資料知識

悅欣電子YX5200語音芯片中文手冊V1.6

悅欣電子YX5200語音芯片中文手冊V1.6
概述
1.1 簡介
YX5200－24SS是一個提供串口的MP3芯片，良好的集成了MP3、WMV的硬解碼。同時軟件支持TF卡驅(qū)動，支持FAT16、FAT32文件系統(tǒng)。通過簡單的串口指令即可完成播放指定的音樂，以及如何播放音樂等功能，無需繁瑣的底層操作，使用方便，穩(wěn)定可靠是此款產(chǎn)品的大特點。另外該模塊也是深度定制的產(chǎn)品，專為USB讀卡器，USB聲卡、固定語音播放領(lǐng)域開發(fā)的低成本解決方案。
1.2 功能
支持采樣率(KHz):8/11.025/12/16/22.05/24/32/44.1/48
2、24位DAC輸出，動態(tài)范圍支持90dB，信噪比支持85dB
3、完全支持FAT16、FAT32文件系統(tǒng)，大支持32G的TF卡，支持32G的U盤、64M字節(jié)的NORFLASH
4、多種控制模式，并口控制模式、串口模式、AD按鍵控制模式
5、廣播語插播功能，可以暫停正在播放的背景音樂
6、音頻數(shù)據(jù)按文件夾排序，多支持100個文件夾，每隔文件夾可以分配1000首歌曲
7、30級音量可調(diào)，10級EQ可調(diào)
1.3 應(yīng)用
1、車載導(dǎo)航語音播報
2、公路運輸稽查、收費站語音提示；
3、火車站、汽車站安全檢查語音提示；
4、電力、通信、金融營業(yè)廳語音提示；
5、車輛進(jìn)、出通道驗證語音提示；
6、公安邊防檢查通道語音提示；
7、多路語音告警或設(shè)備操作引導(dǎo)語音；
8、電動觀光車安全行駛語音告示；
9、機電設(shè)備故障自動報警；
10、消防語音報警提示；

11、自動廣播設(shè)備，定時播報

模塊選用的是SOC方案，集成了一個16位的MCU，以及一個專門針對音頻解碼的aDSP，采用硬解碼的方式，更加保廣告法證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和音質(zhì)。小巧的封裝尺寸更加滿足嵌入其它產(chǎn)品的需求

2.1 硬件參數(shù)

名稱	參數(shù)
MP3文件格式	1、支持有比特率11172-3和ISO13813-3 layer3音頻解碼
	2、采樣率支持(KHZ):8/11.025/12/16/22.05/24/32/44.1/48
	3、支持Normal、Jazz、Classic、Pop、Rock等音效
USB接口	2.0標(biāo)準(zhǔn)
UART接口	標(biāo)準(zhǔn)串口，TTL電平,波特率可設(shè)
輸入電壓	5.0V-10V(好輸入9V)
額定電流	20ma[不帶U盤]
尺寸	23(長)*20(寬)[單位:mm]
工作溫度	0度~70度
濕度	5% ~ 95%

2.2 管腳說明

引腳序號	引腳名稱	功能描述	備注
1	GND	第	系統(tǒng)地
2	RX	UART串行數(shù)據(jù)輸入
3	TX	UART串行數(shù)據(jù)輸出
4	DACLout	DAC輸出左聲道
5	DACRout	DAC輸出右聲道
6	GPIO1	通用輸入輸出口	預(yù)留
7	ADKEY	AD按鍵	24K上拉
8	USBDP	USB信號
9	USBDM	USB信號
10	VPOWER	供電端	不可以超過5.2V

串口通訊協(xié)議
串口作為一種在控制領(lǐng)域常用的通信，我們進(jìn)行了工業(yè)級別的優(yōu)化，加入的幀的校驗、重發(fā)、錯誤處理等措施，大大加強通信的穩(wěn)定性和可靠性，同時可以在此基礎(chǔ)上擴展更加強大的RS485
進(jìn)行組網(wǎng)功能，串口的通信波特率可自行設(shè)置，默認(rèn)為9600

