 2.7V~3.6V; 静态电流 20uA, 可满足大多数低功耗场合 ; 智能休眠模式, 在播放完语音后 1 秒内自动进入休眠 ; 产品可以以模块的形式提供给用户, 也可以提供方案, 后者用户只须购买主控语音芯片, 应用灵活 ; 广州市九芯电子科技有限公司 3 电话 : ( 胥 ) QQ:

3 选型指南型号电压范围混音静态电流语音 ( 秒 ) 采样范围放音方式控制方式 NV020S-4M 2.7V~3.

6V X 30uA 320 6K~32K DAC/PWM 按键单线三线 NV020S-16M 2.7V~3.

6V X 30uA 1280 6K~32K DAC/PWM 按键单线三线 NV020S-64M 2.7V~3.

模块的封装是基于 DIP16 设计, 同时也可按客户要求定制封装, 或者是以芯片的形式应用在用户电路板 4 语音长度和 FLASH 容量对应表语音长度 ( 秒 ) 160 320 640

4 3 选型指南型号电压范围混音静态电流语音 ( 秒 ) 采样范围放音方式控制方式 NV020S-4M 2.7V~3.6V X 30uA 160 6K~32K DAC/PWM 按键单线三线 NV020S-8M 2.7V~3.6V X 30uA 320 6K~32K DAC/PWM 按键单线三线 NV020S-16M 2.7V~3.6V X 30uA 640 6K~32K DAC/PWM 按键单线三线 NV020S-32M 2.7V~3.6V X 30uA K~32K DAC/PWM 按键单线三线 NV020S-64M 2.7V~3.6V X 30uA K~32K DAC/PWM 按键单线三线备注 : 1. 语音长度全部基于 6K 采样率计算的, 一般应用中采样率是大于 8K 的, 所以语音长度仅作参考 2. 模块的封装是基于 DIP16 设计, 同时也可按客户要求定制封装, 或者是以芯片的形式应用在用户电路板 4 语音长度和 FLASH 容量对应表语音长度 ( 秒 ) FLASH 容量 (Mbit) 应用范围 NV020S 系列语音模块可用于各种语音提示的场合, 例如 : 儿童早教机有声挂图点读机学习机念佛机公交报站器电梯报站器导游机智能玩具机器人家用理疗按摩器脑轻松等等儿童益智早教机念佛机报站器语音导游机家用保健产品 6 应用方框图输出 PC 端下载 / 拷贝机下载控制端 NV020S 模块 / 主控 SPI FLASH 语音输出广州市九芯电子科技有限公司 4 电话 : ( 胥 ) QQ:

7 封装示意图 7.1 NV020S 模块脚位图 1 2 3 4 5 6 7 8 RESET AL SP1 SP2 DI DO CLK VSS VCC P07 P02 P03 P04 P05 CS 16 15 14 13 12 11 10 9 7.1 模块主控 IC NV020 脚位图 NV020S 模块封装图 NV020-SOP16 脚位图 8 脚位描述 8.

5 7 封装示意图 7.1 NV020S 模块脚位图 RESET AL SP1 SP2 DI DO CLK VSS VCC P07 P02 P03 P04 P05 CS 模块主控 IC NV020 脚位图 NV020S 模块封装图 NV020-SOP16 脚位图 8 脚位描述 8.1 DIP16 模块封装脚位列表引脚标号简介描述 NV020-SOP20(300mil) 脚位图 1 RESET RESET 复位脚, 低电平有效 2 AL DAC OUT DAC 输出 3 SP1 SP-P PWM 输出, 接 8 欧 0.5 瓦喇叭 4 SP2 SP-N PWM 输出, 接 8 欧 0.5 瓦喇叭 5 DI FLASH DI FLASH 下载接口 6 DO FLASH DO FLASH 下载接口 7 CLK FLASH CLK FLASH 下载接口 8 VSS VSS 地 9 CS FLASH CS FLASH 下载接口 10 P05 KEY/SCK 按键 MCU 两线三线串口数据输入 11 P04 KEY/DATA 按键 MCU 一线两线三线串口时钟输入 12 P03 KEY/CS 按键 MCU 一线两线三线串口片选输入 13 P02 KEY 按键 14 NC P06 KEY/ 按键忙信号输出 16 VCC VCC DC 电源 2.7V~3.6V 广州市九芯电子科技有限公司 5 电话 : ( 胥 ) QQ:

