說話時能播放背景音樂的語音合成芯片SC-691
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關鍵詞：SC-791；語音合成；從合成器
１ 概述
ＳＣ－６９１是美國ＳＥＮＳＯＲＹ公司ＳＣ－６ｘｘ語音合成芯片家族的一員。它工作于從模式，可接收來自主機的命令和語音壓縮數據，然后將其轉換成語音輸出。由于使用它不需掌握ＳＣ－６ｘｘ的編程知識，所以是ＳＣ－６ｘｘ家族里最易使用的產品。
ＳＣ－６９１是一個標準的從合成器，可以和主處理器一起工作，可應用于各種跟語音相關的產品中，如安全系統、學習輔助工具、游戲和玩具等。它的高質量、低位率加密、易于與主機匹配的界面、數字增益可控制、低功耗睡眠模式以及低壓工作等特性使其成為需要長時間播放語音、開發周期短、以及要通過從機來控制周邊裝置等應用的理想器件。
ＳＣ－６９１支持多種語音合成算法。不同算法所用到的數據存儲容量不同。當采用ＭＸ的合成算法時，最低的數據率可達１．０ｂｐｓ，亦即一秒的語音數據只占一個位的空間。用戶可以自己權衡語音質量與數據空間的關系，以滿足自己的性能價格要求。
ＳＣ－６９１的最大特點是其播放單通道ＦＭ音樂可與ＣＸ／ＭＸ語音數據同步進行，這使得ＳＣ－６９１能在以ＭＸ／ＣＸ格式說話的同時播放背景音樂。
２ 主要特性
ＳＣ－６９１語音合成芯片具有如下特性：
●通過寄存器擴展可提供無限長時間的語音播放；
●運行速度高達１２．３２ＭＩＰＳ；
●支持多種算法，其數據率范圍：在ＭＸ及８ｋＨｚ采樣頻率時可達１．０ｋｂｐｓ～－３．５ｋｂｐｓ；而在ＣＸ及８ｋＨｚ采樣頻率時，則分別為３．０ｋｂｐｓ、３．７ｋｂｐｓ、４．５ｋｂｐｓ、６．２ｋｂｐｓ、７．７ｋｂｐｓ和１１．２ｂｐｓ。
另外?該器件還具有ＡＤＰＣＭ、單通道ＦＭ合成、單通道ＦＭ與ＣＸ／ＭＸ的混合模式等。
●采用中斷驅動來傳送語音與命令；
●具有６級數字增益控制；
●帶有４個用戶可配置的Ｉ／Ｏ口；
●具有可選的４位或８位數據總線；
●有三種降低功耗的待機模式，可延長電池壽命（深度睡眠模式下電流小于１０μＡ）；
●時鐘可選，用戶可根據情況選擇低成本的１％電阻或高精度３２．３６８ｋＨｚ晶振做系統時鐘；
●低電壓工作（３Ｖ～５．２Ｖ），適用于手持產品；
●４位模式時可在任何時候停止說話，并可在支持說話的同時傳送命令，以執行一定的任務，可直接驅動３２Ω的揚聲器；
●在播放ＣＸ／ＭＸ語音數據時可播放單通道的ＦＭ音樂；
●具有裸片與６４腳ＬＱＦＰ封裝可供選擇。
３ 引腳功能和內部結構
ＳＣ－６９１具有３６腳裸片和６４腳ＬＱＦＰ兩種封裝形式。圖１是其ＬＱＦＰ封裝的引腳排列圖，各引腳的功能說明如表１所列。圖２是其內部結構框圖。
表1 SC-691的引腳說明
| 引 腳 | 引腳名 | I/O類型 | 功 能 |
| 39～36 | DATA0～DATA3 | 輸入/輸出 | 數據位0～3 |
| 35 | DATA4或DATA/COMMAND | 輸入/輸出 | 4位模式時為DATA/COMMAND腳，用來指示主機傳送的命令還是數據。8位模式是數據位4 |
| 3432 | DATA5～DATA7 | 輸入/輸出 | 數據位5～7（8位模式時） |
| 6 | INRDY | 輸出 | 從機向主機發出的輸出信號。低電平表明SC-691準備接收數據或命令。高電平指示SC-691處于忙狀態，主機不能寫任何數據或命令給它 |
| 5 | OUTRDY | 輸出 | 從機向主機發送的輸出信號。低電平指示SC-691準備向主機發送命令或數據 |
| 43～40 | PD4～PD7 | 輸入/輸出 | 通用I/O總線 |
| 3 | R/W | 輸入 | 來自主機的輸入信號。主機讀操作時將其置高，寫操作時將其置低 |
| 4 | STROBE | 輸入 | 來自主機的輸入信號。在讀寫序列里與R/W信號聯合使用。在讀/寫操作的序列里，該信號被拉成高-低-高 |
| 15 | OSCOUT | 輸出 | 阻抗振蕩器/晶體振蕩器的輸出端 |
| 14 | OSCIN | 輸入 | 阻抗振蕩器/晶體振蕩器的輸入端 |
| 13 | PLL | 輸出 | 鎖相環濾波器的輸出 |
| 11 | SCANIT | 輸入 | 掃描口數據輸入 |
| 8 | SCANOUT | 輸出 | 掃描口數據輸出 |
| 10 | SCANCLK | 輸入 | 掃描口時鐘 |
| 9 | SYNC | 輸入 | 掃描口同步 |
| 7 | TEST | 輸入 | 測試模式 |
| 47 | DACP | 輸出 | 數模加輸出 |
| 45 | DACM | 輸出 | 數模減輸出 |
| 12 | RESET | 輸入 | 復位腳，低電平有效 |
| 1，2，31，44，46 | VDD | 處理器電源，額定電壓為5V | |
| 16，48，49，64 | VSS | 接地 |
４ 應用
ＳＣ－６９１型語音和音樂合成芯片的電源電壓（ＶＤＤ）范圍為３～５．２Ｖ，它的ＣＰＵ時鐘 ｆ?ＣＰＵ?范圍為６４～１２３２０ｋＨｚ，其ＤＡＣＰ和ＤＡＣＭ間的負荷電阻Ｒ?ＤＡＣ?最小應大于３２Ω。
根據通信數據總線的寬度不同，ＳＣ－６９１具有兩種通訊模式：４位模式和８位模式。兩種模式所需的總線資源如表２所示。
表2 通訊資源分配表
| 具體總線 | SC-691（4位模式） | SC-691（8位模式） |
| 數據線總線 | 4 | 8 |
| 控制線總線 | 3（STROBE，R/W，data/command） | 2（STROBE，R/W） |
| 狀態線總線 | 2（INRDY，OUTRDY） | 2（INRDY，OUTRDY） |
| 通用I/O口總線 | 4 | 4 |
| 命令支持（說話時） | 是 | 束 |
圖３是一個語音電子書的系統結構圖。其中可插式存儲卡內存儲的是ＳＣ－６９１可用的語音數據。通過更換可插式存儲卡的內容可以更換電子書的內容。一般情況下，可使用ＭＭＣ卡。
主控機通過串行接口可以與ＰＣ機進行通訊，以便更換電子書的內容。主控機讀取卡內數據并將該數據傳送到ＳＣ－６９１可將其播放出來。
利用ＳＣ－６９１可將接收到的語音數據（即電子書內容）信號進行合成并播放。利用顯示模塊通過文本形式可將電子書的內容顯示出來。
輸入模塊用于對電子書進行控制，如開關機、讀書等。在該系統中，主控機與ＳＣ－６９１間以４位模式進行通訊。
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