3.1 通訊格式
支持異步串口通訊模式,通過串口接受上位機發(fā)送的命令

通訊標(biāo)準(zhǔn):9600 bps
數(shù)據(jù)位 :1
校驗位 :none
流控制 :none
格式：$S VER Len CMD Feedback para1 para2 checksum $O

起始位0x7E
	每條命令反饋均以$開頭,即0x7E
VER	版本	版本信息
Len	len后字節(jié)個數(shù)	校驗和不計算在內(nèi)
CMD	命令字	表示具體的操作,比如播放/暫停等等
Feedback	命令反饋	是否需要反饋信息,1反饋,0不反饋
para1	參數(shù)1	查詢的數(shù)據(jù)高字節(jié)(比如歌曲序號)
para2	參數(shù)2	查詢的數(shù)據(jù)低字節(jié)
checksum	校驗和	累加和校驗[不計起始位$]
$O	結(jié)束位	結(jié)束位0xEF

舉個例子，如果我們指定播放NORFLASH，就需要發(fā)送:7E 10 06 09 00 00 04 FF dd EF

數(shù)據(jù)長度為6 ,這6個字節(jié)分別是[10 06 09 00 00 04] 。不計算起始、結(jié)束、和校驗。

3.2 通訊指令

1、直接發(fā)送的指令，不需要返回參數(shù)

CMD詳解(指令)	對應(yīng)的功能	參數(shù)(16位)
0x01	下一曲
0x02	上一曲
0x03	指定曲目(NUM)	0-2999
0x04	音量+
0x05	音量-
0x06	指定音量	0-30
0x07	指定EQ(0/1/2/3/4/5)	Normal/Pop/Rock/Jazz/Classic/Base
0x08	指定播放模式(0/1/2/3)	循環(huán)/文件夾循環(huán)/單曲循環(huán)/隨機
0x09	指定設(shè)備(0/1/2/3/4)	U/TF/AUX/SLEEP/FLASH
0x0A	進(jìn)入睡眠 -- 低功耗
0x0B	正常工作
0x0C	模塊復(fù)位
0x0D	播放
0x0E	暫停
0x0F	指定文件夾播放	1-10(需要自己設(shè)定)

2、查詢系統(tǒng)的參數(shù)

CMD命令詳解(查詢)	對應(yīng)的功能	參數(shù)(16位)
0x3C	STAY
0x3D	STAY
0x3E	STAY
0x3F	發(fā)送初始化參數(shù)	0 - 0x0F(低四位每位代表一種設(shè)備)
0x40	返回錯誤，請求重發(fā)
0x41	應(yīng)答
0x42	查詢當(dāng)前狀態(tài)
0x43	查詢當(dāng)前音量
0x44	查詢當(dāng)前EQ
0x45	查詢當(dāng)前播放模式
0x46	查詢當(dāng)前軟件版本
0x47	查詢TF卡的總文件數(shù)
0x48	查詢UDISK的總文件數(shù)
0x49	查詢FLASH的總文件數(shù)
0x4A	保留
0x4B	查詢TF卡的當(dāng)前曲目
0x4C	查詢UDISK的當(dāng)前曲目
0x4D	查詢FLASH的當(dāng)前曲目

3.3 模塊返回的數(shù)據(jù)

模塊在關(guān)鍵地方均會有數(shù)據(jù)返回。供用戶掌控模塊的工作狀態(tài)

模塊上電初始化成功的數(shù)據(jù)

模塊播放完當(dāng)前曲目的數(shù)據(jù)

模塊成功接收到指令返回的ACK(應(yīng)答)

模塊接收一幀數(shù)據(jù)出錯[包括數(shù)據(jù)沒收完整、校驗出錯兩種情況]

模塊在繁忙時，有數(shù)據(jù)過來，模塊會返回忙的指令

U盤、TF卡插入拔出，均有數(shù)據(jù)返回

3.3.1 模塊上電返回的數(shù)據(jù)

(1)、模塊上電，需要一定的時間初始化，這個時間是需要根據(jù)U盤、TF卡、flash等設(shè)備的文件多少決定的，一般情況在1.5 ~ 3S這個時間。如果超過這個時間模塊的初始化數(shù)據(jù)還沒有發(fā)送出來，說明模塊初始化出錯，請復(fù)位模塊的電源，另外檢測硬件的連接