6 8.2 NV020S SOP16 脚位图封装引脚引脚标号简述功能描述 1 P01 SPI-DI 接 FLASH 脚 DI 2 GND GND 地 3 EQI OPI 内部功放反馈输入 ( 外接功放输出端口 ) 4 EQO OPO 内部功放反馈输出 5 VCC VCC 芯片模拟电源 2.7V~3.6V 6 SPK-P SPK-P DAC 及 PWM 输出 7 SPK-N SPK-N DAC 及 PWM 输出 8 P06 语音播放忙信号 9 P05 DATA 一线串口数据口 10 P04 CLK 三线串口时钟口 11 VPP VPP 芯片编程电源 12 VDD VDD 芯片数字电源 2.6V~3.6V 13 P10 SPI-DO 接 FLASH 脚 DO 14 P11 SPI-SCK 接 FLASH 脚 SCK 15 RESETB RESETB 芯片复位端, 低有效 16 P00 SPI-CS 接 FLASH 脚 CS 8.3 NV020S SOP20 脚位图封装引脚引脚标号简述功能描述 1 P03 K3/CS 三线串口片选 CS 2 P04 K4/SCL 三线串口时钟口 SCL 3 P05 K5/SDA 三线串口数据口 SDA 4 P06 语音播放忙信号 5 P07 K6 按键触发口, 并口地址 6 VCC VCC 模拟电源 7 SPK-P SPK-P PWM 输出口, 可外接 0.5W 喇叭 8 NC NC 空 9 SPK-N SPK-N PWM 输出口, 可外接 0.5W 喇叭 10 OPO OPO 内部功放反馈输出 11 OPI OPI 内部功放反馈输入 12 GND GND 地 13 VPP VPP 编程电源 14 VDD VDD 数字电源 15 P10 A3 FLASH 下载 16 P11 -- FLASH 下载 17 RESET RESET 复位端 18 P00 K0/SBT/TEST FLASH 下载 19 P01 /CS/A0 FLASH 下载 20 P02 K2/A4 按键触发口 9 环境极限参数名称范围单位 VCC-GND -0.5~3.6 V 广州市九芯电子科技有限公司 6 电话 : ( 胥 ) QQ:

7 Vin GND-0.3<Vin<VCC+0.3 V Vout GND<Vout<VCC V T(Operation) SOP -40~+85 C T(Junction) -30~+120 C T(Storage) -45~+125 C 10 控制模式控制模式包括 : 按键控制模组一线串口三线串口 10.1 按键模组触发模式所定义的管脚可以直接触发芯片放音, 即每一个管脚可控制播放一段语音每个管脚的触发方式可单独设置按键控制模式的防抖动时间为 :10ms 按键触发模组包括低脉冲可打断触发低脉冲不可打断触发低电平保持循环电平保持不循环电平非保持语音开关播放单键前进单键后退单键前进循环单键后退循环详细请见下时序图 : 脉冲不可重触发 VOICE OUT Group1 Group1 备注 : 负脉冲触发当 I/O 口检测到有下降沿时 ( 如, 该 I/O 口对地短路一下 ), 触发播放语音在语音播放期间, 再检测到下降沿, 芯片不动作直到语音结束后, 检测到的下降沿才有效脉冲可重触发 VOICE OUT Group1 Group1 Group1 备注 : 负脉冲触发当 I/O 口检测到有下降沿时 ( 如, 该 I/O 口对地短路一下 ), 触发播放语音在语音播放期间, 再检测到下降沿, 芯片会打断正在播放的语音, 重新播放只要有下降沿信号, 就重新播放电平保持 VOICE OUT Group1 Group1 Group1 备注 : 当 I/O 口为低电平时, 保持播放, 高电平则停止当第一遍结束后, 还保持低电平, 则继续重新播放, 直到转变为高电平才停止只要是低电平, 则有声音 ; 高电平, 没声音广州市九芯电子科技有限公司 7 电话 : ( 胥 ) QQ:

