PM50系列智能語音芯片

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PM50 系列智能語音芯片是中青世紀科技公司 2003 年最新開發的智能語音產品，它既是語音播放電路，也是智能單片機。其音質水平、價格都要略優于著名的 ISD 電路，同時也有21KHZ 高保真音質。而其開發設計簡單度、智能控制的簡單度、整體性價比等指標要遠勝過ISD，而如果用量超過1~3萬片，可以原樣投產掩膜片，價格更低至五～十分之一。可以說，該芯片連同具有USB 電腦接口的atvoc-PM50語音編程開發系統一起，開創了數碼語音電路的新紀元，是智能語音電路的一場革命。

該芯片由專用的語音單片機和FLASHRAM存儲器集合構成，它既有幾秒到200秒的多段語音播放功能，也有單片機可編程的智能特性，大規模復雜電路已經縮微到只有COB28封裝（ 18*36mm ）的印板上，可以方便地作為DIP28封裝的標準集成電路來使用。

一、特點：

（ 1 ）、使用上可以和普通音樂片一樣簡單方便；

（ 2 ）、 FLASHRAM 結構，可以反復擦寫錄入，壽命在 1 萬次以上 ；

（ 3 ）、電源電壓 3~6V ，靜態電流 1uA ，工作電流 50mA ；

（ 4 ）、直接驅動 8 歐姆 0.5 瓦的喇叭；

（ 5 ）、一系列多規格可互換，開發系統共用；

（ 6 ）、錄制的語音可分 1~8 段或 128 段；

（ 7 ）、自帶八個輸入端口，九個輸出端口，功能均可由用戶自定義；

（ 8 ）、開發系統采用最新的 USB 電腦接口；

（ 9 ）、開發用的電腦軟件系超智能傻瓜圖形設計，外行也能使用 ；

（10 ）、配合編程軟件可以開發出并行、串性、智能型等多種控制模式；

（11 ）、開發系統支持用戶對本組件在線編程（ ISP ）；

（ 12 ）、音質比著名的 ISD 產品要略好；

（ 13 ）、最小系統的外圍電路只需一只振蕩電阻、一只電源濾波電容 ；

（ 14 ）、有 20/30/40/50/100 秒 ~200 秒多個時間檔次可選 ；

（ 15 ）、完成開發和試驗生產后，直接用源文件投產掩模芯片，電路設計、音質效果、功能性能不變

二、PM50 系列編號及功能

三、PM50 外圍管腳圖和實物照片

PM50 的管腳定義表

附：

1 、電源電壓為3~6V，靜態電流約1uA 。

2 、振蕩電阻上拉到正電源，在正常品質下振蕩電阻一般取值240K標準值是255K）；在高級品質（HQ）下振蕩電阻一般取值120K 。

3 、任何喇叭端嚴禁接地或串接喇叭后直接接地或正電源。


4 、 PM50 板上可以焊接兩個器件：濾波電容0.1UF，振蕩電阻240K，可選貼片器件。裝上后，外部不需要再裝。另外在PM50編程器內部已裝有240K振蕩電阻，測試或演示時PM50板上無須再裝振蕩電阻。

四、PM50 典型應用電路圖

（八段語音并行或智能控制輸入、九個LED控制輸出，K1~K8單鍵對單段或組合的多段，可選循環/電平/邊沿觸發等，九個LED可智能輸出）

五、PM50 的最小系統

（僅一片PM50芯片就可以作為一個小的語音系統，下圖是單段單燈，或單鍵順序多段放音。振蕩電阻及濾波電容板載，用戶只需要外接喇叭、電源、按鍵就可以工作了。）

六、PM50 外接功放設計

MC34119（0.5W）帶自動關斷功能，只在有聲音時工作，平時省電。其它功放也是類似接法，接成平衡輸入方式。PM50的任一喇叭輸出端嚴禁接地或串接喇叭后直接接地或正電源。

七、PM50 在線編程（ISP）應用設計圖

在線編程（ISP）是指設計人員能夠在用戶板上、不把芯片單獨拿下來就能實現聲音錄制、修改、編程工作，能非常方便產品在成品化后做后期修改、調試工作這在很多應用上非常重要。PM50有專門的ISP在線編程接口，需要ATISP-PM50型的在線編程器配合使用。

八、PM50 的標準串行控制方式

須由外部單片機接口，發串行指令控制放音的段號，段數最大128段，專用于語音組合用。如報數、報溫度、語音辭典用等。

在該串行模式下， K5 、 K7 端連接按鍵就賦予了特殊的演示、測試功能， K5 端每按鍵一次即順序播放一段，可以逐段聽取所有段的語音內容和效果； K7 端每按鍵一次，即按順序連續播放八段的語音，以便聽取語音組合時的合成效果。另外， K2 端如果接按鍵，可以作為測試時的復位端使用。