(2)、模塊初始化數(shù)據(jù)包括在線設(shè)備,譬如發(fā)送7E 10 06 3F 00 00 01 xx xx EF

DL = 0x01 說明上電過程中，只有U盤在線。其它的數(shù)據(jù)請參照下表,各設(shè)備之間是或的關(guān)系

U盤 -- 在線	7E 10 06 3F 00 00 01 xx xx EF	各設(shè)備之間是或的關(guān)系
TF -- 在線	7E 10 06 3F 00 00 02 xx xx EF
PC -- 在線	7E 10 06 3F 00 00 04 xx xx EF
FLASH -- 在線	7E 10 06 3F 00 00 08 xx xx EF
U盤、TF -- 在線	7E 10 06 3F 00 00 03 xx xx EF

、MCU必須等待模塊初始化指令發(fā)出之后才能發(fā)送相應(yīng)的控制指令，否則發(fā)送的指令模塊將不予處理。同時還會影響模塊的正常初始化。

3.3.2 曲目播放完畢返回的數(shù)據(jù)

U盤播放完第1曲	7E 10 06 3C 00 00 01 xx xx EF	U盤播放第1曲完畢
U盤播放完第2曲	7E 10 06 3C 00 00 02 xx xx EF	U盤播放第2曲完畢
TF卡播放完第1曲	7E 10 06 3D 00 00 01 xx xx EF	TF卡播放第1曲完畢
TF卡播放完第2曲	7E 10 06 3D 00 00 02 xx xx EF	TF卡播放第2曲完畢
FLASH播放完第1曲	7E 10 06 3E 00 00 01 xx xx EF	FLASH播放第1曲完畢
FLASH播放完第2曲	7E 10 06 3E 00 00 02 xx xx EF	FLASH播放第2曲完畢

爭很多的觸發(fā)型的播放需求，我們模塊更正為播放一曲之后自動進(jìn)入暫停狀態(tài)。如果用戶需要此類應(yīng)用。只需要指定曲目播放即可。這樣，曲目播放完畢會自動暫停，等待指令

另外我們專門開辟一個IO作為解碼和暫停的狀態(tài)指示。請參見第6腳，GPIO1

、播放狀態(tài)輸出高電平

、播放暫停狀態(tài)，輸出低電平。模塊睡眠狀態(tài)。也是低電平

爭對連續(xù)播放應(yīng)用，可以這樣實現(xiàn)。假如U盤播放第1首歌完畢之后，會返回

7E 10 06 3C 00 00 01 xx xx EF

3C ---- 表示的是U盤命令

00 01 ---- 表示播放完畢的曲目。

如果外部的MCU收到這條指令。請先等待100ms。再發(fā)送播放指令[7E 10 06 0D 00 00 00 FF DD EF]。因為模塊內(nèi)部會先初始化下一個曲目的信息。這樣的話，就可以做到模塊連續(xù)的播放。

假如當(dāng)前播放第1曲，播放完畢之后，曲目指針會自動指向第二首，如果發(fā)送”播放下一曲”的指令話，模塊會播放第三首，請用戶知曉。另外如果模塊播放完后一曲之后，播放指針會自動跳轉(zhuǎn)至第1首，暫停。

5、指定設(shè)備之后，模塊的播放指針會指向設(shè)備根目錄的第1首曲目，并且進(jìn)入暫停狀態(tài)。等侯用戶選曲的指令。

3.3.3 模塊應(yīng)答返回的數(shù)據(jù)

FLASH播放完第1曲

7E 10 06 3E 00 00 01 xx xx EF

FLASH播放第1曲完畢

(1)、為了加強數(shù)據(jù)通信之間的穩(wěn)定性，我們增加了應(yīng)答處理，ACKB字節(jié)就是設(shè)置是否需要回復(fù)應(yīng)答。這樣做的好處是保廣告法證每次通信都有握手信號，收到應(yīng)答就表示MCU發(fā)送的數(shù)據(jù)，模塊已經(jīng)成功收到，馬上處理。