8 电平保持不循环 VOICE OUT Group1 Group1 备注 : 电平不重复当 I/O 口为低电平时, 保持播放, 高电平则停止当第一遍结束后, 还保持低电平, 也不会继续播放, 它只播放一次就结束如果需要重新播放, 则需要让它拉高, 再拉低, 后保持低电平即可电平非保持 VOICE OUT Group1 Group1 Group1 备注 : 电平重复当 I/O 口为低电平时, 保持播放, 高电平则停止当第一遍结束后, 还保持低电平, 它则会继续重复播放, 只有变为高电平才停止, 否则不停, 一直播放开关播放 (ON\OFF) VOICE OUT Group1 Group1 Group1 备注 : 一个负脉冲开始播放, 下一次负脉冲结束不管声音是正在播放还是停止, 都遵照这个规则单键向后 VOICE OUT GROUP1 GROUP2 GROUP N 备注 : 用一个按键触发播放所有的声音一个负脉冲触发播放一段, 下一个负脉冲播放下一段, 播放完最后一段, 则不会再有声音只会将全部声音播放一遍单键倒退 VOICE OUT GROUP N GROUPN-1 GROUP 1 备注 : 用一个按键触发播放所有的声音一个负脉冲触发播放一段, 下一个负脉冲播放上一段, 播放完最后一段, 重新播放第一段如此循环往复它与上面说到的单键向后, 只是次序上颠倒过来功能是不变的广州市九芯电子科技有限公司 8 电话 : ( 胥 ) QQ:

9 单键前进循环 VOICE OUT GROUP 1 GROUP 2 GROUP N GROUP 1 备注 :onekey 用一个按键触发播放所有的声音一个负脉冲触发播放一段, 下一个负脉冲播放下一段, 播完最后一段, 则会播放第一段, 如此循环往复地播放单键倒退循环 VOICE OUT GROUP N GROUP N-1 GROUP 1 GROUP N 备注 :onekey 用一个按键触发播放所有的声音一个负脉冲触发播放一段, 下一个负脉冲播放下一段, 播放完最后一段, 则会播放第一段, 如此循环往复地播放 10.2 串口触发模式串口控制模式是通过主控 MCU 控制发码, 来控制语音播放停止循环串口模式有一线串口模式和三线串口模式, 用户根据订做的控制方式参考响应的时序图命令及语音码命令码定义描述 E0H~EFH 音量调节在语音播放或者待机状态发此命令可以调节 16 级音量,E0H 最小,EFH 音量最大 F2H 循环播放在语音播放过程中发送此命令可循环播放当前地址语音 FEH 停止语音播放停止播放语音命令一线串口时序一线串口控制时序只有一条数据通信线, 但同时需要一根复位的线, 依照电平占空比不同来代表不同的数据位数据低位在先, 先发 16 位的高字节高电平, 与低电平数据占空比位 1:3 即代表数据位 0, 高电平于低电平数据位占空比为 3:1 代表数据位 1 高电平在前, 低电平在后数据先发低位, 详细时序请见下图 : 广州市九芯电子科技有限公司 9 电话 : ( 胥 ) QQ:

10 一线串口例程 (C 语言,PIC16F57,4M 晶振 ) Send_oneline(unsigned char addr_h, unsigned char addr_l) { unsigned char i; RST=0; delay1ms(2); /* 复位延时 1-5MS*/ RST=1; delay1ms(6); /* delay 6ms */ SDA=0; delay1ms(5); /* delay 5ms */ for(i=0;i<8;i++) {SDA=1; if(addr_h & 1) {delay100us(6); /* 600us */ SDA=0; delay100us(2); /* 200us */ else { delay100us(2); /* 200us */ SDA=0; delay100us(6); /* 600us */ Addr_h>>=1; SDA=1; delay100us(10); /* 1ms*/ for(i=0;i<8;i++) {SDA=1; if(addr_l & 1) {delay100us(6); /* 600us */ SDA=0; delay100us(2); /* 200us */ else { delay100us(2); /* 200us */ SDA=0; delay100us(6); /* 600us */ 广州市九芯电子科技有限公司 10 电话 : ( 胥 ) QQ:

