基于WT588F02A-16S語音芯片在啟蒙玩具用品的方案設(shè)計應(yīng)用解析

一、概述

啟蒙教育是每個兒童認(rèn)識世界的第一步，根據(jù)哈佛大學(xué)兒童發(fā)展中心的相關(guān)研究，0-6歲的階段是兒童各種感官和認(rèn)知形成的關(guān)鍵階段。在半歲以前，兒童的視覺和聽覺能力逐漸形成并成為兒童后續(xù)認(rèn)知能力發(fā)展的重要因素。從半歲開始，兒童的語言能力開始逐漸發(fā)育成熟，1歲之后包括邏輯思維等高級認(rèn)知功能進(jìn)入到快速發(fā)展的時期。

與傳統(tǒng)家長視玩具為“喪志”之物不同，80、90后年輕父母非常重視孩子的啟蒙玩具，更看重玩具的品質(zhì)和益智屬性，而不僅僅是當(dāng)成一個“哄娃”的工具。

啟蒙玩具可以生動、活動、有效的實施兒童早期智力引導(dǎo)。它通常使用各種玩具外形，在內(nèi)部隱藏了高科技的嵌入式聲音芯片，使啟蒙玩具變身成一款具有簡單人工智能的玩具。比如具有語音交互、唱歌等功能，同時擁有可愛迷人的外型，讓孩子不會抗拒。這些功能讓早教玩具具有更多的娛樂性和親和力，非常適合作為各年齡段的兒童的使用。

但是現(xiàn)在啟蒙玩具市場的存在以下的通病：啟蒙玩具一般操作麻煩，孩子不會使用，需要有家長進(jìn)行幫助使用；隨著玩具功能的增加，需要相對的增加對應(yīng)不同功能芯片，增加制造成本，電路設(shè)計也更為復(fù)雜。

唯創(chuàng)知音的WT588F02A-16S語音芯片方案設(shè)計的玩具，具備播放語音內(nèi)容的功能的同時可以擴(kuò)展紅外接收解碼功能、觸摸按鍵功能、電機控制功能，在節(jié)省產(chǎn)品設(shè)計綜合BOM物料成本的前提下，還能為主MCU節(jié)省資源。

二、芯片特點

WT588F02A-16S是深圳唯創(chuàng)知音電子有限公司新研發(fā)的一款16位DSP語音芯片、內(nèi)部振蕩32Mhz，16位的PWM解碼。目前WT588F02A-16S，支持外掛128Mbit的Flash。

1、功能簡述:

(1)、工作電壓：2.0V~5.5V

(2)、精準(zhǔn)的+/-1%內(nèi)部震蕩，有低壓復(fù)位(LVR=1.8V)看門狗計時

(3)、16位PWM純音頻輸出，可直接驅(qū)動8Ω/0.5W喇叭和蜂鳴器，14位DAC音頻輸出，可外接功放

(4)、內(nèi)置看門狗；

(5)、具備串口控制模式：一線串口

(6)、錄音采樣率：最大支持16Khz。固定語音（預(yù)留語音）采樣率：最大支持32Khz；

(7)、支持BUSY狀態(tài)輸出功能

(8)、帶自動增益控制的麥克風(fēng)

(9)、芯片主控程序和flash數(shù)據(jù)均可擦除再燒寫

(10)、支持紅外解碼

2、一線通信指令說明

數(shù)據(jù)信號拉低5ms(時間范圍為5ms-20ms)，最后發(fā)送數(shù)據(jù)。高電平與低電平數(shù)據(jù)占空比1：3即代表數(shù)據(jù)位0，高電平于低電平數(shù)據(jù)位占空比為3：1代表數(shù)據(jù)位1。高電平在前，低電平在后。

推薦使用200us：600us。取值范圍：40us:120us ~ 400us:1200us。推薦使用3:1和1:3電平比例（電平比例范圍為3:1~5:1、1:3~1:5）以保障通訊穩(wěn)定。

三、案例說明

WT588F02A-16S在啟蒙玩具的應(yīng)用中具有兩種方案：

方案一：將WT588F02A-16S作為主MCU芯片去實現(xiàn)功能需求，能實現(xiàn)適用于較為低端的玩具市場。

方案二：將WT588F02A-16S作為擴(kuò)展芯片，通過與主MCU芯片的通信，代替MCU芯片完成部分功能需求。

下面將以方案一舉例說明：

1、功能框圖

2、設(shè)計原理圖

3、實現(xiàn)功能

(1) 接收紅外遙控器發(fā)送功能按鍵，芯片識別按鍵做出完成指定功能；

(2) 分為多個音樂類型區(qū)域，具有上一曲，下一曲功能；

(3) 具有數(shù)字連播功能，從數(shù)字1可以播放到數(shù)字9999；

(4) 具有音量調(diào)整功能；

(5) 具有電機轉(zhuǎn)速調(diào)整功能；

(6) 具有呼吸燈顯示效果；

(7) 具有觸摸按鍵功能。

這樣只需要用到4顆芯片，加一個紅外接收頭便可以實現(xiàn)一個簡單的啟蒙玩具，成本低廉，成品電路板小巧。

而采用方案二：將WT588F02A-16S作為擴(kuò)展芯片，通過與主MCU芯片的通信，代替MCU芯片完成部分功能需求。在實現(xiàn)語音芯片播放聲音的同時，還可將WT588F02A-16S作為一個功能擴(kuò)展芯片，可以根據(jù)客戶的需求定制功能，代替MCU完成部分功能，達(dá)到節(jié)省主MCU資源，節(jié)省其他專用功能芯片物料，使主MCU可以完成更多的功能。

關(guān)于我們

唯創(chuàng)知音作為一家專注于語音技術(shù)研究的高新技術(shù)企業(yè)，始終堅持以“服務(wù)好工程師”為目標(biāo)，以行業(yè)語音交互器件標(biāo)準(zhǔn)化為方向，致力于讓復(fù)雜變簡單，提供快捷的語音、智能物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用解決方案。WT588F02語音芯片應(yīng)用設(shè)計方案，在智能鬧鐘、智能水杯、霧化器等消費電子行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)已有成熟的應(yīng)用案例。消費類電子產(chǎn)品應(yīng)用是公司重要的發(fā)展領(lǐng)域，未來，唯創(chuàng)知音將在更多行業(yè)推出標(biāo)準(zhǔn)化語音芯片，進(jìn)一步提升工程師的設(shè)計體驗，為消費類電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化賦能。