(2)、對于一般的應(yīng)用，客戶可以自由選擇，不加這個應(yīng)答處理也是可以的。

3.3.4 模塊錯誤返回的數(shù)據(jù)

模塊處于忙狀態(tài)	7E 10 06 40 00 00 00 xx xx EF
一幀數(shù)據(jù)未接收完畢	7E 10 06 40 00 00 01 xx xx EF
校驗出錯	7E 10 06 40 00 00 02 xx xx EF

(1)、為了加強數(shù)據(jù)通信之間的穩(wěn)定性，我們增加了數(shù)據(jù)錯誤處理機制。模塊收到不符合格式的數(shù)據(jù)，均會有信息反饋出來

(2)、在環(huán)境比較惡劣的情況下，強烈建議客戶處理此命令。如果應(yīng)用環(huán)境一般，可以不用處理。

(3)、模塊返回忙，基本上是模塊上電初始化的時候才會返回，因模塊需要初始化文件系統(tǒng)

3.3.5 設(shè)備插入拔出消息

U盤插入	7E 10 06 3A 00 00 01 xx xx EF
TF插入	7E 10 06 3A 00 00 02 xx xx EF
PC插入	7E 10 06 3A 00 00 04 xx xx EF	使用此指令，請聯(lián)系技術(shù)支持
U盤拔出	7E 10 06 3B 00 00 01 xx xx EF
TF拔出	7E 10 06 3B 00 00 02 xx xx EF
PC拔出	7E 10 06 3B 00 00 04 xx xx EF	使用此指令，請聯(lián)系技術(shù)支持

(1)、為了模塊的靈活性，我們特別增加了，設(shè)備插入、拔出的指令反饋。方便用戶知道模塊的工作狀態(tài)。

(2)、設(shè)備插入的時候，我們默認(rèn)播放設(shè)備的根目錄下面的第1首曲目。作為試聽，如果用戶不需要此功能的話，可以在接收到設(shè)備插入的串口消息之后，等待100ms。發(fā)送播放暫停的指令即可。

3.4 串口指令詳解

以下我們對關(guān)鍵的地方進(jìn)行詳細(xì)的說明:

指定曲目播放[必須要先指定設(shè)備之后才能指定曲目]

指定播放的音量

指定播放的設(shè)備

指定文件夾播放[要根據(jù)使用者來定制此功能]

FLASH中存儲的固定測試語音

3.4.1 指定歌曲播放指令

我們給出的指令是支持指定曲目播放的，歌曲的選擇范圍為0~2999.其實是可以支持更多的，因為涉及到文件系統(tǒng)的原因，支持過多的歌曲，會導(dǎo)致系統(tǒng)操作緩慢，一般的應(yīng)用也不需要支持這么多的文件。如果客戶有非常規(guī)的應(yīng)用，請事前和我們溝通。

(1)、例如選擇第1首歌播放，串口的發(fā)送部分7E 10 06 03 00 00 01 FF E6 EF

7E --- 起始命令

10 --- 版本信息

06 --- 數(shù)據(jù)長度(不包含校驗)

03 --- 代表產(chǎn)品編號

00 --- 是否需要應(yīng)答[0x01:需要應(yīng)答，0x00:不需要返回應(yīng)答]

00 --- 曲目的高字節(jié)[DH]

01 --- 曲目的低字節(jié)[DL],這里代表的是第1首歌播放

FF --- 校驗的高字節(jié)

E6 --- 校驗的低字節(jié)

