基於復旦微FM33LF016的電梯報站器語音輸出方案

背景

在現代建築及交通系統中，電梯已成為不可或缺的運輸設施。為了提升電梯乘客的用戶體驗，電梯通過內置語音報站功能，將當前抵達樓層信息清楚地傳遞給每位乘客，以提醒乘客準確的上下樓層。

語音播報功能兩種常見的音頻輸出技術分別為PWM(Pulse Width Modulation, 脈衝寬度調製)和DAC(Digital to Analog Converter, 數字-模擬轉換器)，其中，DAC技術是通過數字-模擬轉換功能將數字音頻信號轉換為模擬信號，其輸出的音頻與PWM輸出技術相比具有更好的音質和更低的失真度。無論在嘈雜的商業中心，還是在靜謐的醫院環境，DAC都能保證報站聲音的清晰度和可辨識度，讓每一位乘客都能準確獲取到站信息。

方案特色

復旦微基於FM33LF016推出了一套DAC音頻輸出方案。該方案通過SPI接口從Flash中讀取數字音頻信號數據（wav格式），並通過DMA將數據傳遞給片內集成的DAC模塊，實現將數字音頻信號轉換為模擬信號。

此外，片上集成了OPA，可以增強驅動能力，配合DAC通過功放實現音頻輸出。相較於傳統的通過外掛語音晶片實現音頻輸出的方案，本方案整體BOM成本具有顯著成本優勢，並可提供整套音頻輸出解決方案供客戶使用。

除了從Flash中讀取信號，本方案同樣支持從外掛SD卡中讀取信號以及音頻處理，並且外掛SD卡支持FATFS文件系統。

    本方案具備以下功能：

（1）晶片內置1個10位電壓輸出型DAC，用於語音輸出；

（2）晶片內置2個OPA，可配置為Buffer模式，配合DAC輸出；

（3）支持外掛SD卡掛載FATFS文件管理系統；

（4）支持片上或外掛FLASH內音頻文件編輯及燒錄；

（5）音頻文件批量處理（mp3轉wav）；

（6）音頻文件斷點續傳，可在背景音播放時插播其他音頻；

FLASH音頻處理

首先，將mp3文件轉換為wav格式。將多個mp3文件導入音頻處理軟體；

選中多個音頻文件後，將文件轉換為單聲道音頻，如下圖：

按如下配置導出為wav文件：

將mp3文件轉換為wav格式同樣可以通過批量處理工具實現。如下圖所示：

通過“WavProcess_boxed.exe”文件可以實現多個wav文件合併，如下圖：

生成wav文件後，可以通過燒錄設備將音頻數據燒錄至Flash中。

SD卡內音頻處理    

    將mp3文件轉換為wav格式的方法同上。生成wav文件後，通過“WavProcess.exe”選擇輸入的wav文件，並在同目錄下生成新的wav文件；生成後，修改文件名和後綴。受晶片空間限制，文件名不能超過8個字符；且後綴要改成txt格式。例如：“ABCDEFGH.txt”。修改後，放到SD根目錄中。