基于WT2003HX語(yǔ)音芯片的智能語(yǔ)音壓感應(yīng)用設(shè)計(jì)方案

應(yīng)用方案設(shè)計(jì)

概述：

• 壓力傳感器是能感受壓力信號(hào)，并能按照一定的規(guī)律將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成可用的輸出的電信號(hào)的器件。唯創(chuàng)知音使用的傳感器，區(qū)別于現(xiàn)有的電阻式，電容式和壓電式傳感，采用了全新的壓力感應(yīng)原理，通過可變的離子材料和導(dǎo)電材料表面的接觸面積改變來感知外部壓力，具有高靈敏度，高信噪比，也具有導(dǎo)電材料表面接觸所產(chǎn)生的阻性壓力變化性。唯創(chuàng)知音壓感芯片，可以應(yīng)用在按鍵感知處理，重量檢測(cè)，水杯水位檢測(cè)，成人用品等。唯創(chuàng)知音一直致力于為客戶服務(wù)，讓復(fù)雜變簡(jiǎn)單，因此形成了一套完整的智能語(yǔ)音壓感解決方案。該方案主要基于唯創(chuàng)知音的語(yǔ)音芯片WT2003H4。
• WT2003H是一款功能強(qiáng)大的高品質(zhì)工業(yè)級(jí)語(yǔ)音芯片，采用了高性能32位處理器、最高頻率可達(dá)120MHz，具有低成本、低功耗、高可靠性、通用性強(qiáng)等特點(diǎn)，可內(nèi)置100秒350秒800秒語(yǔ)音容量。控制方式靈活：支持標(biāo)準(zhǔn)的異步串口通訊（UART）控制。其中，不僅驅(qū)動(dòng)唯創(chuàng)知音兩路壓感芯片，也帶有唯創(chuàng)知音標(biāo)準(zhǔn)串口的音頻播放控制。

WT2003H芯片特點(diǎn)

• 兩路壓感芯片數(shù)據(jù)輸出；
• 控制方式：標(biāo)準(zhǔn)UART通信接口，支持DMA和流控制，波特率默認(rèn)9600；
• 支持語(yǔ)音高品質(zhì)音頻格式，音頻碼率支8kbps~320kbps。
• 內(nèi)置0.5WD類功放；
• 音量可調(diào)，音量等級(jí)32級(jí)；
• 兩個(gè)16位異步分頻定時(shí)器；
• 四通道PWM輸出；
• 休眠功耗：靜態(tài)電流小于10微安；
• 兩個(gè)16位異步分頻定時(shí)器；

唯創(chuàng)知音壓力傳感器芯片特點(diǎn)

• 信噪比：4000:1；
• 重復(fù)性：CV<5%；
• 響應(yīng)時(shí)間：毫秒級(jí)；
• 壓力范圍：0-300mmHg(0-400gF/cm^2)；
• 壓力分辨率：<10mmHg(0.5gF/壓力傳感區(qū)域)；
• 最低觸發(fā)壓力：<50mmHg(2.5gF/傳感區(qū)域)；
• 非線性度：R2>0.95(線性區(qū)間為100-300mmHg)；
• 高靈敏度、高分辨率、高信噪比及高線性度壓力傳感；

（1）方案概述：

WT2003H智能語(yǔ)音壓感方案，客戶MCU通過標(biāo)準(zhǔn)uart指令，控制WT2003H對(duì)兩路壓感芯片的數(shù)據(jù)發(fā)送模式，其中有著按照固定頻率定時(shí)發(fā)送，主動(dòng)發(fā)送，以及設(shè)置閾值和高低閾值觸發(fā)。該標(biāo)準(zhǔn)壓感串口指令也保留著標(biāo)準(zhǔn)音頻播放指令，有著文件索引播放、插播、單曲循環(huán)、隨機(jī)播放、組合播放的功能。

（2）設(shè)計(jì)框架圖：

本方案根據(jù)WT2003H4-16SS封裝的芯片，主控通過uart通信控制WT2003H-16SS，對(duì)兩路壓感的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。設(shè)計(jì)框圖如下圖2.1所示。

圖2.1智能語(yǔ)音壓感設(shè)計(jì)框圖

（3）設(shè)計(jì)原理圖：

智能語(yǔ)音壓感電路原理圖如下圖3.1所示其中包括兩路壓感電路，UART通信接口TXRX，以及電源電路。

圖3.1智能語(yǔ)音壓感原理圖

（4）設(shè)計(jì)思路：

1、設(shè)置壓感數(shù)據(jù)獲取頻率指令（0XA0），該指令設(shè)置WT2003H4向主控以一定頻率發(fā)送壓感數(shù)據(jù)。指令如下表4.1所示。