EF --- 結(jié)束命令

(2)、對于選曲，如果選擇第100首，首先將100轉(zhuǎn)化為16進(jìn)制,默認(rèn)為雙字節(jié),就為0x0064。

DH = 0x00 ; DL = 0x64

(3)、如果選擇第1000首進(jìn)行播放，首先將1000轉(zhuǎn)化為16進(jìn)制,默認(rèn)為雙字節(jié),就為0x03E8

DH = 0x03 ; DL = 0xE8

(4)、其它的操作依次類推即可，因為在嵌入式領(lǐng)域采用16進(jìn)制是為方便的一種操作。

3.4.2 指定音量播放指令

(1)、我們系統(tǒng)上電默認(rèn)的音量為30級，如果要設(shè)置音量的話,直接發(fā)送相應(yīng)的指令即可

(2)、例如指定音量為15級,串口發(fā)送的指令:7E 10 06 06 00 00 0F FF D5 EF

(3)、DH = 0x00 ; DL = 0x0F ，15轉(zhuǎn)化為16進(jìn)制為0x000F?？梢詤⒄詹シ徘坎糠值恼f明

3.4.3 指定播放設(shè)備

(1)、我們的模塊默認(rèn)是支持4種類型的播放設(shè)備,只有設(shè)備在線才能指定設(shè)備去播放

設(shè)備是否在線，我們軟件會自動檢測，無需用戶關(guān)系。

、看下表，選擇合適的指令發(fā)送

(3)、指定設(shè)備之后。模塊會自動進(jìn)入暫停狀態(tài)，等待用戶指定曲目播放。從指定設(shè)備到模塊內(nèi)部初始化文件信息。大概需要200ms。請等待200ms之后再發(fā)送指定曲目的指令。

指定播放設(shè)備-U盤	7E 10 06 09 00 00 01 xx xx EF	xx xx：代表校驗
指定播放設(shè)備-TF卡	7E 10 06 09 00 00 02 xx xx EF
指定播放設(shè)備-AUX	7E 10 06 09 00 00 03 xx xx EF
指定播放設(shè)備-FLASH	7E 10 06 09 00 00 04 xx xx EF
指定播放設(shè)備-SLEEP	7E 10 06 09 00 00 05 xx xx EF

3.4.4 指定文件夾播放

(1)、指定文件夾播放是我們制定的擴展功能，默認(rèn)文件夾的命名方式為"1","2"這樣的方式因為我們的模塊不支持漢字名稱的文件夾名稱識別，為了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和歌曲切換的速度每個文件夾下默認(rèn)大支持255首歌,多支持10個文件夾的分類，如果客戶有特殊要求，需要按照英文名稱來分類，我們也是可以實現(xiàn)的，但是名稱只能是“GUSHI”、“ERGE”等英文名稱組成。

(2)、例如指定"1"文件夾的第100首歌播放,串口發(fā)送的指令為:7E 10 06 0F 00 01 64 FF 70 EF

DH:代表的是文件夾的名字,默認(rèn)支持10個文件,即1~10的命名

DL:代表的是曲目,默認(rèn)多255首歌，即0x00 ~ 0xFF

曲目的設(shè)置請參考上面的曲目設(shè)置規(guī)則。

3.4.5 FLASH中存儲的固定語音信息

曲目號	曲目名	曲目號	曲目名
1	0.mp3	2	1.mp3
3	2.mp3	4	3.mp3
5	4.mp3	6	5.mp3
7	6.mp3	8	7.mp3
9	8.mp3	10	9.mp3
11	10噠噠女聲.mp3	12	11Mp3鈴聲.mp3
13	12外灘十八號.mp3	14	13回家.wav
15	14不得不愛.wav	16

備注:里面包含了MP3、WAV格式的音頻文件.均是未經(jīng)任何壓縮的音頻文件

參考電路

爭對模塊的應(yīng)用，我們提供了詳細(xì)的設(shè)計參考，讓您可以更快的上手體驗到該模塊的強大功能

串行通信接口，波特率默認(rèn)9600，可以根據(jù)客戶的要求修改

外部AD按鍵的接口電路,按鍵的功能可以按照客戶需求訂制

外部單聲道功放參考電路

4.1串行接口

QQ圖片20130606115619

模塊的串口為3.3V的TTL電平，所以默認(rèn)的接口的電平為3.3V。如果系統(tǒng)是5V。那么建議在串口

的對接接口串聯(lián)一個1K的電阻。這樣足以滿足一般的要求，如果應(yīng)用于強電磁干擾的場合，請參考“注意事項”的說明。模塊在5V和3.3V的系統(tǒng)中均正常的測試過，一切正常。均在采用的是直連的方式，并沒有串1K的電阻。