在該串行模式下最大可分 128 段， K1 為數據端， K2 為時鐘端， O1 為忙信號端。時鐘上升沿時數據端有效。語音段的地址為 80H~FFH ，第一段的地址是 80H ，按順序排列，最多128 段語音。外部單片機直接送入要放音的段號數據，播放，結束時 PM50 的忙信號拉低，在判斷一段語音結束時，外部單片機再送下一段語音的段號。

單片機控制時序圖如下， K2 時鐘為 10HZ~100KHZ 內均可。

以下是一個 89C2051 單片機與 PM50 芯片接口的電路原理圖，同時也是測試 PM50 語音合成效果的發碼測試板，能夠令用戶選擇播放PM50 中的任意一段或多段的組合。

越來越多的語音產品智能化日漸增高，即使玩具產品也有很高的智能性，光靠上述手動按鍵控制的智能編輯模式也不能適應一些高端產品的設計需要。例如有些小家電產品、高檔智能玩具產品，既需要復雜的用戶手動按鍵功能，又需要播報溫度、數字、金額等不確定的語音組合，這樣就需要將上述的單片機串行控制與智能編輯模式結合起來。本模式就是這樣設計的。

本模式中，用戶可以利用串行控制的128個地址，從80H~FFH，每個地址下都能放很多個聲音文件的固定組合，還可以定義LED1、O2~O4、O5~O8這八個輸出端的輸出狀態：高電平、低電平、閃爍；還可以定義這八個輸出狀態的時間。這樣就充分利用了PM50的內部智能控制器的全部資源，使用戶的外圍電路設計和產品開發的軟件設計成本都降到最低點。

用戶依然利用 PM50芯片的K1、K2、O1三個端口做串行控制，見上一節的串行控制。用戶依然可以利用 PM50芯片的K5、K6端做串行的語音播報測試，K5是順序的按鍵一次播放一組聲音文件，K6是逆序的播放。

用該功能不但能實現很多段語音的復雜控制，還可以實現很多智能程序控制的設計，下面是將 PM50的八個輸出端接LED發光管、實現流水燈的開發系統軟件設計，8個燈逐一被點亮然后逐一熄滅，點亮的時間也可控制。在此同時也可以有語音的輸出。

本編輯模式充分展示了PM50 優異的語音芯片與智能單片機兼備的功能，用戶可以實現復雜的語音輸出和智能程序控制輸出，而要做的只是做簡單的菜單選擇，無須學習專用的編程語言。

九、PM50 的升級版本

PM50開發軟件又推出了V2.50版，除了繼承V2.03版的所有功能外，主要修改了V2.03版本出現的一些BUG；另外，增加了一個新的功能，音頻輸出方式可以做兩種選擇，一種是原有的平衡輸出模式“PWM”，另一種是單端放大輸出模式“DAC”。DAC輸出的典型電路如圖所示：

注意：

（1）DAC輸出端只能是芯片的13腳，14腳并不能作為輸出腳。

（2）使用DAC模式輸出，在編程器上試聽沒有聲音是正常的。

十、關于防自激、抗干擾措施

PM50 語音芯片以極為方便的開發設計、簡單的控制使用、優越的音質效果贏得客戶的好感，紛紛投入新產品開發設計、老產品換代設計中。

在 PM50 的設計使用中，有不少客戶在第一次使用時遇到了一些問題，主要反映是在自制的實驗板上搭接電路后，看起來電路連接都正確，但就是沒有聲音出來，有時還發現 PM50 芯片發燙。但同樣的 PM50 芯片換到我們公司做的實驗板上、編程器上就沒有問題了，放音、控制都完全正常。

經我們反復實驗，發現在 PM50 芯片的使用中，要注意以下幾點：

1、PM50 芯片 COB 板上的 0.1uf 濾波電容（ COB 板上有“ C ”的標志，分立件與貼片件的位置均有）一定要先貼焊上。我們發現焊裝 0.1uf 的瓷片電容效果最好，用 0.1uf 的 0805 貼片電容比較美觀，但貼片電容要注意選擇精度高（誤差在 20% 以內）的正規產品。

2、PM50 的電源電路上不要再裝有 1uf 以上的電解式濾波電容。

3、PM50 的任何外引線都盡量短，元件都盡量靠近 PM50 芯片設計安裝。

4、PM50 的電源盡量使用電池供電。如果 PM50 的電源是交流市電變壓、整流、穩壓而來的，甚至是開關電源供應的，其它電路都已經使用了大的電源濾波電容， PM50 的電源供應端就需要串聯一只 47uH 的電感。

5、在 PM50 的共同電源系統中，如果有馬達、射頻發射電路、大電流切換的電路等，都需要在 PM50 的電源端加裝抗干擾電路。

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