表4.1 A0指令

其中數(shù)據(jù)由兩位字節(jié)（高位在前，低位在后）組成，范圍100毫秒-2000毫秒。

當(dāng)客戶需要設(shè)定以500毫秒的時(shí)間間隔去獲取數(shù)據(jù)。需要發(fā)送7E 07 FF 03 A0 01 F4 9E EF，其中 500 的十六進(jìn)制為01F4。

2、主動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)壓感數(shù)據(jù)(0XA1)，該指令在A0指令設(shè)置完，就會(huì)按照一定的指令發(fā)送壓感數(shù)據(jù)。即可發(fā)送A1發(fā)送的壓感數(shù)據(jù)如下表4.2所示。

表4.2 A1指令

3、主動(dòng)請(qǐng)求壓感數(shù)據(jù)(0XA2)，該指令以如下表4.3.1所示發(fā)送后，會(huì)接收到如下表4.3.2所示的返回的壓感數(shù)據(jù)。在想要抓取數(shù)據(jù)時(shí)，只要發(fā)送該指令，立即返回?cái)?shù)據(jù)。

例如：在某個(gè)時(shí)間或者某個(gè)動(dòng)作結(jié)束后，發(fā)送7E 05 FF 03 A2 A9 EF，即刻獲得該瞬間的壓感數(shù)據(jù)，獲得以下反碼：7E 09 FF 03 A2 00 23 00 2D FD EF 。其中該瞬間的壓感數(shù)據(jù)1為35，壓感數(shù)據(jù)2為45.

表4.3.1 A2指令

表4.3.2 A2指令返回壓感數(shù)據(jù)

4、設(shè)置壓感閾值(0XA3)，該指令就是設(shè)置閾值后A1和A2指令發(fā)送的的壓感數(shù)據(jù)為原始數(shù)據(jù)減去閾值后的壓感數(shù)據(jù)。其中注意的是當(dāng)原始數(shù)據(jù)小于閾值時(shí)，發(fā)送的壓感數(shù)據(jù)為0，默認(rèn)閾值為0。指令如下表4.4所示。

例如：當(dāng)我將兩個(gè)通道的閾值設(shè)置為48（十進(jìn)制），指令為7E 09 FF 03 A3 00 30 00 30 0E EF 。當(dāng)壓感數(shù)據(jù)低于48時(shí)，發(fā)送的壓感數(shù)據(jù)為0，大于閾值48的數(shù)據(jù)為原始數(shù)據(jù)減去閾值后的數(shù)據(jù)，過濾的常態(tài)值的影響。

表4.4 A3指令

5、設(shè)置壓感低閾值觸發(fā)(0XA4)，該指令設(shè)置一個(gè)低閾值，當(dāng)實(shí)際數(shù)據(jù)（原始數(shù)據(jù)減去閾值）小于低閾值時(shí)，WT2003H以A0的頻率按照A1的格式發(fā)送實(shí)際數(shù)據(jù)，若其中一路數(shù)據(jù)不低于低閾值，則發(fā)送的數(shù)據(jù)為0。指令如下表4.5所示。

例如：當(dāng)我設(shè)置壓感低閾值觸發(fā)的值為48（十進(jìn)制），指令為7E 09 FF 03 A4 00 30 00 30 0F EF 。其中，當(dāng)實(shí)際數(shù)據(jù)（原始數(shù)據(jù)減去閾值）小于低48時(shí)，芯片將以A0指令的頻率返回壓感數(shù)據(jù)，且兩路壓感數(shù)據(jù)中，有一通道觸發(fā)都會(huì)返回?cái)?shù)據(jù)。

表4.5 A4指令

6、設(shè)置壓感高閾值觸發(fā)(0XA5)，該指令設(shè)置一個(gè)高閾值，當(dāng)實(shí)際數(shù)據(jù)（原始數(shù)據(jù)減去閾值）大于高閾值時(shí)，WT2003H以A0的頻率按照A1的格式發(fā)送實(shí)際數(shù)據(jù)，若其中一路數(shù)據(jù)不低于高閾值，則發(fā)送的數(shù)據(jù)為0。指令如下表4.6所示。

例如：當(dāng)我設(shè)置壓感高閾值觸發(fā)的值為48（十進(jìn)制），指令為7E 09 FF 03 A4 00 30 00 30 0F EF 。其中，當(dāng)實(shí)際數(shù)據(jù)（原始數(shù)據(jù)減去閾值）大于低48時(shí)，芯片將以A0指令的頻率返回壓感數(shù)據(jù)，且兩路壓感數(shù)據(jù)中，有一通道觸發(fā)都會(huì)返回?cái)?shù)據(jù)。

以上就是對(duì)WT2003H智能語(yǔ)音壓感方案的簡(jiǎn)述，客戶可以靈活運(yùn)用壓感數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)許多個(gè)性產(chǎn)品。

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