一种承载语音提示功能的MCU芯片的制作方法

一种承载语音提示功能的mcu芯片
技术领域
1.本发明涉及芯片设计技术领域，特别涉及一种承载语音提示功能的mcu芯片。


背景技术：

2.目前，obu终端根据中国国家标准进行费用处理时，可以通过蜂鸣声将费用处理与否通知到用户。但是，当司机在高速行驶中通过蜂鸣声和面板确认费用信息时，如果一不留神，就会发生交通事故。如果能使用语音提示费用明细的话，虽然很有效果，但是需额外使用语音提示专用芯片组成的集成电路，费用会上涨及功耗会增加，以及在认证过程中有少许困难。
3.如图1所示，现有技术中etc用obu产品进行语音提示时，在通用mcu中利用串行(serial)通信，使用模拟方式的音源ic和扬声器进行语音引导的方式，这种情况下，使用另外的音源ic，产品的制造成本费用增加，电力消耗也会增加。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种承载语音提示功能的mcu芯片，以解决上述现有技术存在的问题。
5.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
6.一种承载语音提示功能的mcu芯片，所述mcu芯片应用于obu终端，所述mcu芯片内部集成设置有处理器、存储器和语音播放器，所述语音播放器内设置有数字式功率放大器，所述数字式功率放大器设置有2pin的信号输出接口，所述mcu芯片外部连接有扬声器，所述扬声器与所述信号输出接口电性连接。
7.通过采用上述技术方案，将语音播放器集成到mcu芯片里，不需要使用额外的外部音频chip，具有降低成本的效果；对比将音频数据通过外部音频芯片来执行产生的很大电力消耗，语音播放器内置mcu芯片里后音频数据是在mcu芯片内部处理，能起到减少电力消耗的效果。
8.在进一步的实施例中，所述mcu芯片还包括dma控制器和数据总线，所述dma控制器通过所述数据总线与所述处理器、存储器、语音播放器信号传输，所述数据总线和处理器均为32位。
9.通过采用上述技术方案，mcu芯片内部各组件通过数据数据总线快速连接和传输数据，相比于串行(serial)通信更加快速和省电节能，dma控制器控制语音数据的传输过程使语音数据能够不断传送，保证输出语音的连续性和完整性。
10.在进一步的实施例中，所述语音播放器设置有语音低位数据寄存器和音量寄存器，所述语音低位数据寄存器的输出信号和音量寄存器的输出信号经过乘法运算得到的信号传输至所述数字式功率放大器的信号输入接口。
11.通过采用上述技术方案，可以实现语音数据的音量调整。
12.在进一步的实施例中，所述数字式功率放大器通过所述信号输出接口传输第一
pwm信号和第二pwm信号。
13.在进一步的实施例中，所述语音播放器设置有语音控制寄存器和基准时钟发生器，所述基准时钟发生器向所述数字式功率放大器传输驱动时钟信号，所述语音控制寄存器用于对语音数据采样锁存并向所述数字式功率放大器传输使能信号，语音采样的频率为16khz。
14.在进一步的实施例中，所述存储器包括驱动程序存储部分、数据存储部分、内置语音数据存储部分，所述驱动程序存储部分用于存储预设的驱动程序，所述数据存储部分用于存储芯片工作产生的数据，所述内置语音数据存储部分用于存储预设的语音数据包，所述mcu芯片外部可以增加扩展存储器。
15.综上所述，本发明具有以下有益效果：
16.1.本发明设计了一种etc用mcu芯片，不使用额外的外部音频chip，而是在etc用mcu芯片内部搭载了语音提示功能，具有降低成本的效果；
17.2.对比将音频数据通过外部音频芯片来执行产生的很大电力消耗，语音播放器内置mcu芯片里后音频数据是在mcu芯片内部处理，能起到减少电力消耗的效果。
附图说明
18.图1是现有技术中一般etc用obu终端的蜂鸣声电路结构图；
19.图2是本发明mcu芯片内置语音引导功能的内部结构图；
20.图3是本发明中语音数据和数字式功率放大器之间的控制信号波形图。
21.图中，1-1、通用mcu；1-2、音源ic；2-1、处理器；2-2、驱动程序存储部分；2-3、数据存储部分；2-4、内置语音数据存储部分；2-5、语音控制寄存器；2-6、语音低位数据寄存器；2-7、音量寄存器；2-8、基准时钟发生器；2-9、数字式功率放大器；2-10、芯片主体；2-11、扬声器；2-12、数据总线；2-13、dma控制器；3-1、bus clock信号；3-2、ref clock信号；3-3、enable信号；3-4、sampling clock信号；3-5、语音信号。