4.2按鍵接口

模塊我們采用的是AD按鍵的方式，取代了傳統(tǒng)了矩陣鍵盤的接法，這樣做的好處是充分利用了MCU越來越強大的AD功能。設(shè)計簡約而不簡單，我們模塊默認(rèn)配置16個按鍵的阻值分配，如果使用在強電磁干擾或者強感性、容性負(fù)載的場合，請參考我們的“注意事項”。

(1)、參考原理圖

(2)、16個按鍵的功能分配表

阻值	短按	長按	按著不松	抬起
00-240K	9		V+
01-130K	8		V-
02-91K	7	擴音開
03-62K	6	擴音關(guān)
04-47K	5	播放設(shè)備切換
05-36K	4	EQ切換
06-30K	3	文件夾10
07-22K	2	文件夾9
08-18K	1	文件夾8
09-13K6	0	文件夾7
10-10K	播放模式	文件夾6
11-7K5	工作模式	文件夾5
12-5K1	下一曲	文件夾4
13-3K3	上一曲	文件夾3
14-1K5	暫停	文件夾2
15-0R	U/SD	文件夾1
備注:為空的表示無功能

4.3外接單聲道功放

這里功放我們采用的是8002，具體參數(shù)請參考IC的datasheet。應(yīng)用于一般場合足以，如果追求更高的音質(zhì)，請客戶自行尋找合適的功放。

注意事項

IO輸入特性
符號	參數(shù)	小	典型	大	單位	測試條件
VIL	Low-Level Input Voltage	-0.3	-	0.3*VDD	V	VDD=3.3V
VIH	High-Level Input Voltage	0.7VDD	-	VDD+0.3	V	VDD=3.3V
IO輸出特性
符號	參數(shù)	小	典型	大	單位	測試條件
VOL	Low-Level Output Voltage	-	-	0.33	V	VDD=3.3V
VOH	High-Level Output Voltage	2.7	-	-	V	VDD=3.3V

1、模塊對外的接口均是3.3V的TTL電平，所以在硬件電路的設(shè)計中，請注意電平的轉(zhuǎn)換問題。

另外在強干擾的環(huán)境中，請注意電磁兼容的一些保護(hù)措施，GPIO采用光耦隔廣告法離，增加TVS等等

2、ADKEY的按鍵取值均按照一般的使用環(huán)境，如果在強感性或者容性負(fù)載的環(huán)境下，請注意模塊的供電，建議采用單獨的隔廣告法離供電，另外再配上磁珠和電感對電源的濾波，一定要盡可能的保廣告法證輸入電源的穩(wěn)定和干凈。如果實在無法保廣告法證，請聯(lián)系我們，減少按鍵的數(shù)量，重新定義更寬的電壓分配。

3、串口通信，在一般的使用環(huán)境下，注意好電平轉(zhuǎn)換即可。如果強干擾環(huán)境，或者長距離的RS485應(yīng)用，那么請注意信號的隔廣告法離，嚴(yán)格按照工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計通信電路?？梢月?lián)系我們，我們提供設(shè)計參考

免責(zé)聲明

開發(fā)預(yù)備知識

QY系列產(chǎn)品將提供盡可能全面的開發(fā)模版、驅(qū)動程序及其應(yīng)用說明文檔以方便用戶使用但也需要用戶熟悉自己設(shè)計產(chǎn)品所采用的硬件平臺及相關(guān)C語言的知識

EMI和EMC

QY系列模塊機械結(jié)構(gòu)決定了其EMI性能必然與一體化電路設(shè)計有所差異。QY系列模塊的EMI能滿足絕大部分應(yīng)用場合，用戶如有特殊要求，必須事先與我們協(xié)商.

QY系列模塊的EMC性能與用戶底板的設(shè)計密切相關(guān)，尤其是電源電路、I/O隔廣告法離、復(fù)位電路，用戶在設(shè)計底板時必須充分考慮以上因素。我們將努力完善QY系列模塊的電磁兼容特性，但不對用戶終應(yīng)用產(chǎn)品EMC性能提供任何保廣告法證.

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