11 Addr_l>>=1; SDA=1; delay100us(10); /* 1ms*/ 三线串口时序三线串口由时钟 SCK, 数据 DI 脚, 片选信号, 组成复位信号在发码前先拉低 1ms~5ms, 然后拉高等待 5ms 以上工作时 RST 需一直保持高电平接收数据低位在先, 先发 16 位的高字节, 在时钟的上升沿接收数据时钟周期介于 100us~2ms 之间, 推荐 400us 数据成功接收后, 语音播放忙信号输出在 1ms 之后作出响应时序图见下 : 程序范例 Send_threelines(unsigned char addr) // 三线发码子程序 {unsigned char i; RST=0; delay1ms(2); RST=1; delay1ms(5); /* 5ms*/ CS=0; delay1ms(2); for(i=0;i<8;i++) {SCL=0; if(addr & 1)SDA=1; else SDA=0; addr>>=1; delay100us(40); /* 400us */ SCL=1; delay100us(40); CS=1; SDA=1; delay100us(100); //1ms for(i=0;i<8;i++) {SCL=0; if(addr & 1)SDA=1; else SDA=0; addr>>=1; delay100us(40); /* 400us */ SCL=1; delay100us(40); CS=1; SDA=1; 广州市九芯电子科技有限公司 11 电话 : ( 胥 ) QQ:

12 12 模块最小应用电路 12.1 模块与单片机三线串口连接示意图 12.2 模块与单片机一线串口连接示意图备注 : 1. 上图为 DIP16 模块应用电路图 P07 P02 P03 P04 P05 也可根据需要配置为按键触发, 按键一端接模块端口, 另一端接地即可 DAC 输出可直接通过 104 瓷片电容外接功放输入端 2. 一线串口模式时,P05 为串口数据输入控制脚三线串口模式时,P03 为 CS,P04 为 CLK,P05 为数据 DATA 主控芯片 NV020-SOP20 与 FLASH 连接脚位图 NV020-SOP20 模块内部线路图广州市九芯电子科技有限公司 12 电话 : ( 胥 ) QQ:

13 12.4 主控芯片 NV020-SOP16 与 FLASH 脚位图 ( 此封装不支持三线串口 ) P V 4 AL R2 15K C3 102 SP+ LS1 SP- P06 SPEAKER U3 P01 GND PAD_EQI PAD_EQO VCC SPK_P SPK_N P06 WTV020-16P P00 REST OSCO OSCI VDD VPP P04 P P00 RESET P11 P10 P04 P05 R3 C V +3.3V P00 P U1 CS DO WP GND VCC HOLD CLK DI V P11 P01 C PXX NV020-SOP16 与 FLASH 连接示意图 13 命名规则 N V 020 S XX M 品牌代码 V 代表语音系列 S 代表 FLASH X 代表 FLASH 大小 FLASH 计量单位广州市九芯电子科技有限公司 13 电话 : ( 胥 ) QQ:

14 广州市九芯电子科技有限公司 14 电话 : ( 胥 ) QQ:

目录 1 概述 3 2 功能特点 3 3 选型指南 3 4 应用范围 4 5 芯片管脚图及封装引脚对应表 5 51 芯片管脚图 5 52 封装引脚对应表 5 6 电气参数及环境极限绝对系数 5 61 电气参数 5 62 环境极限参数 6 7 控制模式 6 71 按键控制模组 6 72 MCU 一线串

目录 1 概述 3 2 功能特点 3 3 选型指南 3 4 应用范围 4 5 芯片管脚图及封装引脚对应表 5 51 芯片管脚图 5 52 封装引脚对应表 5 6 电气参数及环境极限绝对系数 5 61 电气参数 5 62 环境极限参数 6 7 控制模式 6 71 按键控制模组 6 72 MCU 一线串 (NV020B/NV040B/NV065B/NV080B/NV115B) 数据手册 Version Number Reverse Date Remark 10 20101018 第一版本 11 2012312 修正了第一版本电路图, 增加了环境极限参数 12 201372 修改了应用电路图 13 2013-11-1 矫正了电压范围, 修正了地址个数 14 20160511 完善电路图, 使手册更加易懂