語(yǔ)音芯片AP89010在POS系統中的應用

發(fā)布時(shí)間:2010-5-13 10:38    發(fā)布者:李寬
關(guān)鍵詞: POS , 語(yǔ)音系統
引言

POS是Point Of Sales的英文縮寫(xiě),即銷(xiāo)售點(diǎn)終端。它利用磁卡或IC卡作為支付手段,使用方便、快捷和安全,且附加了很多的統計功能。POS系統的應用,減少了現金的流通量,方便了銀行及商戶(hù)之間的結算、統計等,使持卡人的消費變成一種快樂(lè )的體驗,提升了銀行的服務(wù)質(zhì)量與效率,提高了用戶(hù)的信譽(yù)度。

傳統金融POS,一般在酒店、商場(chǎng)、連鎖超市等場(chǎng)合使用,不帶語(yǔ)音功能。每次刷卡交易靠售貨員人工提示客戶(hù),完成確認金額、輸入密碼等操作。

臺灣Aplus公司生產(chǎn)的一次性編程語(yǔ)音芯片AP89010,控制簡(jiǎn)單、成本低。該方案很適合POS系統使用,可設計在POS主機或配套銷(xiāo)售的密碼鍵盤(pán)主機電路中。在成本增加不多的前提下,增加語(yǔ)音功能可以大大提高產(chǎn)品的定位和形象,增強其競爭力。

1 AP89010工作原理

語(yǔ)音芯片AP89010具有DIPl6和SOPl6兩種封裝。出于體積較小考慮,POS系統選用SOPl6封裝,引腳定義如圖1所示。



AP89010工作電壓為2.6~3.3 V,靜態(tài)耗電<5μA,工作溫度范圍為一40~85℃。內部包含語(yǔ)音處理器、EPROM存儲器、A/D轉換器、D/A轉換器、邏輯接口控制器、音頻放大器、時(shí)鐘振蕩器等電路,完成從語(yǔ)音數據寫(xiě)入固化到語(yǔ)音高保真重放的全過(guò)程。外圍電路一般只需要幾個(gè)元件。AP89010支持PCM或ADPCM語(yǔ)音格式?筛鶕枰譃1~12組錄放其語(yǔ)音,語(yǔ)音可錄入時(shí)間最大為10 s(使用6 kHz 4位ADPCM譯碼器)。其語(yǔ)音錄入需要在專(zhuān)門(mén)的計算機編程器上進(jìn)行,一旦錄入即成為固定數據,不能再更改或抹掉,永久保存。

器件各引腳功能如表1所列。



2 應用設計舉例

作為POS系統中的一個(gè)子模塊,語(yǔ)音芯片AP89010與主控MCU的邏輯框圖如圖3所示。



筆者設計的應用電路如圖4所示。

2.1 AP89010的2種控制模式

AP89010芯片支持2種控制模式:按鍵觸發(fā)模式和CPU并行觸發(fā)模式。本例中采用CPU并行觸發(fā)模式。AUDIO_S1、AUDIO_S2、AUDIO_S3、AUDIO_S4和AUDIO_SBT同主控MCU的GPIO口連接。

SBT作為觸發(fā)信號,高電平選通播放。再通過(guò)分段控制S1~S4可選擇觸發(fā)12個(gè)不同的語(yǔ)音組,如表2所列。



軟件可參考圖5所示的時(shí)序進(jìn)行控制。



AP89010最多允許錄入124個(gè)語(yǔ)音片段,并最多允許組合成12個(gè)語(yǔ)音組。對于POS系統,可考慮表3和表4所列的語(yǔ)句組合。



語(yǔ)音源文件的采樣率較高,音質(zhì)效果相對好些,但會(huì )造成文件容量的增加。設計者需兼顧AP89010容量,控制在256 Kb以?xún)。如果無(wú)法容納,可以考慮選用Aplus公司同系列的AP89021芯片,內部EPROM容量為512 Kb。

語(yǔ)音源文件的錄入,在調試階段需用專(zhuān)門(mén)的編程器,配合PC端程序進(jìn)行;量產(chǎn)階段則可向供應商定制,在廠(chǎng)內一次性燒片,固化語(yǔ)音信息后再出貨。

ROSC振蕩電阻的取值,根據語(yǔ)音文件的采樣頻率而定,可從表5中查出。



本例中,采樣頻率為8 kHz,因此ROSC電阻(即R1)取200 kΩ。

2.2 AP89010的2種輸出方式

AP89010芯片有2種輸出方式:一種利用芯片VOUTl、VOUT2引腳直接驅動(dòng)喇叭,但驅動(dòng)能力較弱,只能選用小功率的喇叭;另一種利用芯片 COUT引腳電流放大輸出,再外接三極管放大推動(dòng)喇叭。本例中采用后者,驅動(dòng)8 Ω、1W規格的喇叭。

COUT輸出3 mA電流,BCP68T1三極管放大倍數hFE接近100,如圖6所示。實(shí)際喇叭工作電流為三極管放大后的集電極電流Ic,根據ic=Ib·hFE,約為 300 mA。喇叭功率P=I2c·R,其中R為喇叭電阻8 Ω,可算出實(shí)際能驅動(dòng)的喇叭功率為O.72W。電阻R2推薦為390Ω,根據實(shí)際情況調整為360Ω。



2.3 3種選擇方式

OUTl、OUT2、OUT3可內部編程,作為IC工作狀態(tài)的反饋信號,有表6所列的3種選擇方式。



可用于LED燈,如閃爍則說(shuō)明當前處于播放狀態(tài),不閃爍則說(shuō)明播放完畢。也可連接MCU的GPIO口線(xiàn),通過(guò)BUSY和STOP狀態(tài)的讀取,判斷 AP89010是否處于播放狀態(tài),以便操作系統調度其他任務(wù)。本例中,僅采用OUTl驅動(dòng)LED燈功能。當D1閃爍時(shí),說(shuō)明正在播放。

結語(yǔ)

筆者已在POS系統上調試驗證了AP89010電路,并小批量生產(chǎn),全部檢驗通過(guò)?傮w來(lái)說(shuō),AP89010操作簡(jiǎn)便、音質(zhì)逼真,該應用電路性能穩定、可靠性好。

參考文獻

   1. 何立民 單片機應用系統設計 1999
   2. Aplus.AP89010_spec.pdf 2006
   3. ON Semiconductor BCP68T1-D-onsemi.pdf 2005

作者:福建聯(lián)迪商用設備用限公司 劉捷
來(lái)源:?jiǎn)纹瑱C與嵌入式系統應用 2008 (12)
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