具体实施方式
22.以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
23.其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图1中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定中心的方向。
24.实施例1：
25.如图2-3所示，一种承载语音提示功能的mcu芯片，mcu芯片应用于obu终端，mcu芯片内部集成设置有处理器2-1、存储器和语音播放器2-14，处理器2-1是32位的芯片，可以通过程序控制所有功能，存储器包括驱动程序存储部分2-2、数据存储部分2-3、内置语音数据存储部分2-4，驱动程序存储部分2-2用于存储预设的驱动程序，数据存储部分2-3用于存储芯片工作产生的数据，内置语音数据存储部分2-4用于存储预设的语音数据包，mcu芯片外
部可以增加扩展存储器，扩展存储器增大语音存储的容量，处理器2-1将存储器中的语音数据组合成完整的语音数据段发送至语音播放器2-14放大处理。
26.为了防止处理器2-1在组合语音数据的过程中任务插入中断以及传输通道占用导致的语音数据不连续，mcu芯片还包括dma控制器2-13和数据总线2-12，数据总线2-12为32位的传输线，dma控制器2-13通过数据总线2-12与处理器2-1、存储器、语音播放器2-14进行信号传输，mcu芯片内部各组件通过数据数据总线快速连接和传输数据，这种信号传输方式比串行(serial)通信更加快速和省电节能；相比于由处理器2-1将语音数据传输至语音播放器2-14内的语音低位数据寄存器2-6读取，由dma控制器2-13将语音数据写入语音低位数据寄存器2-6可以避免浪费处理器2-1的性能，而dma控制器2-13控制语音数据的传输过程使语音数据能够不中断的连续传送，保证输出语音的连续性和完整性。
27.语音播放器2-14内设置有数字式功率放大器2-9，本发明mcu芯片对语音数据的处理是依靠数字式功率放大器2-9的数字信号处理，数字式功率放大器2-9设置有2pin的信号输出接口，mcu芯片外部连接有扬声器2-11，扬声器2-11与信号输出接口电性连接，数字式功率放大器2-9通过信号输出接口传输第一pwm信号和第二pwm信号；
28.语音播放器2-14设置有语音低位数据寄存器2-6和音量寄存器2-7，语音低位数据寄存器2-6的作用是锁存未经处理的纯语音数据，音量寄存器2-7则用于锁存音量调节信号，对语音低位数据寄存器2-6和音量寄存器2-7的输出信号进行乘法运算可以调节输出语音信号的音量，语音低位数据寄存器2-6的输出信号和音量寄存器2-7的输出信号经过乘法运算得到的信号传输至数字式功率放大器2-9的信号输入接口；
29.为了使数字式功率放大器2-9正常工作，数字式功率放大器2-9需要外部提供使能信号和时钟信号，语音播放器2-14设置有语音控制寄存器2-5和基准时钟发生器2-8，基准时钟发生器2-8向数字式功率放大器2-9传输驱动时钟信号，语音控制寄存器2-5用于对语音数据采样锁存并向数字式功率放大器2-9传输使能信号，语音采样的频率为16khz。
30.具体实施过程：本发明的mcu芯片工作时，处理器2-1通过程序将预设的语音数据重新组合，组合后的语音数据经由dma控制器2-13送至语音低位数据寄存器2-6，语音低位数据寄存器2-6与音量寄存器2-7的输出信号进行乘法运算调节输出语音信号的音量，乘法运算得到的信号传输至数字式功率放大器2-9的信号输入接口，基准时钟发生器2-8向数字式功率放大器2-9传输驱动时钟信号，语音控制寄存器2-5对未经音量调节的语音数据采样锁存并向数字式功率放大器2-9传输使能信号驱动数字式功率放大器2-9进行信号放大工作，放大后的信号以第一pwm信号和第二pwm信号输出至扬声器2-11。
31.在本发明公开的实施例中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明公开的实施例中的具体含义。
32.本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。